發(fā)酵稻草抑藻機(jī)理研究

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1、吳小平等：發(fā)酵稻草抑藻機(jī)理研究21發(fā)酵稻草抑藻機(jī)理研究吳小平，張平靜福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建福州350002摘要：稻草在通氣條件下經(jīng)1個(gè)月發(fā)酵后，發(fā)酵稻草及其發(fā)酵液對(duì)魚(yú)腥藻和念珠藻的生長(zhǎng)具有顯著的抑制效果，而對(duì)小球藻的抑制效果不明顯，這說(shuō)明發(fā)酵稻草的抑藻作用是有特異性的；經(jīng)過(guò)滅菌的發(fā)酵稻草、沒(méi)有經(jīng)過(guò)發(fā)酵的稻草則沒(méi)有抑藻作用，顯示抑制藻類的物質(zhì)是在稻草經(jīng)過(guò)發(fā)酵后形成的，且該物質(zhì)對(duì)熱敏感。我們從發(fā)酵稻草中分離出21株微生物，發(fā)現(xiàn)其中一株（B3）具有和發(fā)酵稻草相同的抑藻效果，它能強(qiáng)烈地抑制魚(yú)腥藻和念珠藻的生長(zhǎng)，但它的

2、發(fā)酵濾液沒(méi)有抑制作用。本實(shí)驗(yàn)表明發(fā)酵稻草的抑藻作用是由于稻草在發(fā)酵過(guò)程中富集了某種微生物，這種微生物直接作用于藻類，使藻類的生長(zhǎng)受到抑制，甚至死亡。關(guān)鍵詞：水華；發(fā)酵稻草；抑藻；微生物中圖分類號(hào)：X171文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2006）01-0020-03吳小平等：發(fā)酵稻草抑藻機(jī)理研究21水體富營(yíng)養(yǎng)化是全球性環(huán)境問(wèn)題,是指由于人類的活動(dòng)，使得水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集，引起藻類以及其它水生生物過(guò)量繁殖，水呈綠色或混濁呈褐色，水體透明度下降，溶解氧降低，造成水質(zhì)惡化，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生“水華”，使得整個(gè)生態(tài)平衡發(fā)

3、生改變而造成危害的一種污染現(xiàn)象[1－2]。當(dāng)前湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的治理途徑和對(duì)策，主要有如下幾點(diǎn)[3－4]：①防止含有高濃度的氮和磷物質(zhì)排放到水中；②形成“水華”的藻類對(duì)2,3-二氯-1,4-萘醌等化合物有高度專一性敏感，在富營(yíng)養(yǎng)化水體中加入這種化合物可以去除水中的顏色，并可引起細(xì)胞裂解；③在水中引進(jìn)合適的其他生物，如魚(yú)苗、甲殼動(dòng)物、或漂浮被子植物等，他們直接或間接以藻類為食，或消耗水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，或影響藻類的光合作用等，從而抑制藻類的過(guò)度生長(zhǎng)和控制其危害的程度；④形成水華的藍(lán)藻可以受到相應(yīng)微生物的控制，如真菌可以通過(guò)兩個(gè)

4、途徑作用于有害藻類，一是釋放抗生素或抗生素類的物質(zhì)，二是寄生溶藻；⑤控制水華的另一種方法是用化學(xué)方法和生物方法從水體中去除含磷化合物。化學(xué)方法是利用生石灰、硫酸釩土和氯化鐵對(duì)含磷化合物進(jìn)行凝聚沉淀，從而去除水中含磷化合物。生物學(xué)方法則是利用一些能形成異染顆粒的細(xì)菌（如硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等）除去污水中含磷化合物。上述各種治理方法多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)和嘗試階段，成熟經(jīng)驗(yàn)并不多。在國(guó)外，Newmen等[5]報(bào)道了發(fā)酵大麥秸有效的控制水華發(fā)生的新途徑。Welch和Barrett等[6]報(bào)道了大麥秸可用于水渠或水庫(kù)水華的控制。Nak

5、ai[7]認(rèn)為許多水生植物產(chǎn)生的化感物質(zhì)能夠抑制藻類的生長(zhǎng)。在國(guó)內(nèi)，萬(wàn)宏等報(bào)道了稻草具有與大麥相似的性質(zhì)[8]。鑒于這種方法的經(jīng)濟(jì)性和安全性，以及我國(guó)水稻播種面積廣闊，水稻資源極為豐富的具體情況，本文選擇了稻草作為控藻研究的實(shí)驗(yàn)材料，探討發(fā)酵稻草抑藻的作用機(jī)理。以期通過(guò)該研究探索出有效的、經(jīng)濟(jì)的、無(wú)二次污染的以及生態(tài)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)小的控制水華發(fā)生的新方法。1材料與方法1.1稻草的發(fā)酵將收割后的稻草剪成2cm長(zhǎng)的小段，將稻草浸泡在自來(lái)水中（自來(lái)水在使用前放置2周，以除去自來(lái)水中的氯氣），用氣泵向浸泡有稻草的玻璃缸內(nèi)充氣，使稻草

6、在有氧、20~30℃的條件下自然發(fā)酵，一個(gè)月后用于實(shí)驗(yàn)。1.2實(shí)驗(yàn)藻種及培養(yǎng)條件實(shí)驗(yàn)藻種為魚(yú)腥藻（Anabaenaazolla）、念珠藻（Nostoc）、小球藻（Chlorella）以及從農(nóng)大池塘取回的池塘混合藻。魚(yú)腥藻、念珠藻、小球藻由福建農(nóng)林大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室提供，其中培養(yǎng)魚(yú)腥藻和念珠藻的培養(yǎng)液為水生111號(hào)無(wú)氮培養(yǎng)基：K2HPO40.075g、MgSO4?7H2O0.0125g、CaCO30.1g、水1000mL。培養(yǎng)小球藻和混合藻的培養(yǎng)基為Bristol培養(yǎng)液：NaNO316g、CaCl21g、MgSO4?7H

7、2O3g、K2HPO43g、KH2PO43g、NaCl1g、水1000mL。培養(yǎng)條件：魚(yú)腥藻、念珠藻、小球藻、混合藻的培養(yǎng)溫度在20~30℃范圍內(nèi)，控制光強(qiáng)在1000~2500lx內(nèi)，連續(xù)光照培養(yǎng)。吳小平等：發(fā)酵稻草抑藻機(jī)理研究211.3藻類生長(zhǎng)的測(cè)定方法藻類生長(zhǎng)的測(cè)定方法采用測(cè)定水體中的葉綠素a含量的測(cè)定方法[9]。1.4發(fā)酵稻草及其發(fā)酵液對(duì)各種藻生長(zhǎng)的影響將所得的各種藻進(jìn)行富集培養(yǎng)，搖勻后分別取1mL藻液加入到各個(gè)含有200mL相應(yīng)培養(yǎng)液的三角瓶中，并分別加入發(fā)酵稻草1g、3g；滅菌發(fā)酵稻草1g、3g；稻草發(fā)酵液

8、1mL、3mL；新鮮稻草（水浸24h）3g。各處理及空白對(duì)照（加水3mL）均設(shè)3次重復(fù)。每天觀察記錄培養(yǎng)液的變化。1.5發(fā)酵稻草的微生物分離1.5.1培養(yǎng)基用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬鈴薯培養(yǎng)基、高氏1號(hào)培養(yǎng)基、VY/2培養(yǎng)基、培養(yǎng)基A[10]。1.5.2微生物的分離純化方法一般微生物的分離采用稀釋分離法，純化采用劃線分離法[11]。粘細(xì)菌的分離借