氮磷比对浮游藻类生长竞争的影响-畜牧渔业论文

氮磷比对浮游藻类生长竞争的影响-畜牧渔业论文

氮磷比对浮游藻类生长竞争的影响

周兵飞

（浙江海洋学院，浙江 舟山 316000）

摘要：氮和磷是藻类生长所必需的营养元素，关于氮磷营养限制对藻类生长的影响已有许多研究报道，氮磷比对浮游藻类生长的影响也有不少研究，但众多研究的结果有不少差异，结论也不尽相同。为进一步探讨氮磷比对浮游藻类生长的影响和浮游藻类生长竞争的机理，本文通过对有关资料的研究分析，探讨氮磷比对浮游藻类的生长竞争的影响，以期为有关研究提供参考。 关键词：氮磷比；浮游藻类；营养盐；环境因子

浮游藻类是水域的初级生产力，是水域生态和水生生物生活与生长的基础，浮游藻类的培养和控制是池塘等水产养殖体系中的重要步骤。随着水华和赤潮危害的日益严重，近年来，关于营养盐类对浮游藻类的生长影响，及浮游藻类和底栖藻类、水草的竞争，浮游藻类的光胁迫等均有一定研究，研究方向逐步趋向于种群与种间竞争与生态演替等。本文通过对有关资料的研究分析，探讨氮磷比对浮游藻类的生长竞争的影响，以期为有关研究提供参考。 1关于Redfield比值

很多的研究已经表明，氮磷之间的比值会影响到浮游藻类的生长、生存。由A. C. Redfield( 1958) 提出的藻类健康生长及生理平衡所需的16∶1的适宜氮磷比率(原子比)已经在很多文献中提到，而且已经被广大学者所接受；不过关于不同的浮游藻类生长要求的最适氮磷比值的研究也有一定进展，差异存在，可能特定浮游藻类具有特定最适氮磷比。不同营养元素的含量会影响到浮游藻类间竞

争的结果。位于二者之间的氮磷比值将决定藻类可能共存的范围。

Redfield 比虽然在大部分情况下得到认可。但是如果将资源以及其他因素也考虑进去，那么这个比值将失去最优化。新的模型下最适氮磷比是否还是16∶1呢？我们不得而知，因此还需要更多的研究，考虑更加全面，充分关心到研究中氮磷比的变化性。因此，今后的模型将需要考虑更多的可变性，才能准确反映实际情况。

2影响氮磷比对浮游藻类作用的理化因子 2.1营养盐

2.1.1总营养盐水平动态变化浮游植物的生长在很大程度上随着营养盐浓度的变化而有所差异。营养盐在一定浓度范围内可以促进浮游植物生长；但是过低的营养盐浓度则会抑制浮游植物生长的作用；而且过高的营养盐浓度则对浮游植物的生长有毒害作用。

不同水体中的营养盐元素有所不同，而且各种元素的浓度是动态变化的，氮磷比对浮游植物的影响很可能与氮、磷与其它营养盐浓度之间的配比有很大关系，而这种关系已得到许多实验的证实[1]。元素种类的变化以及营养盐之间的浓度配比的变化都可能影响到氮磷比对浮游藻类的作用，比如Si元素的含量直接决定了硅藻的生长情况，可以通过影响藻类群落结构间接影响氮磷比对浮游藻类的作用。

2.1.2营养盐类别和含量

2.1.2.1氮源氮素化合物或氮气被生物吸入体内，成为该生物的氮源。氮源是构成生物体的蛋白质、核酸及其他氮素化合物的材料。氮源可分为有机的和无机的。浮游藻类可以利用的氮源范围相对而言比较宽，无机氮源如硝酸盐、铵盐等，

以及有机氮源，如尿素、酵母膏、胰蛋白胨和氨基酸等。不同环境下，同一微藻对不同氮源的吸收利用率有差异；同样环境下，浮游藻类之间对氮源的吸收利用率有所差异。作者认为不同氮源间的相互作用可能会提高各氮源的吸收利用率。铵态氮条件下主要优势种为蓝藻，硝态氮条件下主要优势种为绿藻。

2.1.2.2磷源与氮源相似，磷源也分为有机和无机。浮游藻类最重要的磷源是无机磷，主要是因为浮游藻类可以直接利用无机磷。浮游藻类也可以通过碱性磷酸酶利用有机磷来维持藻类的生长[2]。磷源的不同存在形式可以影响浮游藻类对于磷的吸收，也有研究表明磷酸盐之间可能存在互相协助作用，当磷酸盐之间的比例不同时，藻类的生长情况也发生相应的变化[3]。另外在磷源不足的各类水体中，外源性磷可以促进浮游藻类的生长，而当磷浓度达到一定的值后，继续增加磷浓度对浮游藻类的生长并没有起到好的作用。

2.1.2.3铁源铁是浮游藻类生长过程中不可缺少的微量营养元素，是电子传递、氧的新陈代谢、氮的吸收利用、光合作用、呼吸作用的必要元素，而浮游藻类具备以上提到的这些生长中的作用。铁限制影响浮游藻类吸收常量营养盐的的比例，使得氮的吸收减少、硅的吸收增加[4]。而且在Fe限制的条件下氨态氮比硝态氮能使藻有更大的生长速率[5]。与氮相比，Fe影响浮游藻类吸收磷的作用效果相对较小，而且浮游藻类对P 和Fe 的吸收具有协同性。陈静峰等研究结果表明，P 和Fe 对赤潮隐藻的生长增殖影响显著，值得一提的是P 和Fe 的协同交互作用对隐藻增殖影响也很显著[6]。

作者认为当前对铁影响氮磷比对浮游藻类的作用主要集中在过低的铁浓度上，对于过多的铁浓度则研究甚少，今后的研究方向应多向此方向靠拢。另外，不同的浮游藻类对铁的吸收程度也有不同，铁存在的不同形式可能也会影响浮游藻类

生长的最适氮磷比。 2.2环境因子

2.2.1温度目前对温度影响氮磷比对浮游藻类的作用的研究主要集中在不同的温度范围内浮游藻类的种群结构组成会受到很大的影响。在每一个温度段都会有其相应的最适合生存的浮游藻类，而不同种的浮游藻类对于氮和磷的吸收又有所差异。各个季节温度对于浮游藻类的作用也会有所不同。还有研究[7]表明温度的变化能相应地引起海水渗透压的变化，从而影响浮游藻类对氮磷的吸收；而且温度会影响浮游藻类内部的有关酶的活性，从而影响其光合作用和呼吸作用，从而引起浮游藻类生长的变化，生长状况的差异影响到对氮磷比的吸收。 2.2.2光照光照对浮游藻类吸收氮磷比有着重要的影响，其对大多数浮游藻类的影响主要体现在对光合作用率的影响, 在一定大小的光强范围内, 其光合作用率几乎是随着光照强度的增强而增大的， 然而当光强达到一定的大小后，大多数种类的光合作用显示出趋于平稳或下降。这种情况目前难以确定到底是什么决定的，主要有两种可能：第一可能是由于在较高光照强度下对光合作用有抑制作用，第二可能是由于光合作用处于饱和状态，光照增大光合作用也不会发生改变。这其中关于较高光照强度下氮磷比对某种浮游藻类作用的机理还有待研究。而过低的光照强度会降低浮游藻类吸收氮磷比的速率，成为浮游藻类生长的限制因子。这已经得到相关证实。

作者还认为，浮游藻类为了自身的生长及生存，可能会通过改变自身在水中的位置以及深度来适应过高或者过低的光照强度。然而不同的深度和位置元素分布必定会有差异，浮游藻类吸收元素的种类可能会有差异，这也将影响到浮游藻类对氮磷比的吸收。

2.2.3pH现有的研究表明pH影响氮磷比对浮游藻类作用主要通过下面两种方式：a.pH的大小影响水体沉积物的氮磷释放。已经有相关报道[8]证实，对剩余污泥的pH 大小进行改变，可以影响氨氮、正磷酸盐的释放量，而且存在一个点，在这一点上最有利于氨氮、正磷酸盐的释放；b.通过影响浮游藻类的生长来影响浮游藻类对氮磷的吸收。浮游藻类可以生长的pH范围内有一个最佳值，此时生长最好，高于或者低于这个pH都会对浮游藻类的生长有所影响，甚至会抑制浮游藻类的生长。同时，pH还可以影响酶活性，进而影响光合作用，从而来影响浮游藻类的生长[9]。

作者认为目前的研究还没有回答pH是否会通过影响水体中的氮磷存在形式而影响浮游藻类对氮磷的吸收。在不同的pH下，氮磷的存在形式理应会有所不同，但是其对于浮游藻类的氮磷比吸收的作用机理不得而知。 3结语

作者初步认为，受水生植物的吸收及氮磷的被吸附与沉淀等多种因素影响，一定水体中的氮磷比值是动态变化的，而藻类对氮磷等营养元素的吸收也受诸多因素的影响，由于藻类生长的物理、化学和生物因素的复杂性，氮磷比值对浮游藻类生长竞争的影响也可能与营养盐的总体水平及氮磷比值的动态变化、藻种的特性（对营养元素的吸收速率，生长繁殖与营养积累速度，分泌物毒性等）及温度、光照等诸多因素有关。 参考文献：

[1] Schindler D W. Evolution of phosphorus limitation in lakes[ J] . Science, 1977, 195: 260- 262

[2] 黄邦钦,黄世玉,翁妍,等. 溶解态磷在海洋微藻碱性磷酸酶活力变化中的调