全 文 ：第３３卷 第４期 渔 业 科 学 进 展 Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．４
２ ０ １ ２ 年 ８ 月 ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＩＮ ＦＩＳＨＥＲＹ ＳＣＩＥＮＣＥＳ Ａｕｇ．，２０１２
微绿球藻、隐藻和颤藻竞争氮磷营养的通径分析
曹煜成 王少沛 李卓佳＊ 文国樑 陈素文
（广东省渔业生态环境重点实验室，农业部南海渔业资源开发利用重点实验室，中国水产科学研究院南海水产研究所，广州５１０３００）
摘 要 分别将微绿球藻、啮噬隐藻和绿色颤藻进行单培养和混合培养，分析其对氮、磷营养盐的
吸收及竞争作用。结果表明，３种微藻对氮磷的吸收速率为颤藻＞微绿球藻＞隐藻，培养至第１０天
时，无机氮的吸收量分别为１３．４９６、７．５３３和６．７３９ｍｇ／Ｌ，无机磷的吸收量分别为２．１６５、０．５８１和
０．５１０ｍｇ／Ｌ。以通径分析法研究３种微藻两两混合培养时对氮、磷的作用程度，发现微绿球藻和颤
藻共培养，二者对氮磷的吸收量均有所降低；微绿球藻和隐藻共培养，微绿球藻对氮磷的吸收起主要
作用；隐藻和颤藻共培养，隐藻被颤藻抑制，颤藻对氮磷的吸收远大于隐藻。
关键词 微藻 无机氮 无机磷 竞争 通径分析
中图分类号 Ｘ１７２ 文献识别码 Ａ 文章编号 １０００－７０７５（２０１２）０４－００９９－０８
公益性农业行业专项（２０１１０３０３４）、现代农业（虾）产业技术体系建设专项 （ＣＡＲＳ－４７）、国家十二五支撑计划（２０１１ＢＡＤ１３Ｂ１０）、南海水产研究
所中央级科研院所基本科研专项（２００７ＺＤ０１；２０１２ＹＤ０２）、广东省科技计划（２０１２Ｂ０２０３０８００３）和广东省鱼病防治专项（２１３０１０８）共同资助
＊通讯作者。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｏｊｉａｌｉ６０９＠１６３．ｃｏｍ，Ｔｅｌ：（０２０）８４４５３０４８
收稿日期：２０１１－０９－１３；接受日期：２０１１－１１－３０
作者简介：曹煜成（１９７９－），男，助理研究员，主要从事池塘环境调控研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｙｃ＿１６９＠１６３．ｃｏｍ，Ｔｅｌ：（０２０）８４４５１３４９
Ｐａｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｍｏｎｇ
Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ，Ｃｒｙｐｔｏｍｏｎａｓ ｅｒｏｓａ ａｎｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａ ｃｈｌｏｒｉｎｅ
ＣＡＯ Ｙｕ－ｃｈｅｎｇ ＷＡＮＧ Ｓｈａｏ－ｐｅｉ ＬＩ Ｚｈｕｏ－ｊｉａ＊
ＷＥＮ Ｇｕｏ－ｌｉａｎｇ ＣＨＥＮ Ｓｕ－ｗｅｎ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｓｅａ
Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ＆ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｓｅａ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０３００）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ，Ｃｒｙｐｔｏｍｏｎａｓ ｅｒｏｓａ ａｎｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａ ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｗｅｒｅ
ｓｅｐｅｒａｔｅｌｙ ｏｒ ｃｏ－ｃｕｌｔｕｒｅｄ ｉｎ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｉｎｇ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ
Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｏｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ，ａｎｄ ｔｈａｔ ｏｆ Ｃ．ｅｒｏｓａ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ．
Ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｂｙ Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ，Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ，ａｎｄ Ｃ．ｅｒｏｓａ ｗｅｒｅ １３．４９６，７．５３３，ａｎｄ
６．７３９ｍｇ／Ｌ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｎｔｈ ｄａｙ，ａｎｄ ｔｈａｔ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｗｅｒｅ ２．１６５，０．５８１，ａｎｄ
０．５１０ｍｇ／Ｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ ｃｏ－ｃｕｌｔｕｒｉｎｇ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｐａｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｂｙ
ｔｈｅｍ ｂｏｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎ．ｏｃｕｌａｔａａｎｄ Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｗａｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅ．
Ｗｈｅｎ Ｎ．ｏｃｕｌａｔａａｎｄ Ｃ．ｅｒｏｓａ ｗｅｒｅ ｃｏ－ｃｕｌｔｕｒｅｄ，Ｎ．ｏｃｕｌａｔａｐｌａｙｅｄ ａ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｕｔｉｌｉｚａ－
渔 业 科 学 进 展 第３３卷
ｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｂｏｒｕｓ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｃ．
ｅｒｏｓａ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ（Ｐ＜０．０５）ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｂｙ Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ Ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｐａｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ
养殖水体富营养化已日渐成为制约水产业健康发展的重要问题之一。由于养殖代谢产物和残饵的累积、
大量含氮磷肥料的使用等因素，导致水体中氮磷营养的积累效应尤为显著（Ｈｕ ｅｔ ａｌ． ２０１０；蔡立胜等
２００４）。水环境中的浮游微藻能有效促进氮磷的吸收与转化（王朝晖等 １９９９），利用藻类净化水质能取得较好
的效果 （况琪军等 ２００１）。目前该领域的研究主要集中在对湖泊、海湾等开放性水体中氮磷营养的迁移和转
化（陈永川等 ２００５；蔡立胜等 ２００４），而从微藻生态净化角度研究养殖池塘水体中氮磷的吸收和转化的报
道不多。在对虾养殖池塘中通常少数占据生态优势的浮游微藻对整个池塘水环境藻相的结构变化起到主导作
用（刘孝竹等 ２０１１）。因此，本研究选用对虾养殖池塘中的常见优势微藻———微绿球藻Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕ－
ｌａｔａ、啮噬隐藻Ｃｒｙｐｔｏｍｏｎａｓ ｅｒｏｓａ和绿色颤藻Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａ ｃｈｌｏｒｉｎｅ，分析其对氮磷营养盐的吸收和转化特性，
以及它们作为群落共存时不同微藻对营养盐利用的贡献程度，以期为建立养殖池塘优良微藻藻相调控及水环
境原位修复技术提供基础参数。
１ 材料与方法
１．１ 材料
本研究开展时间为２０１０年１０月～２０１１年１月。微绿球藻、啮噬隐藻和绿色颤藻均分离自广东湛江东海
岛的对虾养殖池塘。藻种保种于中国水产科学研究院南海水产研究所健康养殖中心。
１．２ 方法
１．２．１ 培养条件与培养液
培养容器为５００ｍｌ锥形瓶，使用前经１２０℃灭菌。培养温度２６～２８℃，光照强度４ ０００ｌｘ，光暗比１２∶
１２，盐度１５，每３ｈ摇动藻液１次，实验周期为１０ｄ。
根据海水对虾集约化养殖池塘的氮磷营养特点（李奕雯等 ２０１０；李卓佳等 ２０１０），培藻营养液依照配
方配制（李卓佳等 ２００９）。其中，对ＮａＮＯ３、ＫＨ２ＰＯ４和柠檬酸铁的浓度进行了调整，使Ｎ、Ｐ和Ｆｅ的浓度分
别达到１４、２、０．１４ｍｇ／Ｌ。
１．２．２ 实验分组
实验共分为６个组。其中，微绿球藻、隐藻、颤藻每种微藻的单培养各为１个实验组，上述微藻两两混合培
养分别设置３个实验组，即：微绿球藻＋颤藻、隐藻＋颤藻、微绿球藻＋隐藻。各组均设３个平行。
１．２．３ 接种、取样及测定
将藻液以６ ０００ｒ／ｍｉｎ离心５ｍｉｎ，弃上清液；重复洗涤、离心１次，弃原培养液；以新鲜培养液悬浮，混匀
后接入５００ｍｌ的锥形瓶中。各种微藻的实验初始密度均设为７×１０４ｃｅｌｓ／ｍｌ。每两天取１次藻样，以甲醛固
定，用血球计数板在显微镜下计数（颤藻经过超声波破碎后计数），取得细胞数（Ｎ２ｄ）（彭聪聪等 ２０１０）。氮、磷
浓度按 ＧＢ－海洋监测规范（国家质量技术监督局 ２００７）进行测定。其中无机氮（Ｔｏｔａｌ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，
ＴＩＮ）为硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮三者之和，无机磷（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ＩＰ）为活性磷酸盐。
１．３ 数据分析
对单培养微藻的细胞密度与硝酸盐氮（ＮＯ－３ －Ｎ）、亚硝酸盐氮（ＮＯ－２ －Ｎ）、氨氮（ＮＨ＋４ －Ｎ）、ＩＰ的吸收量作
简单相关性分析。其中，营养盐的吸收速率计算公式为：
Ｖ吸收速率＝（原培养液内的营养盐含量—取样测定的营养盐含量）／（培养液体积×时间）
００１
第４期 曹煜成等：微绿球藻、隐藻和颤藻竞争氮磷营养的通径分析
对混合培养系统中不同藻种的细胞密度和ＴＩＮ、ＩＰ浓度变化作通径分析，确定各种微藻在单培养和混合
培养条件下对氮磷的吸收效果及竞争作用。通径分析（Ｐａｔｈ Ａｎａｌｙｓｉｓ）是研究变量间相互关系、自变量对因变
量作用方式和程度的多元统计分析技术。其中，通径分析的相关计算公式如下：
ｒＸｉｘｊ ＝
∑ｘｉｘｊ－∑ｘｉ∑ｘｊ
∑ｘ２ｉ －
（∑ｘｉ）２［ ］ｎ ∑ｘ２ｊ－
（∑ｘｊ）２［ ］槡 ｎ
ｒｘｙ ＝
∑ｘｙ－∑
ｘ∑ｙ
ｎ
∑ｘ２－
（∑ｘ）２［ ］ｎ ∑ｙ２－
（∑ｙ）２［ ］槡 ｎ
Ｒ２ ＝∑
ｋ≠ｉ
ｂ２ｋｒｋｙ ＝ｂ＊１ｒｘ１ｙ＋ｂ
＊
２ｒｘ２ｙ＋ｂ
＊
３ｒｘ３ｙ＋… ｂ
＊
ｅ ＝ １－Ｒ槡 ２
以单因素方差分析法检验相关数据间的差异显著性。其中，简单相关性分析、通径分析和单因素方差分析
均采用ＳＰＳＳ １２．０软件进行计算。
２ 结果与分析
２．１ 单培养的微藻细胞密度与硝酸盐氮的关系
随着藻细胞数量的增长，培养液中硝酸盐氮的浓度均呈现不断降低的趋势。颤藻对硝酸盐氮的总吸收量
和吸收速率均显著高于微绿球藻和隐藻（Ｐ＜０．０５），其中颤藻的总吸收量为１３．４８９ｍｇ／Ｌ，而三者的吸收速率
分别为１．３４９、０．７５４、０．６９０ｍｇ／Ｌ·ｄ。微绿球藻、隐藻和颤藻的细胞密度与硝酸盐氮浓度均显著负相关（图１
～图３），相关系数ｒ分别为－０．８１９、－０．９１和－０．８８９（Ｐ＜０．０５）。
２．２ 单培养的微藻细胞密度与亚硝酸盐氮的关系
前４ｄ微绿球藻组、颤藻组和隐藻组３组藻液的亚硝酸盐氮浓度均有不同程度的升高，之后随着各组微藻
细胞数量的不断升高，各组亚硝酸盐氮浓度的浓度有所下降（图４～图６），第１０天时，其浓度亚硝酸盐氮分别
为０．０１０、０．００２、０．０７９ｍｇ／Ｌ。微绿球藻、隐藻和颤藻的细胞密度与亚硝酸盐氮浓度的相关性不显著（Ｐ＞
０．０５），相关系数ｒ分别为－０．５６１、０．６７９、－０．６４１。
２．３ 单培养的微藻细胞密度与氨氮的关系
在初始培养的前６ｄ，３组藻液的氨氮浓度都有所增加（图７～图９），到第６天后，微绿球藻组的氨氮浓度
开始降低，最终浓度为０．０２３ １ｍｇ／Ｌ；隐藻组的氨氮在第６～８天时也开始降低，随后又升高至０．１０５ ８ｍｇ／Ｌ；
颤藻组的氨氮自第４天降低，直到最终的０．０１４ ２ｍｇ／Ｌ。微绿球藻、隐藻和颤藻的细胞密度与氨氮浓度相关
性不显著（Ｐ＞０．０５），相关系数ｒ分别为０．０６５、０．６２５、－０．３９６。
１０１
渔 业 科 学 进 展 第３３卷
２．４ 单培养的微藻细胞密度与ＴＩＮ、ＩＰ的关系
随着藻细胞数量的增长，培养液中ＴＩＮ的浓度均有所降低，到第１０天时，微绿球藻、隐藻和颤藻的吸收量
分别为７．５３３、６．７３９、１３．４９６ｍｇ／Ｌ（图１０～图１２）。３种微藻的细胞密度与ＴＩＮ浓度均呈显著负相关（Ｐ＜
０．０５），微绿球藻、隐藻和颤藻的相关系数ｒ分别为－０．８５２、－０．９２９和－０．８９３。
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第４期 曹煜成等：微绿球藻、隐藻和颤藻竞争氮磷营养的通径分析
颤藻对ＩＰ的吸收速率明显高于微绿球藻和隐藻（Ｐ＜０．０５），其数值分别为０．２１６ ５、０．０５８ １、０．０５１ ０ｍｇ／
Ｌ·ｄ（图１３～图１５）。３种微藻的细胞密度与ＩＰ的浓度显著负相关（Ｐ＜０．０５），相关系数ｒ分别为－０．８１７、
－０．８８５、－０．９６５。
２．５ 混合培养微藻对ＴＩＮ、ＩＰ的通径分析
２．５．１ 微绿球藻和颤藻对ＴＩＮ、ＩＰ的影响
颤藻与微绿球藻间具有竞争作用，这在一定程度上限制了它们对磷的吸收。Ｘｎ对ＹＮ的总负作用从
－０．０２６增加到－０．９５１，同样Ｘｏ对ＹＮ的负作用也增加到－０．９７８，从决定系数Ｒ２（ｉ）看，Ｘｏ＞Ｘｎ，说明Ｘｏ为主
３０１
渔 业 科 学 进 展 第３３卷
要决定因素，颤藻对ＴＩＮ的影响具主导作用。Ｘｎ和Ｘｏ对ＹＰ的总作用均为负值，从决定系数看，Ｘｎ为主要决定
因素，Ｘｏ为主要的限制因素，颤藻对ＩＰ的影响具主导作用（表１１，表２）。
图１５ 颤藻和无机磷的变化
Ｆｉｇ．１５ Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ ａｎｄ ＩＰ
２．５．２ 隐藻和颤藻对ＴＩＮ、ＩＰ的影响
隐藻受到颤藻的强烈抑制作用，藻细胞密度一直较低，
其作用力很低，对氮、磷的影响主要决定于颤藻。Ｘｃ和Ｘｏ
对ＹＮ的负作用有所削弱。由表１和表２中的决定系数Ｒ２
（ｉ）显示Ｘｏ远大于Ｘｃ，说明Ｘｏ为主要决定因素。
２．５．３ 微绿球藻和隐藻对ＴＩＮ、ＩＰ的影响
对ＴＩＮ的吸收微绿球藻要稍大于隐藻，其总作用分别
增加到－０．９７３和－０．７３４，决定系数Ｘｎ远大于Ｘｃ，这可能
因为微绿球藻增殖较快，合成细胞所需的营养较多。对ＩＰ
的作用与ＴＩＮ的相似，Ｘｎ和Ｘｃ对ＹＰ的总作用分别增加为
－０．９０７和－０．８７１，对ＹＰ的决定系数相差不大，表明二者
对ＩＰ的作用接近（表１，表２）。
表１ 微绿球藻、隐藻和颤藻对ＴＩＮ的影响
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ，Ｃ．ｅｒｏｓａａｎｄ Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｏｎ ＴＩＮ
组别Ｇｒｏｕｐ
通径
Ｐａｔｈ
直接作用
Ｄｉｒｅｃｔ ｅｆｆｅｃｔ ｂ＊ｉ
Ｘｉ通过Ｘｋ对ＹＮ 的间接作用
Ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｘｉｏｎ ＹＮ
ｒｘｉｋｂ＊ｋ
Ｘｉ对ＹＮ 的总作用
Ｔｏｔａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｘｉｏｎ ＹＮｒｘｉｙ
Ｒ２（ｉ）
微绿球藻－颤藻
Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ－
Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ
Ｘｎ－ＹＮ －０．０２６ Ｘｎ←→Ｘｏ→ＹＮ －０．９２４ ４ －０．９５１ ０．０４８ ７
Ｘｏ－ＹＮ －０．９５３ Ｘｏ←→Ｘｎ→ＹＮ －０．０２５ ２ －０．９７８ ０．９５６ ３
ｅ－ＹＮ ０．２０７ ４ ０．２０７ ４ ０．０４３ ０２
隐藻－颤藻
Ｃ．ｅｒｏｓａ－
Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ
Ｘｃ－ＹＮ －０．０３９ Ｘｃ←→Ｘｏ→ＹＮ ０．１３９ ５ ０．１０１ ０．００９ ３６
Ｘｏ－ＹＮ －０．９６９ Ｘｏ←→Ｘｃ→ＹＮ ０．００５ ６ －０．９６４ ０．９２８ １
ｅ－ＹＮ ０．２６４ ６ ０．２６４ ６ ０．０７０ ０
微绿球藻－隐藻
Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ－
Ｃ．ｅｒｏｓａ
Ｘｎ－ＹＮ －０．９２２ Ｘｎ←→Ｘｃ→ＹＮ －０．０５１ －０．９７３ ０．９４３
Ｘｃ－ＹＮ －０．０７０ Ｘｃ←→Ｘｎ→ＹＮ －０．６６４ －０．７３４ ０．０９８
ｅ－ＹＮ ０．２２８ ０．２２８ ０．０５２
注：Ｘｎ为微绿球藻的生物量，Ｘｏ为颤藻的生物量，Ｘｃ为隐藻的生物量，ＹＮ为无机氮ＴＩＮ的浓度，ｒ为相关系数，ｂｉ为通径系数，Ｒ２（ｉ）为决定系
数，ｅ为剩余因素，下同。Ｒ２１＝ｂ２１＝（－０．０２６）２＝０．０００ ６７６，同理，Ｒ２２＝０．９０８ ２，Ｒ２１２＝２ｂ１＊ｒｘ１ｘ２ｂ＊２ ＝２×（－０．０２６）×０．９７０×（－０．９５３）＝
０．０４８ ０７；Ｒ２（１）＝Ｒ２１＋Ｒ２１２＝０．０００ ６７６＋０．０４８ ０７＝０．０４８ ７
Ｎｏｔｅ：Ｘｎ，Ｘｏ，Ｘｃａｒｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ，Ｃ．ｅｒｏｓａａｎｄ Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＹＮｉｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＴＩＮ，ｒｉｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｒｅｌａｔｉｏｎ－
ｓｈｉｐ，ｂｉｓ ｐａｔｈ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，Ｒ２（ｉ）ｉｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｅｉｓ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｆａｃｔｏｒ．Ｒ２１＝ｂ２１＝（－０．０２６）２＝０．０００ ６７６，Ｒ２２＝０．９０８ ２，Ｒ２１２＝２ｂ＊１
ｒｘ１ｘ２ｂ＊２ ＝２×（－０．０２６）×０．９７０×（－０．９５３）＝０．０４８ ０７；Ｒ２（１）＝Ｒ２１＋Ｒ２１２＝０．０００ ６７６＋０．０４８ ０７＝０．０４８ ７
表２ 微绿球藻、隐藻和颤藻对ＩＰ的影响
Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ，Ｃ．ｅｒｏｓａａｎｄ Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｏｎ ＩＰ
组别Ｇｒｏｕｐ
通径
Ｐａｔｈ
直接作用
Ｄｉｒｅｃｔ ｅｆｆｅｃｔ ｂ＊ｉ
Ｘｉ通过Ｘｋ对Ｙｐ的间接作用
Ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｘｉｏｎ ＹＮ
ｒｘｉｋｂ＊ｋ
Ｘｉ对Ｙｐ的总作用
Ｔｏｔａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｘｉｏｎ Ｙｐｒｘｉｙ
Ｒ２（ｉ）
微绿球藻－颤藻
Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ－
Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ
Ｘｎ－ＹＰ －１．１５８ Ｘｎ←→Ｘｏ→ＹＰ ０．１８７ ２ －０．９７１ ０．９０７ ４
Ｘｏ－ＹＰ ０．１９３ Ｘｏ←→Ｘｎ→ＹＰ －１．１２３ －０．９３０ －０．３９６ ３
ｅ－ＹＰ ０．２３６ ６ ０．２３６ ６ ０．０５５ ９８
隐藻－颤藻
Ｃ．ｅｒｏｓａ－
Ｏ．ｃｈｌｏｒｉｎｅ
Ｘｃ－ＹＰ ０．０２３ Ｘｃ←→Ｘｏ→ＹＰ ０．１４３ ０ ０．１６６ ０．００７ １
Ｘｏ－ＹＰ －０．９９３ Ｘｏ←→Ｘｃ→ＹＰ －０．００３ ３ －０．９９７ ０．９８６ ０
ｅ－ＹＰ ０．０７７ ５ ０．０７７ ５ ０．００６ ０
微绿球藻－隐藻
Ｎ．ｏｃｕｌａｔａ－
Ｃ．ｅｒｏｓａ
Ｘｎ－Ｙｐ －０．５８２ Ｘｎ←→Ｘｃ→Ｙｐ －０．３２５ －０．９０７ ０．７１７
Ｘｃ－Ｙｐ －０．４５１ Ｘｃ←→Ｘｎ→Ｙｐ －０．４１９ －０．８７１ ０．５８１
ｅ－Ｙｐ ０．２８１ ０．２８１ ０．０７９
注：ＹＰ为ＩＰ的浓度
Ｎｏｔｅ：ＹＰ ｉｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＰ
４０１
第４期 曹煜成等：微绿球藻、隐藻和颤藻竞争氮磷营养的通径分析
３ 讨论
水体富营养化日渐成为制约水产业健康发展的重要环境问题。随着经济的快速发展，工农业生产及生活
排污使水体环境中的氮、磷、有机碳等污染源大量积累，水体生态受到破坏（李卓佳等 ２０１０；胡晓娟等
２０１０）。浮游微藻对水环境中的物质循环和能量流动具有举足轻重的作用，它对于维持水体生态系统的正常功
能，促进水环境氮、磷营养的吸收与转化（王朝晖等 １９９９），稳定水环境是不可或缺的，况琪军等（２００１）利用藻
类净化水质取得了良好的效果。在水产养殖环境调控中，优良和稳定的浮游微藻藻相可促进环境营养的转化，
减少并消除氨氮、亚硝酸氮、有机污染物等，还可通过光合作用提高水体溶氧，促进有机质分解。
水体中各理化因子对浮游藻类生长的影响大小依次为：磷酸盐、氨氮、铁离子、亚硝酸氮、酸碱度、硝酸氮、
温度、锰离子、溶解氧（米振琴等 １９９９），可见营养因子对微藻有重要的影响。氮在细胞代谢中是形成氨基酸、
氨基糖和胺化物等的基本元素；磷是藻类生长的另一种主要营养，是合成ＡＴＰ、核酸、磷脂等的基本元素。研
究发现，微藻在生长过程中所吸收的氮磷与初始氮磷的形式与浓度有显著的相关性（Ｐ＜０．０１），通常营养盐吸
收快的微藻，其生物量增长也较快（陈明耀等 １９９５；蒋霞敏等 ２００２）。
王丽卿等（２００２）研究提出，在微绿球藻培养的初期，培养液中的亚硝酸氮和氨氮都同步下降，这与本研究
存在差别。一般处于某种营养盐限制下的微藻被移入营养盐丰富的环境中，其吸收速率有明显的提升，限制的
程度越大，其吸收速率提升得越明显。作者认为在不同的营养和环境条件下，氮磷的吸收速率可能存在一定的
差别，而且无机氮的３种形态是处于动态变化的，本研究的微藻培养液中只加入了硝酸氮，而接种的藻密度相
对较低，因此吸收速率小于转化速率，这可能导致了亚硝酸氮和氨氮略有升高。
种间竞争是存在于不同微藻间的一种普遍现象，在营养盐、光照及其他生态位因子上微藻种群间均存在一
定的竞争作用，这也是促使微藻藻相变化的关键因素之一（Ｐｉａｚｚｉ ｅｔ ａｌ． ２００２；Ｌｉｔｃｈｍａｎ ｅｔ ａｌ． ２００３）。据
报道，Ｃａｕｌｅｒｐａ ｔａｘｉｆｏｌｉａ和Ｃａｕｌｅｒｐａ ｒａｃｅｍｏｓａ虽然属于同一属，但也存在较强的种间竞争，初期二者间的正
相作用明显，随着藻细胞数量的不断增高，彼此间的抑制作用有所加强，后者明显抑制前者的生长（Ｐｉａｚｚｉ ｅｔ
ａｌ． ２００２）。陈德辉等（１９９９）提出铜绿微囊藻 Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ 和斜生栅藻Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｏｂｌｉｑｕｕｓ
（Ｔｕｒｐ．）的试验室竞争抑制参数。Ｋｕｗａｔａ等（２０００）研究认为，氨氮和微藻的细胞数量是影响微囊藻 Ｍｉｃｒｏ－
ｃｙｓｔｉｓ ｎｏｖａｃｅｋｉｉ和四尾栅藻Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ间竞争作用的重要因子，但它只能影响两种微藻的竞争
过程，无法改变竞争结果。在水产集约化养殖中，池塘中蓝藻一旦形成优势，硅藻、隐藻和绿藻就不易成为优势
种，因为蓝藻在富营养的水环境中更具有竞争优势，可对其他微藻种类产生抑制（查广才等 ２００４）。在以往的
研究中，多以微藻的细胞数量或生物量作为主要评价指标，分析不同微藻间的竞争关系，这在一定程度上忽略
了在营养这个关键因子层面的竞争效应分析。因此，本研究选用对虾养殖池塘中的常见优势微藻———微绿球
藻、啮噬隐藻和绿色颤藻，用通径分析的方法研究其对氮磷营养盐的吸收和转化特性，微藻细胞生长与氮磷营
养的相关性，以及它们作为群落共存时不同微藻对营养盐利用的贡献程度。
本研究结果表明，微绿球藻和颤藻混合培养时，它们对氮磷的吸收速率最高，但其中颤藻仍是氮磷浓度降
低的主要因素，微绿球藻是次要因素；在隐藻和颤藻的混合组中，隐藻一直被颤藻抑制，细胞密度较低，在对氮
磷营养盐的总作用上，颤藻远大于隐藻，隐藻的作用较弱；在微绿球藻和隐藻的混合组中，微绿球藻的生长速度
快于隐藻，对氮磷吸收的作用大于隐藻，尤其是对无机氮的吸收，微绿球藻成为主要决定因素。综上所述，颤藻
对无机氮和无机磷的吸收效率最高，微绿球藻次之，隐藻最低，所以仅从环境营养转化与利用的角度而言，颤藻
是有益的，但颤藻增殖过快容易形成水华，对水环境也是一种破坏。通常认为在水产养殖水体中形成以蓝藻为
优势的微藻群落，养殖生物生长缓慢且容易发生病害（曹煜成等 ２００７；彭聪聪等 ２０１０；刘孝竹等 ２０１１）。
因此，在养殖水环境调控与优化时，一方面要考虑如何有效吸收环境中的富余营养盐，保持水体的清洁，另
一方面还需考虑如何控制有害藻类的大量繁殖，诱发次生的水环境恶化效应。对此，作者认为可以从建立“水
环境优良微藻藻相构建与维护技术”作为切入点。首先，选取若干具有生态优势的优良土著微藻种类，对其进
行定向培养，促进并形成稳定藻相，使之形成生态优势压制有害微藻的生长；同时维持藻相中不同微藻间的优
势平衡，以免个别微藻形成过度优势。由此，既可利用其大幅消减或消除水体环境中的富余营养盐，又可抑制
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渔 业 科 学 进 展 第３３卷
有害藻类的生长，避免次生水环境恶化的发生。
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