全 文 ：第 1卷 第 4 期
18 90 年 0 1月
海 洋 与 湖 沼 V ol . 1 1,
o e t
. ,
N 0
.
4
O C E A N O L O G I A E 飞, L IM N O LO G I A S I N I C A 1 9 8 0
条斑紫菜吸收 N H -4 N 的研究
1
. 培养液浓度和通气量对吸收的影响*
李纫芷 丛仁义 孟昭才
(中国 科 学 院 海 洋 研 究所 )
条斑紫菜已成为我国北方人工养殖的优良品种 , 但在氮素含量比较低的海区 , 其产量
和质量都受到影响。 1 9 7 6 年 ,我们分析比较了青岛市三个养殖海区的海水含氮量与紫菜
总氮含量的关系。 结果表明 , 青岛近岸养殖区海水的 N O 3 , N 含量均较低 , 一般不超过
20 微克 /升 。 而 N H厂 N 含量在不同海区间相差较大 ,瘦区一般在 30 一 50 微克 /升 , 肥区
有时可高达 23 6微克 /升 。 海水含氮量高的海区 ,紫菜的总氮含量也高 ;反之 , 紫菜的总氮
含量就低 。 含氮量高的紫菜呈黑紫色 , 有光泽 , 而且味道鲜美 。 含氮量低的紫菜呈黄色 ,
鲜味也大为逊色 。 因而 ,在缺少氮素的海区施加一定量的氮肥是必要的 。
许多研究结果表明 , N O 3一N 和 N H厂 N 都可以做为藻类培养的氮源闭 , 不少藻类吸
收 N H尹 N 比 N 0 3一N 快闭 ; wI as ak 等囚 的研究说明紫菜也是如此。 从我们分析的几个
近岸海区的海水样品结果来看 , 不同海区海水含氮量的差别主要表现在 N H -4 N 含量的
不同 。 因此 ,弄清紫菜对 N H 4一 的吸收规律 ,对于解决合理施肥 , 提高紫菜的产量和质
量是有现实意义的 。
材 料 和 方 法
实验用的紫菜采自含氮量较低的海区 ,严格挑选出长约 7 厘米 ,宽约 1 厘米的完整藻
体 ,先用无菌低氮海水冲洗 , 再用滤纸吸干表面海水 ,按 10 棵 (有时也用 20 棵 ) 一组称取
鲜重 。 称鲜重时 , 要求每组的重量比较一致 。 然后 , 置于无菌低氮海水中培养约 12 小时
后进行实验 。
实验在 50 0 毫升通气培养瓶中进行 ,通入过滤空气 , 将其置于 10 士 0 . 2℃ 的玻璃培养
箱中 , 用日光灯从培养箱两侧照光 ,每侧的光照强度约 1 0 。。。 米烛 。 每组用 4 0 毫升培养
液 。 培养液是用经紫外线灭菌的含氮量很低的海水加人 ( N珍 ) 2 5 0 ; 配制成的不同浓度
的 N l么一N 溶液 。 本实验所用 N H 4一 N 浓度为 1 0 一 1 5 0 0微克 /升 。 用 Ne sl er 试剂比色
法比习分析紫菜吸收前后培养液中 N H 4一N 含量 。
实 验 结 果
1
. 吸收的时间关系
* 中国科 学院海洋研究所调查研究报告第 5 72 号 。 本文承费修续 、 吴超元同志指导 , 特此致谢。
本刊编辑部收到稿件日期 : 19 7 , 年 呼月 3 日 。
4 期 李纫芷等 : 条斑紫菜吸收 N H 4书 的研究 卜 培养液浓度和通气量对吸收的影响 3 59
青岛近岸养殖区海水含氮量一般不超过 30 微克 /升 , 我们的培养液浓度也采用 3 0
微克 /升。 用 20 棵紫菜 ,在充分通入过滤空气的条件下 ,每隔 30 分钟取 50 毫升水样进行
分析。
侧兹粤妙之。,沈娜咽督
毛
时 {飞习(分 )
图 1 紫菜吸收 N 4H 一N 与时间的关系
从实验结果可以看出 , 在吸收开始的头 90 分钟内 , 紫菜吸收 N珍一N 的速率基本不
变。 这一结果表明 , 尽管培养液浓度在不断降低 , 但当浓度在一定范围内变化时 , 紫菜对
N氏一 N 的吸收速率基本不受影响。 1 20 分钟后 , 培养液中 N H弓- N 的含量已接近于零 。
这说明 , 20 棵紫菜在 120 分钟内一共吸收了约 120 微克 N马 - N 。
2
. 培养液浓度和通气对吸收的影响
培养液浓度分别约为 1 0 0 、 2 0 0 、 3 0 0 、 4 0 0 、 , 0 0 、 7 , 0 、 1 0 0 0和 1 5 0 0微克 /升 。 在以下
三种通气条件下测定紫菜对 N H月- N 的吸收 :
( 1 ) 培养瓶中不通气 ;
( 2 ) 瓶中通入气流量 10 毫升 /分的过滤空气 ;
( 3 ) 瓶中通入气流量为 , 0 毫升 /分的过滤空气 。
庐令言\阁十妙切找之。,川酬娜澎
50 0 1 00 0 1 5 0 0
浓度 (N H ` 一N 产g l)/
图 2 紫菜在不同通气量和不同浓度中的吸收
X 不通气 么 通气量 10 毫升 /分 。 通气量 50 毫升 /分
· 实验结果可以从图 2 中看出 , 起初 , 紫菜吸收 N H厂N 的速率是随培养液中 N H厂N
海 洋 与 湖 沼 1 1 卷
浓度的增加而增加的 。 但增加到某一最高值时 , 外界培养液中 N H厂N 的浓度增加亦不
再引起吸收率的继续增加 , 曲线则形成一个坪区 。 坪区的吸收速率是实验条件下的最高
吸收速率。 三种不同通气实验所得到的最高吸收速率是基本一致的 。
从图 2 还可以看出 ,三条曲线开始部分的斜率明显不同 。 在三种不同通气情况下 ,虽
然有相同的最高吸收速率 , 但达到最高吸收速率所要求的最低 N H -4 N 浓度却有显著的
差异。 随着通气量的增加 , 紫菜达到最高吸收速率所需要的培养液浓度相应降低。 在不
通气时 , 水体和藻体处于相对稳定状态 , 培养液浓度须达 1 00 0微克 /升以上时 , 吸收才达
到最高速率 。 在通气量低的情况下 ,培养瓶中只有不连贯的小气泡缓慢地从瓶底上升 ,藻
体基本不动 , 此时 ,培养液浓度在 60 0 微克 /升以上吸收达到最高速率 。
而在通气量较大时 ,培养瓶中气泡连续不断地从瓶底向上冒 ,整个水体和藻体处于不
停地翻滚中 ,这时培养液浓度只需在 2 0 微克 /升左右 ,吸收即达最高速率。
结 果 讨 论
实验 1 的 20 棵紫菜在充分通气条件下 , 1 20 分钟以内可将培养液中 1 20 微克 N H -4 N
基本吸收完 ,说明紫菜对 N H厂 N 有相当强的吸收能力。 在头 90 分钟内虽然培养液浓度
由于被吸收而逐渐降低 ,但紫菜的吸收速率却基本恒定 。 实验 2 中 ,在三种不同通气情况
下 , 紫菜吸收 N H 4一 N 的最高速率基本一致 。 这都说明在实验条件下 ,紫菜本身对 N H -4 N
具有一定的吸收能力 ,这一能力的大小不决定于培养液的浓度。
为什么在不同的通气条件下 , 藻体吸收 N H 4一 N 达到最高吸收速率所需要的培养液
浓度有显著不同? 通气的主要作用是什么 ? 从不同通气情况下吸收的最高速率基本一致
这一点来看 ,我们认为在实验进行的短时间内 , 通气并没有明显地影响到紫菜本身的吸收
能力 , 它的主要作用是搅动了培养液和藻体 , 从而增加了 N H才离子与藻体接触的机会。
在培养液中 , N H才离子浓度较低的情况下 ,藻体附近的 N H犷离子浓度由于被吸收而变
低。 在不通气时 , 藻体继续吸收所需的 N H才离子只能依靠离子的扩散来补充。 单位时
间内扩散到藻体表面的 N H才离子数量不能满足吸收的要求 , 吸收速率就会下降。 当通
气时 , 由于气流的搅动 , 增加了溶液中 N H才离子与藻体表面的接触 。 在我们实验条件
下 ,通气量越大 , 就能使藻体周围与培养液之间由于吸收而造成的 N H才离子浓度差更快
地得到补充。 因此 ,在培养液的 N H 、 离子浓度较低 、 而通气量较大的情况下 ,藻体吸收速
率就明显地提高 。
从整个实验结果来看 , 紫菜对 N H 。一N 的吸收是主动的代谢性吸收 。
参 考 文 献
F 了n , E . 1 94 9 . A m m o n ia d e t e r m还 a t i o n i n s e a 砒 t e r . J . 口绷吕. 八才. E印 10汽 万e r .
且 a r v e y , H . W . 1 94 0 . N i t r o g en a n d p h o s p h o r o u s r e g u i : e d f o r ht e g r o w ht o f
万 a 八九 e B艺o Z. A 召5 0召 . .U 兀 . 2 4 : 1 1 5一1 2 3 .
I aw as k i
, 丑 id e o a n d hC 议 a y o由1 M a t su p a鲡 . 1 9 56 . s t u d y o n 恤 e 恤 y s i ol o盯 o f a
才e 九 e , a K j e l l m . hT e 全o孔o无, J o肠 r儿 a乙 of A夕r名“舫 z才畔 a l 丑 e s e盯 e h 7 : 6 5一 8 3 . ( i n J a p
P r a t t
.
R
.
a n d J
.
F o n g
,
19 4 0
.
5恤 d i e s o n C h l盯 e l玩 勺舫 Z夕盯乞召 1 1 1 . G r o w ht o f
1 6
: 1 7 5一 1 78
P h y to P la n k ot l i
lva e
r P o犷p 71万r“
an
e s e )
召入20 于` I Za a n d
, .JJ.卫,上9ù介OJ任r.L尸.L.
4 期 李纫芷等 : 条斑紫菜吸收 N H’ 一 的研究 L 培养液浓度和通气量对吸收的影响 36 1
h c
an g e sn ih t e Hyd
r o gn e
一
ion n ad 田 m刀匡 n ol u m
一切 n en o en er t at i on s还
n ad a
r nr n on i u mn itr o g en
.
A仍 , J . 刀。才“ ” 夕 2 7 : 735一742 .
[ 5 ] w i
r t h
,
H
.
E
.
a n d R
.
J
.
R o b in s o n
,
1933
.
hP
o t om e t r i o ivn
e s it g a t i o n
诫 t桩n g m e ht o d f o r d e t e r m纽 a it o n o f a m m o n 运 i n s e a w a t e r . 几 d . 刀” 夕 .
2 96
.
so hi it o n s e o n t
a i n纽 9 in t r a t e
o f N e s s l e r r e时 t i o n a n d
以麟 . (A秘 2. ) 5 (5 ) : 293一
O N T H E A B S O R P T I O N O F A M M O N I U M N I T R O G E N
B Y P O R P H YR A 丫E Z O E N S sI U E D A
1
.
T H E E F FE C T S O F N 一 C O N C E N T R A IT O N A N D
A E R A T IO N O N T H E R A T E O F A B S O R P T IO N *
L i R e n hz i C
o n g R e ny i
a n d M e n g hZ
a o e a i
(八名才艺如才e of O c e a ” o log V , A邝d e ” 认 a s 玄瓜口a )
人 b s t r h e七
喇目.
A n i n v e s it g就 i o n o n t h e ab s o r p t i o n o f a m m o n ium n i t r o g en un d e r l o w e o n e e n t r a it o n
( r a n g i n g f r o m 10 0 拼g八 t o 1 5 0 0 拼g / l ) b y u s i n g t h e i n t a e t f or n d o f P o印甸 : a a s e x p e r i -
m e n t a l m a t e r i a l h a s b e e n e a r r i e d o u t
.
T h e r e s ul t s e o n e e r n i n g t h e e f f e e t o f 林 c o n e e n -
t r at i
o n
an d
a e r a t i o n o n t h e r at
e o f a b s o r P t i o n a n d t h e it m e e o u r s e a r e s um m ar i
e d a s
f 0 U 0 w s
.
2 0 f r o n d s o f l a v e r e a n e x h a us t
a m m o n i u m in tr o g e n i n a m e d ium ( 40 ml ) 诚ht a
e o n e e n t r a t i o n o f 3 0 0 拌g / 1 i n a b o u t t w o h o u r s . T h e r e s u l t i n id e a t e s t h a t t h e a b s o r P it o n
ab i l i t y
o f P o , h g ar 1
5 r a t h e r st r o n g
.
Th e r a t e o f a b s o r P t i o n r e m a i n e d n
e h a n g e d d公 -
i n g t h e f i r s t 9 0 m i n u t e o
.
T h i s s u g g e s t s ht a t ht e o h a n g i n g o f e o n e e n t r a t io n s e e m s t o
h va
e n o e f f e e t o n t h e r a t e o f a b s o r P t i o n
.
I n s t r o n g l y a e r a t e d m
e d ium
,
t h e a b s o r p t i o n P l a t e a u 即 p e a r e d i n ab o ut 2 0 0 林g / l ,
袖 e r e a s in w e a k l y o r n o t a e r a t e d m e id a , t h e p l a t e a珊 a p p e a r e d i n r a t h e r h i hg e o n e e n -
t r a t i o n s
.
T h e h e i g h t o o f P l a t e a u o f d i f f e r e n t a e r a t e d m e id
a a r e m
o r e o r l e s s s im il
a r
.
T h e s e r e s ul t s s u g g e s t t h a t a e r a t i o n P l ay
s a s七i r r i n g r o l e w h i e h i n e r e a s e t h e o h a n o e o f
e o n t a e t b e tw e e n ht e N E才i o n s an d ht e sufr a o e o f p o印 h , , a .
I t 15 e o n e l u d e d t h a t t h e a b s o r p t i o n o f a m m o n ium
n iotr
g e n b y f r o n d 15 a n a o it v e
ab s
o r P it o n P r o e e s S
.
C o n士r ib u t i o n N o . 5 7 2 f r o m 伍 e I n s t i ut t e o f o e e an o l Qgy , A o a d em ia 碰 n i ca .