一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，该抑制蓝藻生长的方法是将植物落叶浸出液投放到含有蓝藻的淡水体系中，植物落叶浸出液含有的化感物质能够有效抑制蓝藻的生长，从而达到控制蓝藻过度生长的目的。本发明利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，简便易行、操作简单、处理成本低，实现了对淡水水系典型藻类过度繁殖的控制，保证了淡水水系环境的安全性，对于控制蓝藻水华，具有广阔的应用前景。
【专利说明】一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及控藻【技术领域】，尤其是一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法。
【背景技术】
[0002] 上世纪以来，由于人类经济活动日益加重，各种生活污水和城市废水排入江河湖 海，使水体吸纳过多的氮磷等营养物质而变得富营养化，造成"水华"频繁发生，成为当今全 球严重的环境灾害之一，在我国各大小湖泊、河流以及海域等时常发生。水华能耗尽水体中 的溶解氧，使水生动物窒息而死，给水产养殖带来损失。很多藻类能产生藻毒素，会使各种 动物中毒或通过食物链传递，威胁人类的健康。
[0003] 铜绿微囊藻是淡水水体最容易引起水华的有害蓝藻，对其治理与抑制一直是科学 家们研究的热点问题。目前湖内藻类抑制技术主要有物理法、化学法和微生物法三大类。但 物理法成本高、不经济，不能从根本上解决营养成分对藻类的刺激作用；化学法除藻虽然具 有一定效果，时间效应比较快，可快速杀死藻类，但死亡藻类所产生的二次污染及化学药品 的生物富集和放大对整个生态系统的负面影响较大，长期使用低浓度的化学药物会使藻类 产生抗药性，易造成环境污染或破坏生态平衡，还可能存在远期危害；而微生物技术除藻虽 有诸多优点，但病毒在自然条件下的侵染性、有效性和适应性如何还有待研究，病毒的寄主 藻群之中也存在着敏感群和抗性群，后者则成为其专一性灭藻的障碍。因而这些缺点限制 了它们的推广。
[0004] 化感作用除藻是生物除藻技术的近期发展。一种植物通过向环境中释放化学物质 而对另一种生物产生的直接或间接的影响，释放的化学物质即为化感物质。化感物质为植 物的代谢产物，在水体中易降解，对水体污染有限；且植物来源广泛，从不同植物中可以获 得不同化感物质；化感物质除藻的有效剂量为微克/L或以下，具有高效性；化感物质一般 为抑藻型，非杀藻型试剂，不破坏藻细胞，细胞内容物不进入水体，污泥产量少，利于后续处 理。因此，基于以上原因，将化感物质应用于抑制铜绿微囊藻等蓝藻的生长以及保护生态环 境具有重要的意义。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种利用植物落叶抑制蓝 藻生长的方法，旨在解决现有除藻工艺存在高成本、二次污染、专一性、有效性、破坏生态的 问题。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案： 一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，包括步骤： A、 将处于对数生长期的蓝藻接种于BG-Il培养基中； B、 然后加入植物落叶浸出液，并置于光照培养箱中通过光照与黑暗培养交替方式进行 培养，通过植物落叶来抑制蓝藻的生长。
[0007] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述BG-Il培养基，由以下组 份配制而成：NaNO3 I. 5g、K2HPO4 0· 04g、MgSO4 · 7H20 0· 075g、CaCl2 · 7H20 0· 036g、Na2CO3 0. 02g、柠檬酸0. 006g、柠檬酸铁0. 006g、微量元素溶液lmL，蒸馏水定容至1000 mL。
[0008] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，在光照培养箱中进行培养时，光 暗比为12h :12h。
[0009] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述植物落叶为人面子落叶。
[0010] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述植物落叶浸出液为 2. Og · L 1O
[0011] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述步骤B中培养温度为26°C。
[0012] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述植物落叶浸出液按以下步 骤制备： 51、 收集植物落叶，用水冲洗干净，然后干燥，将其剪成小段并揉碎成叶片备用； 52、 取揉碎的叶片浸泡于蒸馏水中，封口膜密封置于人工气候箱中，在黑暗环境下放置 一段时间，并经微孔滤膜减压过滤，得到植物落叶浸出液。
[0013] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述微量元素溶液，由以下组份 配制而成：取 〇· 286g Η3Β04、0· 181g MnCl2 ·4Η20、0· 0222g ZnS04、0. 039g Na2Mo04、0. 0079g CuSO4 · 5H20、0. 00494g Co(NO3)2 · 6H20,蒸馏水定容至 100 mL。
[0014] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述步骤B中，光照强度为 30 μ mol · m 2 · s、
[0015] 所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，所述步骤A中，接种后，蓝藻的 初始密度为IO 5 cell
[0016] 本发明的一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，通过以植物落叶为原料，制备 植物落叶浸出液，将植物落叶浸出液投放到待处理的蓝藻培养基中，以抑制待处理培养基 中蓝藻的生长。
[0017] 采用本发明上述方案后，本发明相较于现有技术，具有以下优点： 1.铜绿微囊藻是水华发生的一种常见蓝藻藻种，经试验证明，植物落叶浸出液对其生 长抑制效果明显，更具有实际应用价值。
[0018] 2.植物落叶浸出液的收集、制备工艺简单，所需设备为常规设备，适合于国内外不 同水厂的应用。
[0019] 3.利用落叶浸出液中含有的化感物质，培养时间达到15 d，与对照组比较，蓝藻基 本上无法正常生长，具有很强的抑藻效果。
[0020] 4.落叶浸出液中的化感物质对蓝藻的生长具有很强抑制性，以落叶干重计，落叶 浸出液浓度为2. 0 g · Γ1时，可抑制100 mL的藻液，抑藻效果明显。
[0021] 5.利用人面子落叶抑制蓝藻的生长，具有废物重新利用的特点。
[0022] 6.与其他化学抑制藻类生长的方法比较，只需要投入很低浓度的落叶浸出液，处 理方法简便，操作工艺简单。
[0023] 7.本发明无需投入其他化学试剂，节省其他化学试剂的投入成本，减少了添加其 他化学试剂后引起的污泥量增加和处理量增加的问题。
【具体实施方式】
[0024] 本发明提供一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，为使本发明的目的、技术方 案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025] 本发明提供了一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，该抑制蓝藻生长的方法是 将植物落叶浸出液投放到含有蓝藻的培养基中，植物落叶浸出液中含有的一些化感物质， 该化感物质能够有效抑制蓝藻的生长，从而达到抑制蓝藻生长的目的。
[0026] 一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其中，包括步骤： A、 将处于对数生长期的蓝藻接种于BG-Il培养基中； B、 然后加入植物落叶浸出液，并置于光照培养箱中通过光照与黑暗培养交替方式进行 培养，通过植物落叶来抑制蓝藻的生长。
[0027] 本发明中，所述BG-Il培养基，由以下组份配制而成：NaNO3 I. 5g、K2HPO4 0. 04g、 MgSO4 · 7H20 0· 075g、CaCl2 · 7H20 0· 036g、Na2CO3 0· 02g、柠檬酸 0· 006g、柠檬酸铁 0· 006g、 微量元素溶液lmL，蒸馏水定容至1000 mL。在该配方配制的培养基中，蓝藻可处于良好的 生长状态。
[0028] 优选地，本发明在光照培养箱中进行培养时，光暗比为12h :12h。光照周期是影响 蓝藻生长的重要因素，在无光照或者24小时光照时均不利于蓝藻的生长，本发明在光暗比 12h :12h下，蓝藻的生长速率最快。
[0029] 本发明中，所述植物落叶优选为人面子落叶，所述人面子为漆树科，大乔木植物。 采用人面子落叶浸出液可有效地抑制蓝藻的生长，不仅只需投入很低浓度的落叶浸出液即 可抑制蓝藻的生长，而且无需投入其他化学试剂，从而避免了添加其他化学试剂后导致的 污泥量增加及处理量增加。
[0030] 进一步，本发明步骤B中加入的植物落叶浸出液浓度为2. 0 g 时，抑制效果达 到最佳。由此可知，本发明只需加入很低浓度的植物落叶浸出液即可明显的抑制蓝藻的生 长，这是由于植物落叶浸出液中含有的化感物质对蓝藻的生长具有很强的抑制作用。
[0031] 进一步，本发明步骤B中培养温度为26°C，这是由于在该温度下更有利于蓝藻的 生长。
[0032] 本发明中，步骤B中培养时间达到15d，这是由于随着培养时间的延长，有利于比 较处理组对蓝藻的控藻效果，对照组中蓝藻的生长已经达到对数生长期，而处理组中蓝藻 生长得到良好控制。
[0033] 本发明中，所述植物落叶浸出液按以下步骤制备： S100、收集植物落叶，用水冲洗干净，然后干燥，将其剪成小段并揉碎成叶片备用； S200、取揉碎的叶片浸泡于蒸馏水中，封口膜密封置于人工气候箱中，在黑暗环境下放 置一段时间，并经微孔滤膜减压过滤，得到植物落叶浸出液。
[0034] 进一步，本发明中所述微量元素溶液，由以下组份配制而成：取0. 286g Η3Β04、 0. 181g MnCl2 · 4H20,0. 0222g ZnSO4,0. 039g Na2MoO4^O. 0079g CuSO4 · 5H20,0. 00494g Co(NO3)2 · 6H20,蒸馈水定容至 100 mL。
[0035] 本发明所述步骤A中，接种后，蓝藻的初始密度约为IO5 cell · mL'蓝藻的初始 密度对藻类的生长也具有一定的影响。培养基中适量数量的蓝藻更有利于蓝藻的生长，在 蓝藻初始密度过大时，培养基中的营养物质受到限制，从而使得蓝藻的生长受到抑制。因 此，经本发明实验研究，在蓝藻的初始密度约为IO5 cell · mr1时，蓝藻的生长最好。
[0036] 进一步，本发明所述步骤B中，光照强度约为30μπι〇1 · πΓ2· s'光是蓝藻生长 的重要因子。不同光照强度对蓝藻的生长具有明显的差异，在一定光照范围内，光合作用速 率随光照的增加而增加。若光照太强则可能会破坏光合器官，出现抑制蓝藻生长的作用，本 发明经研究不同光照强度对蓝藻的生长的影响发现，蓝藻生长和进行光合作用的最适宜光 照强度约为30 μ mol · πΓ2 · s'从而可确保蓝藻处于最好的生长状态。
[0037] 下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。以下各实施例中的植物落叶浸出液 的制备方法为：收集植物落叶(具体为人面子落叶)，用自来水冲洗干净，然后40°C干燥4d， 至落叶变脆，容易揉碎为止。然后将其剪成2cm小段，并揉碎成约0. Icm长的叶片备用；取 揉碎后的叶片50g浸泡于装有500mL蒸馏水的IL锥形瓶中，封口膜密封置于26±1°C人工 恒温气候箱中，在黑暗环境下放置4d，取浸泡后的落叶浸出液，经孔径为0. 22ΜΠ1的微孔滤 膜减压过滤，将滤渣除去，以减少其他微生物的影响，过滤后的浸出液置于4°C冰箱保存，得 到人面子落叶浸出液，其浓度为〇. I g · ml/1,颜色为红褐色。
[0038] 在本发明各实施例中，接种到培养基中的铜绿微囊藻液是处于对数生长期的，其 为接种开始约15天开始得到的铜绿微囊藻液，颜色为深绿色。
[0039] 本发明中所述的铜绿微囊藻购自中国科学院典型培养物保藏委员会淡水藻种库 (FACHB)0
[0040] 铜绿微囊藻依靠光合作用生长，叶绿素a是铜绿微囊藻的主要光合色素，可作为 衡量光合作用潜力的一种指标。作为活体藻细胞的色素，叶绿色a浓度的变化也反映了水 系中铜绿微囊藻生长的变化。
[0041] 实施例1 分别加IOOmL BG-Il培养基于两个250mL锥形瓶中，并标记为1号和2号。将处于对 数生长后期的ImL铜绿微囊藻液接种于装有IOOmL BG-11培养基的锥形瓶中，接种后，使铜 绿微囊藻的初始密度约为IO5 cell· mL' 1号作为对照组；2号作为处理组，加入已制备 的人面子落叶浸出液于培养基中，加入后，人面子落叶浸出液浓度(在整个体系中的工作浓 度）为2. 0 g · L'将锥形瓶置于光照培养箱中培养，光照强度约为30 μ mol · πΓ2 · s4， 光暗比为12h :12h，温度为26°C，每天人工定时摇动2次，培养时间为15d。采用浮游植物 荧光分类仪设备（ΡΗ0Τ0-ΡΑΜ，德国WLAZ公司）测定铜绿微囊藻的叶绿素a浓度。对照组和 处理组分别设置3个平行样，实验重复3次。
[0042] 结果表明，在第ld，无论是对照组还是处理组，其叶绿素a约为30 μ g · Γ1，二 者相差不大；在第15d时，在1号对照组中，铜绿微囊藻生长正常，其叶绿素a浓度为： 4503. 75 μ g吨4 ;而在2号处理组中，铜绿微囊藻生长非常缓慢，几乎是停滞生长，其叶绿素 a浓度为：18. 66μ g · Γ1，可见铜绿微囊藻的生长受到严重抑制，即人面子落叶浸出液释放 的化感物质可以明显地控制铜绿微囊藻的生长。
[0043] 实施例2 分别加100 mL BG-Il培养基于五个250 mL锥形瓶中，并标记为a号、b号、c号、d号、 e号和f号。将处于对数生长期的I mL铜绿微囊藻液接种于装有100 mL BG-Il培养基的 锥形瓶中，接种后，使铜绿微囊藻的初始密度约为IO5 cell· mL'加入已制备的人面子落 叶浸出液于培养基中，加入后，人面子落叶浸出液在a号、b号、c号、d号、e号和f号锥形 瓶中浓度分别为 〇·〇 g.L'0.4 g.L'0.8 g.L'1.2 g.L'1.6 g.L'2.0 g.L-1。将 锥形瓶置于光照培养箱中培养，光照强度为约30 μπιο?· m2· 81，光暗比为1211:1211，温 度为26 °C，每天人工摇动2次，培养时间为15 d。采用浮游植物荧光分类仪设备测定藻叶 绿素a浓度。每组分别设置3个平行样，实验重复3次。
[0044] 结果表明，人面子落叶浸出液浓度为0. 0 g 的a号组铜绿微囊藻生长正常，在 第15d时，其叶绿素a浓度为：4503. 71 μ g · Γ1 ;浓度为0. 4 g · Γ1的b组铜绿微囊藻生长 速度没有a号组快，铜绿微囊藻的生长受到一定的抑制作用，在第15d时，其叶绿素a浓度 为：2648. 71 μ g · Γ1 ;浓度为0. 8 g · Γ1的c组铜绿微囊藻生长速度也没有b号组快，铜绿 微囊藻的生长受到更强的抑制作用，第15d叶绿素a浓度为：172. 48 μ g · Γ1 ;浓度为1. 2 g · Γ1的d组铜绿微囊藻生长速度也没有c号组快，铜绿微囊藻的生长受到更明显的抑制 作用，在第15d时，其叶绿素a浓度为：101. 51 μ g · Γ1 ;浓度为1. 6 g · Γ1的e组铜绿微 囊藻生长速度也没有d号组快，铜绿微囊藻的生长受到更明显的抑制作用，在第15d时，其 叶绿素a浓度为：40. 07 μ g · L1 ;浓度为2. 0 g · Γ1的f组铜绿微囊藻生长速度最慢，铜 绿微囊藻几乎停滞生长，在第15d时，其叶绿素a浓度为：19. 48 μ g吨' 可见，在人面子落 叶浸出液浓度为2. 0 g · Γ1时，人面子落叶浸出液对铜绿微囊藻生长的抑制效果最佳。
[0045] 实施例3 分别加IOOmL BG-Il培养基于两个250 mL锥形瓶中，并标记为Al和A2。将处于对数 生长后期的I mL铜绿微囊藻液接种于装有100 mL BG-Il培养基的锥形瓶中，接种后，使铜 绿微囊藻的初始密度约为IO5 cell mL' Al作为对照组，A2作为处理组，加入已制备的人 面子落叶浸出液于培养基中，加入后，人面子落叶浸出液浓度为2.0 g 将锥形瓶置于 光照培养箱中培养，光照强度为30 μπιο?· πΓ2· s'光暗比为12h:12h，温度为26°C，每天 人工摇动2次。对Al对照组和A2处理组分别于第1、4、7、10和15d取样，采用浮游植物荧 光分类仪设备测定藻叶绿素a浓度。每组分别设置3个平行样，实验重复3次。
[0046] 结果表明，随着培养时间的延长，Al对照组中铜绿微囊藻的叶绿素a呈显著上升 的趋势，铜绿微囊藻生长正常，第1、4、7、10和15 d的叶绿素a分别为：30.92 yg·!/1、 854.91 yg.L'2184.75 yg.L'3083· 95 yg· L'4601. 82 yg 处理组中铜 绿微囊藻的叶绿素a呈显著下降的趋势，铜绿微囊藻的生长受到不同程度的抑制。第I 和4d之间铜绿微囊藻的生长量呈下降的趋势，其叶绿素a约为30. 83 μ g · Γ1和28. 53 μ g吨4,第7d铜绿微囊藻的生长量仍呈明显下降的趋势，其叶绿素a约为24. 36 μ g吨4， 第IOd铜绿微囊藻的叶绿素a约为21.94 yg·!/1，第15 d铜绿微囊藻的叶绿素a约为 17.86 μ g*L'可见，在培养时间为15 d时，人面子落叶浸出液抑制铜绿微囊藻生长的效 果最好。
[0047] 通过以上实施例可知，植物落叶浸出液能够有效抑制铜绿微囊藻的生长，从而达 到抑制铜绿微囊藻生长的目的。且在实际应用中，利用植物落叶浸出液含有的化感物质控 藻，无需要添加其它任何化学试剂，强烈抑制了微囊藻的生长，对于控制蓝藻水华，具有广 阔的应用前景。
[0048] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发 明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保 护范围。
【权利要求】
1. 一种利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，包括步骤： A、 将处于对数生长期的蓝藻接种于BG-Il培养基中； B、 然后加入植物落叶浸出液，并置于光照培养箱中通过光照与黑暗培养交替方式进行 培养，通过植物落叶来抑制蓝藻的生长。
2. 根据权利要求1所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述BG-11 培养基，由以下组份配制而成：NaNO 3 I. 5g、K2HPO4 0· 04g、MgSO4 · 7H20 0· 075g、CaCl2 · 7H20 0. 036g、Na2CO3 0. 02g、柠檬酸0. 006g、柠檬酸铁0. 006g、微量元素溶液lmL，蒸馏水定容至 1000 mL。
3. 根据权利要求1所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，在光照培 养箱中进行培养时，光暗比为12h :12h。
4. 根据权利要求1所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述植物 落叶为人面子落叶。
5. 根据权利要求1所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述植物 落叶浸出液为2. Og · L'
6. 根据权利要求1所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述步骤B 中培养温度为26°C。
7. 根据权利要求1所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述植物 落叶浸出液按以下步骤制备： 51、 收集植物落叶，用水冲洗干净，然后干燥，将其剪成小段并揉碎成叶片备用； 52、 取揉碎的叶片浸泡于蒸馏水中，封口膜密封置于人工气候箱中，在黑暗环境下放置 一段时间，并经微孔滤膜减压过滤，得到植物落叶浸出液。
8. 根据权利要求2所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述微量 元素溶液，由以下组份配制而成：取 〇· 286g Η3Β04、0· 181g MnCl2 · 4Η20、0· 0222g ZnS04、 0· 039g Na2Mo04、0. 0079g CuSO4 · 5Η20、0· 00494g Co(NO3)2 · 6H20,蒸馏水定容至 100 mL。
9. 根据权利要求I所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述步骤B 中，光照强度为30 μ mol · πΓ2 · s'
10. 根据权利要求1所述的利用植物落叶抑制蓝藻生长的方法，其特征在于，所述步骤 A中，接种后，蓝藻的初始密度为IO5 cell · mL'
【文档编号】C02F1/50GK104211146SQ201410467586
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】汪小雄 申请人:深圳职业技术学院