CN104126494A - 一种大叶藻室内长期培养方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明所属海草生活、生理、生态习性研究领域，本发明涉及一种大叶藻室内长期培养方法与装置，培养装置由水族箱、光照系统、循环过滤系统和水温调控系统四部分组成；培养方法为：将大叶藻植于装有暴晒杀菌底泥的塑料花盆中，放入水族箱内，加入新鲜海水，高于大叶藻植株顶部10cm；水循环达2次/h，光照条件为12h光/12h暗、5000lux，水温10-25℃，每半月更换1/3海水，盐度于30-37‰；定期清除箱体内壁杂物，底泥视植株生长情况更换。如研究其生理功能，可按需求调节光照强度、水温和海水盐度的高低，并在小花盆中添加营养成份。本发明适用于科研中培养大叶藻对其进行生活习性、生理特征和生态特性研究。

Description

一种大叶藻室内长期培养方法与装置

技术领域

本发明所属海草生活、生理、生态习性研究领域，本发明涉及一种大叶藻室内长期培养方法与装置，适用于科研中培养大叶藻对其进行生活习性、生理特征和生态特性研究。

 

背景技术

大叶藻(Zostera marina L.)为海洋单子叶植物，隶属于大叶藻科(Zosteraceae)大叶藻属(Zostera)，广泛分布于我国北方沿海（山东、河北和辽宁）低潮带至潮下带的浅水海域，多形成单优海草场，具有极其重要的生态服务功能和经济价值。然而近二十年来由于近海海域的污染等人为因素，我国大叶藻海草场生态系统遭到了严重的破坏，面积急剧缩小，致使许多海洋经济生物丧失栖息、繁殖和藏身场所，近海海域生物多样性大大降低。因此，近年来大叶藻海草场的修复已成为了我国北方海洋生态系统修复中不可或缺的一项内容，其草场修复的成功与否很大程度上取决于我们对该物种生活习性、生理及生态特征的了解和掌握程度。因此，对大叶藻的这些基础性研究不仅可为其草场修复提供直接的理论依据，也是我们认识大叶藻这一物种的重要内容。

但我国针对大叶藻生活习性、生理及生态特征等的基础研究还极为有限，已有的研究大都基于野外实验进行。由于潮汐、波浪、海冰、台风等引起海洋环境的多变使得就地研究有一定难度，因此在室内光温可控条件下长期培养为大叶藻生活及生理生态特性的长期跟踪研究提供了一种理想的实验平台，然而目前鲜见国内有关室内培养大叶藻的研究报导和专利申请。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种大叶藻室内长期培养并进行科学研究的实验平台，本专利发明一种室内长期培养大叶藻的装置，并提供培养方法，包括以下两部分内容：

1、一种大叶藻室内长期培养装置的实现方式，其特征在于本装置由水族箱、光照系统、循环过滤系统和水温调控系统四部分组成：

（1）水族箱为立方体，玻璃或塑料材质，内壁光滑，便于定期清理粘附于其上的脏物，用于盛放海水和底泥等；

（2）光照系统包括钢质支架、日光灯（灯架）和开关定时控制器，以保证大叶藻的光照需求。由普通带孔自由组合货架固定成立方体支架，可随时根据需求调节高度，支架上安装灯架和灯管以及开关定时控制器，可实现定时开关日光灯。支架的长、宽、高都略大于水族箱的相应部分，可将水族箱置于支架下方，对水族箱内部进行操作时可将支架挪开，方便操作；

（3）循环过滤系统由普通潜水泵和过滤盒组成，过滤盒架于水族箱上方一角，盒内放有过滤棉和活性炭包，以保证箱内海水处于循环状态，模拟海洋小海流，并过滤杂质和一些有害生物，同时补充水体内气体；

（4）水温调控系统由一台冷水机和一个潜水泵组成，以控制箱内水温。 

2、一种大叶藻长期培养的实现方式，主要步骤包括：

（1）底泥的准备：将暴晒杀菌后的底泥装入小花盆；

（2）大叶藻定植：将从野外采集回的大叶藻种植于花盆中，并将花盆放入水簇箱中；

（3）海水加入：根据大叶藻植株的高矮来确定加海水的量；

（4）仪器的开启：打开水循环过滤系统中的潜水泵，调节水流速度；打开光照系统，使用定时器来控制光照系统的开关时间；如需控温，开启冷水机；

（5）日常维护：定期更换海水、清除箱体上藻类等杂物，定期监测海水盐度；

（6）特殊实验设计：如对大叶藻生理学功能（如光照强度、温度和盐度对其生理功能的影响）进行研究，可按需求调节光照强度和时间、水温和海水盐度的高低；如需对其根部营养物质吸收功能进行研究，可在小花盆中添加营养成份。

本发明的优点在于照明系统并不固定于水族箱之上，而由独立支架支撑，支架体积略大于水族箱，可将水族箱置于照明支架下方，两者独立，所以对水族箱内部进行操作时可将支架挪开，方便操作，有效避免了因增添海水或换花盆等操作溅出海水腐蚀照明灯具等；通过潜水泵和置于水族箱顶部的过滤盒将箱内海水过滤后从高处流下，不仅使海水处于循环状态，还可有效增加海水中的空气含量，无需另加充气系统；采用花盆种植，可随时更换、清理底泥，优于淡水水草养殖中将底沙直接铺于水族箱底部（不方便清理和更换）的方式；可通过调节系统内的光照强度和时间、水温、盐度和花盆中营养盐浓度实现生态因子调控实验；为我国北方沿海地区进行大叶藻生长、生理生态特性的研究提供了一种可随时观察、实验操作简便、易行的培养装置和长期培养方法。

 

附图说明    

1、图1为照明支架示意图

2、图2为水族箱及照明支架放置示意图

3、图3为水族箱及其内外置其它设备俯视图

具体实施方式

本发明所述的一种大叶藻室内长期培养方法与装置包括以下实施例，下面的实施例可进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。

、装置的实施例：

（1）长方体5面玻璃水族箱：外尺寸为90cm（长）×56cm(宽)×60cm（高），玻璃厚8mm；

（2）光照系统包括支架、灯管、灯架和开关定时控制器。支架由普通带孔自由组合钢质货架固定而成，将4根100cm长、2根125cm长、2根60cm长的有孔货架用螺丝钉固定为125cm（长）×60cm(宽)×80cm（高）的立方体支架，如图1所示，在支架上方两个60cm长的货架条上安装6个单灯架和6个灯管以及一套开关定时控制器，将水族箱放于支架下方，照明系统和水族箱组合如图2所示，图2中1为灯管，2为光照支架，3为水族箱；

（3）循环过滤系统由普通潜水泵和过滤盒组成。将潜水泵挂于水族箱内壁，将其进水口固定于内壁上，出水口插入过滤盒，过滤盒斜架于水族箱上方一角，盒内放有过滤棉和活性炭包，以过滤水体中的杂质和一些有毒物质；

（4）水温调控系统由冷水机和潜水泵组成。冷水机置于水族箱外，通过挂于箱内壁的潜水泵将水族箱内海水抽入冷水机内降温后再返回水族箱，起到给箱内海水降温的作用；

（5）所有仪器均从水族箱一侧放入箱内，如图3所示，图中1为过滤盒、2为水族箱、3为过滤系统的潜水泵、4为冷水机、5为与冷水机相连的潜水泵。待所有仪器均放置完毕，在水族箱上方加盖一块面积略大于底面的薄玻璃盖，约100cm（长）×70cm(宽)，以防止海水过分蒸发和灰尘落入。

本实施例所用冷水机为佳乐冷暖LS500-250，日光灯管为飞利浦36W/54-765，灯架为星运英式静电感荧光灯支架HQZX36/40W，潜水泵为创星AT挂壁式潜水泵。

 

2、培养的实现案例：

实施例1

一种大叶藻小苗室内长期培养方法，其步骤是：

（1）将新挖出的大叶藻生长海域底泥在强光下暴晒2~3天以杀菌，后置于直径10cm的塑料花盆底部，约10-15cm厚，花盆底部打有直径为1cm的孔4个，侧面打有直径为1cm的孔8个，以便海水流过底泥，装底泥前花盆内套有100目的尼龙纱网一层，以防底泥从花盆内流出；

（2）于4月下旬从海域挖取新发出的大叶藻克隆苗或当年发芽的实生苗（株高约15cm），连同少量底泥一起尽快带回实验室，种植于上述塑料花盆中，每花盆只植一株，共种植15株；

（3）将花盆放入装置实施例中所述的水族箱内；

（4）缓慢从容器内壁一侧加入新鲜海水，海水高于大叶藻植株顶部10cm；

（5）系统维持：

①过滤：打开水循环过滤系统，调节水流速度使箱内水循环达2次/h；

②光照：打开光照系统，使用定时器来控制光照系统的开关时间，灯光控制在12h光照/12h黑暗，光照强度控制在5000lux左右，水族箱不能放在阳光直射的地方；

③水温：开启冷水机，控制初始水温与实生苗来源海域日均水温一致，约10℃，由于大叶藻的生存水温为0-30℃，生长最适水温为10-20℃，故后每3天增加1℃，直至水温与室温相同，日后若室温不高于25℃，且无水温确切要求，则无需开启冷水机，若室温高于25℃，开启冷水机，控制水温在25℃以下，也可将装置置于有空调的小房间内，开空调控温。

④海水更换：半月更换1/3海水，随大叶藻株高增加，相应增加水量，但最高水线要低于水族箱顶10cm；

⑤盐度：每周测一次海水盐度，若盐度高于37‰，可加自来水或去离子水调节盐度，使其置于30-37‰；

⑥箱体清理：每周清除一次箱体内壁上附着的污物和藻类。

（6）每月更换一次底泥，更换的新底泥仍需暴晒2~3天以杀菌，如不对新发出的克隆小苗进行分株单种，需3个月更换一次新花盆，每次花盆直径增加5cm；

（7）利用装置实施例和本实施例对大叶藻小苗进行培养，从2012年4月至2012年11月的7个月里，大叶藻生长状况良好，主要生长数据见表1，说明该装置及培养方法对于大叶藻小苗的培养较为适合，存活率较高，只在刚移植的3个月内有死亡现象。

 

表1  2012年4月至2012年11月培养大叶藻主枝生长特性

	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月
									叶宽(mm)	2.36	3.05	4.71	5.39	5.43	6.18	5.24	4.52
枝长(cm)	15.33	19.87	26.45	31.50	42.58	33.74	25.38	23.25
									根茎节间长(mm)	2.23	3.92	4.85	4.56	4.31	5.74	5.84	5.93
根茎直径(mm)	1.92	2.54	3.35	3.57	3.46	3.75	3.89	3.89
									根长(cm)	3.17	4.44	6.81	6.85	8.75	7.62	7.45	7.19
克隆分株数	0.42	1.86	3.56	4.25	4.13	4.47	5.03	5.38
									主枝存活率%	100	93%	86%	80%	80%	80%	80%	80%

本实施例所用冷水机为佳乐冷暖LS500-250，日光灯管为飞利浦36W/54-765，灯架为星运英式静电感荧光灯支架HQZX36/40W，潜水泵为创星AT挂壁式潜水泵。

实施例2

一种大叶藻成体植株室内长期培养方法，其步骤是：

（1）将新挖出的大叶藻生长海域底泥在强光下暴晒2~3天以杀菌，后置于直径10cm的塑料花盆底部，约10-15cm厚，花盆底部打有直径为1cm的孔4个，侧面打有直径为1cm的孔8个，以便海水流过底泥，装底泥前花盆内套有100目的尼龙纱网一层，以防底泥从花盆内流出；

（2）于11月中旬从海域挖取大叶藻成体植株（株高20-35cm），带5cm长的根状茎及茎上不定根，连同少量底泥一起尽快带回实验室，种植于直径10cm的塑料花盆中，每花盆只植一株，共种植15株；

（3）将花盆放入装置实施例所述的水族箱内。

（4）缓慢从容器内壁一侧加入新鲜海水，海水高于大叶藻植株顶部10cm；

（5）系统维持：

①过滤：打开水循环过滤系统，调节水流速度使箱内水循环达2次/h；

②光照：打开光照系统，使用定时器来控制光照系统的开关时间，灯光控制在12h光照/12h黑暗，光照强度控制在5000lux左右，水族箱不能放在阳光直射的地方；

③水温：由于此时室内水温与海水温度相差不大，所以不必调控水温，在北方整个冬季无需对水温特别调控，直到翌年6月份后若室温高于25℃，开启冷水机，控制水温在25℃以下，也可将装置置于有空调的小房间内，开空调控温；

④海水更换：半月换1/3海水，随大叶藻株高增加，相应增加水量，但最高水线要低于水簇箱顶10cm；

⑤盐度：每周测一次海水盐度，若盐度高于37‰，可加自来水或去离子水调节盐度，使其置于30-37‰；

⑥箱体清理：每周清除一次箱体内壁上附着的污物和藻类；

（6）每月更换一次底泥，更换的新底泥仍需暴晒2~3天以杀菌，如不将新发出的克隆小苗进行分株，需3个月更换一次新花盆，每次花盆直径增加5cm；

（7）利用装置实施例和本实施例对大叶藻成体植株进行培养，从2012年11月至2013年6月的7个月里，大叶藻生长状况良好，且进入花果期。主要生长数据见表2，说明该装置及培养方法对于大叶藻成体植株的培养较为适合，存活率高达100%。

 

表2  2012年11月至2013年6月培养大叶藻主枝生长特性

	11月	12月	1月	2月	3月	4月	5月	6月
									叶宽(mm)	4.17	4.25	4.24	5.36	5.44	-	-	-
枝长(cm)	25.73	26.14	26.45	31.37	35.21	48.95	62.67	56.22
									根茎节间长(mm)	10.35	10.27	14.41	14.12	14.26	-	-	-
根茎直径(mm)	4.11	4.01	4.23	4.42	4.15	-	-	-
									根长(cm)	10.74	8.14	8.45	7.64	8.63	-	-	-
分株数	1.52	2.96	3.25	3.50	4.13	4.04	3.07	2.34
									主枝存活率%	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%
生活史进程	营养生长	营养生长	营养生长	营养生长	花枝初现	花枝快速伸长	开花期	结果期

“-”表示无数据

本实施例所用冷水机为佳乐冷暖LS500-250，日光灯管为飞利浦36W/54-765，灯架为星运英式静电感荧光灯支架HQZX36/40W，潜水泵为创星AT挂壁式潜水泵。

Claims (2)

1.一种大叶藻室内长期培养的装置，其特征在于本装置由水族箱、光照系统、循环过滤系统和水温调控系统四部分组成：

（1）水族箱为立方体，塑料或玻璃材质，内壁光滑，便于定期清理粘附于其上的脏物，

用于盛放海水和底泥等；

（2）光照系统包括支架、日光灯（灯架）和开关定时控制器，以保证大叶藻的光照需求，由普通带孔自由组合货架固定成立方体支架，可随时根据需求调节高度，支架上安装灯架和灯管以及开关定时控制器，可实现定时开关日光灯，支架的长、宽、高都略大于水族箱的相应部分，将水族箱置于支架下方，对水族箱内部进行操作时可将支架挪开，方便操作；

（3）循环过滤系统由普通潜水泵和过滤盒组成，将潜水泵挂于水族箱内壁，将其进水口固定于容器壁上，出水口插入过滤盒，过滤盒斜架于水族箱上方，盒内放有过滤棉和活性炭，以过滤水体中的杂质；

（4）水温调控系统由一台冷水机和一个潜水泵组成，冷水机置于水族箱外，通过潜水泵将水族箱内海水抽入冷水机内降温后再返回水族箱，起到给箱内海水降温的作用。

2. 一种大叶藻室内长期培养方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）底泥的获取：最好使用大叶藻生长海域的底泥，将新挖出的底泥在强光下暴晒2~3天以杀菌；

（2）花盆准备：塑料花盆，直径10-20cm，将暴晒杀菌后的底泥装入花盆底部，约10-15cm厚；

（3）植株定植：将从野外采集回的大叶藻种植于花盆中，将花盆放入水族箱内；

（4）海水加入：缓慢从容器内壁一侧加入新鲜海水，根据大叶藻植株的高矮来确定加海水的量，一般海水高于大叶藻植株顶部10cm；

（5）系统维持：打开水循环器，调节水流速度；打开光照系统，使用定时器来控制光照系统的开关时间；一般灯光控制在12h光/12h黑暗，光照强度控制在5000lux左右，水族箱不能放在阳光直射的地方，水温控制在15-25℃，半月换1/3海水，每周测一次海水盐度，若盐度高于37‰，可加去离子水调节盐度，使其置于30-37‰，一周清除一次箱体内壁上的污物和藻类，底泥视植株生长情况更换；

（6）特殊实验设计：如对大叶藻生理学功能（如光照强度、温度和盐度对其生理功能的影响）进行研究，可按需求调节光照强度、时间、水温和海水盐度的高低；如需对其根部营养物质吸收功能进行研究，可在小花盆中添加营养成份。