不同富营养化程度水体对水芹生长发育影响探究

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1、不同富营养化程度水体对水芹生长发育影响探究　　摘要：利用富营养化水体中氮磷进行植物生产是创新资源化利用污染物的途径之一。采用室内栽培的方式，探索不同富营养化程度水体对水芹生长发育的影响。结果表明：随培养液中氮磷浓度升高，水芹生物量开始升高，生物量的增加值也随着增加，但在生物量增加值达到最大值后，再继续提高培养液氮磷浓度，生物量增加值反而减少；叶片的SPAD值和硝酸还原酶活性随培养液氮磷浓度的升高而升高；根系活力随培养液氮磷浓度增加而减少，且不同处理间根系活力变化具有极显著差异。关键词：富营养化；水芹；生长发育中图分类号：S636.3文献标识码：ADOI编码：10

2、.3969/j.issn.1006-6500.2013.12.0196中国是世界上水资源总量最短缺的13个国家之一，目前全国600多个城市有一半以上的城市面临着水资源短缺的威胁。同时我们有限水资源的污染日趋严重，这使得水环境形势显得更为严峻。《2010年中国环境状况公报》显示，全国地表水总体处于中度污染状态。松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染，主要淡水湖泊富营养化严重，在监测营养状态的26个湖泊（水库）中，富营养化状态的占42.3%，2011年11月环保部总工程师称我国地表水20%为劣Ⅴ类水，在富营养化水体中含有大量的氮磷。针对湖泊水体

3、富营养化问题，各国学者已就富营养化驱动机制、关键控制因子以及治理等内容进行了深入而广泛的研究，并初步形成了防治水域富营养化的技术方法体系，该方法体系主要包括营养盐控制、直接除藻、生态工程和生物修复[1]。然而，一些不适当的物理、化学方法却加剧了对原本已经很脆弱的水生生态系统的破坏。生态工程方法修复富营养化的水环境，一方面投资巨大，另一方面见效慢。生物修复方法主要是利用生物的生理生化作用及食物链的传递过程，使湖泊中污染物与过量营养盐发生降解和转化，从而达到长期水体净化的目的。其主要技术包括种植水生维管束植物、微生物净化技术、生物浮床技术、生物链调控技术等，该方法因

4、其经济方便、能耗低且收效显著、环保效益好而具有广泛的应用前景，日益受到人们的重视。6近年来，利用水生植物进行生物修复的试验研究已经获得很大进展。研究发现，水葫芦和金鱼藻对水体有很强的净化效果[2]。刘旭富等[3]的研究表明，荷花、睡莲、水葱、千屈菜、凤眼莲等观赏植物能够通过吸附水体中的氮磷元素而达到净化水体的目的。但种植的植物存在去向问题，大面积种植后，水生植物的清理工作十分复杂。同时，这种方法为净化而净化，没有与生产结合起来。因此，本研究将生态修复和生产有机结合起来，采用室内栽培方式，研究不同富营养化程度水体对水芹生长发育的影响，在利用水芹进行水生态修复，获得

5、巨大生态效益的同时，希望能通过水芹生产获得一定的经济效益。1材料和方法1.1试验材料与营养液配置培养液根据氮磷含量的不同划分为5个浓度梯度，具体浓度参照《地表水环境质量标准GB3838—2002》，处理1为Ⅲ类水标准，处理2为Ⅴ类水标准，处理3为Ⅴ类水标准的2.5倍，处理4为Ⅴ类水标准的5倍，处理5为Ⅴ类水标准的10倍，除N、P元素外，其他营养元素的含量按照霍格兰培养液要求配置。每个处理设3次重复。在培养液中滴加双氧水以代替通气，每天测量培养液的pH值，维持pH值在6.5～7之间。每隔7d更换一次培养液。1.2样品采集与分析更换培养液的同时，用吸水纸吸干表面水分

6、后，采用电子天平对水芹进行称质量。每处理选取具有代表性的植株，在完全展开叶的中部，于上午10∶00左右，用日本产SPAD-502型叶绿素计（ModelSPAD502，MinoltaCameraCo.，Ltd.，Japan）检测叶色值，依据叶绿素定量测定法换算成叶绿素含量（SPAD，Specialtyproductsagricultural6division），每叶片测定10次，取平均值。采用TTC（氯化三苯基四氮哇）法测定根系活力[4]；采用离体法测定硝酸还原酶活性。1.3数据处理2结果与分析2.1对生物量的影响从图1、2可以看出，同一处理中，植株的生物量随着时

7、间的延长而逐渐增加；且在整个培养期内，处理1、2、3、4、5的生物量分别增加了135.5，136.5，158.5，197.0，148.5g，说明随着培养液中氮、磷浓度的增加，生物量逐渐增加，在处理4时达到最大，然后随着培养液中氮、磷浓度的进一步增加，生物量反而有所降低。从培养液中氮、磷浓度对生物量的影响角度来看，水芹在处理4这个水平上可以得到充分的发挥。2.2对叶片叶绿素含量的影响2.3对根系活力的影响根系活力是植株生长健康与否的重要指标，根系是作物吸收养分和水分的重要器官，其数量的多少和活性的高低直接影响着地上部的生长发育及形态建成[5-8]。6植株根系活力受

8、到培养液中氮磷影响较大（