藻类对磷元素的吸收

2024-06-29 09:18
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磷和所有微量元素一样,是所有生物体所必需的营养元素,因为生物各种基本的功能过程都需要用到它,如遗传信息的存储和转运(DNA和RNA)、细胞的代谢(各种酶)和细胞的能量系统运转(ATP)。藻类和磷元素之间存在密切的关系。磷是藻类生长和繁殖所必需的重要营养元素之一。藻类通过光合作用将阳光、二氧化碳和水转化为有机物质,同时释放氧气。藻类的生长和繁殖需要一定的营养物质,其中磷是最为重要的营养元素之一。


藻类的DNA、RNA和ATP等核酸和能量分子的合成都需要磷元素参与。磷元素是核酸和ATP的组成成分之一,它们是藻类细胞内重要的生物分子,对细胞的生长和繁殖起着关键的作用。磷元素还参与藻类的光合作用过程。光合作用是藻类利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程,其中磷元素是光合作用中的辅助因子之一,对光合作用的进行起着重要的调节作用。磷元素还参与藻类的细胞膜合成和细胞壁形成。藻类的细胞膜和细胞壁中含有磷酸脂和磷酸多糖等物质,它们是细胞膜和细胞壁的主要组成成分,对细胞的结构和功能起着重要的支持作用。


同样磷也是一切藻类生长所必需的营养元素,需要量比碳、氮少,但天然水中缺磷现象更为普遍,因为自然界存在的含磷化合物溶解性和迁移能力比碳、氮化合物低得多,补给量及补给速率也比较小,因此磷对水体初级生产力的限制作用往往比碳、氮更强藻类能直接吸收利用的有效磷,就是磷酸根形式,磷酸盐在水中的存在形态除了PO4外,还有HPO4、H2PO4,各部分的相对比例(分布系数)随PH的不同而异。在pH为6.5~8.5的天然湖泊中以HPO4和H2PO4为主。


水体中大多数的磷都以有机磷的形式存在,而在无机磷中,对于藻类吸收利用来说,磷酸根是唯一的形态。而磷酸根常与钙、铁、铝等形成难溶的化合物沉淀在沉积物中,或被沉积物表面所吸附,水体中大多数磷酸根处在底部沉积物即底泥中。夏秋季节水体出现水温分层时,上表层水由于藻类吸收消耗,有效磷常可降低至检测不到的程度,成为藻类生长的限制因子;而底层水则因沉积物补给、有机物矿化积累较高的磷酸盐。因此打破水体上下分层,促进底泥沉积物再悬浮释放有效磷,是解除藻类生长中磷限制因子的根本有效的措施。另外,pH也是影响沉积物与水体之间磷交换的因素之一。当pH低于8时,磷酸根与金属元素结合能力较强,而当pH较高时,氢氧根离子与磷酸根发生交换,磷被释放到水中。


然而,过量的磷元素也可能对藻类产生负面影响。过量的磷元素会导致水体富营养化,促进藻类的过度生长,形成藻华。藻华会消耗水体中的氧气,造成水体富氧和缺氧的交替,对水生生物造成危害。因此,合理控制磷元素的输入,防止水体富营养化是保护水环境和生态系统的重要措施之一。

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