菌种共生与生态平衡

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1、藻类是生活在淡水和海水的光合自养型生物,通过光合作用向水体供氧,增加水体的溶解氧,供好氧菌不断地降解有机质,而藻类可以利用细菌降解有机质产生的 CO 2 进行光合作用,如此循环形成的体系,称为“藻菌共生”CO藻类coNCON污水中水生物员有机物细菌1、藻类与细菌的相互促进藻类与细菌具有错综复杂的关系,每种藻形成自己独特的菌群且两者之间存在特异的种间关系。藻类主要通过营养物质交换,气体、酸碱度调节等促进细菌生长。小球藻通过直接吸收和利用水体的 NH4+-N 及提高溶解氧,能够促进好 氧异养芽孢杆菌的生长。细菌作为水生态系统中重要的分解者,通过复杂的代谢 活动参与水环境内多种物质的分解与转化过程,

2、从而作为微藻营养物质的提供者 与加工者;同时细菌还可以通过产生或分泌对微藻有益的代谢物质或胞外产物, 从而呈现对微藻的促进作用。例如,水体中的氨化细菌和硝化细菌能够将含氮有 机物质分解并进一步通过硝化作用将其转化为NH3+-N,为藻类生长提供无机氮; 好氧细菌通过利用微藻周围水体中高浓度的溶解氧,为藻类提供还原性较强的生 存环境2、藻类与细菌的相互抑制藻类具有产生活性次生代谢产物的基本机制,这些代谢产物包括脂肪酸、 酚类、多糖等种类,它们具有抑制或消灭某些细菌的作用,颤藻对地衣芽孢杆菌 的抑制是通过其胞外产物而非通过营养物质的竞争而产生的。藻类直接与细菌竞 争营养物质而起到间接抑制作用,高种群

3、密度微囊藻的生长对硝化细菌的生长有 明显的抑制作用微囊藻与硝化细菌之间对 NH 4+-N 等存在竞争性利用。细菌对藻 类的抑制或拮抗作用表现在多个方面,主要通过营养竞争、产生化学毒素、释放溶藻酶等方式实现。在特定的水环境中,当没有外源营养物质补充时,通过对营 养的竞争,细菌就会抑制藻类的生长。假单胞菌、蛭弧菌、芽孢杆菌、腐螺旋菌等细菌均可产生化学毒素释放于水体中,进而抑制某些微藻如甲藻和硅藻的生长甚至杀死藻细胞Bacteria二Sjgned.s 二Nutr ieiits Organics%7ZHO AlgaegMorphogenesis3、水体生态平衡水体中藻类与细菌间的相互促进、相互抑制的作

4、用,才能将环境中的污染 物在一定的时间范围内自然降解,保持水体的自然生态链,即为水体的自净作用。 当水体中溶入了过多的营养物质,生态链受到冲击,在生态链承受的范围内,细 菌和藻类的共生关系仍然在延续,但由于蓝藻自身的生理特点,细菌对藻类的抑 制作用处于劣势,水体朝富营养化的方向发展,此时,向水体中投加微生物,与 藻类竞争N、P等营养,有效修复微生物菌群结构,增强细菌的抑制能力,可有 效防止水体向富营养化的方向发展,维持水体基本的生态平衡。当营养物质的量超过了生态链的承受范围,生态链就会受到破坏。结合诸 多外在因素,包括温度、光照、营养盐、水文等,藻类不再依赖细菌的代谢产物, 直接利用水中的营养

5、物质迅速繁殖,细菌对藻类的抑制作用迅速崩溃,甚至受到 藻毒素的危害;水中的捕食者(水生动物)的猎食速度远远低于藻类的生长速度, 藻类生长不受限制,水体成了藻类的天下。藻类在大量繁殖的同时,部分细胞也 在老化衰亡,衰亡的细胞破裂降解,消耗了水体氧气,造成溶氧急剧下降,除此 之外,破裂的蓝藻会释放蓝藻毒素、氨氮、亚确酸盐等有毒有害物质,对水域生 态系统带来一系列严重后果。此时水体中的细菌生长繁殖受到抑制,处于休眠状 态或部分死亡,溶藻菌和噬藻体虽然可存活,但对藻类的抑制作用效果甚微。此 时,在水体中投放微生物的效果微乎几微,必需寻求一种生态的、综合的治理方 法方可修复水体的生态平衡。4、生态平衡的恢复在水体富营养化时,及时向水体中投放微生物,保持水体菌相与藻相的平衡,维持菌藻共生的关系,是防止水体富营养化的一种行之有效的途径。但当 富营养化未能及时控制导致藻华等一系列严重后果时,单一的物理、化学或生物 方法都不能达到理想的效果,即只能治标而不能治本。生态的综合治理方法包括 物理、化学除藻,再利用生物酶将水体中的藻毒素降解,改善底泥(破裂藻细胞 沉积物),最后投放复合微生物菌剂,抑制藻类的生长,维持菌种共生的关系, 从根本上恢复水体的生态平衡。

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