植物克生作用治理赤潮探究进展

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1、植物克生作用治理赤潮探究进展摘要：近年来赤潮的频繁爆发，已给海洋生态环境、渔业经济和人类健康造成了巨大危害。目前治理赤潮的方式主要有物理法、化学法和生物法，而利用植物克生作用抑制赤潮作为一种新的生物防治方法，具有更广阔的应用前景。本文介绍了克生作用的概念，重点阐述了淡水水生植物、大型海藻及陆生植物对微藻的抑制作用，并对未来赤潮治理的研究做出了展望与建议。关键词：植物克生作用治理赤潮近年来，随着海水富营养化程度的加剧，有害赤潮在世界各海域频繁爆发。在我国，自20世纪70年代开始，赤潮的发生以每10年增加

2、3倍的速度不断上升[1],如何有效地防治赤潮，已经成为人们的迫切需要解决的问题。在传统的物理法和化学法防治效果不甚理想的情况下，利用植物克生作用抑制赤潮作为一种崭新且经济有效的生物防治方法，展现了它重要的科学意义和巨大的应用前景。1、赤潮的概念及其危害赤潮(redtide)又称有害藻华(harmfulalgalblooms,HABs)是指海洋中某些微小的浮游生物在一定条件下暴发性增殖或聚集而引起海水变色的一种有害的生态异常现象⑵。赤潮的危害方式主要有以下三点：（1）破坏海洋生态平衡。海洋生态系统中的物

3、质循环、能量流动均处于相对稳定、动态平衡中。而赤潮的发生常使局部海域中的海水成分发生变化，造成生物群落结构异常，从而导致海洋生态平衡受到干扰和破坏。（2）破坏海洋渔业与水产资源。赤潮生物可通过释放毒素、机械损伤、大量消耗溶解氧和直接黏附于呼吸器官等方式，直接或间接地对海洋生物造成伤害，甚至导致死亡。（3）危害人体健康。鱼、虾、贝类摄食有毒赤潮生物后，毒素可在其体内累积，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。如被人食用，可导致中毒甚至死亡。2、利用植物的克生作用治理赤潮目前，治理赤潮的方式有三种：（1）

4、物理法，即用物理的方法隔离、杀死或者回收赤潮生物以治理赤潮的方法。此法成本高、操作繁琐，且不能从根本上解决赤潮问题。（2）化学法，即将化学物质喷洒在赤潮发生海区以杀灭赤潮生物的方法。此法的残留药剂易形成二次污染，破坏海洋环境。（3）生物法，即利用生物间的克生作用、营养竞争和摄食作用，降低赤潮生物的密度，从而防治或消除赤潮的方法。此法具有成本低、针对性强和对环境无二次污染等特点，是目前最有发展前途的赤潮治理方法。其中，利用植物的克生作用抑制微藻的生长，已作为一种新兴的富营养化水体治理方式，倍受国内外研究

5、者的关注。2.1克生作用的概念植物的克生作用(allelopathy),又译作化感作用、他(它)感作用等，是由德国科学家Molisch于1937年首次提出的。指植物通过向外界环境释放化合物，对其他植物(包括微生物)产生促进或抑制作用［3］。Rice将其定义为“一种植物通过向环境中释放化学物质影响其他生物生长的现象”［4］。具有克生作用的物质称为克生物质(Allelochemical)o植物产生的克生物质大部分为次生代谢产物，它们分布于植物的各器官中，通过挥发、淋溶、根分泌及凋落物或残枝分解的方式释放到

6、环境中［5］。释放出的克生物质可以通过各种方式抑制细胞分裂，减少细胞数量，进而达到抑制受体生长的目的。其可能的途径主要有破坏细胞膜、破坏光合系统、影响生物体的酶活性、影响细胞亚显微结构、蛋白质合成，改变核酸代谢等［6］。2.2淡水水生植物的克生作用对微藻生长的抑制多种生活类型的淡水水生植物，包括挺水植物、浮水植物和沉水植物均可对微藻的生长产生抑制作用。下面分别对其研究进展做一定介绍。(1)挺水植物：Greca等［7］在灯芯草(Juncuseffuses)的乙酸乙酯和甲醇提取物中分离鉴定出了二菇咲喃类克

7、生物质，之后又有研究发现灯芯草对羊角月牙藻(Selenastrumcapricornutum)存在抑制作用［8］。戴树桂等［9］研究发现,宽叶香蒲(Typhalatifolia)>窄叶香蒲(Typhaminima)和长苞香蒲(Typhaangustata)花粉混合物的乙酸乙酯、丙酮以及乙瞇提取物对斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)和小球藻(Chlorellasp.)均有良好的抑制效果。叶居新等［10］研究表明，石菖蒲(Acorustatarinowii)的根及根状茎向水中分泌的克生物质

8、能抑制微藻的生长，其培养种植水还能降低微藻的光合速率。另有研究显示，从芦苇中分离的克生物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(EMA)能抑制铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)和斜生栅藻的生长，并可促进铜绿微囊藻Chia的降解，降低其光合作用速率，同时还能破坏斜生栅藻细胞的亚显微结构［11,12］。(1)浮水植物：俞子文等［13］研究表明，浮水植物水葫芦(Eichhorniacrassipes)^水浮莲(Pistiastratiotes)>水花生(