黑藻生产力的研究

黑藻是一种广泛分布于我国各地的野生沉水植物,但在南方的一些养鱼场进行了人工种植。本文报道了如下内容:黑藻生产力的测定值;水温、光强度和植株密度对黑藻生产力的影响;种黑藻养鱼池中溶氧、二氧化碳和pH的昼夜变化规律,以及黑藻断枝的无性繁殖。     

狐尾藻与黑藻断枝的不定根和新芽的形成

比较狐尾藻和黑藻2种沉水植物不同节位和不同长度断枝的不定根和新芽形成时间的结果表明,随着断枝节位的下降或断枝长度的增加,狐尾藻不定根的形成时间分别呈延长和缩短的趋势,其新芽均呈缩短趋势;而黑藻不定根的形成时间均呈缩短趋势,其新芽受节位与长度的影响不明显。     

两种沉水植物黑藻和伊乐藻的种间竞争

采用取代系列实验方法,主要从竞争期的长短出发,研究了黑藻(Hydrilla verticillata)和伊乐藻(Elodea nuttallii)的种间竞争关系,并考查了在不同底质(土壤)肥力下两者种间竞争能力的变化情况。实验发现,伊乐藻由于具有较强的耐寒能力,在冬春时空竞争方面占有明显的优势,从而在周年实验中表现出较强的竞争优势,取代黑藻生长。而在短期实验中,黑藻由于可在水面生长形成较上位的冠层的特性,与伊乐藻相比在水体上层空间占领和阳光获取方面具有一定的优势,因此造成两种间竞争的不平衡,竞争偏利于黑藻,且这种优势随底质(土壤)肥力的增加而有所增强,但并没有明显取代现象的发生,两物种可以在混合种群中共存。     

狐尾藻断枝上不定根与芽发生的初步研究

本文比较研究了不同节位和不同长度狐尾藻断枝的不定根和芽的发生时间及其形成幼苗的频率(本文中的幼苗指最终形成了不定根和芽的断枝)。结果表明:在狐尾藻顶芽以下叶已完全展开的茎段部分,不定根和芽的发生时间呈现出随着节位下降而逐渐缩短的趋势,而幼苗形成频率呈现出随着节位下降而增高的趋势;断枝的长度(用断枝所含的茎节数表示)对不定根和芽的发生时间及幼苗形成频率也有明显的影响。断枝长度增加,不定根和芽的发生时间缩短,形成幼苗的频率升高。另外与抛掷方式相比,扦插延长多节断枝的不定根和芽形成时间,但提高幼苗的形成频率。这些研究结果为制定水体生态系统中狐尾藻的恢复和管理措施提供了参考。     

温度和光照对黑藻生长及净化污水效果的影响

研究温度和光照对黑藻(Hydrilla verticillata(Linn.f.)Royle)生长和净化污水效果的影响。结果表明在35℃、25℃的培养中黑藻生长旺盛,经过15d的培养,植株生物量显著高于5℃的处理(P0.05),对总氮(TN)的去除率达到78%,对总磷(TP)的去除率达到98%;在15℃中黑藻生长较慢,对污水的净化效果有所下降,但对TN和TP的去除率仍达到76%和82%;在5℃的培养中黑藻的生长受到抑制,对TN和TP的去除率都仅为46%,显著低于15、25℃和35℃的处理(P0.05)。在较高光照强度(2000—4000lx)的培养中黑藻的生长和对污染物的去除率无显著差异,而在较低光照强度(1000lx)下,黑藻生长量和对TN和氨态氮(NH4-N)的去除率显著降低(P0.05)。     

黑藻早期个体发育的研究

对黑藻（Hydrilla verticillata）个体发育中的胚胎发育（从合子到种子胚）和种苗发育（从种子到种苗）进行了研究。发现沉水植物黑藻与挺水植物泽泻（Alisma orientale）在胚柄只有1～2个细胞、种子胚苗端发达根端未分化、萌发后根端始分化、分生区之上产生根环与下胚轴毛、初生根短命等特点上基本相同,并对这些特点进行了讨论。     

水体悬浮泥沙对黑藻生长和叶绿素荧光特性的影响

利用粒径小于100 μm的泥沙调制水体浊度分别维持在30、60和90 NTU,将黑藻幼苗种植于上述水体中,定期测定植株的分枝长、分枝数和鲜质量,利用水下饱和脉冲荧光仪（DIVING-PAM）测定叶片在光化光下的荧光参数.结果表明：随着泥沙含量的增加,植株分枝数受到明显抑制,生物量逐渐降低,而分枝长则呈显著增加趋势;随着试验时间的延长,浑浊水体中光化学最大量子产量（F_v/F_m）值呈明显〖JP2〗降低趋势,但显著高于对照.在17 μmol·m^-2·s^-1光化光照射下,与第30天相比,第60天时30、60和90 NTU组植株叶片的有效荧光产量（△F_v′/F_m ′）分别增加了48.9%、36.8%和17.2%（P<0.01）,相对光合电子传递速率（rETR）分别增加了56.7%、42.2%和21.4%（P<0.01）;而在104 μmol·m^-2·s^-1光化光照射下,第60天时植株的△F_v′/F_m′、光化学淬灭系数（q_P）和rETR显著降低,且热耗散能力（q_N）也显著降低,表明黑藻植株适应低光环境, 且在高光强条件下黑藻叶片易受到光伤害.可引种黑藻幼苗于混浊的浅水水体中.     

牧食损害对伊乐藻(Elodea nuttallii)生长的影响

在室外实验条件下,研究了模拟牧食损害(动物牧食所造成的损害)对伊乐藻植株生长的影响。结果表明:3种人工损害方式(去除植株50%叶片,去除植株顶端,以及同时去除植物顶端与50%叶片)对伊乐藻的生长率、主枝与分枝长度的增长、植物的干物质、氮、磷含量等均有不同程度的影响。其中,去叶与去顶去叶损害显著抑制了伊乐藻的生长,相对生长率分别占未受损植株的62.8%与74.4%;去顶与去顶去叶损害使伊乐藻主枝生长几乎停止,却显著促进了植物分枝的生长;去叶损害对植株的生长率、主枝与分枝长度的生长无明显抑制并却显著地降低了分枝的重量。对受损伊乐藻生长的机理进行了分析,探讨了东太湖伊乐藻现存量近年来迅速增加的原因并认为植物残体是伊乐藻种群扩张的重要因素之一。     

狐尾藻属狭域种和广布种断枝的生长与再生能力比较研究

对比研究了广布种穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)和狭域种扬子狐尾藻(M. oguraense Mikisubsp. yangtzense Wang)不同长度(5、10 和15 cm)和不同位置(顶枝、中枝和底枝)断枝的生长和再生能力。研究结果显示, 两物种由断枝生长所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数均随断枝长度的增加而增大;在由不同位置的断枝生长所形成的植株中, 顶枝所形成植株的总生物量最大, 中枝所形成植株的分枝生物量、分枝数和平均分枝长最大。由断枝所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数、平均分枝长和新分枝所处位置在种间均存在显著差异, 穗花狐尾藻顶枝和中枝的生物量较大, 顶枝所产生的分枝位于断枝基部; 扬子狐尾藻的分枝生物量、分枝数及平均分枝长较大, 新产生的分枝多位于断枝顶端附近。研究结果表明穗花狐尾藻和扬子狐尾藻断枝的再生对策不同, 前者是增加对断枝总生物量的投资, 而后者是增加对断枝产生新分枝的投资。研究结果可为进一步开展水生植物广布种与狭域种的生活史对策研究提供资料, 也为湿地物种多样性保护与管理提供科学指导     

三种水鳖科沉水植物释放的脂肪酸类化感物质的分离与鉴定

沉水植物是水生态系统的重要组成部分,在维持水生态系统结构和功能方面具有重要作用[1],其中的一个重要机制就是通过释放化感物质抑制藻类生长,从而保持水体的清水稳态[2]。     

烯效唑对沉水植物伊乐藻(Elodea nuttallii)生长及抗氧化酶活性的影响

研究了烯效唑对沉水植物伊乐藻生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明,烯效唑可以刺激伊乐藻新芽萌发,新生枝条节间距减小,叶片紧密,同时烯效唑对成熟枝条的生长具有明显的抑制作用。低浓度（≤1．0mg／L）、短时间的烯效唑暴露可促进叶绿素a含量的增加,随着暴露时间的延长,处理组叶绿素a含量降低,叶绿素b含量显著增加。烯效唑胁迫下,伊乐藻体内3种抗氧化酶反应灵敏,SOD活性受到显著诱导,CAT活性先升高后降低,POD活性先升高后降低后又升高。说明烯效唑可对植物产生氧化胁迫,诱导抗氧化酶活性升高,当胁迫超过一定强度时,活性氧不能及时清除,对植物体产生氧化损伤。     

伊乐藻对浮游动物群落结构的影响

浮游动物是淡水生态系统的重要组成部分,一方面浮游动物主要以浮游植物作为食物^[1],同时又能摄食细菌^[2、3]、原生动物^[4、5];另一方面浮游动物又是一些鱼类优良的食物^[6、7]。国内外一些研究发现,有大量沉水植物存在的湖区,浮游动物的种类数、数量、生物量和多样性都比存在少量或没有沉水植物的湖区要高^[8-13]。     

水体泥沙对黑藻幼苗生长发育的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60NTU和90NTU的浑浊水体,将黑藻(Hydrilla verticillata)幼苗分别种植于上述水体中,水深约60cm,定期统计植株的节间距、株高、分枝数、叶宽、叶长、鲜重和泥沙附着量,利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定叶片的Fv/Fm,并测定附着泥沙叶片和未附着叶片快速光响应曲线。结果表明,前40d随着水体浊度的增加黑藻植株的节间距、株高呈显著的增加趋势,而分枝数和生物量增长速率呈显著降低趋势。植株生长接近水面后接受的光照强度增加,第60天时株高和叶宽增长受到显著抑制,但植株上层的分枝受到促进,生物量显著增加。同时,随着水体浊度的增加植株上的泥沙附着显著增加,第100天时在30、60NTU和90NTU水体中植株的叶宽分别比对照宽71.4%、57.1%、48.6%,叶长分别为对照的113.0%、85.5%和75.1%,差异极显著(P0.01);在高浊度(60NTU和90NTU)水体中,水体下部生物量显著降低,冠层叶片的Fv/Fm分别仅降低了5.5%(P0.05)、2.9%(P0.05),rETRmax分别降低了2.0%(P0.05)、16.8%(P0.01)。表明在水深较浅的泥沙水体中可以适当引种黑藻幼苗,植株可以正常生长发育。     

黑藻对水体和沉积物理化性质的改善和营养元素的去除作用

通过人工模拟实验,研究了不同种植密度(50、100和150株/ m2)的黑藻(Hydrilla verticillata)对富营养湖泊水体和沉积物理化性质的改善和营养元素的去除作用。结果表明：种植黑藻能显著提高水体溶解氧(DO)和沉积物的氧化还原电位(Eh), DO由3.95mg/L提高到10.42mg/L;沉积物Eh提高了58.6-109.4mV。黑藻的生长有效地降低了水体和沉积物中的氮、磷含量,水体中TP降低了38.9%-57.1%;NH4+-N的含量降低了90.2%; 沉积物中TN的含量比试验前中期降低了70.0%。50、100和150株/ m2 三个种植密度间对水质和沉积物的改善效果差异不明显,说明当单位面积生物量达到一定程度后改善效果也趋于饱和,故在富营养湖泊的植被恢复中种植密度不宜过大。     

Lanthanum- and cerium-induced oxidative stress in submerged Hydrilla verticillata plants

Oxidative stress was induced in 10-day treated with lanthanum and cerium Hydrilla verticillata plants. Low 10 μM concentrations did not exert harmful effects. The plants treated with higher concentrations showed higher H₂O₂ content and lower chlorophyll and soluble protein contents as compared to control plants. At the same time, malondialdehyde content rose with increasing concentrations of La and Ce. As La and Ce concentrations increased, superoxide dismutase and catalase activities declined progressively, while peroxidase activity increased. Proline content decreased slightly at 10 μM La or Ce and then rose with higher concentrations. The results indicated that La and Ce caused oxidative damage as evidenced by increased lipid peroxidation and decreased chlorophyll and protein levels. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2007, Vol. 54, No. 5, pp. 781–785. The text was submitted by the authors in English.