全 文 ：Marine Sciences/Vol.26, No.8/2002 13
EFFECTSOF TEMPERATURES , LIGHT INTENSITIES AND
NITROGEN CONCENTRATIONS ON THE GROWTH AND
FATTY ACID COMPOSITIONS OF Nannochloropsis oculata
JIANG Xia-min
(Ocean and Fisheries Department of Ningbo University , 315211)
Received:Apr., 1, 2002
Key Words:Temperatures , Light intensity , Nitrogen contents , Nannochloropsis oculataa , Growth rate , Fatty acid
Abstract
The effects of temperatures , light intensities and nitrogen concentrations on the growth and fatty acid content of N.
oculata.were investigated.The results showed that the algae grew fast and were abundant in 16∶1 n-7 and 20∶5 n-3
(EPA).The suitable temperatures for the algae growth varied from 0 ℃ to 30 ℃, and the optimum growth temperature was
at 20 ℃.The experiment indicated that variation in temperature has an obvious effect on fatty acid content , and further-
more , the maximumEPA content of N.oculata.was reached at 20 ℃, while the content rapidly decreased at 30 ℃.The
light intensities for suitable growth ranged from 5 000 to 7 000 lx , but the top EPA content achieved only at 1 000 lx.The
results also showed that the optimum growth and relatively lower EPA content were obtained , when the same nitrogen con-
centration was supplied at 10 mg/L. (本文编辑:张培新)
*广东省科技攻关项目 C20328号;广东粤海饲料公司科
技资金资助。
第一作者:黄翔鹄 , 出生于 1962年 , 讲师 , 从事养殖水域微
藻生态调控防病的生态学理论研究。E-mail:ybcl@163.net
收稿日期:2002-03-29;修回日期:2002-05-30
微绿球藻对氮和磷营养盐需求的研究 *
黄翔鹄 李长玲 刘楚吾 王中铎 陈建军
(湛江海洋大学水产学院 524025)
提要 通过单因子实验和正交实验方法 , 研究了对虾高位池一种优良藻株微绿球藻
(Nannochloris oculata)对 N和 P营养盐需求 。结果表明:微绿球藻在 NO3-N浓度为 28.30 mg/L
和 PO4-P浓度为 2.076 mg/L时 ,比增长率最大值(μmax)出现最佳值 ,微绿球藻以各种起始密度
培养和小规模培养均能得到较好的生长效果 。 μmax可较好地反映微藻种群对多因子的适应性
和在对虾池塘中的竞争能力 。
关键词 微绿球藻(Nannochloris oculata),营养盐 ,比增长率
微绿球藻 (Nannochloris oculata)隶属于绿藻门
(Chlorophyta)的四胞藻目(Tetrasporales)[1 ] , 是在对虾
池塘分布广泛 、种群稳定 、适应能力强 , 并能形成良
好 “水色”的一种常见优势种 , 在养殖中后期对池塘
水质的稳定有重要意义 。黄翔鹄另文报道 ,通过定向
培育微绿球藻可改善养殖水环境 , 提高对虾的抗病
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力 。高位池是一种对虾高密度集约化养殖模式 ,生态
防病应用是对虾可持续发展的前提 ,养殖水域生态系
的稳定性 ,在很大程度上取决于水域的微小生物群落
的结构 。养殖过程中大多数疾病的发生与水环境平衡
失调 、水质恶化有密切关系 。在一定的生态环境中 ,固
有的生物结构具有明显的排它性与复原性特点 ,因此
它具有结构上的稳定性和功能上的特异性 ,作为养殖
生态系统具有合理的生物组成和优化环境的功能。通
过生物技术引入和改变养殖水域中微小生物群落的
结构与功能的生态调控防病技术 ,是生态防病的重要
内容之一 [2 ]。因此 , 本文对虾塘中微绿球藻这一优良
藻株对 N和 P营养盐需求的研究 ,以期为今后对虾养殖
水域微藻生态调控防病技术的研究和应用提供资料 。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 实验微藻来源 实验用微绿球藻于
2000年 7月从海南三亚湛泰对虾养殖场分离 ,该养殖
场虾池均为高位池 , 微绿球藻经驯化培养在实验室中
备用 。
1.1.2 实验用海水和药品 海水取自湛江市
东风码头海区 ,经沉淀砂滤 、煮沸消毒 ,静置 1 d后使
用 。实验用药品 NaNO 3 ,KH2PO 4和 FeCl3 ,均为分析纯;
VB1和 VB12是医用注射液 。
1.2方法
1.2.1 接种 实验所用的微绿球藻是取进入
对数生长期的藻液 ,经离心(3 000 ～ 4 000 r/min)去除
原来培养液 ,次日上午 8∶00～ 9∶00接种 。实验用三
角锥形瓶为 1 000 ml ,培养体积 600ml 。为避免原营养
盐的干扰 , 各组接种的起始藻液的光密度(O.D.)值
尽量一致 。培养过程中每隔 4 h摇动一次 。
1.2.2 培养条件 采用湛水 107-13培养液配
方 [3 ]为基础配方 ,室内培养 ,用日光灯作为光源 ,光照
强度约为 2 000 lx ,每日 14 h光照 ,温度控制在 27±2
℃, 培养用的海水比重为 1.020±0.001 , pH值 8.0 ～
8.2。
1.2.3 单因子实验浓度设置 分别设 5个实验
浓度组 , 每组设 2个平行组 , 以湛水 107-13培养液驯
化用的配方为基础 ,采取仅改变N和 P中一种营养盐
浓度而另一种不变的方法进行单因子实验 。实验按两
步进行:第 1步 , 保持原配方中 NO3-N浓度为 22.64
mg/L不变 ,而 PO4-P按 0.207 , 1.032 , 2.070 , 3.096和
4.128 mg/L设置浓度梯度;第 2步 , PO4-P的浓度保持
第一步中结果最好的一组浓度不变 , 而 NO3-N的浓度
按 5.660 , 11.32 , 22.64 , 28.30和 33.96mg/L设置;并
以湛水 107-13培养液驯化用的配方为实验对照组。
1.2.4 正交实验设置 在单因子实验结果基
础上设计了 2因素 3水平的正交实验 , 以得到更加适
合的浓度组合 。
1.2.5 不同起始藻液浓度培养试验 以最适
的 NO3-N和 PO 4-P浓度组对 5种不同起始浓度的微绿
球藻进行培养试验 。
1.2.6 小规模培养试验 在正交实验结果的
基础上 , 以最适的 NO3-N和 PO4-P浓度组于 15 L的培
养缸进行小规模培养试验 ,以湛水 107-13培养液配方
为对照组 。
1.3 测定方法
1.3.1 藻细胞密度的测定 先做 O.D.和藻
类细胞数相关初步实验 ,将实验用藻液稀释成不同浓
度梯度 , 用 723分光光度计在 660 nm处测各浓度组
O.D.值 ,将藻液用血球计数板计算其细胞数 ,结果表
明 O.D.与藻的密度的线性关系良好 。从接种次日
起 , 每天定时取样一次 , 用 723型分光光度计测定藻
液 O.D.660nm值 ,以不加藻种的相同培养液为空白 。
1.3.2 数据处理 比增长率 μ=ln(X2 -X1)/
(T2-T1), X 表示藻密度(个/ml), T表示时间 [3 ](d);
相对生长常数 K=(lgO.D.t-lgO.D.0)/T [1 ] ,O.D.t表
示最终的光密度值 , O.D.0表示最初的光密度值 , T
为培养时间(d);平均倍增时间 G(d)=0.301/K [1 ] 。
2 结果
2.1 微绿球藻在不同 PO4-P浓度下的生长
情况
NO 3-N的浓度固定在 22.64 mg/L时 , PO4-P的浓
度从 0.207 mg/L增加至 4.128 mg/L , 在浓度 3.096
mg/L时 ,K , μ都出现明显的峰值 ,相对湛水 107-13培
养液配方组 ,其 K 值增加 5.16%, G减少了 4.20%,
μmax增加了 4.26%。微绿球藻的生长繁殖速度最快;
在生态位中的竞争能力也最强。随 PO4-P浓度增加 ,其
K值和 μmax有下降的趋势 , G值有延长趋势 。μmax在
第一天出现 ,比其他各实验组要快(表 1)。
2.2 微绿球藻在不同 NO3-N浓度下的生长
情况
PO 4-P浓度固定为 3.096 mg/L时 , NO 3-N浓度从
5.660mg/L增加到 22.64 mg/L时 ,其 K值和 μmax逐
渐增加 , 而 G值有缩短趋势;NO3-N浓度从 22.64 mg/
L增加到 33.96mg/L时 , 其 K 值和 μma x值有逐渐减
少趋势 ,而 G值有延长的趋势(表 2);因此 , N浓度为
22.64mg/L时 ,其 K值和 μmax值表现出明显的峰值 ,
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而 G值最短 , 相对湛水 107-13培养液配方组 , K 值增
加 27.36%, G值减少 20.89%, μmax增加 33.50%,为
最适浓度值 。
2.3 微绿球藻在不同 N , P 组合下的培养
结果
2因素 3水平的正交实验结果表明实验 2和 7组
的 K值相对高于其他各实验组 , 而 G值相对低于其
他各组 ,但这 2组相互间的 K 值和 G值无差异。从表
3可以看出 , 实验 7组的 μmax相对高于其他各实验
组 ,即 NO3-N为 28.30 mg/L和 PO 4-P为 2.076 mg/L是
微绿球藻生长繁殖的最适浓度组合 , 最佳生态位条
件 。此时 ,藻类生长繁殖的速度最快 ,在生态位中的竞
争能力也最强 。
2.4 微绿球藻在不同起始浓度下培养对
N , P的要求
微绿球藻在 NO 3-N为 28.30 mg/L 和 PO4-P 为
2.076 mg/L的培养液中 ,以不同起始浓度接种后 1周
的培养过程中 , 各组 K 值和 μ值相对增长无显著差
异 ,种群均持续增长(见表 4)。因此 ,此营养盐浓度适
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应不同密度的微绿球藻种群生长 ,各种密度微绿球藻 种群对 N和 P营养盐需求具有相似性 。
2.5 小规模培养试验结果
结果显示 , 最适的 N和 P组合在小规模培养过
程中 , 其 K值和 μmax值都明显高于对照组 , 而 G值
则低于对照组 。此营养浓度适合微绿球藻小规模培养 。
3 讨论
3.1 比增长率 μ
在本次实验中作者选用了 μmax 作为微藻对多因
子试验的比较参数 , 这是由于指数增长模型 N =N 0e rt
或其修正模型可描述培养中藻类的增长过程 [14] 。μ尤
其是比增长率的最大值 (μmax)是藻类在浮游植物群
落中种类间竞争力和演替顺序的指标 , 也是藻类内禀
增长率(rmax)最好近似值之一 , 还是水生生态系统中
生态模型的重要参数之一 。Reynolds [ 14 ] 认为比增长率
的最大值(μmax)是在一定条件下藻类潜在增长率
的最高表现 。陈德辉等认为获得比增长率最大值
(μmax)的条件 , 就是藻生长的最适条件 , 也就是最佳
生态位的条件 [4 ] , 能准确反应微藻对多因子适应性和
微藻在对虾池塘中的竞争能力 。 作者进行的实验亦
有类似的结果(表 3)。
3.2 微绿球藻营养需求
波吉卵藻是广泛存在于对虾高位池的一种优势
藻种 ,黄翔鹄另文报道 ,其最适 NO3-N和 PO4-P浓度分
别为 11.32 mg/L和 1.29mg/L;陈明耀等报道 [1 ] ,亚心
扁藻对 NO3-N和 PO 4-P最适浓度分别为 14.0 mg/L和
1.29 mg/L ,盐藻分别为 140.0 mg/L和 22.4 mg/L ,而
微绿球藻最适 NO3-N和 PO4-P浓度分别为 28.30 mg/L
和 2.076 mg/L。各种藻类对营养盐的要求是有差别
的 , 各有其特殊性 , 不同种微藻对营养盐配方当然也
应该不同 , 只有较好地符合培养种类需要的配方 , 才
能获得理想的效果 。因此 ,可通过营养盐配方研究来
调控微绿球藻种群在虾池微生态系统中的竞争力 。
3.3 微藻的定向培育与微藻生态调控防病
对虾疾病的发生与虾体抗病力和其他环境因素
有密切关系。其中环境因素起着重要作用 。各种病毒
感染或是细菌性感染疾病 ,是由于生态系统的破坏导
致生态失衡从而引起疾病的发生 [5 ～ 8] 。养殖过程中调
节好生态系统平衡 , 保持良好的水质 , 可增强对虾抗
病力 [6 ～ 10 ] 。浮游植物在对虾养殖池塘中占有重要位
置 , 它对于维持池塘生态系统的正常功能 , 稳定池塘
环境是不可缺少的 [11 ];保持浮游植物种群持续稳定 ,
对保持良好水质具有积极作用;对虾养成的主要技术
之一 ,就是调节好池塘生态系统平衡 [12 ,13 ] 。作者认为 ,
通过微藻定向培养 ,引入种群稳定 、适应能力强 、能形
成良好 “水色” 优良藻种来优化浮游植物群落的结构
与功能 ,保持生态系的动态平衡 ,改善养殖水环境 ,从
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而提高对虾的抗病能力 ,是对虾集约化养殖微藻生态
调控防病的一个重要途径 。
参考文献
1 陈明耀 。生物饵料培养。北京:农业出版社 , 1995。
69～ 75
2 曾呈奎、相建海。海洋生物技术。济南:山东科学技术出
版社 , 1998。 327～ 340
3 金相灿、章中麝。 湖泊富营养化调查规范。北京:中国
环境科学出版社 , 1990。 275～ 286
4 陈德辉、章宗涉、陈 坚。藻类批量培养中的最大比增长
率 ,水生生物学报 , 1998, 22(1):28～ 32
5 马悦欣、李 华、陈 营。 1993年中国对虾爆发性流行
病细菌病原学研究 , 大连水产学院学报 , 1995, 10(2):
1～ 8
6 丁美丽、林 林、李光友等。有机污染对中国对虾体内
外环境影响的研究 , 海洋与湖沼 , 1997, 28(1):7～ 12
7 林 林、丁美丽、孙舰军等。 有机污染提高对虾对病原
菌敏感性实验 , 海洋学报 , 1998, 20(1):90～ 93
8 孙舰军、丁美丽。氨氮对中国对虾抗病力的影响 ,海洋
与湖沼 , 1999, 30(3):267～ 272
9 陈 勤。 抗衰老研究实验方法。北京:中国医药科技出
版社 , 1996。 606～ 607
10 李永祺。 海水养殖生态环境的保护与改善。济南:山
东科学技术出版社 , 1999。 61～ 70
11 王崇明、张 岩、麻次松。对虾池塘浮游植物与主要水
质因子的关系 ,海洋科学 , 1993 , 4:10～ 12
12 门胁秀策、田中启阳。 透明度からみた养殖クルマ工
ビの成长 , 水产增殖 , 1993, 41(1):61～ 65
13 田中启阳。 クルマ工ビ养殖にぉけゐ水作りの科学 ,养
殖 , 1995, 32(12):76～ 78
14 Reynolds C.S..The Ecology of Freshwater phytoplankton
London.Cambridge university Press , 1984.192 , 224
STUDIES ON THE N AND P NUTRIENT DEMAND OF Nan-
nochloris oculata
HUANG Xiang-hu LI Chang-ling LIU Chu-wu WANG Zhong-duo , CHEN Jian-jun
(Fisheries College , Zhanjiang Ocean University , 524025)
Received:Mar., 29 , 2002
Key Words:Nannochloris oculata , Nutrient contents , μma x
Abstract
The N and P nutrient demanded by a fine species of alage , Nannochloris oculata in the prawn high level pond ,
were revealed by single factor and orthogonal experiment.The results show there are the higher μmax when the concen-
tration of NO3-N and PO 4-P are 28.30 mg/L and 2.076 mg/L respectively.And a better effect can be got with the con-
centration of N and P on Nannochloris oculata growth of the different density and the inoculated on a middle scale.The μ
maxis a better paramete r to reflect the growth of alga in several factors experiment and the ability of competition in the prawn
high level pond.
(本文编辑:张培新)
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