溫度與鹽度對刺松藻生長和營養(yǎng)鹽吸收的影響

魏麗媛, 鄭怡

1.福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 福州 350117；2.山西同煤二中， 山西 大同 140214

刺松藻(CodiumfragileHariot)是一種多年生海藻，隸屬于綠藻門(Chlorophyta)，綠藻綱(Chlorophyceae)，管藻目(Siphonales)，松藻科(Codiaceae)，松藻屬(Codium)。其藻體呈黑綠色，質(zhì)地類似海綿，形狀似鹿角，具有多個分叉枝節(jié)，夏季生長繁茂，且大多生長于中潮和低潮的巖石上。該藻類植物具有消除人體內(nèi)蛔蟲的功效[5]，還具有清熱解毒、利尿消腫的功效[6-7]；其多糖在抗腫瘤、抗凝血方面具有顯著作用[8]，可以作為抗腫瘤的抑制劑和增效劑應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)[9]。刺松藻本身還具有高蛋白質(zhì)、高膳食纖維、低熱量、低脂肪等特點(diǎn)，是天然保健食品，刺松藻干品也可用作副食品及藥物原料[10]。

刺松藻憑借多種藥用價值和較高的營養(yǎng)價值，具有廣闊的市場前景，但目前其養(yǎng)殖規(guī)模依然有待提高。葉金聰?shù)萚11]開展了一系列刺松藻人工繁育實(shí)驗(yàn)，并通過有性和營養(yǎng)體兩種繁殖方式成功培育出刺松藻幼苗，但有關(guān)刺松藻養(yǎng)殖并無太多參考資料。目前已有較多有關(guān)環(huán)境因子(如溫度、鹽度、光照強(qiáng)度等)對大型海藻(如鼠尾藻、蜈蚣藻、孔石莼等)營養(yǎng)鹽吸收影響的研究[12-14]，但有關(guān)不同環(huán)境因子下刺松藻的營養(yǎng)鹽吸收作用研究相對較少。本研究以從福建省連江縣羅源灣海域養(yǎng)殖筏架采取的刺松藻為實(shí)驗(yàn)材料，在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究溫度(18、25、32 ℃)和鹽度(10、20、30)對刺松藻生長和營養(yǎng)鹽吸收的影響，以期為其作為生物修復(fù)種群的實(shí)際應(yīng)用以及人工養(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

刺松藻(CodiumfragileHariot)采自福建省連江縣羅源灣海域養(yǎng)殖筏架。

主要儀器：酸度計(jì)(杭州雷磁分析儀器廠)；溶解氧測定儀(意大利HANNA公司)；紫外可見光光度計(jì)(上海美譜達(dá)儀器有限公司)；手持式鹽度儀(常州諾基儀器有限公司)；超純水器(美國Millipore公司)；顯微鏡及成像系統(tǒng)(日本Olympus公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1刺松藻暫養(yǎng) 為獲得良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)之前對藻段進(jìn)行適應(yīng)性處理，處理周期為7 d。將采集的刺松藻袋裝運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，多次清洗去除雜物，挑選完整健康的藻體作為檢測對象，并進(jìn)行充氣暫養(yǎng)，暫養(yǎng)介質(zhì)為過濾的海水，每隔2 d更換過濾的海水，加入適量f/2配方培養(yǎng)液，每日均勻攪拌5～6次，培養(yǎng)水溫保持在21 ℃，光照強(qiáng)度保持在1 000～1 500 lx之間，光照時間為12 h。

特定生長率(SGR，%/d)按照下列公式計(jì)算[16]：

ηSGR=[(Wt-W0)/t]×100%

(1)

式中W0為選取藻段的初始鮮重，g；Wt為在實(shí)驗(yàn)室第t天測量時的鮮重，g。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)采用雙因子方差和Duncan多重比較的方法處理數(shù)據(jù)，以P<0.01為差異極顯著、P<0.05為差異顯著；將記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差處理，而后依據(jù)處理結(jié)果通過Excel軟件生成柱狀圖和二維曲線，根據(jù)曲線進(jìn)行結(jié)果分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度和鹽度對刺松藻生長的影響

為分析溫度和鹽度對刺松藻生長的影響，將其置于不同溫度(18、25、32 ℃)和鹽度(10、20、30)的組合條件下進(jìn)行培養(yǎng)，并定期稱重。所測得的在不同溫度和鹽度條件下刺松藻的生長情況如圖1所示。由圖1可知，溫度分別為18 ℃和25 ℃時，刺松藻的最適生長鹽度為20，而且在25 ℃、鹽度20時其特定生長率最高；在18 ℃、鹽度10時其特定生長率為負(fù)值。當(dāng)溫度為32 ℃時，在鹽度分別為10和20的條件下，刺松藻的生長率均為負(fù)值，藻體出現(xiàn)嚴(yán)重潰爛；鹽度為30，刺松藻能正常生長，但生長率小于18 ℃、鹽度20和25 ℃、鹽度20組合。鹽度和溫度對刺松藻的生長都有較大影響，刺松藻最適生長的溫度和鹽度分別是25 ℃、20。

通過雙因子方差分析和Duncan多重比較可知，溫度對刺松藻生長的影響極顯著(FT=18.296，P<0.01)，鹽度對刺松藻生長的影響顯著(Fs=7.609，P<0.05)，二者的交互作用顯著(F=5.956，P<0.05)。顯然溫度對刺松藻生長的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鹽度對其的影響。

2.2 溫度和鹽度對刺松藻營養(yǎng)鹽吸收的影響

圖1 不同溫度、鹽度下刺松藻特定生長率Fig.1 The specific growth rate of Codium fragile under different temperature and salility

圖質(zhì)量濃度的動態(tài)變化Fig.2 Variations of concentration

圖質(zhì)量濃度的動態(tài)變化Fig.3 Variations of concentration

3 討論

近年來，隨著養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，海洋富營養(yǎng)化問題日益加劇。利用大型海藻所具有的超吸收氮磷營養(yǎng)鹽的能力，可有效治理和修復(fù)富營養(yǎng)化海域。海藻種類不同，其生長環(huán)境的差異也較大。在較深水域生長的海藻所處環(huán)境相對較為穩(wěn)定，而生長在較淺水域的海藻大多處于生態(tài)因子變化較為劇烈的條件下[17]。刺松藻主要生長在中潮或低潮水域，潮水的漲落、降水等對海水的溫度和鹽度變化較為突出。刺松藻還具有多種藥用價值，有一定的抑菌效果，刺松藻多糖對機(jī)體腫瘤生長具有明顯的抑制作用，價值高，前景好。但就目前來看，刺松藻的養(yǎng)殖規(guī)模不大，有關(guān)刺松藻養(yǎng)殖的相關(guān)資料比較少。因而本文在實(shí)驗(yàn)室條件下研究了環(huán)境因子(溫度和鹽度)對刺松藻生長及營養(yǎng)鹽吸收的影響，為刺松藻人工養(yǎng)殖和養(yǎng)殖區(qū)海水修復(fù)提供了參考。

圖質(zhì)量濃度的動態(tài)變化Fig.4 Variations of concentration

圖5 PO43--P質(zhì)量濃度的動態(tài)變化Fig.5 Variatings of PO43--P concentration

本研究表明，刺松藻在較寬的溫度范圍內(nèi)均可生長，這與葉金聰?shù)萚11]的研究結(jié)果相似。在32 ℃下，只有鹽度30的環(huán)境中刺松藻生長良好，且在18 ℃、鹽度10條件下，出現(xiàn)負(fù)生長，說明刺松藻可適應(yīng)高溫高鹽環(huán)境，不適應(yīng)低溫低鹽和高溫低鹽環(huán)境。鹽度和溫度的變化會引起海水滲透壓的改變[18]。當(dāng)海水的鹽度低于其最適范圍，必然影響其滲透壓，降低藻類對其營養(yǎng)鹽吸收的能力，抑制其生長[19-20]。海水的溫度改變也可能導(dǎo)致藻體內(nèi)有關(guān)呼吸和光合作用的酶活性受到抑制，從而導(dǎo)致其生長緩慢，甚至出現(xiàn)藻體潰爛現(xiàn)象。本研究顯示，在較高溫度條件下，刺松藻對P、N的吸收效果優(yōu)于低溫條件，分析原因可能是：溫度改變藻類細(xì)胞膜的生理特性，低溫可能會阻止膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白構(gòu)象的變化，進(jìn)而阻止了蛋白質(zhì)攜帶可溶性營養(yǎng)鹽分子通過細(xì)胞膜，且用來還原硝態(tài)鹽的底物也較缺乏，從而減慢了對N、P的吸收[21-22]；而高鹽度條件下，藻類生長需要更多的能量以維持其正常的滲透條件以及特定的離子濃度[23-25]，從而對N、P的吸收效果較好。值得注意的是，本研究中，在第1天培養(yǎng)后，刺松藻對硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的吸收較好，但銨鹽的濃度不減反增，其具體原因仍需進(jìn)一步研究。

在富營養(yǎng)化海域區(qū)大量養(yǎng)殖刺松藻，既發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又改善環(huán)境，這種環(huán)境友好型的生態(tài)養(yǎng)殖模式無疑會成為新趨勢。由于四季環(huán)境因素的變化，也可根據(jù)不同海藻的生活習(xí)性，交替養(yǎng)殖大型海藻，或者是藻類與魚、蝦、貝等混合系統(tǒng)養(yǎng)殖模式，來對水體進(jìn)行修復(fù)，可進(jìn)一步展開深入研究。