有害藻华(HABs)的频繁暴发对水体生态安全和公众健康构成严重威胁,寻求高效且可持续的控藻技术已成为环境领域的研究热点。同步杀藻与反硝化技术将源头抑制与末端治理相结合,展现出良好的应用前景。本研究聚焦于双功能真菌——茄病镰刀菌D7,系统探讨其在藻类控制中的多重作用机制、有机物动态变化及其在原水处理中的实际效果。
实验结果表明,D7菌株对典型水华藻种铜绿微囊藻具有显著的杀藻能力,杀藻效率达到80.98%,同时实现88.81%的总氮去除率,体现出优异的同步控藻与脱氮性能。通过数学模型拟合发现,D7菌株在作用过程中优先进行反硝化,快速消耗水体中的氮源,造成氮限制环境,从而在源头抑制藻类藻胆蛋白的合成,干扰其正常生理代谢。

在代谢响应层面,D7菌株通过其代谢活性破坏藻细胞的抗氧化系统与光合系统,最终导致藻细胞膜破裂,细胞内含物释放,实现藻华的末端治理。进一步采用平行因子分析技术对溶解性有机物进行解析,发现D7菌株能够有效利用藻细胞裂解释放的类蛋白质等促藻生长物质,作为自身生长的碳氮来源,这一特性有望降低由藻源性有机物引起的二次污染风险。
在原水验证实验中,D7菌株表现出良好的环境适应性:与对照组相比,接菌组中藻属数量减少6个,同时实现76.96%的杀藻效率与78.86%的反硝化效率,证实其在真实水体中具备潜在应用价值。网络分析进一步揭示,绿藻门等k-策略藻类可能通过种间协同在胁迫环境中维持生存,提示在实际应用中需关注藻种演替带来的潜在生态风险。
综上所述,本研究提出了一种基于双功能真菌D7的可持续控藻策略,该策略通过反硝化—杀藻的协同作用,兼顾源头抑制与末端去除,在高效控藻的同时提升水质,为有害藻华的生物防治提供了新的技术路径与理论支撑。
原文链接:Bifunctional fungi trade off denitrification and algicidal performance to inhibit algal growth and control algal bloom: Denitrification-algicidal interactions, organic matter dynamics, and raw water treatmentBifunctional fungi trade off denitrification and algicidal performance to inhibit algal growth and control algal bloom: Denitrification-algicidal interactions, organic matter dynamics, and raw water treatment