تعیین نسبت ازت به فسفر در شکوفایی جلبک سبز-آبی Anabaena flos- aquae دریای خزر در محیط آزمایشگاه

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

مریم فلاحی ¹ (دانشیار، پژوهشکده آبزی پروری آبهای داخلی، بندر انزلی)
سید محمد رضا فاطمی ² (استادیار، دانشگاه آزاداسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران، دانشکده علوم و فنون دریایی،گروه بیولوژی دریا)
علی ماشینچیان ³ (استادیار، دانشگاه آزاداسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران، دانشکده علوم و فنون دریایی،گروه بیولوژی دریا)
آتوسا نوری کوپائی ⁴ (دکتری، دانشگاه آزاداسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران، دانشکده علوم و فنون دریایی،گروه بیولوژی دریا *(مسئول مکاتبات))

تاریخ دریافت : 1388/02/12 تاریخ پذیرش : 1388/09/21 تاریخ انتشار : 1394/04/01

کلید واژه: جلبک سبز, آبی Anabaena flos- aquae, نسبت ازت به فسفر, شکوفایی جلبکی, درصدرشد, فراوانی هتروسیست,

چکیده مقاله :

چکیده مقدمه: طی این مطالعه نسبت وزنی از ازت به فسفر که منجر به حداکثر شکوفایی و عدم شکوفایی جلبک سبز- آبی Anabaena flos- aquae می گردد، تعیین گردید. جهت تکمیل مطالعات، تاثیر غلظت های متفاوت فسفر بر میزان رشد مورد بررسی قرار گرفت. روش کار: آزمایشات طی زمان 96 ساعت در شرایط آزمایشگاهی (شدت نور 350±3500 لوکس و درجه حرارت 2±25 درجه سانتی گراد)، انجام شد. تیمارهای متفاوت با نسبت های مختلف ازت به فسفر یا غلظت های مختلف فسفر( بر اساس نوع آزمایش) همراه با شاهد ( محیط کشت استاندارد زایندر)، هر یک در ٣ تکرار در نظر گرفته شد. در ابتدا و انتهای آزمایش تعداد رشته های جلبک آنابنا با استفاده از لام توما شمارش شد و درصد رشد محاسبه گردید. نتایج: آنابنا در محلول شاهد (زایندر) با نسبت ازت به فسفر 1: 0033/0 ، غلظت ازت 1- μg.L 9/9 و غلظت فسفر 1- mg.L96/2 تشکیل شکوفایی داد لیکن نسبت ازت به فسفر در دامنه ی 1: 15 تا 1: 22 منجربه حداکثر شکوفایی گردید. بیشترین میزان درصد رشد در نسبت ازت به فسفر 1: 15/18 با غلظت ازت 1- mg.L 72/53 و غلظت فسفر 1- mg.L96/2 مشاهده شد و در این نسبت به 69/1486 ±84/5219 رسید. با افزایش هر چه بیشتر نسبت ازت به فسفر درصد رشد کاهش یافت. از نسبت ١:۸٦/٢١۸به بالا شکوفایی متوقف گردید. آزمایشات مطالعه بر روی غلظت فسفر نشان داد که غلظت فسفر در محیط کشت زایندر ( 96/2 میلی گرم در لیتر) مناسب ترین غلظت برای شکوفایی آنابنا است. بحث و نتیجه گیری: بر اساس این نتایج هنگام وجود فسفر به میزان بهینه، آنابنا با کمک گرفتن از توانایی خود در تثبیت ازت اتمسفری قادر است در غلظت های پایین ازت تشکیل شکوفایی دهد (محلول شاهد) لیکن حضور مقادیر کافی هر دو نوترینت ازت و فسفر در نسبت ازت به فسفر پایین برای دستیابی به حداکثر شکوفایی لازم است.

چکیده انگلیسی:

Introduction: The aim of this study is determining the N: P ratio which causes the maximum bloomof toxic cyanobacteria: Anabaena flos- aquae of the Caspian Sea and finding the N: P ratio thateliminates its bloom. To perfect this study, the effect of different phosphorus concentrations on thegrowth level was also inspected.Material and method: The experiments were carried out in situ (the temperature and light intensitywere kept at 25± 2 degrees centigrade and 3500± 350 lux respectively). Different N: P ratios andvarying phosphorus concentrations were applied as treatments with respect to logarithmic calculations.Three replicates were considered for each treatment and one control (Zinder media). The laboratoryexperiments lasted 96 hours. Visual counting at the start and end of the experiments were carried outto assess the growth percentage.Results: In this project, Anabaena bloomed in Zinder media (control) with 9.9 μg/lit ofnitrogen, 2.96 mg/lit of phosphorous and the 0.0033N:1P ratio.N: P ratios of 15: 1 to 22: 1 resulted in the maximum bloom of Anabaena flos- aquae. The maximumlevel of growth percentage was reached to 5219.84± 1486.69 in 18.15N: 1P ratio with 53.72 mg/lit ofnitrogen and 2.96 mg/lit of phosphorus. The bloom ended at 218.86N: 1P.Studies on the effect of phosphorus concentration showed phosphorus concentration in Zinder media(2.96 mg/l) is the optimum value for Anabaena bloom.1- Associate Professor, Inland waters research institute, Bandar Anzali2- Assistant Professor, Department of Marine Biology, Science and Research Branch, Islamic Azad University3- Assistant Professor, Department of Marine Biology, Science and Research Branch, Islamic Azad University4- PhD. Department of Marine Biology, Science and Research Branch, Islamic Azad UniversityAbstracts of Articles in EnglishJ.Env. Sci. Tech., Vol 17, No.2, Summer 2015190Conclusion: The whole results indicate, although in the presence of enough phosphorusconcentration, Anabaena bloomed even with low nitrogen concentrations (9.9 μg/l in Zinder media)by fixing atmospheric nitrogen when enough phosphorus and nitrogen concentrations supplied withlow N: P ratio the maximum bloom intensity was observed.

منابع و مأخذ:

1. Paerl, H. 2008. Cyanobacterial harmful algal blooms: State of the Science and Research Needs. Chapter 10: Nutrient and other environmental controls of harmful cyanobacterial bloom along the fresh- marine continuum. Springer NewYork. 217-238 pp.


2. Butler, M., Farrugia, D., Johnson, R., and Murray, C. 2000. The nutrient impact Wakehurst Golf Course on Manly Dam In: UTS Freshwater Ecology Report Of 2000, Dept Environmental Science, university of Technology, Sydney. 20p.


3. Paerl, H. 1996. A comparison of cyanobacterial bloom dynamics in freshwater, estuarine and marine environment. Phycologia 35, 25- 35.


4. Venter, A., Vurren, S. J. V., and Pieterse, AJH. 2003. Oscillatoria simplicissima: An autecological study. Water SA VOL.29 NO. 1, 105- 112.


5. Havens, K. E., James, R. T., East, T. L., and Smith, V. H. 2003. N: P ratios, Light             limitation, and cyanobacterial dominance in a subtropical lake impacted by non- point source nutrient pollution. Environment pollution 122, 379- 390.


6. Lips, A. I., 2005. Abiotic factors controlling the cyanobacterial bloom occurrence in the Gulf of Finland. Dissertation Biologicae universitatis Tartuensis 108. Tartu university press 47.


7. WHO, 1999. Toxic cyanobacteria in water: a Guide to their public health consequences, monitoring and management. E & FN Spon. 416p.


8. Stal, L. J., Albertano, P., Bergman, B., Brockel, K, V., Gallon, J. R., Hayes, P. K., Sivonen, K., and Walsby, A. E. 2003. BASIC: Baltic sea cyanobacteria. An Investigation of the structure and dynamics of water blooms of cyanobacteria in the Baltic sea- responses to a changing environment. Continental Shelf Research 23, 1695- 1714.


9. Lehtimaki, J. 2000. Characterisation of cyanobacterial strains originating from the Baltic Sea with Emphasis on Nodularia and its toxin, Nodularine. Academic Dissertation in microbiology. Department of Applied Chemistry and Microbiology. University of Helinski. Finland.


10. Vuoria, K., Lagus, A., Lehtimaki, J. M., Suomela, J., and Helminen, H. 2005. Phytoplankthon community responses to nutrient and iron enrichment under different nitrogen to phosphorus ratio in the northern Baltic sea. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 322, 39- 52.


11. Stockner, J. G., and Shortreed, K. S. 1988. Response of Anabaena and Synechococcus to manipulation of nitrogen: phosphorus ratios in a lake fertilization experiment. Limnol. Oceanogr 33 (6, part1), 1348- 1361.


12. ریاحی، ح. ١٣٨٢. تالوفیت ها ( جلبک ها- قارچ ها- گلسنگ ها). انتشارات آدنا. ص ١٧٦


13. Plinski, M., and Jozwiak, T. 1999. Temperature and N: P ratio as factors causing                      blooms of blue- green algae in the Gulf of Gdansk. Oceanologia 41(1), 73- 80.


14. Falconer, I. R. 1998. Toxic Cyanobacteria in drinking water supply. Harmful Algae. International Oceanographic commission of Unesco, 37- 38.


15. Lilover, M. –J., and Stips, A. 2008. The variability of parameters controlling the cyanobacterial bloom biomass in the Baltic Sea. Journal of Marine Systems.  Article in press.


16. Heisler, J., Glibert, P. M., Burkholder, J. M., Anderson, D. M., Cochlan, W.,  Dennison, W. C., Dortch, Q., Gobler, C. J., Heil, C. A., Humphries, E.,Lewitus, A., Magnien, R., Marshall. H. G., Sellner, K., Stockwell, D. A., Stockner, D. K., and Suddleson, M. 2008. Eutrophication and harmful algal Blooms: A scientific consensus. Harmful Algae 8, 3- 13.


17. Feber, L. R., Levine, S. N., Lini, A., and Livingston, G. P. 2004. Do Cyanobacteria dominate in eutrophic lakes because they fix atmospheric nitrogen? Freshwater Biology 49, 690- 708.


18. Ahern, K. S., Ahern, C. R., and Udy, J.W. 2008. In situe field experiment shows Lyngbya majuscule (cyanobacterium) growth by added iron, phosphorus and Nitrogen. Harmful algae7, 389- 404.


19. Nasrollahzadeh, H. S., Din, Z. B., Foong, S. Y., and Makhlough, A. 2008. Trophic status of the Iranian Caspian Sea based on water quality parameters and phytoplankton diversity. Continental Shelf Reasearch 28, 1153-1165.


20. Miller, W. E., Green, J. C., and Shiro, T. 1978. The Selenastrum capricornatum printz algal assay bottle test. Application and interperation protocol, Us Epa 600/ 9. 126p.

1. TRC, 1984. OECD guidelines for testing of chemicals. Section 2, effects on biotic systems. 1- 39 pp.

22. Piri, Z. M., and Ordog. V. 1997. Effect of some herbicides commonly used in Iranian agriculture on aquatic food chain. 9- 30 pp.


23. Berman, T. 2001. The role of DON and the effect of N:P ratios on occurrence  of  cyanobacterial blooms: Implications from the outgrowth of Aphanizomenon in Lake Kinnert. Limnol. Oceanogr 46(2). 443- 447.


24. کیان مهر، ه. ١٣٧١. مبانی جلبک شناسی. انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه مشهد.


25. Tonno, I. 2004. The impact of nitrogen and phosphorus concenteration and N/P ratio on cyanobacterial dominance and N2 fixation in some Estonian lakes. Dissertarions biologicae universitatis Tartuensis 100. Tartu university press.


26. Doyoe, H. R., Buskey, E. J., and Jochem, F. J. 2007. Physiological responses of Aureoumbra lagunensis and Synechococcus sp. To nitrogen addition in mesocosm experiment. Harmful Algae 6, 48-55.


27. Sotero- Santos, R. B., Carvalho, E. G., Dellamano- Oliveira, M. J., and Rocha, O. 2008. Occurrence and toxicity of an Anabaena bloom on a tropical reservoir (Southeast Brazil) Harmful Algae 7, 590- 598.