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菌藻共生與生態(tài)平衡

 璽石氣象 2018-01-15

藻類是生活在淡水和海水的光合自養(yǎng)型生物,通過光合作用向水體供氧,增加水體的溶解氧,供好氧,菌就不斷地降解有機(jī)質(zhì),而藻類可以利用細(xì)菌降解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的 CO 2 進(jìn)行光合作用,如此循環(huán)形成的體系,稱為“藻菌共生”


1、藻類與細(xì)菌的相互促進(jìn)

    藻類與細(xì)菌具有錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系,每種藻形成自己獨(dú)特的菌群且兩者之間存在特異的種間關(guān)系。藻類主要通過營養(yǎng)物質(zhì)交換,氣體、酸堿度調(diào)節(jié)等促進(jìn)細(xì)菌生長。小球藻通過直接吸收和利用水體的NH4+-N 及提高溶解氧,能夠促進(jìn)好氧異養(yǎng)芽孢桿菌的生長。細(xì)菌作為水生態(tài)系統(tǒng)中重要的分解者,通過復(fù)雜的代謝活動(dòng)參與水環(huán)境內(nèi)多種物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化過程,從而作為微藻營養(yǎng)物質(zhì)的提供者與加工者;同時(shí)細(xì)菌還可以通過產(chǎn)生或分泌對(duì)微藻有益的代謝物質(zhì)或胞外產(chǎn)物,從而呈現(xiàn)對(duì)微藻的促進(jìn)作用。例如,水體中的氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌能夠?qū)⒑袡C(jī)物質(zhì)分解并進(jìn)一步通過硝化作用將其轉(zhuǎn)化為 NH3+-N,為藻類生長提供無機(jī)氮;好氧細(xì)菌通過利用微藻周圍水體中高濃度的溶解氧,為藻類提供還原性較強(qiáng)的生存環(huán)境



2、藻類與細(xì)菌的相互抑制

     藻類具有產(chǎn)生活性次生代謝產(chǎn)物的基本機(jī)制,這些代謝產(chǎn)物包括脂肪酸、酚類、多糖等種類,它們具有抑制或消滅某些細(xì)菌的作用,顫藻對(duì)地衣芽孢桿菌的抑制是通過其胞外產(chǎn)物而非通過營養(yǎng)物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生的。藻類直接與細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)營養(yǎng)物質(zhì)而起到間接抑制作用,高種群密度微囊藻的生長對(duì)硝化細(xì)菌的生長有明顯的抑制作用微囊藻與硝化細(xì)菌之間對(duì) NH 4+-N 等存在競(jìng)爭(zhēng)性利用。細(xì)菌對(duì)藻類的抑制或拮抗作用表現(xiàn)在多個(gè)方面,主要通過營養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)生化學(xué)毒素、釋放溶藻酶等方式實(shí)現(xiàn)。在特定的水環(huán)境中,當(dāng)沒有外源營養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)充時(shí),通過對(duì)營養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng),細(xì)菌就會(huì)抑制藻類的生長。假單胞菌、蛭弧菌、芽孢桿菌、腐螺旋菌等細(xì)菌均可產(chǎn)生化學(xué)毒素釋放于水體中,進(jìn)而抑制某些微藻如甲藻和硅藻的生長,甚至殺死藻細(xì)胞。


3、水體生態(tài)平衡

      水體中藻類與細(xì)菌間的相互促進(jìn)、相互抑制的作用,才能將環(huán)境中的污染物在一定的時(shí)間范圍內(nèi)自然降解,保持水體的自然生態(tài)鏈,即為水體的自凈作用。當(dāng)水體中溶入了過多的營養(yǎng)物質(zhì),生態(tài)鏈?zhǔn)艿經(jīng)_擊,在生態(tài)鏈承受的范圍內(nèi),細(xì)菌和藻類的共生關(guān)系仍然在延續(xù),但由于藍(lán)藻自身的生理特點(diǎn),細(xì)菌對(duì)藻類的抑制作用處于劣勢(shì),水體朝富營養(yǎng)化的方向發(fā)展,此時(shí),向水體中投加微生物,與藻類競(jìng)爭(zhēng)NP等營養(yǎng),有效修復(fù)微生物菌群結(jié)構(gòu),增強(qiáng)細(xì)菌的抑制能力,可有效防止水體向富營養(yǎng)化的方向發(fā)展,維持水體基本的生態(tài)平衡。


     當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)的量超過了生態(tài)鏈的承受范圍,生態(tài)鏈就會(huì)受到破壞。結(jié)合諸多外在因素,包括溫度、光照、營養(yǎng)鹽、水文等,藻類不再依賴細(xì)菌的代謝產(chǎn)物,直接利用水中的營養(yǎng)物質(zhì)迅速繁殖,細(xì)菌對(duì)藻類的抑制作用迅速崩潰,甚至受到藻毒素的危害;水中的捕食者(水生動(dòng)物)的獵食速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于藻類的生長速度,藻類生長不受限制,水體成了藻類的天下。藻類在大量繁殖的同時(shí),部分細(xì)胞也在老化衰亡,衰亡的細(xì)胞破裂降解,消耗了水體氧氣,造成溶氧急劇下降,除此之外,破裂的藍(lán)藻會(huì)釋放藍(lán)藻毒素、氨氮、亞確酸鹽等有毒有害物質(zhì),對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)帶來一系列嚴(yán)重后果。此時(shí)水體中的細(xì)菌生長繁殖受到抑制,處于休眠狀態(tài)或部分死亡,溶藻菌和噬藻體雖然可存活,但對(duì)藻類的抑制作用效果甚微。此時(shí),在水體中投放微生物的效果微乎幾微,必需尋求一種生態(tài)的、綜合的治理方法方可修復(fù)水體的生態(tài)平衡。


4、生態(tài)平衡的恢復(fù)

      在水體富營養(yǎng)化時(shí),及時(shí)向水體中投放微生物,保持水體菌相與藻相的平衡,維持菌藻共生的關(guān)系,是防止水體富營養(yǎng)化的一種行之有效的途徑。但當(dāng)富營養(yǎng)化未能及時(shí)控制導(dǎo)致藻華等一系列嚴(yán)重后果時(shí),單一的物理、化學(xué)或生物方法都不能達(dá)到理想的效果,即只能治標(biāo)而不能治本。生態(tài)的綜合治理方法包括物理、化學(xué)除藻,再利用生物酶將水體中的藻毒素降解,改善底泥(破裂藻細(xì)胞沉積物),最后投放復(fù)合微生物菌劑,抑制藻類的生長,維持菌種共生的關(guān)系,從根本上恢復(fù)水體的生態(tài)平衡。


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