几种微量元素对藻类生长的影响

微量元素作为藻类营养因子的一部分, 对藻类生长具有重要作用。

微量营养元素

水体存在某些含量甚微，而生物生命活动却必不可少的微量元素，常由于它们含量的过高或不足而抑制藻类的生长繁殖，我们将这些元素称为微量营养元素。

Fe对藻的影响

Fe是对藻类影响较大的一种微量元素，许多实验表明 Fe是浮游植物生长的限制因子之一，Fe主要影响藻类光合作用以及藻毒素的产生等。

藻类光合作用参数的变化在很大程度上是由于胞内叶绿素a质量浓度变化引起的，叶绿素a的生物合成离不开Fe，缺Fe使叶绿素a的质量浓度大大降低。Fe3+是浮游植物呼吸链和光合电子传递链的重要组分，是叶绿素合成中某些酶或酶辅基的活化剂，另外，铜绿微囊藻对Fe3+吸收利用可能与光系统中 Fe-S蛋白的合成有关，缺Fe可以使 Fe-S蛋白的含量减少，降低电子传递的能力和效率，使光合作用能力减弱。Fe限制与藻毒素的产生有密切关系，Fe可以促进藻毒素的合成，但是关于Fe与藻毒素的合成影响机制并不是很清楚。

Cu对藻的影响

Cu是藻类代谢所必需的微量元素之一，低浓度的 Cu是藻类呼吸作用和光合作用中多种酶的辅助因子，能提高酶的表达量，促进藻类的光合作用和细胞的生长繁殖；但是作为重金属，高浓度的Cu对藻类生长有抑制甚至毒害作用，主要表现 ：影响藻类的生长代谢、抑制其光合作用、减少藻细胞色素、导致藻细胞畸变等。高浓度Cu2+抑制藻类的生长和繁殖，究其原因可能是影响了细胞原生质膜的渗透性，使钾从细胞内丧失，使正常的藻细胞内部各种化合物的代谢过程不同程度受到影响，甚至造成某些代谢过程的中断。高浓度Cu2+造成光合速率下降，可能是它抑制了碳水化合物和蛋白质的生物合成降低碳同化速率和生物量产率以及藻细胞叶绿素含量 、延长细胞倍增时间。也可能是由于Cu直接破坏了叶绿体结构和功能，干扰了对营养元素的吸收和转移所致。

Zn对藻的影响

Zn是藻类许多生理过程中起着重要作用的微量元素，对葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、超氧化物歧化酶有重要作用，是藻类光合作用和相关代谢酶类如碳酸酐酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶等的组成成分 (碳酸酐酶对水体中藻类吸收和利用无机碳起着关键作用 )， Zn在适当的浓度下可促进许多酶的活性，尤其是那些依赖于 NAD 或 NADP酶的活性。Zn2+对 Cu2+、Hg2+的毒性均具有拮抗作用，且随 Zn浓度增加而增加。这是 由于Zn2+ 、Cu2+和Hg2+对进入细胞的生物活性点位竞争的结果，金属进入细胞的活性点位数目有限, 当 Zn2 +浓度远大于 Cu2 + 、 Hg2 +浓度时, 这些 进入细胞的活性点位大部分为 Zn2 +所占据, 使毒 性较大的 Cu2+、Hg2+无法进入细胞。但过高浓度的Zn2+又会导致植物细胞中叶绿素含量下降，并抑制叶绿体中 NADPH的形成，对藻类生长不利；高浓度 Zn对碳酸酐酶等的活性也有明显抑制作用；大量的Zn2+可促使核酸降解，结合在核酸上的磷酸酯基上的Zn2 +可从 RNA和多核苷酸的磷酸二脂链上夺取电子，从而使得成键不稳定 、易水解，这样生物大分子可降解成小碎片，使藻体发生病变。