李楊楊， 陳友媛,2**， 孫 萍， 陳廣琳(. 中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 26600； 2. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 26600)

濱海河口區(qū)黑藻的耐鹽堿性及氮磷凈化效果?

李楊楊1， 陳友媛1,2**， 孫 萍1， 陳廣琳1
(1. 中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100； 2. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100)

濱海河口區(qū)水體鹽堿含量高，生態(tài)景觀蕭條，亟需篩選既能耐鹽堿又能有效去除氮磷的植物。采用實(shí)驗(yàn)室水培實(shí)驗(yàn)，分析黑藻(Hydrillaverticillata)在鹽堿混合脅迫下的生長(zhǎng)狀況、生理響應(yīng)以及對(duì)鹽堿水體中氮磷去除效果。結(jié)果表明：黑藻在pH =7、pH= 8和pH =9脅迫下，能耐受的最高鹽度分別為9、6和3。在其耐鹽堿范圍內(nèi)，植株長(zhǎng)勢(shì)良好，含水率與對(duì)照組相比降幅在5%以內(nèi)，酶活性穩(wěn)定，在鹽度小于6刺激下葉綠素含量略有升高；在其鹽堿耐受范圍外，黑藻細(xì)胞膜透性變大，超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性下降，滲透物質(zhì)調(diào)節(jié)能力差，脯氨酸與Na+含量最高可達(dá)對(duì)照組的4.67和9.13倍，此時(shí)黑藻生長(zhǎng)受阻，對(duì)氮、磷的凈化效果較差。

黑藻；鹽堿混合脅迫；生理響應(yīng)；氮磷凈化；濱海河口區(qū)

青島市李村河下游河道受到海水的潮汐、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的影響，導(dǎo)致該地區(qū)的水體鹽度及pH過(guò)高。高鹽堿度使許多植物受到滲透?jìng)碗x子毒害，產(chǎn)生生理干旱，從而長(zhǎng)勢(shì)變差，最終死亡甚至消亡[1]，致使濱海地區(qū)景觀蕭條。

鹽堿會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生滲透脅迫、氧化脅迫、離子毒害，造成植物營(yíng)養(yǎng)虧缺、破壞物質(zhì)-能量平衡[2]，使不耐鹽堿植物的生長(zhǎng)受到抑制，降低了植物去除氮磷的能力。植物的成活率、相對(duì)生長(zhǎng)速率、含水量可直觀地反映植物耐鹽堿性強(qiáng)弱[3]；葉綠素含量、膜滲透性、酶活性等生理指標(biāo)能更準(zhǔn)確的表征植物耐鹽堿程度[4]。而鹽堿脅迫產(chǎn)生的大量活性氧(ROS)導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過(guò)氧化作用加劇，超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性顯著降低。而在鹽堿脅迫下，有些植物可通過(guò)脯氨酸、甘露糖醇，果聚糖，海藻糖等有機(jī)小分子的合成以及Na+、K+、Cl-等無(wú)機(jī)離子的積累調(diào)節(jié)滲透平衡[5]，提高植物的鹽堿適應(yīng)能力，進(jìn)一步增加植物對(duì)鹽堿環(huán)境中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收。

植物由于可同化吸收營(yíng)養(yǎng)鹽而被廣泛應(yīng)用于生態(tài)浮島以修復(fù)地表水體和污水[6]。目前國(guó)內(nèi)外的關(guān)于耐鹽堿植物的研究主要集中在堿蓬[7]、羊草[8]、堿地膚[9]等耐鹽性較好的鹽生植物以及苧麻[10]、水稻[11]、燕麥[12]等具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物，黑藻繁殖能力強(qiáng)，生長(zhǎng)速度快，對(duì)鹽堿的耐受性較好，且有一定的攝取營(yíng)養(yǎng)鹽的能力，是一種理想的凈化污水沉水植物[13]。研究表明，黑藻對(duì)水體中氨氮和磷具有較高的去除率，經(jīng)過(guò)黑藻的凈化，水體中磷和氮的濃度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)而且顯著地提高了水體中溶解氧水平，說(shuō)明黑藻具有明顯改善水質(zhì)的特性[14-15]。

本研究選用濱海地區(qū)較為常見(jiàn)的黑藻(Hydrillaverticillata)為研究對(duì)象，針對(duì)其最敏感的幼苗期，通過(guò)測(cè)量黑藻生長(zhǎng)、生理指標(biāo)以及分析其對(duì)水體中氮磷的去除效率，探討了 (1)黑藻在鹽堿脅迫下生長(zhǎng)狀況和耐鹽堿性；(2)鹽堿脅迫下黑藻的細(xì)胞膜脂過(guò)氧化反應(yīng)和滲透調(diào)節(jié)作用；(3)黑藻對(duì)鹽堿水體中氮磷的凈化效果。皆在為濱海高鹽堿水體的污染防治提供一種優(yōu)選物種，同時(shí)對(duì)我國(guó)河口退化的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建提供一定參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)植物

黑藻：俗稱溫絲草，是水鱉科、黑藻屬單子葉多年生沉水植物，莖細(xì)長(zhǎng)直立、葉帶呈披針形，葉緣較小為鋸齒形，無(wú)葉柄喜生于湖泊，池塘等淡水水體[16]。黑藻由于其具有生存范圍廣，生長(zhǎng)繁殖快[17]，富集營(yíng)養(yǎng)鹽能力強(qiáng)以及有效維持水下生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[14]等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于治理富營(yíng)養(yǎng)化的污水[18]。

本實(shí)驗(yàn)黑藻采自江蘇省并用塑料袋運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。試驗(yàn)前將黑藻幼苗用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈，并將幼苗水培半個(gè)月，使其能夠適應(yīng)無(wú)土環(huán)境，溫度為(20 ± 4)℃，自然光照。

1.2 試驗(yàn)方案

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用鹽度和pH值混合交互脅迫的方式進(jìn)行全面實(shí)驗(yàn)。其中，采用優(yōu)級(jí)純NaCl來(lái)調(diào)整蒸餾水的鹽度到0、3、6、9、12、15；NaHCO3與Na2CO3按照0:0、1:0、10:1的比例調(diào)整水體pH依次為7、8、9(由于用堿性鹽NaHCO3與Na2CO3調(diào)節(jié)水體pH值，故本文將pH脅迫簡(jiǎn)稱為堿脅迫)。每個(gè)鹽堿交互脅迫組設(shè)3個(gè)重復(fù)。其中，pH為7實(shí)驗(yàn)組定義為單獨(dú)鹽脅迫組；pH為8、pH為9實(shí)驗(yàn)組定義為鹽堿混合脅迫組；鹽度為0，pH為7的實(shí)驗(yàn)組為對(duì)照組，并設(shè)無(wú)植物的空白對(duì)照。實(shí)驗(yàn)水質(zhì)及鹽堿梯度(見(jiàn)表1)參考李村河下游監(jiān)測(cè)斷面的實(shí)測(cè)水質(zhì)，水體中其余營(yíng)養(yǎng)元素參考Hoagland營(yíng)養(yǎng)液[19]配置。

Note：①Experiment water quality；②Water quality of the licun river

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 選取長(zhǎng)勢(shì)一致、分枝相同的黑藻幼苗，用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈，用濾紙吸干表面水分，移植到實(shí)驗(yàn)容器中(高20 cm，直徑10 cm的塑料量杯，內(nèi)盛1 L實(shí)驗(yàn)用水)，保持每個(gè)實(shí)驗(yàn)組幼苗種植密度為(5±0.1) g·L-1。為避免植株的鹽激效應(yīng)，采用每天遞增3鹽度、0.5 pH的方式對(duì)植株進(jìn)行馴化，逐步增加實(shí)驗(yàn)水體中鹽度與pH，直到達(dá)到設(shè)定值為止。實(shí)驗(yàn)期間，每日用蒸餾水補(bǔ)充蒸發(fā)的水分。在脅迫前后，選取植株相同位置測(cè)量各生長(zhǎng)、生理指標(biāo)。

1.2.3 檢測(cè)項(xiàng)目和方法 植物生長(zhǎng)及生理指標(biāo)：鮮重含水率采用烘干稱重法測(cè)定[20]；相對(duì)電導(dǎo)率采用浸泡法測(cè)定[20]；葉綠素含量采用乙醇提取法測(cè)定[21]；丙二醛含量采用三氯乙酸提取分光光度法測(cè)定[22]；SOD活性采用氮藍(lán)四唑光化還原法[23]；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[23]；CAT活性采用分光光度法測(cè)定[23]。脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法測(cè)定[20]；可溶糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[20]；甜菜堿含量采用雷氏鹽比色法測(cè)定[24]；無(wú)機(jī)離子K+、Na+、Cl-含量采用離子色譜法[26]。

水質(zhì)指標(biāo)：氨氮采用納氏試劑分光光度法測(cè)定[26]；硝氮采用紫外分光光度計(jì)法測(cè)定[26]；總氮采用紫外分光光度法測(cè)定[26]；總磷采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定[26]。

儀器采用TU-1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(北京普析，中國(guó))，ICS-3000離子色譜儀(戴安，中國(guó))。

1.2.4 計(jì)算公式 鮮重含水率的計(jì)算公式見(jiàn)(1)：

W=(FW-DW)/FW×100%。

(1)

式中：W表示鮮重含水率，單位為%；Fw指植物鮮重，單位為g；Dw指植物干重，單位為g。

平均相對(duì)生長(zhǎng)速率(RGR)計(jì)算公式見(jiàn)(2)：

RGR=(lnW2-lnW1)/(t2-t1)。

(2)

式中：RGR表示每天每克植物的生長(zhǎng)量，單位為mg·(g·d)-1；W1指初始時(shí)刻t1植物的干重，單位為mg；W2指終止時(shí)刻t2植物的干重，單位為mg。

對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的去除效率計(jì)算公式見(jiàn)(3)：

E=(C1-C2)×V/FW/(t2-t1)。

(3)

式中：E表示植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的去除效率，單位 mg·(g·d)-1；C1指初始時(shí)刻t1的營(yíng)養(yǎng)鹽含量，單位mg·L-1；C2指終止時(shí)刻t2的營(yíng)養(yǎng)鹽含量，單位mg·L-1；V指實(shí)驗(yàn)水體體積，單位 L；Fw指植物鮮重，單位 g。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Origin 9.0進(jìn)行繪圖，SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。顯著性水平設(shè)置為P<0.05。在圖表中±后數(shù)值表示3個(gè)平行之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差，數(shù)據(jù)后不同字母表示在P<0.05水平上有顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 鹽堿脅迫下黑藻的生長(zhǎng)狀況

鹽堿脅迫下黑藻的RGR見(jiàn)表2。在單獨(dú)鹽脅迫中，鹽度為0、3、6時(shí)，黑藻的RGR無(wú)顯著變化，最高降幅為5.48%；在鹽堿混合脅迫中，鹽度分別為6、pH=8和鹽度為6、pH=9時(shí)，黑藻的RGR顯著下降(P<0.05)，降幅分別為對(duì)照組的24.96%、38.08%?；旌消}堿脅迫下RGR明顯低于單一鹽脅迫實(shí)驗(yàn)組。說(shuō)明較高的pH值對(duì)植物細(xì)胞造成了較大的傷害，限制了黑藻的生長(zhǎng)。

鹽堿脅迫下黑藻的含水率見(jiàn)表2。黑藻含水率均隨著鹽度的升高呈下降趨勢(shì)。鹽脅迫中，鹽度為0、3、6、9時(shí)，黑藻的含水率變化不顯著；pH為8、pH為9脅迫下，鹽度分別為6、3時(shí)，黑藻含水率顯著下降(P<0.05)，降幅分別為對(duì)照組的3.18%、5.17%。鹽度較高(12～15)時(shí)，植株出現(xiàn)爛根現(xiàn)象，與對(duì)照組相比，含水率最高降幅可分別達(dá)38.71%。鹽堿共同作用下，植物細(xì)胞質(zhì)pH較高，離子流進(jìn)流出較快使得植物細(xì)胞失水，從而含水率下降。

2.2 鹽堿脅迫下黑藻的生理響應(yīng)

鹽脅迫和堿脅迫對(duì)植物造成的傷害首先表現(xiàn)在細(xì)胞膜透性方面，相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量越高表示其受到的傷害越大，細(xì)胞膜透性越差；葉綠素作為主要的光合色素，其含量能夠較為直觀地反映植物在鹽堿脅迫下的生長(zhǎng)情況；SOD、POD、CAT可有效清除活性氧，保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性與細(xì)胞膜的功能性；脯氨酸、可溶性糖、甜菜堿、無(wú)機(jī)離子等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累與合成是植物體抵抗?jié)B透脅迫、避免離子毒害的有效方式之一。因此可通過(guò)測(cè)定上述生理指標(biāo)并結(jié)合植物生長(zhǎng)狀況，確定黑藻的耐鹽堿能力。

2.2.1 相對(duì)電導(dǎo)率和葉綠素 黑藻在鹽堿脅迫下相對(duì)電導(dǎo)率的規(guī)律見(jiàn)圖1(a)。單獨(dú)鹽脅迫下，當(dāng)鹽度達(dá)到12時(shí)，黑藻的相對(duì)電導(dǎo)開(kāi)始顯著上升(P<0.05)，而鹽堿混合脅迫下黑藻的相對(duì)電導(dǎo)率的增速明顯高于單一鹽脅迫實(shí)驗(yàn)組，當(dāng)鹽度為9、pH=8和鹽度為6、pH=9時(shí)，相對(duì)電導(dǎo)率顯著升高(P<0.05)，分別為對(duì)照組的2.12、2.01倍，此時(shí)植物生長(zhǎng)狀況較為良好。

鹽堿脅迫下黑藻組織內(nèi)葉綠素含量的變化見(jiàn)圖1(b)。在單獨(dú)鹽脅迫和pH=8脅迫下，鹽度6以內(nèi)對(duì)葉綠素的合成具有促進(jìn)作用；pH=8 和pH=9鹽堿脅迫下，鹽度分別為9、6、6時(shí)，葉綠素含量顯著降低(P<0.05)，與對(duì)照組相比最高降幅在40%以內(nèi)，此時(shí)植物的生長(zhǎng)可維持正常狀態(tài)；隨著鹽度的繼續(xù)升高，植物出現(xiàn)萎黃現(xiàn)象。鹽堿混合脅迫光合作用抑制程度較大，不利于黑藻的生長(zhǎng)。

2.2.2 丙二醛與酶活性 黑藻在鹽堿脅迫下的丙二醛變化規(guī)律見(jiàn)圖2(a)所示。單獨(dú)鹽脅迫下，鹽度為0、3、6時(shí)，黑藻組織中的丙二醛含量變化不顯著，細(xì)胞發(fā)生緩慢氧化反應(yīng)，在鹽度為9時(shí)，丙二醛含量顯著升高(P<0.05)；鹽堿混合脅迫下，鹽度分別為6、pH=8和鹽度為6、pH=9時(shí)，黑藻相對(duì)電導(dǎo)率顯著升高(P<0.05)，分別為對(duì)照組的1.63、2.03倍，隨著鹽度的升高，丙二醛含量迅速增加，黑藻受到較為嚴(yán)重的傷害，取樣時(shí)發(fā)現(xiàn)植物根際腐爛，植物發(fā)黃，說(shuō)明該鹽堿梯度已超出了植物所能耐受的范圍。

2.2.3 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

2.2.3.1 有機(jī)溶質(zhì) 鹽堿脅迫對(duì)黑藻組織內(nèi)脯氨酸含量的影響見(jiàn)圖3(a)。pH=9鹽堿混合脅迫時(shí)黑藻脯氨酸含量明顯高于鹽脅迫和pH=8鹽堿混合脅迫的實(shí)驗(yàn)組含量，鹽度達(dá)到15時(shí)，黑藻幼苗脯氨酸含量最高，為對(duì)照組的5.59倍。研究表明，脯氨酸具有清除細(xì)胞活性氧、減輕細(xì)胞膜脂過(guò)氧化、調(diào)節(jié)高滲透勢(shì)的功能[30]，此時(shí)植株葉片枯黃脫落，伴隨爛根現(xiàn)象出現(xiàn)，植物細(xì)胞受到傷害較為嚴(yán)重，需要分泌大量脯氨酸來(lái)進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)。

黑藻可溶糖含量在鹽堿脅迫下的變化規(guī)律見(jiàn)圖3(b)。鹽脅迫、pH=8和pH=9鹽堿混合脅迫下，當(dāng)鹽度分別為6、3、3時(shí)，可溶糖含量出現(xiàn)最高值，分別為對(duì)照組的5.21、3.69、4.26倍，此時(shí)植物生長(zhǎng)狀況良好；當(dāng)鹽度升高時(shí)，可溶糖含量開(kāi)始顯著下降(P<0.05)，此時(shí)可溶糖作為糖原而被大量消耗，植物開(kāi)始出現(xiàn)萎黃現(xiàn)象；隨著鹽度的繼續(xù)升高，可溶性糖不能調(diào)節(jié)植株體內(nèi)的滲透壓，結(jié)合黑藻枯萎、發(fā)黃等特征可以說(shuō)明植物的生長(zhǎng)受到傷害。

鹽堿脅迫下黑藻組織內(nèi)甜菜堿的含量變化規(guī)律見(jiàn)圖3(c)。鹽脅迫、pH=8和pH=9鹽堿混合脅迫下，鹽度分別達(dá)到9、9、6時(shí)，黑藻組織中甜菜堿含量顯著升高(P<0.05)，最高分別為對(duì)照組的1.27、1.26和1.37倍，植物可以通過(guò)提升甜菜堿醛脫氫酶的活性，增加細(xì)胞質(zhì)中甜菜堿的積累，平衡細(xì)胞內(nèi)滲透勢(shì)，從而提高對(duì)鹽堿脅迫的適應(yīng)性。

2.2.3.2 無(wú)機(jī)離子 在鹽堿脅迫下，植物根際水勢(shì)降低，因此需要吸收一定的鹽離子來(lái)維持細(xì)胞滲透平衡。無(wú)機(jī)離子是較為廉價(jià)的滲透調(diào)節(jié)溶劑，與有機(jī)溶劑的合成相比，無(wú)機(jī)離子的積累需要較少的能量[13,31]。

鹽堿脅迫下黑藻植株中Na+含量如圖4(a)所示。鹽脅迫、 pH=8和pH=9鹽堿混合脅迫下，鹽度分別為9、6、3時(shí)，黑藻植物組織中Na+含量增幅較低，與對(duì)照組相比最高增幅均低于110%；此后，隨著鹽度的升高，Na+含量快速升高，最高可達(dá)對(duì)照組的5.56倍；鹽度的升高以及含水率降低導(dǎo)致的細(xì)胞脫水是造成植株Na+含量升高的主要因素。

鹽堿脅迫下黑藻植株中K+含量如圖4(b)所示。鹽脅迫、pH=8鹽堿混合脅迫時(shí)，鹽度分別為6、3時(shí)，與對(duì)照組相比黑藻K+含量降幅均在30%以內(nèi)；pH=9、鹽度高于9的條件對(duì)黑藻植株吸收K+有較大的阻礙作用，說(shuō)明黑藻在逆境條件下可大量吸收K+來(lái)維持細(xì)胞的穩(wěn)定。

鹽堿脅迫下黑藻植株中Cl-含量如圖4(c)所示。鹽脅迫、pH=8和pH=9鹽堿混合脅迫下，當(dāng)鹽度分別達(dá)到9、9、6時(shí)，植物組織Cl-含量顯著升高(P<0.05)，與對(duì)照組相比最高增幅分別可達(dá)31.07%。鹽堿脅迫對(duì)植株進(jìn)行Cl-吸收有較大的影響。

鹽堿脅迫下黑藻植株中Na+/K+如圖4(d)所示。鹽脅迫、pH=8和pH=9鹽堿混合脅迫下，當(dāng)鹽度分別達(dá)到9、9、6時(shí)，植株組織中Na+/K+顯著升高(P<0.05)，分別為對(duì)照組2.35、7.82、6.85倍。隨著鹽度的升高，pH=9脅迫下的黑藻植株組織Na+/K+均明顯高于鹽脅迫。植物組織中Na+和K+存在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，為維持液泡中的離子平衡，Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的主動(dòng)運(yùn)輸可將Na+隔離到液泡中[32-33]，此時(shí)植物通常選擇性吸收Na+、Cl-抑制K+，致使Na+/K+顯著升高(P<0.05)，進(jìn)一步造成離子毒害[33-34]。

2.3 鹽堿脅迫下黑藻對(duì)氮、磷去除效果

2.3.1 對(duì)氨氮、硝氮、總氮的去除效果 黑藻對(duì)鹽堿水體中氮磷的凈化作用取決于其對(duì)鹽堿的耐受能力。鹽堿脅迫下黑藻對(duì)氨氮、硝氮、總氮的去除效率見(jiàn)圖5(a)、5(b)、5(c)所示。當(dāng)鹽度分別為9、6、3，黑藻對(duì)3種形態(tài)氮去除效率開(kāi)始顯著下降(P<0.05)；之后隨著鹽度的繼續(xù)升高，黑藻對(duì)3種形態(tài)氮的去除效率迅速降低，此時(shí)植株腐爛，向水體中釋放大量的氮素，使得此時(shí)水體中氮含量可能高于初始值[35]，黑藻除了消耗部分能量用來(lái)抵抗鹽堿脅迫之外，已經(jīng)沒(méi)有足夠的能量去除水體中的氮，導(dǎo)致黑藻對(duì)氮的去除效率急劇下降。

3 結(jié)論

(1)在pH=7、pH=8和pH=9時(shí)，黑藻能耐受的最高鹽度分別9、6、3。高鹽堿脅迫下，RGR和含水率顯著降低(P<0.05)，鹽堿交互脅迫加大了對(duì)黑藻的傷害，出現(xiàn)萎黃、爛根現(xiàn)象，植物生長(zhǎng)受到抑制。

(2)在鹽堿耐受范圍內(nèi)，脯氨酸等有機(jī)溶質(zhì)的合成與無(wú)機(jī)離子的積累可維持細(xì)胞滲透平衡，酶促反應(yīng)良好；鹽堿耐受范圍外，相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量增加，細(xì)胞膜透性增大，質(zhì)膜受到傷害，Na+、Cl-流入、K+流出，SOD、POD、CAT活性均顯著降低(P<0.05)，植物生長(zhǎng)受到較大的阻礙。

(3)黑藻在其鹽堿耐受范圍內(nèi)對(duì)含鹽堿水體中的總氮、總磷具有較好的去除效果，最高可分別達(dá)0.083 和0.028 mg·(g·d)-1；當(dāng)鹽度與pH升高，植物維持自身正常生理活動(dòng)所需要的能量較大，黑藻對(duì)氮、磷的去除效果較差。總體上，黑藻是一種凈化高鹽堿水體的優(yōu)選植物。

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責(zé)任編輯 龐 旻

The Salt-Alkali Tolerance and Nutrient (N, P) Removal Performance ofHydrillaverticillatain Coastal Estuary Area

LI Yang-Yang1, CHEN You-Yuan1,2, SUN Ping1, CHEN Guang-Lin1

(1. College of Environmental Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China； 2. Key Laboratory of Marine Environment and Ecology, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266100, China).

The high salt-alkali content in coastal estuary resulted in the landscape depression. Screening plants which not only tolerate salt-alkali stress but also effectively remove nitrogen and phosphorus was in need. In this study, seedlings ofHydrillaverticillatawere treated under salt-alkali stress by hydroponic culture. The growth, physiological response and removal efficiency of nitrogen and phosphorus byHydrillaverticillatawere measured. The results showed the limits ofHydrillaverticillata’ salt tolerance were less than 9, 6 and 3, while the corresponding pH values of the water were 7, 8 and 9, respectively. Within the limits, the differences of water content of plants between salt-alkali treated groups and controlled group (without salt or pH stress) were less than 5%. Chlorophyll content was increased slightly at low salinities (<6). Beyond the limits, membrane permeability increased with increasing salinity and pH value. Enzyme activity was reduced sharply. Meanwhile, proline ofHydrillaverticillataand the concentrations of Na+were as 4.67, 9.13 times high as control group in response to salt-alkali stresses. As a result, the growth ofHydrillaverticillatawas inhibited and the removal efficiency for nitrogen and phosphorus reduced significantly.

Hydrillaverticillataseedlings; interactive salt-alkali stress; physiological response; nitrogen and phosphorus purification; coastal estuary region

青島市科技攻關(guān)項(xiàng)目(12-4-1-58-HY);青島市政府采購(gòu)項(xiàng)目(T-20150205-018)資助 Supported by Qingdao Science and Technology Research Projects(12-4-1-58-HY); Qingdao Government Procurement Projects (T-20150205-018)

2016-04-21；

2016-05-24

李楊楊(1991-)，女，碩士生，現(xiàn)從事水資源保護(hù)與水污染控制研究。E-mail：776078523@qq.com

?? 通訊作者：E-mail：youyuan@ouc.edu.cn

X522

A

1672-5174(2017)06-034-08

10.16441/j.cnki.hdxb.20160140

李楊楊，陳友媛，孫萍,等.濱海河口區(qū)黑藻的耐鹽堿性及氮磷凈化效果[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017, 47(6): 34-41.

LI Yang-Yang,CHEN You-Yuan,SUN Ping, et al.The salt-alkali tolerance and nutrient (N, P) removal performance ofHydrillaverticillatain coastal estuary area[J].Periodical of Ocean University of China, 2017, 47(6): 34-41.