稻草秸稈發(fā)酵液的抑藻效應(yīng)及其機(jī)理

胡春霞,陳 波,張庭廷,*

稻草秸稈發(fā)酵液的抑藻效應(yīng)及其機(jī)理

胡春霞1,陳 波2,張庭廷1,2*

(1.紹興文理學(xué)院元培學(xué)院,浙江 紹興 312000；2.安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,安徽 蕪湖 241000)

為有效利用農(nóng)業(yè)廢棄物稻草秸稈進(jìn)行抑藻,本研究對(duì)不同稻草秸稈進(jìn)行了特定方式的發(fā)酵,測(cè)定了發(fā)酵液對(duì)常見(jiàn)淡水藻類的化感效應(yīng),探討了其中抑藻作用強(qiáng)的發(fā)酵液抑藻機(jī)理.結(jié)果表明:與普通稻草秸稈發(fā)酵液相比,水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻的抑制效果顯著好于普通稻草秸稈發(fā)酵液(<0.05),作用72h水稻分蘗枝發(fā)酵液抑制率為93.21%,168h為97.96%,而稻草秸稈發(fā)酵液120h抑制率為68.20%,168h抑制率反而顯著下降,只有27.65%;前者Eh50為14.073h,后者為21.036h;水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)藍(lán)藻(銅綠微囊藻)和綠藻(蛋白核小球藻、斜生柵藻)3種淡水藻均有良好抑制作用,對(duì)銅綠微囊藻抑制作用最佳(<0.05).在水稻分蘗枝發(fā)酵液脅迫下,銅綠微囊藻葉綠素a以及藻藍(lán)蛋白(PC)和別藻藍(lán)蛋白(APC)含量下降,藻細(xì)胞葉綠素自發(fā)熒光值持續(xù)降低,藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞.推測(cè)水稻分蘗枝發(fā)酵液的抑藻機(jī)制之一是將藻細(xì)胞光合系統(tǒng)作為其攻擊的靶點(diǎn)從而抑制藻類生長(zhǎng),并最終破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),引起細(xì)胞凋亡.

水稻分蘗枝；化感作用；抑藻機(jī)理；光合作用

在水華治理的研究中,農(nóng)作物廢棄秸稈的化感抑藻作用由于其價(jià)格低廉、生態(tài)安全性好受到了高度關(guān)注.其中,有關(guān)水稻秸稈的抑藻效應(yīng)有較多報(bào)道.有研究指出稻草浸泡液對(duì)銅綠微囊藻有良好抑制作用[1-3];而多數(shù)研究表明單純稻草浸泡液抑藻效果并不顯著[4-6],只有經(jīng)過(guò)發(fā)酵的稻草才有抑藻作用,認(rèn)為抑藻物質(zhì)是在稻草發(fā)酵過(guò)程中形成的[7-8].對(duì)于稻草抑藻機(jī)制報(bào)道較多的是其對(duì)藻細(xì)胞光合作用的影響,葉綠素a的破壞、氧化作用、細(xì)胞損傷等[1,3,5].本課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)未經(jīng)發(fā)酵的稻草抑藻效果不顯著,而且稻草種類多,不同種類稻草的抑藻作用各異[1-4].為了充分挖掘和發(fā)揮稻草秸稈的抑藻效能,尋找到成本低、抑藻效果顯著、生態(tài)安全性好的抑藻材料,本研究比較了經(jīng)過(guò)特定發(fā)酵后的兩種不同稻草秸稈發(fā)酵液的抑藻作用,探討其中抑藻效能好的發(fā)酵液的抑藻機(jī)理,旨在為水華藻類控制以及廢棄稻草秸稈的再利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持.

1 材料與方法

1.1 材料

水稻秸稈()、水稻分蘗枝()采自蕪湖火龍崗鎮(zhèn)周邊農(nóng)田;水稻分蘗枝為水稻收獲后根部重新生長(zhǎng)分蘗出的青綠色分蘗枝.

銅綠微囊藻()、斜生柵藻()、蛋白核小球藻()均購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院武漢水生生物研究所藻種庫(kù). 銅綠微囊藻采用BG-11培養(yǎng)基培養(yǎng),斜生柵藻和蛋白核小球藻采用HB4培養(yǎng)基培養(yǎng);纖維素酶(食品級(jí))購(gòu)自南寧龐博生物工程有限公司;乳酸菌(食品級(jí))主要成分保加利亞乳桿菌()、嗜熱鏈球菌()、嗜酸乳桿菌()等購(gòu)自佰生優(yōu)生物科技有限公司;石油醚(AR)、氯仿(AR)、乙酸乙酯(AR)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠 RE 52-86A)、流式細(xì)胞儀FACSCantoⅡ(美國(guó) BD)、氣相色譜儀(安捷倫 GC 6890,FID)、質(zhì)譜儀(安捷倫 5975inert- GC/MSD).

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 藻種培養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)前,對(duì)3種實(shí)驗(yàn)藻種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),使藻細(xì)胞進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期.向已滅菌的1000mL錐形瓶中加入100mL培養(yǎng)基,接入100mL藻液,充分搖勻后放入光照培養(yǎng)箱培養(yǎng);培養(yǎng)條件設(shè)置為:光照強(qiáng)度4000Lx,光暗比12h:12h,溫度(25±1)℃;之后每天加入100mL培養(yǎng)基,培養(yǎng)時(shí)間為7d,每天搖動(dòng)錐形瓶3~4次[9-10].

1.2.2 稻草秸稈發(fā)酵液抑藻實(shí)驗(yàn) 將收集到的稻草秸稈(水稻秸稈、水稻分蘗枝)在自然條件下風(fēng)干,剪成2cm小段,粉碎過(guò)40目篩網(wǎng)備用.稱取兩種秸稈粉末各30g分別放入500mL錐形瓶中封口,121℃高壓蒸汽滅菌20min;冷卻后,按照料水比(1:10質(zhì)量比)加入超純水;再按照秸稈粉末總量的1%添加纖維素酶和0.5%乳酸菌[11-12];封口,充分混合后置于35℃下厭氧發(fā)酵30d.最終分別得到水稻秸稈、水稻分蘗枝兩種不同發(fā)酵液.發(fā)酵液均先用定性濾紙抽濾,再用0.22μm微孔濾膜過(guò)濾除去微生物,定容到100mL,4℃保存?zhèn)溆?

取250mL滅菌錐形瓶9個(gè),每個(gè)錐形瓶加入100mL對(duì)數(shù)期銅綠微囊藻,藻液初始密度為6.0× 106cells/mL,然后加入水稻秸稈或水稻分蘗枝發(fā)酵液,添加量為1.25%(/),同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組,每組3個(gè)重復(fù),置于光照培養(yǎng)箱培養(yǎng),培養(yǎng)條件同藻種培養(yǎng).每24h取藻液用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行藻細(xì)胞計(jì)數(shù),計(jì)至168h.

1.2.3 水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)3種淡水藻類的抑制作用 分別取對(duì)數(shù)期銅綠微囊藻、蛋白核小球藻和斜生柵藻(初始藻密度分別為3.5×106, 1.4×106和1.9×106cells/mL)3種藻液各100mL加入到滅菌的250mL錐形瓶中,再加入水稻分蘗枝發(fā)酵液,各設(shè)置0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、和1.25%(/)5個(gè)濃度梯度,同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組,每組3個(gè)重復(fù),于1.2.2培養(yǎng)條件進(jìn)行培養(yǎng)并計(jì)數(shù).

1.2.4 水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻光合系統(tǒng)的影響 將對(duì)數(shù)期銅綠微囊藻用BG-11培養(yǎng)基稀釋到1.3×106cells/mL;向已滅菌的500mL錐形瓶中接入300mL藻液,設(shè)置0.25%、0.35%、0.45%、0.55%和0.65%(/)5個(gè)濃度組以及空白對(duì)照組,每個(gè)濃度設(shè)置3個(gè)重復(fù),置于光照培養(yǎng)箱中,培養(yǎng)條件同1.2.2,于實(shí)驗(yàn)第1,3,5d分別取樣測(cè)定有關(guān)參數(shù).

銅綠微囊藻葉綠素a含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[10];銅綠微囊藻自發(fā)葉綠素?zé)晒獾臏y(cè)定參照文獻(xiàn)[13]方法,取藻液1mL,經(jīng)300目絹篩過(guò)濾后移入樣品管中,用流式細(xì)胞術(shù)(FCM)的PE-Cy5通道采集10000個(gè)藻細(xì)胞自發(fā)葉綠素?zé)晒庑盘?hào),激發(fā)波長(zhǎng)488nm,進(jìn)樣流速12μL/min,每次采集數(shù)據(jù)前進(jìn)樣時(shí)間超過(guò)10s.用Flowjo軟件計(jì)算所檢測(cè)到的信號(hào)值,記為平均熒光強(qiáng)度,按以下公式計(jì)算葉綠素相對(duì)熒光強(qiáng)度:相對(duì)強(qiáng)度=實(shí)驗(yàn)組熒光強(qiáng)度/對(duì)照組熒光強(qiáng)度×100%

藻膽蛋白含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[14]方法,取藻液5mL,離心(10000r/min,10min),棄上清,加入5mL PBS (0.05mol/L,pH值6.8),置于-80℃冷凍8h,于室溫下避光自然溶解,反復(fù)3~4次;再離心(10000r/min, 10min),取上清,測(cè)定620, 650, 565nm處吸光值,按公式(1)分別計(jì)算藻藍(lán)蛋白(PC)和別藻藍(lán)蛋白(APC)含量:

PC(mg/L)=(OD620-0.70OD650)/7.38(1)

APC(mg/L)=(OD650-0.19OD620)/5.65

藻細(xì)胞膜完整性測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[15],取藻液1mL,經(jīng)300目絹篩過(guò)濾后移入樣品管中,加入碘化丙啶(PI)使終濃度為0.0668g/L,25℃染色15min.用FCM的PE-Texax Red通道檢測(cè)10000個(gè)藻細(xì)胞熒光信號(hào),激發(fā)波長(zhǎng)為488nm,進(jìn)樣流速12μL/min,每次采集數(shù)據(jù)前進(jìn)樣時(shí)間超過(guò)10s.用Flowjo軟件計(jì)算所檢測(cè)到的信號(hào)值,記為平均熒光強(qiáng)度,劃分為正常群和激發(fā)群,分別統(tǒng)計(jì)占樣品細(xì)胞的百分比.

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)公式(2)計(jì)算抑制率:

式中:IR表示抑制率, %;表示不同處理組的藻密度, cells/mL;0表示同期對(duì)照組的藻密度, cells/mL.采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,通過(guò)SPSS 21.0軟件對(duì)各組間差異采用單因素方差分析(one-way ANOVA),并用最小顯著性差異 (LSD)方法進(jìn)行多重比較檢驗(yàn),<0.05表示有顯著性差異,<0.01 表示有極顯著性差異. 使用Probit計(jì)算時(shí)間序列上的Eh50(表示達(dá)到50%抑制效應(yīng)所需要的時(shí)間)以及對(duì)3種藻的半效應(yīng)濃度(EC50).

2 結(jié)果與分析

2.1 稻草秸稈發(fā)酵液的抑藻效應(yīng)

2.1.1 兩種水稻秸稈發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響 圖1表示的是稻草秸稈發(fā)酵液及水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響.兩種發(fā)酵液在相同濃度時(shí)對(duì)銅綠微囊藻均有良好的抑制作用,與同期對(duì)照組相比均具有極顯著差異(<0.01),但水稻分蘗枝發(fā)酵液具有更好的抑藻效應(yīng).由表1可知,72h時(shí)水稻分蘗枝發(fā)酵液抑制率就達(dá)到了93.21%,至168h其抑制率達(dá)到97.96%,而稻草秸稈發(fā)酵液在120h時(shí)抑制率才達(dá)到68.20%,在168h時(shí)抑制率反而顯著下降,只有27.65%.兩種發(fā)酵液的Eh50分別為21.036h (稻草秸稈發(fā)酵液)和14.073h(水稻分蘗枝發(fā)酵液),水稻分蘗枝發(fā)酵液不僅在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到了半抑制效應(yīng),而且持續(xù)處于很高的抑制狀態(tài)沒(méi)有出現(xiàn)反彈.由此可見(jiàn)不同稻草發(fā)酵液可能因其含有的抑藻成分不同因而有不同的抑藻效能.

圖1 兩種不同水稻秸稈發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻細(xì)胞密度的影響

表1 兩種稻草秸稈發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻的抑制率(%)

注:表中數(shù)據(jù)為平均值±SD(=3); 同一列,相同小寫字母表示在0.05水平上無(wú)顯著性差異;不同小寫字母表示在0.05水平上有顯著性差異;同一行,相同大寫字母表示在0.05水平上無(wú)顯著性差異;不同大寫字母表示在0.05水平上有顯著性差異,下同.

2.1.2 水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)3種淡水藻類生長(zhǎng)的影響 表2是不同濃度水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)3種藻類的抑制率.總體看,不同濃度水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)3種藻類均有一定抑制作用,且均具有濃度和時(shí)間相關(guān)性,即濃度越大抑制作用越明顯,在實(shí)驗(yàn)期內(nèi),作用時(shí)間越長(zhǎng)效果越好;除最低濃度組(0.25%),在實(shí)驗(yàn)期間表現(xiàn)為增長(zhǎng)效應(yīng),抑制率為負(fù)值,其余濃度組發(fā)酵液對(duì)藍(lán)藻的生長(zhǎng)抑制作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于對(duì)兩種綠藻,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異,<0.05或<0.01.作用96h時(shí),最大濃度處理組對(duì)銅綠微囊藻、蛋白核小球藻及斜生柵藻的抑制率分別為95.66%、83.68% 和50.90%.但對(duì)于蛋白核小球藻,只有在發(fā)酵液濃度為1.00%和1.25%時(shí)才表現(xiàn)為抑制效應(yīng),而在3個(gè)低濃度組幾乎均是增長(zhǎng)效應(yīng),抑制率大多為負(fù)值;對(duì)斜生柵藻,在實(shí)驗(yàn)第24h時(shí)各濃度組均出現(xiàn)了抑制作用,但第48h時(shí), 0.50%~1.25%組均出現(xiàn)了反彈,表現(xiàn)為增長(zhǎng)效應(yīng),隨著時(shí)間推移,各濃度組均為抑制作用.表3顯示了該發(fā)酵液依次對(duì)這3種藻類作用72h的EC50值分別為0.257%、0.851%、0.910%,由此可看出水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)蛋白核小球藻和斜生柵藻的EC50值分別是對(duì)銅綠微囊藻的3.3倍和3.5倍,說(shuō)明該發(fā)酵液化感作用具有種屬選擇性,不同藻類對(duì)相同化感物質(zhì)敏感性不同.

表2 不同濃度水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)3種藻類的抑制率(%)

注:表中數(shù)據(jù)為平均值±SD(=3).

表3 水稻分蘗枝發(fā)酵液作用于3種藻的EC50及95%置信限(72h)

2.2 水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻抑制機(jī)理

2.2.1 對(duì)葉綠素a含量的影響 由圖2可見(jiàn),中高濃度實(shí)驗(yàn)組(0.55%,0.65%)第1d相較于對(duì)照組葉綠素a含量就具有顯著性差異(<0.01);至第5d各實(shí)驗(yàn)組葉綠素a含量持續(xù)降低,與同期對(duì)照組相比均具有極顯著性差異(<0.01),最小濃度處理組(0.25%)和最大濃度處理組(0.65%)葉綠素a含量?jī)H占同期對(duì)照組的30.7% 和14.6%,說(shuō)明發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻葉綠素合成具有很強(qiáng)的抑制作用.

2.2.2 對(duì)自發(fā)葉綠素?zé)晒獾挠绊?由圖3可看出水稻分蘗枝發(fā)酵液在時(shí)間和濃度兩個(gè)序列上對(duì)銅綠微囊藻自發(fā)葉綠素?zé)晒饩胁煌潭鹊挠绊?就時(shí)間序列影響而言,最小濃度處理組(0.25%)第1d占同期對(duì)照組的69%、第3d占44%,第5d僅占對(duì)照組的25%,其余各濃度處理組也均表現(xiàn)出相似的作用效果, 表明水稻分蘗枝發(fā)酵液作用于銅綠微囊藻時(shí)間越長(zhǎng)抑制作用越顯著;就濃度序列而言,濃度越高抑制效果越明顯.綜合濃度-時(shí)間看,隨著發(fā)酵液添加量和作用時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)銅綠微囊藻自發(fā)葉綠素?zé)晒庥绊懺斤@著.

圖2 不同濃度水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻葉綠素a含量的影響

**與同期對(duì)照組比較,<0.01

2.2.3 對(duì)藻膽蛋白含量的影響 由圖4可看出實(shí)驗(yàn)第3d,相較于同期對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組PC含量均顯著下降,<0.01,說(shuō)明光合系統(tǒng)破壞嚴(yán)重,藻細(xì)胞利用光的能力下降;實(shí)驗(yàn)第5d,0.25%和0.35%的低濃度處理組PC含量?jī)H占同期對(duì)照組的26.8%和22.0%,而3個(gè)高濃度組PC 含量更低,依次分別為對(duì)照組的11.9%、13.8%和15.6%.

圖3 水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻自發(fā)葉綠素?zé)晒獾挠绊?/p>

不同小寫字母表示同一濃度不同時(shí)間的差異顯著,不同大寫字母表示不同濃度同一時(shí)間差異顯著

*與同期對(duì)照組比較,<0.05; **與同期對(duì)照組比較,<0.01

發(fā)酵液對(duì)APC 含量的影響也出現(xiàn)類似的變化.實(shí)驗(yàn)第1d各實(shí)驗(yàn)組APC含量就出現(xiàn)明顯下降,均具有顯著性差異(<0.05或<0.01).隨著作用時(shí)間延長(zhǎng)各實(shí)驗(yàn)組APC含量降低愈明顯,第5d最大濃度組APC含量?jī)H占對(duì)照組的33.8%.

2.2.4 對(duì)藻細(xì)胞完整性的影響

PI為大分子染料,只有當(dāng)細(xì)胞膜受損后才能進(jìn)入胞內(nèi)與核酸物質(zhì)相結(jié)合激發(fā)產(chǎn)生橙紅色熒光,此時(shí)熒光強(qiáng)度增強(qiáng),熒光強(qiáng)度同細(xì)胞膜受損程度呈正比.從圖5可看出在實(shí)驗(yàn)第1, 3, 5d對(duì)照組激發(fā)群細(xì)胞占比始終維持在3%左右,這可能是藻生長(zhǎng)過(guò)程中部分衰老細(xì)胞膜受損后PI結(jié)合核酸造成的熒光強(qiáng)度增強(qiáng).而實(shí)驗(yàn)組第1d隨著發(fā)酵液濃度增加激發(fā)群占比逐漸增多,最大濃度組(0.65%)占比達(dá)到了55%,至第5d占比達(dá)到75%;除最低濃度組外,各濃度組占比與同期對(duì)照組相比均具有極顯著差異(<0.01).

3 討論

近十多年來(lái)利用植物化感物質(zhì)抑藻一直是研究的熱點(diǎn)[16-17].其中,利用植物大麥秸稈抑藻則是迄今植物化感抑藻應(yīng)用最為成功的案例[18].利用稻草抑藻的研究也較多,但所得結(jié)論卻相差甚遠(yuǎn)[19-21],這可能跟實(shí)驗(yàn)時(shí)采用的條件以及所取的藻密度大小不同有關(guān),與稻草種類或處理方式不同可能更有關(guān).本研究采用普通稻草秸稈以及水稻分蘗枝,其發(fā)酵方式是在實(shí)驗(yàn)室反復(fù)摸索得到,即添加一定量纖維素酶以及乳酸菌并且發(fā)酵30d,兩種發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻均具有較佳抑制作用,但該研究首次發(fā)現(xiàn)水稻分蘗枝發(fā)酵液抑制作用顯著好于普通稻草發(fā)酵液.同時(shí),水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻的抑制作用也明顯優(yōu)于已發(fā)表的普通稻草抑藻文獻(xiàn)結(jié)果[1,21].由于水稻收割后,稻茬很快即可長(zhǎng)出大量分蘗枝,利用該分蘗枝發(fā)酵液進(jìn)行抑藻既可收到非常好的抑藻效果,又可為稻田廢棄秸稈的利用找到一種新的有效方式,環(huán)保且高效.

化感物質(zhì)抑藻機(jī)制的報(bào)道很多[16-20],其中光合作用是藻細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)非常重要的環(huán)節(jié).一些化感物質(zhì)將光合作用系統(tǒng)作為攻擊藻細(xì)胞的靶點(diǎn),破壞葉綠素a以及藻膽蛋白,降低藻細(xì)胞利用光能同化產(chǎn)物的積累來(lái)達(dá)到抑制甚至殺死藻細(xì)胞的作用,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前人研究的結(jié)論相似[22-23];同時(shí)PC和APC含量在水稻分蘗枝發(fā)酵液作用下也表現(xiàn)出相似的降低趨勢(shì),藻膽蛋白含量的下降可能是由于發(fā)酵液中化感物質(zhì)破壞了葉綠素使得藻細(xì)胞利用光能能力下降以致其轉(zhuǎn)化合成藻膽蛋白能力減弱造成的[23-24],而藻細(xì)胞葉綠素自發(fā)熒光值的持續(xù)走低也很好地佐證了這一結(jié)論的合理性.

完整且功能正常的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞完成正常的生命活動(dòng)至關(guān)重要.研究發(fā)現(xiàn)水稻分蘗枝發(fā)酵液會(huì)明顯破壞藻細(xì)胞結(jié)構(gòu),當(dāng)藻細(xì)胞受到超過(guò)其可調(diào)控的化感物質(zhì)脅迫后會(huì)經(jīng)歷藻細(xì)胞聚集、細(xì)胞膜腫脹-萎縮直至最后潰縮死亡的過(guò)程,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)PI染色分析藻細(xì)胞在水稻分蘗枝發(fā)酵液作用下的細(xì)胞膜完整性證實(shí)了這一現(xiàn)象,這與前人研究結(jié)果相吻合[24-25].

4 結(jié)論

4.1 稻草秸稈和水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻均有一定抑制作用,但水稻分蘗枝發(fā)酵液抑制作用顯著強(qiáng)于稻草秸稈發(fā)酵液,其不僅在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到了半抑制效應(yīng),而且持續(xù)處于很高的抑制狀態(tài)不出現(xiàn)反彈,可作為稻草秸稈抑藻材料的首選.

4.2 水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)藍(lán)藻和綠藻的抑制作用具有一定種群選擇性,抑制效果依次為:對(duì)銅綠微囊藻的抑藻效果>蛋白核小球藻>斜生柵藻,即對(duì)藍(lán)藻的抑制作用顯著好于對(duì)綠藻.

4.3 水稻分蘗枝發(fā)酵液對(duì)銅綠微囊藻的抑制機(jī)制之一可能是將藻細(xì)胞光合系統(tǒng)作為其攻擊的靶點(diǎn)從而抑制藻類生長(zhǎng),并最終破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),引起細(xì)胞凋亡.

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Study on the algae inhibition effect and mechanism of the fermented liquid of rice straw.

HU Chun-xia1, CHEN Bo2, ZHANG Ting-ting1,2*

(1.Yuanpei College of Shaoxing University, Shaoxing 312000, China；2.College of Life Sciences, Anhui Normal University, Wuhu 241000, China)., 2021,41(4)：1925~1931

In order to use agricultural waste rice straws to inhibit algae growth more efficiently, this study experimented specific fermentation of different rice straws, measured the allelopathy performance of the fermentation liquids on common freshwater algae, and discussed the mechanism of fermentation liquid with strong algae inhibition. The results showed that compared with ordinary rice straw fermentation liquids, the fermentation liquid with rice tillering branch had significantly better inhibitory effect on(<0.05), and the inhibition rate after 72h treatment was 93.21%, then increased to 97.96% at 168h. With the treatment of the ordinary rice straw fermentation liquid, the corresponding inhibition rate at 120h was only 68.20%, then decreased significantly to only 27.65% at 168h. The Eh50was 14.073h for the former and 21.036h for the latter liquid. The rice tillering branch fermentation liquid had better inhibitory effects on cyanobacteria () and green algae (,), and had the best inhibitory effect on(<0.05) . Under the stress of rice tillering branch fermentation liquid, the contents of chlorophyll a, phycocyanin (PC) and allophycocyanin (APC) ofdecreased, the autofluorescence value of algal cell chlorophyll decreased continuously, and the algal cell structure was destroyed. It was speculated that one of the anti-algae mechanisms of rice tillering branch fermentation liquid might use the photosynthetic system of algae cells as its attack target to inhibit the growth of algae, and ultimately destroy the cell structure and cause cell apoptosis.

rice tillering branches；allelopathy；algae inhibition mechanism；photosynthesis

X173;X52

A

1000-6923(2021)04-1925-07

胡春霞(1976-),女,河南信陽(yáng)人,講師,博士,主要研究方向?yàn)槲⑸飳W(xué).發(fā)表論文10余篇.

2020-09-01

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31170443)

* 責(zé)任作者, 教授, cyhztt@ahnu.edu.cn