Effect of a Freshwater Bivalve (Unio douglasiae) and a Submerged Plant (Potamogeton crispus) on the Growth Inhibition of a Cyanobacterium Oscillatoria sp.

This study examined the inhibition effects of a freshwater bivalve (Unio douglasiae) and a submerged plant (Potamogeton crispus) on the cyanobacterial bloom (Oscillatoria sp.). The experiment were conducted in aquarium $(50cm{\times}65cm{\times}120cm)$ with lake sediments in the bottom of the aquarium in 10 cm thick. Before the experiments, artificial cyanobacterial bloom was induced with the addition of lake sediment and CB medium. Total 12 transparent acrylic cylinders (${\Phi}19cm$, height 40 cm) were placed in the aquarium, and within which bivalves and plants were placed in various conditions such as the control (C), plant addition (P:5 stems), mussel addition (U:2 individuals), and both mussel and plant addition (PU: the same quantity as used in each treatment). The experiment was conducted in triplicate during 7 days. pH, dissolved oxygen (DO), electric conductivity (EC), salinity, cyanobacterial cell density, chlorophyll-${\alpha}$ concentration, and mussel filtering rate were monitored daily. At the end of the experiment, total phosphorus (TP), total nitrogen (TN), and plant height and weight were measured. Overall, a large degree of cyanobacterial growth inhibition appeared in both P and U treatments, and the effect was highest in the U treatment, followed by P and PU. The combined treatment of both U and P did not show any synergic effects compared to the effect in separated treatment. In all enclosures of the treatments chlorophyll-${alpha}$ (Chl-${alpha}$) concentration decreased until 36 hours after the additions of the plants and mussels. In contrast, Chl-${alpha}$ concentrations increased in PU enclosures after 36 hours. The same trend was shown in the cell density of Oscillatoria. pH and DO gradually decreased until 120 and 144 hours, respectively, in the P and PU enclosures. TP concentration increased in the mussel enclosures (U and PU), while TN concentration largely decreased in the plant enclosures (P and PU). Our results suggest that applied bivalve (Unio) and submerged plant (Potamogeton) seemed to have a potential effect on the growth inhibition of cyanobacteria, but their combined application may have an antagonistic effect to diminish the degree of the inhibition.

담수패류(Unio douglasiae)와 침수식물(Potamogeton crispus)의 유해 남조 Oscillatoria sp. 성장억제 효과

여과섭식성 이매패류인 말조개와 침수식물인 말즘이 남조류 성장억제에 미치는 영향을 실내 enclosure실험을 통해 분석하였다. 실험은 대형수조$(50cm{\times}65cm{\times}120cm)$에 남조대발생 수역의 퇴적물과 인공배지 (CB media)를 이용하여 인위적으로 남조대발생을 유도하고, 바닥 층으로 물과 유기물의 이동이 가능한 투명한 아크릴 소형원통(7L 용량)을 대조군 (3)과 처리구 (9)로 총 12개를 설치하였다. 처리구는 말즘처리구, 말조개처리구, 말조개와 말즘의 혼합처리구로 구분하였으며, 실험은 총 7일간 3반복으로 실시하였다. 수질요인들과 엽록소-${\alpha}$ 및 남조류 밀도는 실험기간동안 24시간 간격으로 분석하였다. 총인과 총질소 농도, 말조개와 말즘의 길이와 무게는 실험 시작 시와 종료 시에 분석하였다. 전반적으로 말조개와 말즘의 남조류 성장억제 효과가 뚜렷하게 나타났으며, 그 억제의 정도는 말조개, 말즘, 혼합처리구 순으로 나타났다. 각 생물의 개별 처리구에 비해 말조개+말즘 혼합처리구에서의 억제의 상승효과는 나타나지 않았다. 말즘 및 말즘+말조개 처리구에서 pH와 DO는 실험개시 후 각각 120, 144시간까지 점진적으로 감소하였다. 실험 7일 후 총인은 말조개 처리구에서 뚜렷한 증가를 보인 반면 총질소는 모든 처리구에서 감소하였다. 본 연구의 결과는 말조개와 말즘이 각각 남조류의 성장을 억제할 수 있는 잠재성이 있음을 의미한다. 그러나 이들을 동시에 적용할 경우에는 상승효과가 나타나지 않아 두 생물간의 간섭효과가 제기되었다. 그러나, 보다 정확한 혼합 처리의 효과를 파악하기 위해서는 보다 정밀한 실험설계를 수반하는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다.