水环境中氮、磷营养水平对水葫芦生长的影响

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安徽农学通报，AnhuiAgn．Sci．Bul1．2008，14(23)67水环境中氮、磷营养水平对水葫芦生长的影响杨红玉张江山仝川王菲凤(1福建师范大学湿润亚热带生态地理过程省部共建重点实验室，福建师范大学地理科学学院，福建福州3500072福建师范大学环境科学研究所，福建福州350007)摘要：通过实验室模拟培养实验，观察中、低氮、磷浓度条件下水葫芦的生长规律。结果表明，在总磷浓度一定的条件下，水葫芦对氨氮的吸收率与培养液中氨氮浓度有关，呈开口向下的抛物线型关系，抛物线转折点与培养液中的总磷浓度有关。过高的氨氮浓度反而会抑制水葫芦的生长，使水葫芦对氨氮的吸收率下降。在氨氮浓度一定的条件下，水葫芦的生长率随着培养液中总磷浓度的增加而增加，但是，水葫芦对总磷的吸收却是有限的。关键词：水葫芦；氮磷营养盐；水体富营养化中图分类号S143文献标识码A文章编号1007—7731(2008)23—67—05水葫芦又称凤眼莲(EichhorniaClCtssipes)，是一种多年各个桶的外壁标明其液面刻度。每隔一段时间，先往桶中生水生杂草，对环境的适应性较强。国内外许多湖泊、水添加自来水至原刻度，以补充因13晒和植物蒸腾、吸收作库、内河等水流较缓的水域，随着水体富营养化程度的日用所损失的水分，确保培养液的体积不变。在用玻璃棒充益加重，水葫芦泛滥成灾。分搅拌后，采样分析水样中的pH、氨氮和总磷浓度。与此研究表明：水环境中的营养水平对水葫芦的生长繁殖同时，仔细观察水葫芦生长情况，分别测量并记录每株水有明显影响。，无论从水葫芦的总分株数及各级分株葫芦的重量、叶片数和匍匐茎数等。数，还是从各组织的生物量来看，营养水平越高水葫芦的表1中等氮、磷水平下各种模拟条件的培养液配方(mL)生长繁殖越快。在低营养条件下，水葫芦侧根变得更营养储备液名称D3134D5E3E4E5F3F4F5长、更细，侧根密度变得更大“。但是水葫芦对水体中NH4Cl10203OlO2030102O30KH2PO4(稀10)l010l0202020303O30氨氮、总磷的吸收，及其在水体中氨氮浓度的耐受范围及MgSO4·7H2O10l0l0l010l010lOl0生长规律的研究未见报道。CaC1，10101010101010l0l0通过实验室模拟水葫芦生长的水环境条件，研究在不Fe—EDTA1l1ll同的氨氮、总磷浓度培养液中水葫芦对氮磷营养盐的吸微量元素1l1ll收，探讨培养液中氮、磷浓度的变化与水葫芦生长增殖状注：D3、D4、D5、E3、E4、E5、、F4、F5为各种培养液配方的名称态之间的相互关系，分析水葫芦在水体中对氨氮浓度的耐KH2PO4(稀10)表示将KH2PO4储备液稀释1O倍。受范围，研究成果可为寻找控制水葫芦泛滥的有效控制途表2低氮、磷水平下各种模拟条件的培养液配方(mL)径提供了基础科学数据和理论依据。1材料与方法1．1主要实验仪器755B紫外分光光度计(上海精密仪器有限公司)，电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)，JYT一5架盘药物天平(上海医用激光仪器厂)，pHs一3C酸度计(上海雷磁公司)。1．2实验方法实验所用水葫芦取自福州仓山洪湾路两旁的河道，将其打捞上来后，去除黄叶、腐根，选取大小、重量相近的植株27株，分别编号并称其重量，同时记录每株水葫芦的株高、根长、叶片数、匍匐茎数。配制中等氮、磷水平下的不同氮、磷含量组合的培养液(表1)以及低氮、磷水平下的不同氮、磷含量组合的培养液(表2)各l0L于塑料桶(直径36cm高28cm)中，在实验前先分别取样分析其中的pH、氨氮和总磷浓度，然后每桶放入标记好的水葫芦3株，置于露天自然条件下培注：1．大1、大2、大3、A0、A1、A2、A3、B0、B1、B2、B3、CO、C1、养，遇到下雨用塑料布遮盖。放入水葫芦后，用记号笔在C2、c3为各种培养液配方的名称基金项目：福建省自然地理学重点学科项目资助。作者简介：杨红玉(1965一)，女，福建福州人，工程师，主要从事环境分析与监测工作。收稿日期：2008—10—31 安徽农学通报，Anhuiagri．Sei．Bul1．2008，14(23)2．KH，PO(稀10)表示将KH2PO4储备液稀释10倍。吸收率则下降，生长速率也下降。同样，在1．24mg／L总氨氮的分析方法为GB7479—87纳氏试剂法，总磷的磷浓度水平上，从^模v拟哥条件聪E疆3、E4到E5，也有这种现象。习LQnOQ分析方法为GB11893—89钼酸铵分光光度法。福州市自说明在总2磷浓1度一8定的6条件4下，水2葫芦O对氨氮的吸收率与来水中氨氮浓度在0．3mg／L以下，总磷浓度在0．04mg／L水中氨氮浓度有关，过高的氨氮浓度反而会抑制水葫芦的—v醉蝌以下，这里以自来水作为各种培养液的对照背景。生长，使水葫芦对氨氮的吸收率下降(图2—5)。LLLnn6421862结果与讨论2．1水葫芦对氮磷的吸收和生长增殖规律曩曩曩I[6050一丽第第堕一曩■■I^4030蠼05101520焉20培养时问(d)属lO图43、FA、E5培养条件下氨氮吸收率随时间变化趋势1．80061O15201．6培养时间(d)1．4^1．2不同培养条件下，氨氮浓度随时间变化趋势v1茧a8n6n4^v墼一鞲聪n2LaOO0218642O0E3E4E5培养条件图5E3、FA、E5培养条件下水葫芦生长率随时间变化趋势2520，、一15O5101520V培养时间(d)蠖1O图2D3、D4、1)5培养条件下氨氮吸收率随时间变化趋势器躜5OO51O152O培养时间(d)图6总磷吸收率随时间变化趋势D3D4D5誊培养条件图3D3、D4、D5培养条件下水葫芦生长翠随耐间变化趋势2．1．1中等氮、磷营养水平下水葫芦的生长规律经过篓17d的实验观测，水葫芦在中等氮、磷营养不同模拟环境条件条件下的生长及培养液中氨氮浓度变化的关系见图05l0l5：揶l一5。水葫芦的生长与培养液中总磷浓度变化的关系见培养时间(d)图6—10。图7D3、E3、培养条件下总磷吸收率随时间变化趋势随着培养的时间增加，水葫芦的生长量增加，所有培从图6可以看出，随着培养时间的增加，水葫芦养液中的氨氮浓度逐渐下降(图1)，说明水葫芦的生长会的生长量增加，培养液中的总磷浓度也在逐渐地下降，说不断地吸收培养液中的氨氮。在0．62mg／L总磷浓度水明水葫芦的生长也会不断地吸收培养液中的总磷。从图平上，从模拟条件D3、D4到D5，氨氮浓度14mg／L逐渐增7、8、9、10可以看出，维持氨氮浓度在14mg／L水平下，从加至42mg／L，水葫芦对氨氮的吸收总量也在增加，但其模拟条件D3、E3到F3，总磷浓度从0．62mg／L逐渐增加到 安徽农学通报，AnhuiA．Sci．Bul1．2008，14(23)1．86mg／L，而水葫芦对总磷吸收率却呈逐渐下降趋势，模种不同模拟条件下水葫芦生长量的增加情况(见图1一●2．—．．．L．．．．-，．．．，}I拟条件D5、E5到F5也有类似的现象。这说明磷元素虽16)。然是水葫芦生长所必须的大量元素，但是水葫芦对总磷的吸收却是有限的。翻瓣。2．‘251}—UIl■■_■LJlJ■■_■Il～们}耽{∞三柏一／大l大2大3模拟条件DBE3F3图l3大1、大2、大3条件下。水葫芦生长率培养条件÷}}y图8D3、E3、f3培养条件下水葫芦生长率随时间变化趋势墓嬖划]dI厂I墨厂曩A0A1A2A3模拟条件o5lol52O培养时间(d)图14A0、A1、A2、A3条件下水葫芦生长率一一一一一图9D5、E5、F5培养条件下总磷吸收率—。Ll·2l匿圉蠢霜圈豳重圈曩—．量IL[n8o．6誊0．4o．2一B0B1B2B30模拟条件D5E5F5]●●J●[培养条件图15B0、Bl、B2、B3条件下水葫芦生长率图lOD5、E5、F5培养条件下水葫芦生长率随时间变化趋势&l4l2，、2．50102篓e嚣t20．50001234567891011121314l5C0ClC2∞培养时间(d)模拟条件图II不同培养条件下。氨氮浓度随培养时间变化趋势图16c0、cI、c2、c3条件下水葫芦生长率3·5在低氮、磷营养条件下，培养液中的氨氮浓度随时间3很快地下降，水葫芦能很快地吸收水中的氨氮，直至吸收2·5，、誉2完毕(图l1)。在第6d后，培养液中的氨氮浓度有所反1．5复，这说明在对照氮的情况下水葫芦能通过营养转移，牺刊1牲部分老叶来维持自身的生长。O．50在图l2中，在A0、B0、CO条件下，培养液基本对照A0B0co模拟条件氮，水葫芦仍然能够在其中生长，而且它的生长率会随着图l2A0、B0、c0条件下，水葫芦生长率培养时间的增加而加快，水葫芦的根也会随着培养时间的2．1．2低氮、磷营养水平下水葫芦的生长规律经过14增加而变长。但是，随着培养时间的推移，水葫芦的叶子d的实验观测，水葫芦在不同低氮、磷营养模拟环境条件由墨绿色慢慢变成青绿色，外围的叶子慢慢地枯死，出现下的生长与培养液中氨氮浓度变化的关系(见图1I)，各缺氮症状。这说明对照氮条件下，水葫芦在十几天内仍然 安徽农学通报，AnhuiAgri．Sci．Bul1．2008，14(23)71gensource．Econ．Bet．，1983，36：33—43hyacinth(Eichhorniacrassipes)andzooplanktontotheinternaleye—[6]Reddy，K．R．，Hueston，F．M．，McKim，T．．BiomassproductionlingofPhosphorusintheeutrophicPampulhaReservoir，Brazil．andnutrientremovalpotentialofwaterhyacinthculturedinsewageel'-Hydrobiologia，1999，41l：115—127fluent．SolarEng．，1985，107：128—135[11]Sharma，B．M．，Oshode，D．D．．Efectofnutrientsonthebiomassof[7]Moorhead，K．K，Reddy，K．R．，Graetz，D．A．．Waterhyacinthwaterhyacinth(Eichhorniacrassipes(Mart．)Solms)．Hydrobiolo—productivityanddetritusaccumulation．Hydrobiologia，1988，157：gia，1991，38：401—408l79一l85[12]许航、陈焕壮、熊启权、王宝贞等，水生植物塘脱氮除磷的效能[8]Fitzsimons，R．E．，Vallejos，R．H．．Growthofwaterhyacinth及机理研究．哈尔滨建筑大学学报．1999．32(4)：69—73(Eichhorniacrassipes(Mart．)Solms)inthemiddleParanaRiver．[13]李维新，颜京松，陈建国等．以凤眼莲为主净化乡镇企业有机废Hydrobiologia．1986．131：257—260水的研究．农村生态环境．1991．4：54—58[9]Gopal，B．．Waterhyacinth．AquaticPlantStudies1．ElsevierSci-[14]张志良，瞿伟菁．植物生理学实验指导，高教出版社，2003，7encePublishers．1987：113—157(责编：张琪琪)[1O]Pinto—Coelho，R．M，Greco，M．K．B．．Thecontributionofwater(上接6O页)如果F>Fo，则认为线性回归方程是显著能通过线性显著性检验，但由于单站降水代表性较差，所的。以其趋势预报准确率只有66．7％。对于三站汛期平均降水的6个动态回归方程，在信度2)利用“长期预报自动化处理”应用软件对2001—eL=0．05水平下，均能通过线性回归方程的显著性检验。2006年三站汛期平均降水或三站汛期总降水的平方根所对于三站汛期总降水平方根的6个动态回归方程，在信度做的预报检验说明，这一统计方法用于汛期区域性降水的O／=0．05水平下，也均能通过线性回归方程的显著性检预报目前是可行的。对于三站平均降水，趋势预报准确率验，在此不再详述。达到了83．3％，对于三站总降水的平方根，趋势预报准确42007年三站汛期降水预测和检验率达到了100％，这也得益于三站汛期降水较单站降水更4．12007三站年汛期降水预测利用2007年三站汛期具代表性；三站汛期降水服从正态分布(而其他月份则不平均降水动态方程预测，2007年汛期降水270mm，较常年遵从正态分布)；动态方程具有一定的稳定性且复相关系偏少72mm，根据平均误差38．5计算，2007年汛期降水在数较高，从而使得在信度d：0．05水平下，均能通过线性231．5—308．5mm之间；利用2007年三站汛期总降水平方回归方程的显著性检验。根的动态方程预测，2007年为28．9，还原为三站汛期平均3)2007年9月初，对当年汛期降水作了降水偏少的降水为278．4mm，根据平均误差33mm计算，2007年汛期趋势预测，预测与实况非常相符。降水在245—311．4mm。两者结合，2007年汛期降水在参考文献231．5—3l1．4mm之间的可能性较大。[1]王建英，王荣英，等．长期预报基本观测资料自动化处理．气象4．22007年三站汛期降水检验2007年6—8月份三站科技，2008，36(1)：119—122降水如下：桃城区316mm，饶阳243mm，故城204ram，平均[2]康锡言，高建华．山区农业气候区划中年平均气温空间序列的254mm，介于以上所预报的231．5—311．4ram之间。正态性研究．气象科技，2005．33(2)：185—188(责编：张琪琪)5总结1)单站降水虽然也能通过正态性检验，其动态方程也我国首个“国家级稻米交易中心’’落户武汉记者从武汉市政府获悉，占地2000亩、投资超过37收购、运输与交易方式，也导致了大量粮食的损耗。亿元的武汉国家稻米交易中心近日落户武汉新洲阳逻经即将在武汉兴建的这一国家级的稻米交易中心，地济开发区。处京广铁路、京九铁路、京珠、沪蓉高速和318国道交据悉，这是我国第一个国家级稻米交易中心。建成会地，且毗邻长江黄金水道，与全国东西南北各大中心后，其1000万吨的年交易量和35万吨的粮食储备能力将城市相距500公里至1000公里，具有极强的交通、区位使武汉成为我国最大的稻米交易中心和粮食储备与物流优势。的中转站。据悉，这一交易中心计划建设周期为5年，建成后将国家粮食部门的调查显示，我国粮食从产区到销区的形成集粮食储存、加工、中转、贸易、配送、检测、信息、服务流通费用占销售价格的30％至35％，高于国外20％到等8大功能于一体的全国性大型粮食现代物流园区；其年25％的比例。中转与交易集散地的缺失，不仅导致粮食价中转量和交易量将分别达到600万吨和1000万吨以上，格的低下，带来了局部地区的“卖粮难”，而且分散的粮食储备能力将超过35万吨，加工值可达100亿元。