植物化感作用控制范文

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摘要：利用化感物質抑制有害藻類是一種廉價、安全、高效的方法。對化感作用抑藻機理，化感物質施入方式等方面進行了較系統的論述。著重介紹了利用大麥秸稈進行藻類控制的應用和需注意的問題。并對利用化感物質進行有害藻類控制研究的前景和重點進行了展望。

關鍵詞：植物化感藻類抑藻機理

富營養化水體會導致藻類爆發性生長，形成水華或赤潮。水華和赤潮能耗盡水體中溶解氧，使水生動物窒息而死，給水產養殖帶來損失。很多藻類能產生藻毒素，會使各種動物中毒或通過食物鏈傳遞，威脅人類的健康。因此如何有效控制有害藻類一直是人們關注的領域。目前湖內藻類控制技術主要有物理法、化學法和微生物抑藻、動物捕食法等。但這些方法都在不同程度上存在費用高，產生生態危害，不易控制等缺點，因而限制丁它們的推廣。

化感作用和化感物質的發現為解決以上問題提供了一種可能的思路。在一個植物群落里，植物和微生物通過釋放化學物質促進或抑制其他個體或自體的現象稱為生物化感作用(Allelopathy)”[1]，這些物質稱為化感物質(Allelochemical)。Allelopathy一詞是Mo1isch于1937年提出的。化感作用廣泛存在于水生態系統，加香蒲，水盾草，穗狀狐尾藻，金魚藻、荸薺、眼子菜、石龍尾、苦草、埃格草、菹草、珊瑚藻等水生植物對特定藻類有化感作用[2,3]。水花生、水浮蓮、滿江紅、紫萍、浮萍、西洋菜、水葫蘆、石菖蒲對藻類的抑制作用也有報道[4,5]。利用大麥秸稈控制水體中有害藻類也有較深入的研究[6]。

抑藻化感物質是水生植物生長過程中產生的次生代謝物質[1)，一般只特定性地抑制某些藻類的生長[2—5]。同時化感物質一般能在自然條件下降解，不會在生態系統中積累，生態安全性好[7]。因此，將化感物質應用于藻類控制具有良好的應用前景。

1化感作用抑藻機理

化感物質的種類很多，Rice[1]將其分為14類。此外，按照化感物質的化學結構也可以分為5大類：脂肪族、芳香族、含氧雜環化合物、類萜和含氮化合物。目前已從不同植物中分離到多種能抑制藻類生長的化感物質。如從鳳眼蓮中分離出3種：N—苯基—2—萘胺，亞油酸，亞油酸甘油酯[引。其中，N—苯基—2—萘胺和亞油酸甘油酯對雷氏衣藻的抑制效果明顯。狐尾藻中的抑藻物質主要是五倍子酸(桔酸)和焦桔酸[3]，對銅綠微囊藻的抑制作用明顯。大麥稈腐敗后釋放出的化感物質則包含了長鏈脂肪酸、酚類、酸類、醇類等[8，9]。

化感物質可以通過多種方式抑制藻細胞的分裂，從而減少藻細胞數量。對化感物質抑制藻類生長的機理研究較少，且沒有統一的結論，但不同的研究者根據自己的試驗得到了一些初步結果。從目前的報道看，化感物質抑制藻類生長可能的途徑主要如下。

1．1破壞葉綠素

葉綠素是光合作用的場所。有些化感物質通過破壞藻類的葉綠素，減少藻類的同化產物，從而抑制藻類的生長。鳳眼蓮根系附著的藻細胞中葉綠素a的含量明顯下降，而其降解產物脫鎂葉綠素a酸酯的含量升高。Hagmann和Srivastava從側生藻中分離出的側生藻素A對藻類和其他光合自養微生物具有強抑制作用，能抑制光合系統Ⅱ，具體表現在：影響QA-再氧化速率，初級光能捕獲，使PSⅡ活性中心失活，使單元結構從系統中分離[10,11]。

1．2破壞細胞膜

化感物質能降低細胞膜的完整性，使細胞內物質大量滲出，滲出液的電導率增加[12,13]。化感物質處理24h后滲出液的電導率與化感物質的濃度線性相關。經不同的化感物質處理后，酵母菌、甜菜、玉米等都出現細胞膜透性增加，K+流失的現象[1]。

1．3影響某些酶的活性

化感作用能影響生物體的酶活性，由于酶的特性不同，化感物質能提高某些酶的活性，卻能抑制另外一些酶的活性[1]。單寧能抑制纖維素酶活性，從而延緩纖維素和半纖維素的降解。化感物質對植物過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等抗性酶的影響報道較少[1]。Friebec[14]也發現化感物質能影響細胞膜ATP酶的活性。

2抑藻化感物質施人水體的方式

化感物質是植物產生的次生代謝物質，可以通過多種方式釋放進入環境中，如：揮發、根際滲出、雨霧濾出、植物組織腐敗后釋放等[5,15,16]。水生植物的化感物質也可以通過這些方式進入水體，從而產生對藻類的抑制作用。本節著重介紹植物化感物質人工施入水體的方式，以指導利用化感作用進行有害藻類的控制。