全 文 ：第 32 卷 第 2 期 生 态 科 学 32(2): 230-234
2013 年 3 月 Ecological Science Mar. 2013
收稿日期： 2013-01-10 收稿，2013-03-20 接受
基金项目：国家科技支撑计划课题(2012BAC07B05),国家自然科学基金项目（41276154）
作者简介：梁菊芳(1986—)，女，硕士，主要从事海洋生态学研究．Email：791646624@qq.com
*通讯作者，王朝晖，Email:twzh@jnu.edu.cn

梁菊芳，王朝晖，林朗聪. 敌百虫对中肋骨条藻生长的影响[J]. 生态科学, 2013, 32(2): 230-234.
LIANG Ju-fang, WANG Zhao-hui, LIN Lang-cong. Effects of trichlorfon on the growth of marine microalga Skeletanema costatum[J].
Ecological Science, 2013, 32(2): 230-234.

敌百虫对中肋骨条藻生长的影响
梁菊芳 1，王朝晖 1,2*，林朗聪 1
1.暨南大学生态学系，广州 510632
2.水体富营养化与赤潮防治广东普通高校重点实验室（暨南大学），广州 510632

【摘要】研究了有机磷农药敌百虫对中肋骨条藻 Skeletonema costatum 生长的影响。相对于水生甲壳类和鱼类，敌百虫对中肋骨
条藻毒性较低，72 h 半抑制浓度（EC50）为 84.8 mg/L。在 31 d 的亚慢性暴露下，低浓度组（≤10 mg/L）藻细胞生长趋势与对
照组相似；50 mg/L 的敌百虫在暴露初期对骨条藻的生长具有明显抑制作用，但在暴露 15 d 后，该浓度组藻细胞密度仍保持增
长，最大细胞密度为 2.77×107 cells/mL，是对照组的 137.7%。100 mg/L 则能完全抑制藻细胞的生长。本实验结果说明敌百虫等
有机磷农药的广泛使用可能会刺激浮游植物的生长，从而增加引发赤潮的风险。
关键词：敌百虫；中肋骨条藻；生长；毒性
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2013.02.016 中图分类号：X171.5 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2013)02-230-05
Effects of trichlorfon on the growth of marine microalga Skeletanema costatum
LIANG Ju-fang1, WANG Zhao-hui1,2*, LIN Lang-cong1
1. Department of Ecology, Jinan University, Guangzhou 510632, China
2. Key Laboratory of Eutrophication and Red Tide Prevention of Guangdong Higher Education Institutes, Jinan University, Guangzhou
510632, China

Abstract：The effects of trichlorfon, an organophosphorus pesticide, on the growth of Skeletonema costatum were studied under
laboratory conditions. The 72 h EC50 value of trichlorfon to S. costatum was 84.8 mg/L, which was far lower than that to aquatic
crustaceans and fishes. The growth of S. costatum at the low concentration of trichlorfon (less than 10 mg/L) was similar to that in the
control group during the 31 d chronic exposure. The growth was significantly inhibited by trichlorfon at the concentration of 50 mg/L for
the first 14 d exposure; however the cell numbers kept on increasing after 15 d exposure when those in the other treatments declined. The
maximum cell density in this group was up to 2.77×107 cells/mL, which was 137.7% of the control group. The growth at 100 mg/L was
completely inhibited. The results suggested that the wide use of the organophosphorus pesticides such as trichlorfon would stimulate the
growth of phytoplankton, and thus increase the rick of algal blooms.

Key words：trichlorfon; Skeletonema costatum; growth; toxicity

2 期 梁菊芳，等. 敌百虫对中肋骨条藻生长的影响 231
1 引言(introduction)

有机磷农药是农林业害虫防治的重要农药类型,
有机磷农药较易分解, 进人环境后残留期较短[1]，敌
百虫由于高效低毒，成为农林业害虫防治的重要有机
磷农药类型[2]。在水产养殖过程中，敌百虫主要用于
杀死甲壳动物和寄生虫等[3]。
作为常用渔药，敌百虫已经在海水养殖中广泛使
用，而目前有关敌百虫的水生态毒理学研究多以水生
甲壳类[4]、鱼类[5]以及养殖生物为主[6]，藻类毒理学
方面则以淡水藻类为研究重点[7、8]，而有关海洋微藻
研究较少。敌百虫对鱼类和水生动物的毒性很高，
LC50一般为0.05-1 mg/L。相对于鱼类及水生甲壳类动
物，敌百虫对藻类的毒性较低，72 h或96 h的半效应
浓度（EC50）一般大于1 mg/L[9]；并且环境中低浓度
的敌百虫等有机磷农药可作为营养源，促进藻类生长
[ 10]。
中肋骨条藻（Skeletonema costatum）是一种广温
广盐的海洋浮游硅藻，它广泛分布于世界各大洋的近
海海域，对近岸海域初级生产力以及海洋生态系统稳
定具有重要作用[11]。同时中肋骨条藻是我国沿海近岸
海域浮游植物常见优势种类[12]，其赤潮也频繁发生
[12，13]。因此本研究以中肋骨条藻为实验生物，研究
了敌百虫对其生长的急性和亚慢性毒性，以评估敌百
虫对海洋初级生产力的潜在影响，为海洋生态系统保
护提供科学依据。

2 材料与方法(Materials and methods)

2.1 藻种来源及培养
中肋骨条藻来自暨南大学藻种室，实验前，在对
数生长期接种3-4次，使藻细胞保持良好的生长状况，
并达到同步生长。培养采用 f/2 培养基，用人工海水
盐配制，盐度为 30，pH 值为 7.9 ±0.1。配制的人工
海水经孔径为 0.22 μm 的混合纤维滤膜过滤灭菌后，
添加营养元素备用。培养温度为 20 ℃，光照强度为
80 μEm-2s-1，光暗比为 L:D = 12 h:12 h。

2.2 藻细胞数量测定
取对数生长期藻细胞培养液，稀释成不同藻细胞
数量，用叶绿素荧光仪（美国 Turner Designs 公司
Trilogy 实验室荧光仪）测定荧光值，并计数藻细胞
数量，得到叶绿素荧光与藻细胞数量的相关关系：
y=383.37x-10429。其中 y 为细胞数量 cells/mL，x 为
叶绿素荧光值。

2.3 急性暴露实验
根据预备实验结果，设置 5 个敌百虫浓度组（1、
5、10、25、50 和 100 mg/L）和 1 个对照组。藻细胞
的初始接种密度 106 cells/mL，培养基、培养条件同
2.1。试验在 100 mL 的锥形瓶中进行，培养体积 50
mL，每个浓度设置三个平行组，每天手动摇藻 3 次。
分别在 0 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h 测定荧光值，
并根据细胞密度与叶绿素荧光关系换算成细胞密度。

2.4 亚慢性暴露实验
试验浓度同 2.3，实验周期为 31 d。由于培养暴
露时间较长，藻细胞的初始密度为 104 cells/mL。实
验前 7 d 每天测定叶绿素荧光值，8-31 d 隔 2 d 测定
其叶绿素荧光值。

2.5 数据处理与分析
2.5.1 特定生长率的计算
特定生长率用以下公式进行计算：
μ(d-1) = (ln(Nt/N0)) /(t2-t1)。
其中 Nt 和 N0分别为 t2 和 t1 时的细胞数量。最大
生长率（μmax）为特定生长率的最高值，表示藻细胞
在一定时间内的最大分裂能力。
2.5.2 相对环境容量的计算
在种群生态学中，环境容纳量（K）是指特定环
境所能容许的种群数量的最大值，在本实验中的环境
容纳量即最大细胞数量。因此，本文将农药胁迫下的
环境容纳量与未受胁迫的环境容纳量的比值，称为相
对环境容纳量（K′），以比较敌百虫胁迫对种群增
长的影响。
相对环境容纳量 K′(%)=Kt/Kc×100。其中：K′为
一定敌百虫浓度下的相对环境容纳量；Kt 为农药胁迫
组的最大细胞数量；Kc 为未加农药对照组的最大细
胞数量。
2.5.3 半效应浓度 EC50 的计算
生长抑制百分率（EC）定义为抑制生长率的百
分比：EC (%) = (µc-μi)/ μc×100
其中 μc是对照组的特定生长率，μi 是试验组 i 的特定
生长率。
EC50 值采用抑制百分率的概率单位----浓度对数
直线回归法进行计算，并计算 EC50的 95%可信限范
生 态 科 学 Ecological Science 32 卷 232
围。
2.5.4 统计与分析
所有实验结果均为 3 个实验组数据的平均值，数
据误差线为 3 组数据间标准差。实验结果采用统计软
件 SPSS 20.0 进行显着性差异分析。

3 结果与分析（Results and analysis）

3.1 急性暴露敌百虫对中肋骨条藻生长的影响
中肋骨条藻在接种 24 h 内藻细胞生长均不明显
（图 1），24 h 后藻细胞密度开始增加并进入生长对
数期。各浓度组最大比生长率均出现在 24-48 h，致
使 48 h 后藻细胞密度明显增加，1 mg/L 浓度组藻细
胞生长与对照组没有明显差别（p>0.05），而其余较
高浓度组对藻细胞生长则具有明显抑制作用（p<0.05
或<0.01），而且随着暴露浓度的增加，抑制程度也
越高。
从相对最大环境容量和最大生长率能更为明显
地比较各浓度组藻细胞的生长情况（图 2）。1 mg/L
浓度组的相对环境容量超过 100%，但与对照组无明
显差别；从 5 mg/L 到 100 mg/L，骨条藻的相对环境
容量随着暴露浓度的增加而下降。在 100 mg/L 浓度
组，72 h 最大细胞密度为 3.75×106 cells/mL，仅为对
照组的 42%。敌百虫暴露组的最大生长速率均小于对
照组，均与对照组具有明显差异（p<0.05 或<0.01），
其中 100 mg/L 浓度组的最大生长速率仅为 0.34/d，
不到对照组的一半。实验结果说明敌百虫对骨条藻的
最大生长潜力具有较大影响。
0
2
4
6
8
10
0 24 48 72
时间(h)
细
胞
密
度
(1
05
c
el
ls
/m
L)
0mg/L 1mg/L
5mg/L 10mg/L
25mg/L 50mg/L
100mg/L
图 1 72 h 暴露敌百虫对中肋骨条藻生长的影响
Fig. 1 The growth curve of S. costatum under 72 h exposure
of trichlorfon

利用概率单位――直线回归法计算，得出敌百虫
对中肋骨条藻生长的 72 h 半效应浓度（EC50）为 84.8
mg/L，95%可信限为 52.4-137.3 mg/L。

3.2 敌百虫对中肋骨条藻亚慢性毒性
在 31 d 的亚慢性试验中，中肋骨条藻经历了 1 d
的迟滞期，在第 2 d 进入对数生长期（图 3）。对照
组细胞密度在第 9 d 达到最大值，为 2.77×107
cells/mL，随后细胞密度维持在 2-2.5×107 cells/mL；
第 19 d 后细胞进入衰亡期，细胞密度迅速下降。低
浓度组（≤10 mg/L）的生长趋势与对照组相似，在暴
露后的前 9 d 的生长曲线基本上与对照组重叠。10
mg/L 实验组在经历了 9-15 d 的平稳期后，细胞密度
又出现上升趋势，最大细胞密度出现在第 17 d。25
mg/L 实验组的生长曲线也与对照组相近，只是前 9 d
0
20
40
60
80
100
120
0 1 5 10 25 50 100
浓度 (mg/L)
K
(%
)

0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
浓度 (mg/L)
μm
ax
(/
d)

图 2 72 h 敌百虫暴露，中肋骨条藻的相对环境容量(A)和最大生长率(B)
Fig. 2 The relative environmental capacity (A) and the maximum specific growth rate (B) of S. costatum in each concentration
after exposure to trichlorfon for 72 h

2 期 梁菊芳，等. 敌百虫对中肋骨条藻生长的影响 233
的生长略低于对照组和其余低浓度组，在 9-11 d 之间
细胞密度迅速增长，至暴露的 11 d 生长已经优于对
照组。50 mg/L 和 100 mg/L 实验组的生长曲线与其他
实验组具有明显差异。在暴露的前 13 d，50 mg/L 的
敌百虫对骨条藻的生长具有明显抑制作用（p<0.05），
但在暴露 15 d 后，对照组和低浓度组藻细胞生长进
入稳定生长和衰亡期，而 50 mg/L 组的藻细胞密度仍
保持增长，最大细胞密度出现在第 23 d，为 3.6×106
cellsmL-1。 100 mg/L 实验组藻细胞仅在暴露的第 2-4
d 出现缓慢增长，此后细胞密度一直下降，到第 15 d
已经测定不出有效的叶绿素活体荧光，说明藻细胞已
经完全死亡。
图 3 31d 暴露敌百虫对中肋骨条藻生长的影响
Fig. 3 Effects of trichlorfon on the growth of S. costatum for
31 d exposure

从相对环境容量来看（图 4A），≤25 mg/L 的 4
个低浓度组与对照组没有明显差异（p>0.05），50
mg/L 浓度组的相对环境容量最高，达到 137.7%。≤50
mg/L 的 5 个低浓度组的最大生长速率与对照组相近
（图 4B），为 1.09-1.21/d 之间，远高于 72 h 暴露的
0.5-0.77/d（图 2B），而最大生长速率也同样出现在
暴露后的 1-2 d。

4 讨论（Discussion）

敌百虫对海洋微藻的毒性属于中低毒等级[14]，
对浮游植物的毒性明显低于甲壳类生物和养殖生物。
本研究中敌百虫对中肋骨条藻的72 h EC50 为84.8
mg/L，属于低毒水平[15]，同时比其对淡水绿藻四尾
栅藻（96 h EC50为59.53 mg/L）[16]和扁藻（72 h EC50
为9.16 mg/L）[14]的毒性更低。
在实验设置的浓度范围内（1-100 mg/L），低浓
度的敌百虫在72 h内对中肋骨条藻的生长没有明显
刺激作用，而31 d的长时间暴露则在中低浓度组（≤50
mg/L）均对生长具有刺激作用，而这种刺激作用在
较高浓度组（50 mg/L）最为明显。这说明在暴露初
期，有机磷农药主要对藻细胞产生毒害作用，而随着
暴露时间的延长，有机磷农药发生生物降解或水解，
向培养基中释放了磷元素，可作为微藻生长的营养盐
[17]，从而促进了藻细胞生长。另一方面，暴露后期
藻细胞的超补偿生长也是重要原因。在暴露初期，藻
细胞受到敌百虫的胁迫，生长受到抑制；但随着暴露
后期敌百虫的降解，敌百虫浓度降低，同时又向培养
基中释放了营养元素磷，藻细胞出现超补偿生长。超
补偿生长是藻类受到低剂量胁迫或者胁迫消除后的
普遍现象，研究表明铜绿微囊藻在光胁迫下能超补偿
生长[18]，而中肋骨条藻在氯氰菊酯胁迫下也能超补

0
40
80
120
160
0 1 5 10 25 50 100
浓度 (mg/L)
K
(%
)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
浓度 (mg/L)
μm
ax
(
/d
)

图 4 31d 敌百虫暴露，中肋骨条藻的相对环境容量(A)和最大生长率(B)
Fig. 4 The relative environmental capacity (A) and the maximum specific growth rate (B) of S. costatum in each concentration
after exposure to trichlorfon for 31 d

0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
时间(d)
细
胞
密
度
(1
05
ce
lls
/m
L) 0mg/L 1mg/L
5mg/L 10mg/L
25mg/L 50mg/L
100mg/L
生 态 科 学 Ecological Science 32 卷 234

偿生长[19]。但是随着敌百虫浓度的增加（100 mg/L），
超过了藻细胞的耐受极限，导致大部分藻细胞死亡，
在暴露初期就完全抑制藻细胞生长，大量藻细胞死
亡。因此，即使在暴露后期农药浓度降低，也无法使
藻细胞恢复生长活性。
近年来，有机磷农药对河口及附近海域水体生态
的影响日益引起人们的关注。由于敌百虫等有机磷农
药在环境中较易降解，水环境特别是海水中的有机磷
农药含量较低。莱州湾敌百虫的含量在 0.2~45.2
ng/L，珠江口有机磷农药浓度为 134.8~354.6 ng/L，
环境中敌百虫浓度均低于其对藻类的毒性浓度。由此
可见，环境中的敌百虫不会对藻类的生长产生抑制作
用，但是如此低的浓度是否会对微藻生长产生刺激作
用尚属未知，而且是否会由于其对不同藻类刺激作用
的差异而影响到浮游植物群落结构也尚不明了。
Wang 等人[19]的研究表明，环境中低浓度的氯氰
菊酯就可能会导致海洋浮游植物群落结构的改变。
磷是藻类生长最重要的元素，有机磷农药的施
用，能增加水体中磷含量，导致海洋浮游植物结构的
变化。一般来说，海水中磷含量的增加，更有利于有
毒鞭毛藻类藻华发生[20]，而且蓝藻水华的发生也很
大程度受磷限制[21]。此外，敌百虫等有机磷农药对
浮游动物（水生甲壳类）的高毒性，使其食物（主要
是小型浮游植物）缺乏捕食压力，从而导致小型浮游
植物数量的增加[22]。本实验中的亚慢性暴露条件与
自然施药过程相近，即使是在一次性施药导致农药瞬
间浓度较高的情况下，藻细胞的生长仍能在施药后期
恢复甚至出现超补偿现象。由此可见，敌百虫等有机
磷农药可能会刺激浮游植物的生长，从而增加引发赤
潮的风险。

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