温度与盐度对刺松藻生长和营养盐吸收的影响

魏丽媛, 郑怡

1.福建师范大学生命科学学院， 福州 350117；2.山西同煤二中， 山西 大同 140214

刺松藻(CodiumfragileHariot)是一种多年生海藻，隶属于绿藻门(Chlorophyta)，绿藻纲(Chlorophyceae)，管藻目(Siphonales)，松藻科(Codiaceae)，松藻属(Codium)。其藻体呈黑绿色，质地类似海绵，形状似鹿角，具有多个分叉枝节，夏季生长繁茂，且大多生长于中潮和低潮的岩石上。该藻类植物具有消除人体内蛔虫的功效[5]，还具有清热解毒、利尿消肿的功效[6-7]；其多糖在抗肿瘤、抗凝血方面具有显著作用[8]，可以作为抗肿瘤的抑制剂和增效剂应用于临床医学[9]。刺松藻本身还具有高蛋白质、高膳食纤维、低热量、低脂肪等特点，是天然保健食品，刺松藻干品也可用作副食品及药物原料[10]。

刺松藻凭借多种药用价值和较高的营养价值，具有广阔的市场前景，但目前其养殖规模依然有待提高。叶金聪等[11]开展了一系列刺松藻人工繁育实验，并通过有性和营养体两种繁殖方式成功培育出刺松藻幼苗，但有关刺松藻养殖并无太多参考资料。目前已有较多有关环境因子(如温度、盐度、光照强度等)对大型海藻(如鼠尾藻、蜈蚣藻、孔石莼等)营养盐吸收影响的研究[12-14]，但有关不同环境因子下刺松藻的营养盐吸收作用研究相对较少。本研究以从福建省连江县罗源湾海域养殖筏架采取的刺松藻为实验材料，在实验室条件下，研究温度(18、25、32 ℃)和盐度(10、20、30)对刺松藻生长和营养盐吸收的影响，以期为其作为生物修复种群的实际应用以及人工养殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

刺松藻(CodiumfragileHariot)采自福建省连江县罗源湾海域养殖筏架。

主要仪器：酸度计(杭州雷磁分析仪器厂)；溶解氧测定仪(意大利HANNA公司)；紫外可见光光度计(上海美谱达仪器有限公司)；手持式盐度仪(常州诺基仪器有限公司)；超纯水器(美国Millipore公司)；显微镜及成像系统(日本Olympus公司)。

1.2 实验方法

1.2.1刺松藻暂养 为获得良好的实验结果，在实验之前对藻段进行适应性处理，处理周期为7 d。将采集的刺松藻袋装运至实验室内，多次清洗去除杂物，挑选完整健康的藻体作为检测对象，并进行充气暂养，暂养介质为过滤的海水，每隔2 d更换过滤的海水，加入适量f/2配方培养液，每日均匀搅拌5～6次，培养水温保持在21 ℃，光照强度保持在1 000～1 500 lx之间，光照时间为12 h。

特定生长率(SGR，%/d)按照下列公式计算[16]：

ηSGR=[(Wt-W0)/t]×100%

(1)

式中W0为选取藻段的初始鲜重，g；Wt为在实验室第t天测量时的鲜重，g。

1.3 数据分析

本实验采用双因子方差和Duncan多重比较的方法处理数据，以P<0.01为差异极显著、P<0.05为差异显著；将记录的数据进行方差处理，而后依据处理结果通过Excel软件生成柱状图和二维曲线，根据曲线进行结果分析。

2 结果与分析

2.1 温度和盐度对刺松藻生长的影响

为分析温度和盐度对刺松藻生长的影响，将其置于不同温度(18、25、32 ℃)和盐度(10、20、30)的组合条件下进行培养，并定期称重。所测得的在不同温度和盐度条件下刺松藻的生长情况如图1所示。由图1可知，温度分别为18 ℃和25 ℃时，刺松藻的最适生长盐度为20，而且在25 ℃、盐度20时其特定生长率最高；在18 ℃、盐度10时其特定生长率为负值。当温度为32 ℃时，在盐度分别为10和20的条件下，刺松藻的生长率均为负值，藻体出现严重溃烂；盐度为30，刺松藻能正常生长，但生长率小于18 ℃、盐度20和25 ℃、盐度20组合。盐度和温度对刺松藻的生长都有较大影响，刺松藻最适生长的温度和盐度分别是25 ℃、20。

通过双因子方差分析和Duncan多重比较可知，温度对刺松藻生长的影响极显著(FT=18.296，P<0.01)，盐度对刺松藻生长的影响显著(Fs=7.609，P<0.05)，二者的交互作用显著(F=5.956，P<0.05)。显然温度对刺松藻生长的影响远远大于盐度对其的影响。

2.2 温度和盐度对刺松藻营养盐吸收的影响

图1 不同温度、盐度下刺松藻特定生长率Fig.1 The specific growth rate of Codium fragile under different temperature and salility

图质量浓度的动态变化Fig.2 Variations of concentration

图质量浓度的动态变化Fig.3 Variations of concentration

3 讨论

近年来，随着养殖业迅猛发展，海洋富营养化问题日益加剧。利用大型海藻所具有的超吸收氮磷营养盐的能力，可有效治理和修复富营养化海域。海藻种类不同，其生长环境的差异也较大。在较深水域生长的海藻所处环境相对较为稳定，而生长在较浅水域的海藻大多处于生态因子变化较为剧烈的条件下[17]。刺松藻主要生长在中潮或低潮水域，潮水的涨落、降水等对海水的温度和盐度变化较为突出。刺松藻还具有多种药用价值，有一定的抑菌效果，刺松藻多糖对机体肿瘤生长具有明显的抑制作用，价值高，前景好。但就目前来看，刺松藻的养殖规模不大，有关刺松藻养殖的相关资料比较少。因而本文在实验室条件下研究了环境因子(温度和盐度)对刺松藻生长及营养盐吸收的影响，为刺松藻人工养殖和养殖区海水修复提供了参考。

图质量浓度的动态变化Fig.4 Variations of concentration

图5 PO43--P质量浓度的动态变化Fig.5 Variatings of PO43--P concentration

本研究表明，刺松藻在较宽的温度范围内均可生长，这与叶金聪等[11]的研究结果相似。在32 ℃下，只有盐度30的环境中刺松藻生长良好，且在18 ℃、盐度10条件下，出现负生长，说明刺松藻可适应高温高盐环境，不适应低温低盐和高温低盐环境。盐度和温度的变化会引起海水渗透压的改变[18]。当海水的盐度低于其最适范围，必然影响其渗透压，降低藻类对其营养盐吸收的能力，抑制其生长[19-20]。海水的温度改变也可能导致藻体内有关呼吸和光合作用的酶活性受到抑制，从而导致其生长缓慢，甚至出现藻体溃烂现象。本研究显示，在较高温度条件下，刺松藻对P、N的吸收效果优于低温条件，分析原因可能是：温度改变藻类细胞膜的生理特性，低温可能会阻止膜转运蛋白构象的变化，进而阻止了蛋白质携带可溶性营养盐分子通过细胞膜，且用来还原硝态盐的底物也较缺乏，从而减慢了对N、P的吸收[21-22]；而高盐度条件下，藻类生长需要更多的能量以维持其正常的渗透条件以及特定的离子浓度[23-25]，从而对N、P的吸收效果较好。值得注意的是，本研究中，在第1天培养后，刺松藻对硝态氮和亚硝态氮的吸收较好，但铵盐的浓度不减反增，其具体原因仍需进一步研究。

在富营养化海域区大量养殖刺松藻，既发展经济，又改善环境，这种环境友好型的生态养殖模式无疑会成为新趋势。由于四季环境因素的变化，也可根据不同海藻的生活习性，交替养殖大型海藻，或者是藻类与鱼、虾、贝等混合系统养殖模式，来对水体进行修复，可进一步展开深入研究。