光照对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响
光照是浮游植物生长主要的能量来源,它通过影响光合作用的效率而影响藻类生长。本次试验,通过设置660lx,2200lx,4400lx,6600lx四个光照梯度,研究不同光照强度对普通小球藻(Chlorella vulgaris)和鱼腥藻(Anabaenasp.strain PCC)生长和种间竞争的影响。结果表明单种培养条件下,鱼腥藻和普通小球藻的最大藻细胞浓度总体上随着光照强度的增强而升高;普通小球藻在660 lx、2200 lx、4400 lx、6600 lx光照强度下达到最大藻细胞浓度的时间分别为14 d、15 d、17 d、17 d,最大藻细胞浓度分别为961.2×104 cells·mL-1、1858.3×104 cells·mL-1、3258.8×104 cells·mL-1、3227.2×104 cells·mL-1;鱼腥藻在四个光照下达到最大藻细胞浓度的时间分别为17d、18d、21d、21d,最大藻细胞浓度分别为4018.3×104 cells·mL-1、8325.0×104 cells·mL-1、10552.8×104 cells·mL-1、10073.4×104 cells·mL-1。共同培养条件下,光照强度对两种藻的竞争作用产生显著影响,四组光照强度下,鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)均小于普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1藻种与培养 2
1.2试验设置 2
1.3细胞计数 2
1.4数据整理 2
1.4.1比生长速率2
1.4.2生长拟合曲线3
1.4.3竞争抑制参数的计算3
1.5统计分析 3
2结果与分析3
2.1不同光照强度下普通小球藻和鱼腥藻的生长情况3
2.2普通小球藻和鱼腥藻的种间竞争抑制参数5
3讨论 6
3.1光照对单种培养体系中普通小球藻和鱼腥藻生长的影响6
3.2光照对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响6
3.3不同光照 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
下普通小球藻和鱼腥藻的竞争结果6
致谢7
参考文献7
光照对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响
引言
引言 随着我国水产养殖集约化程度的提高和人工配合饲料的使用,渔业的生产效益大幅增长。但集约化水产养殖为渔民带来经济效益的同时,也相应引发了养殖密度过大,滥用渔药、添加剂等问题[1],导致水体污染。加上其他人类活动的加剧,工业废水、生活污水,农田退水等大量进入天然水体,造成水体富营养化和有害藻类的爆发性增长,使养殖水体恶化、水产品质量下降,生态环境遭到破坏,生物多样性受到损害[2],严重危害了渔业的可持续发展和人类的生产生活。
浮游植物是水生生态系统的初级生产者,作为物质循环和能量流动的基础,浮游植物的种群变动、群落结构直接影响水生生态系统的结构与功能[3]。而温度、光照、营养盐、pH等环境因素影响、制约着浮游植物的生长及种间竞争[4]。
普通小球藻是绿藻门小球藻属一种球形单细胞藻类,是一种高效的光合植物,生长速度快,易于培养,也广泛分布在天然水体中,且对水体的氮、磷等营养物有较强净化吸收的效果[5]。鱼腥藻是蓝藻门的淡水藻类,是富营养化水体中的常见藻类。研究普通小球藻和鱼腥藻的生长竞争关系,将有助于为控制水体富营养化和科学养殖提供重要的理论依据。
在各种环境因素中,光照是浮游植物生长主要的能量来源,当温度、营养盐、pH等环境因素一定时,光照强度与光照周期决定藻类光合作用的效率。本次试验旨在通过改变光照强度,探究不同光照强度对单种培养的普通小球藻(有益藻)和鱼腥藻(有害藻)生长的影响,以及共同培养条件下不同光照强度对两种藻生长竞争的影响,以期揭示二者种间相互关系,为水产养殖过程控制、精准培水技术、水体富营养化控制提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 藻种与培养
实验所用普通小球藻(Chlorella vulgaris)、鱼腥藻(Anabaena sp. strain PCC)购自中国科学院水生生物研究所。实验中使用的玻璃仪器均经清水冲洗后,在质量浓度为1%的稀盐酸中浸泡30min,再用无菌水冲洗,高温灭菌,烘干备用。藻种扩大培养液为BG11培养基,光照强度约为2.2×103 lx,光暗周期为12 h:12 h,温度为25 ℃。每天光照期间,为使藻类接受均匀的光照,每隔2h手工摇匀锥形瓶1次,暗期则静置。
1.2 试验设置
实验设置4个光照梯度,分别为660 lx、2200 lx、4400 lx、6600 lx。每个光照梯度设置3个试验组,分别为普通小球藻单独培养组(简称C组)、鱼腥藻单独培养组(简称A组)、鱼腥藻和普通小球藻共同培养组(简称CA组)。每组试验设置3个平行。
各组普通小球藻、鱼腥藻的初始接种密度均设置为5×105 cellmL1,接种在含200mL培养液的250mL锥形瓶中,然后置于光照恒温培养箱内,在不同光照下进行一次性培养(中途不更换培养液),各实验组除光照外,其他条件完全一致。
1.3 细胞计数
自实验开始后每24h计数藻类数量。计数方法参照《水和废水监测分析方法(第四版)》[6]。直到所有藻类均出现负增长时试验结束,藻类出现负增长的前一天所得藻类浓度即为其最大生长浓度。
1.4 数据整理
1.4.1 比生长速率
特定增长率由藻类现存量的对数对培养时间的经验回归方程计算[7]:
ln=μn()(n=1,2,3,4,)(1)
式中:μn表示第n天的比生长速率;N表示细胞浓度(cellsmL1);t—对应于培养时间,d。平均比生长速率(μ)即为藻类从试验开始至最大浓度期间比生长速率的平均值,用于比较藻类生长速率的大小。
1.4.2 生长拟合曲线
藻类的增长过程利用Logistic方程对数形式ln=art(2)拟合。式中:N表示藻类生物量生长浓度;K表示最大生长浓度; r为内禀增长率;t为生长时间。
1.4.3 竞争抑制参数的计算
利用LotkaVolterra竞争模型的差分形式[7](式3、式4):
=(n=1,2,3,4,)(3)
=(n=1,2,3,4,)(4)
式中,Nc和Na分别为共同培养时的鱼腥藻和普通小球藻在对应培养时间t时的数量(×104 cellsmL1);rc和ra分别为鱼腥藻和普通小球藻的单种培养时计算得出的内禀增长率;Kc和Ka分别为鱼腥藻和普通小球藻单种培养时,藻细胞的最大生长浓度;α和β分别为共同培养时鱼腥藻对普通小球藻和普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数。应用Logistic方程二阶导数推算出藻类增长过程中的抑制起点,并计算拐点以后单位时间内的所有竞争抑制参数并取其均值作为该种藻类对另一种藻类的竞争抑制参数估计值[8]。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1藻种与培养 2
1.2试验设置 2
1.3细胞计数 2
1.4数据整理 2
1.4.1比生长速率2
1.4.2生长拟合曲线3
1.4.3竞争抑制参数的计算3
1.5统计分析 3
2结果与分析3
2.1不同光照强度下普通小球藻和鱼腥藻的生长情况3
2.2普通小球藻和鱼腥藻的种间竞争抑制参数5
3讨论 6
3.1光照对单种培养体系中普通小球藻和鱼腥藻生长的影响6
3.2光照对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响6
3.3不同光照 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
下普通小球藻和鱼腥藻的竞争结果6
致谢7
参考文献7
光照对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响
引言
引言 随着我国水产养殖集约化程度的提高和人工配合饲料的使用,渔业的生产效益大幅增长。但集约化水产养殖为渔民带来经济效益的同时,也相应引发了养殖密度过大,滥用渔药、添加剂等问题[1],导致水体污染。加上其他人类活动的加剧,工业废水、生活污水,农田退水等大量进入天然水体,造成水体富营养化和有害藻类的爆发性增长,使养殖水体恶化、水产品质量下降,生态环境遭到破坏,生物多样性受到损害[2],严重危害了渔业的可持续发展和人类的生产生活。
浮游植物是水生生态系统的初级生产者,作为物质循环和能量流动的基础,浮游植物的种群变动、群落结构直接影响水生生态系统的结构与功能[3]。而温度、光照、营养盐、pH等环境因素影响、制约着浮游植物的生长及种间竞争[4]。
普通小球藻是绿藻门小球藻属一种球形单细胞藻类,是一种高效的光合植物,生长速度快,易于培养,也广泛分布在天然水体中,且对水体的氮、磷等营养物有较强净化吸收的效果[5]。鱼腥藻是蓝藻门的淡水藻类,是富营养化水体中的常见藻类。研究普通小球藻和鱼腥藻的生长竞争关系,将有助于为控制水体富营养化和科学养殖提供重要的理论依据。
在各种环境因素中,光照是浮游植物生长主要的能量来源,当温度、营养盐、pH等环境因素一定时,光照强度与光照周期决定藻类光合作用的效率。本次试验旨在通过改变光照强度,探究不同光照强度对单种培养的普通小球藻(有益藻)和鱼腥藻(有害藻)生长的影响,以及共同培养条件下不同光照强度对两种藻生长竞争的影响,以期揭示二者种间相互关系,为水产养殖过程控制、精准培水技术、水体富营养化控制提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 藻种与培养
实验所用普通小球藻(Chlorella vulgaris)、鱼腥藻(Anabaena sp. strain PCC)购自中国科学院水生生物研究所。实验中使用的玻璃仪器均经清水冲洗后,在质量浓度为1%的稀盐酸中浸泡30min,再用无菌水冲洗,高温灭菌,烘干备用。藻种扩大培养液为BG11培养基,光照强度约为2.2×103 lx,光暗周期为12 h:12 h,温度为25 ℃。每天光照期间,为使藻类接受均匀的光照,每隔2h手工摇匀锥形瓶1次,暗期则静置。
1.2 试验设置
实验设置4个光照梯度,分别为660 lx、2200 lx、4400 lx、6600 lx。每个光照梯度设置3个试验组,分别为普通小球藻单独培养组(简称C组)、鱼腥藻单独培养组(简称A组)、鱼腥藻和普通小球藻共同培养组(简称CA组)。每组试验设置3个平行。
各组普通小球藻、鱼腥藻的初始接种密度均设置为5×105 cellmL1,接种在含200mL培养液的250mL锥形瓶中,然后置于光照恒温培养箱内,在不同光照下进行一次性培养(中途不更换培养液),各实验组除光照外,其他条件完全一致。
1.3 细胞计数
自实验开始后每24h计数藻类数量。计数方法参照《水和废水监测分析方法(第四版)》[6]。直到所有藻类均出现负增长时试验结束,藻类出现负增长的前一天所得藻类浓度即为其最大生长浓度。
1.4 数据整理
1.4.1 比生长速率
特定增长率由藻类现存量的对数对培养时间的经验回归方程计算[7]:
ln=μn()(n=1,2,3,4,)(1)
式中:μn表示第n天的比生长速率;N表示细胞浓度(cellsmL1);t—对应于培养时间,d。平均比生长速率(μ)即为藻类从试验开始至最大浓度期间比生长速率的平均值,用于比较藻类生长速率的大小。
1.4.2 生长拟合曲线
藻类的增长过程利用Logistic方程对数形式ln=art(2)拟合。式中:N表示藻类生物量生长浓度;K表示最大生长浓度; r为内禀增长率;t为生长时间。
1.4.3 竞争抑制参数的计算
利用LotkaVolterra竞争模型的差分形式[7](式3、式4):
=(n=1,2,3,4,)(3)
=(n=1,2,3,4,)(4)
式中,Nc和Na分别为共同培养时的鱼腥藻和普通小球藻在对应培养时间t时的数量(×104 cellsmL1);rc和ra分别为鱼腥藻和普通小球藻的单种培养时计算得出的内禀增长率;Kc和Ka分别为鱼腥藻和普通小球藻单种培养时,藻细胞的最大生长浓度;α和β分别为共同培养时鱼腥藻对普通小球藻和普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数。应用Logistic方程二阶导数推算出藻类增长过程中的抑制起点,并计算拐点以后单位时间内的所有竞争抑制参数并取其均值作为该种藻类对另一种藻类的竞争抑制参数估计值[8]。
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