美人蕉、鳶尾、黃菖蒲和千屈菜對富營養(yǎng)化水體凈化效果研究

吳詩杰，陳慧娟，許小桃，馬小麗，楊　佳，王淑萍，梁文裕

（寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，寧夏銀川750021）

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美人蕉、鳶尾、黃菖蒲和千屈菜對富營養(yǎng)化水體凈化效果研究

吳詩杰，陳慧娟，許小桃，馬小麗，楊佳，王淑萍，梁文裕＊

（寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，寧夏銀川750021）

摘 要：以美人蕉、鳶尾、千屈菜和黃菖蒲4種水生觀賞植物為材料，分析單種植物和不同植物組合在富營養(yǎng)化水體中的生物量變化及對富營養(yǎng)化水體中總氮、總磷、pH、化學(xué)需氧量、溶解氧及葉綠素a含量的影響.結(jié)果表明，不同水生植物在富營養(yǎng)化水體中生長的生物量增加值差異性顯著，變化范圍為3.77～12.17g· L-1.單種植物和不同組合對富營養(yǎng)化水體中總氮、總磷和CODMn均具有良好的去除效果，對DO值有顯著的增加作用（P＜0.05），且降低了水體pH.在處理35d時，單種植物對磷素去除率在87.24%～91.38%，植物組合對總磷去除率為62.67%～88.44%，對CODMn的去除效果達到顯著水平（P＜0.05）；此外，美人蕉和美人蕉＋鳶尾組合對富營養(yǎng)化水體凈化效果明顯，各指標間有極顯著相關(guān)性.該研究結(jié)果為利用水生觀賞植物防止富營養(yǎng)化水體提供了依據(jù)和植物資源.

關(guān)鍵詞：水生觀賞植物；富營養(yǎng)化；水體凈化

我國60%以上的湖泊處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，控制水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為當(dāng)今世界各個國家關(guān)注和重視的水環(huán)境問題［1］.水體富營養(yǎng)化的主要原因是氮和磷營養(yǎng)物質(zhì)的增加.目前，對水體富營養(yǎng)化的控制措施主要有物理方法、化學(xué)方法和生物方法.由于物理方法和化學(xué)方法成本高，時效短，對生態(tài)環(huán)境本身有一定潛在威脅，生物方法受到越來越多的重視.研究表明，水生植物對水體中氮、磷的富集和轉(zhuǎn)移效果明顯［2-7］，對藻類的過度生長有很好的抑制作用［8-9］，尤其是挺水植物可通過根系吸收和吸附在其表面的微生物硝化和反硝化作用將水體中過剩的氮、磷等元素轉(zhuǎn)移出水體，同時水生植物根系也為微生物生長提供合適的營養(yǎng)環(huán)境，并且具有吸附水體中大量懸浮物質(zhì)以提高水體透明度的作用.

目前水生植物處理富營養(yǎng)化水體的研究較多，所選擇的植物各異，而對于適合北方氣候的觀賞性水生植物研究偏少.因此，開展適合北方氣候的水生植物的篩選研究，對于北方利用觀賞水生植物凈化富營養(yǎng)化水體具有重要的意義.美人蕉、鳶尾、千屈菜、黃菖蒲等植物因其生長期長，生命力強，觀賞性好，且具有經(jīng)濟價值而備受人們關(guān)注，而且其對水體中氮、磷的吸收具有較強的能力.因此，作者選用美人蕉、鳶尾、千屈菜、黃菖蒲4種水生觀賞植物，分別進行單種植物和不同植物組合凈化富營養(yǎng)化水體的研究，旨在挖掘具有高效凈化能力的水生觀賞植物，為利用水生觀賞植物控制和防止水體富營養(yǎng)化提供試驗依據(jù)和植物資源.

1　材料與方法

1.1 供試植物

選擇觀賞價值和經(jīng)濟價值較高的美人蕉（Canna indica L.），鳶尾（Iris tectorum），千屈菜（Lythrum salicaria L.）和黃菖蒲（Iris pseudacorus）作為供試材料.

1.2 方 法

1.2.1 材料處理

將植株大小相近的植物清洗干凈，置于裝有營養(yǎng)液的培養(yǎng)容器（長×寬×高，50cm×30cm×40 cm）中進行培養(yǎng)，共30個培養(yǎng)容器，每個培養(yǎng)器栽種6株植物，平均鮮重180g，處理水體體積為50L，平均單位水體積對應(yīng)的生物量分別是3.6g·L-1.植物經(jīng)預(yù)培養(yǎng)后，選取長勢良好、大小一致的植株，清洗干凈，栽培于模擬富營養(yǎng)化水體中.植物在自然光照、避風(fēng)雨的條件下生長，試驗期間用蒸餾水補充蒸發(fā)量和蒸騰所耗的水分，以保持容器中的水位.

模擬富營養(yǎng)化水體參照楊涓等［10］的方法并稍作修改.用基本營養(yǎng)液配制含有較高N、P的人工配制富營養(yǎng)化水體.經(jīng)測定可知營養(yǎng)液中TN濃度為28.53mg·L-1，TP濃度為7.61mg·L-1.根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》即GB3838-2002中對Ⅴ類水水質(zhì)的上限規(guī)定：TN 3mg·L-1，TP 0.4mg· L-1［11］，該試驗水體屬于富營養(yǎng)化水體.試驗水體除N、P元素外，其他營養(yǎng)元素按照霍格蘭培養(yǎng)液設(shè)置.

1.2.2 植物配置試驗設(shè)計

分別將單種植物美人蕉、千屈菜、鳶尾、黃菖蒲以及植物組合（美人蕉＋千屈菜、美人蕉＋黃菖蒲、美人蕉＋鳶尾、鳶尾＋黃菖蒲、鳶尾＋千屈菜）放入配制的模擬富營養(yǎng)化水體中培養(yǎng)，每個處理重復(fù)3次，每隔7d進行1次水質(zhì)檢測，試驗持續(xù)35d.為了減少誤差，每次的取樣時間固定，取樣位置固定.由于植物的蒸騰作用和水分揮發(fā)可能導(dǎo)致富營養(yǎng)化水體體積變化，因此在每次取樣前加水至培養(yǎng)器固定水位，輕輕攪動水層，用錐形瓶于同一水深處量取水樣.

1.3 分析方法

植物生物量（B）測定：每隔7d，稱取每組所有植物的鮮重.Bi＝Wi／50（g·L-1），其中：Bi為相應(yīng)天數(shù)植物生物量；Wi為相應(yīng)天數(shù)每組所有植物的鮮重；i＝7，14，21，28，35.

采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水體總氮（TN），用鉬酸銨分光光度法測定水體總磷（TP）.總氮、總磷去除效果以植物試驗桶水中氮、磷含量的變化進行評價和比較，主要用氮、磷去除率來表示，即處理水體含氮、磷量的初試值（第0天數(shù)據(jù)）減去相應(yīng)天數(shù)水體含氮量后比初試值的百分率［19］.

其中：R為氮磷去除率；S0為水體含氮磷初始值；Si為相應(yīng)天數(shù)水體含氮磷值.

用高錳酸鉀指數(shù)的方法測定生化需氧量（CODMn），用碘量法測定水體溶解氧（DO），用丙酮加熱法測定水體中藻類葉綠素a（Chl.a）［12］.用酸度計測定水體pH值.

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗為3次生物學(xué)重復(fù)，數(shù)據(jù)標準誤差S≤1%，利用DPS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析各處理間差異顯著性（P＜0.05），顯著性結(jié)果用字母標識于各數(shù)據(jù)表中；利用SPSS 19.0軟件進行相關(guān)性分析，分析結(jié)果用＊號標識于數(shù)據(jù)表里.

2　結(jié)果與分析

2.1 4種不同植物對富營養(yǎng)化水體的凈化效果比較

2.1.1 植物生物量的變化

經(jīng)過35d的生長，4種水生植物的生物量差異顯著（P＜0.05），總體呈現(xiàn)增長趨勢（表1）；其中生物量最高的是美人蕉，35d時為12.17g·L-1；鳶尾和黃菖蒲屬生物量變化相差較小，35d時生物量分別為8.93g·L-1和7.69g·L-1；千屈菜生物量增加相對較少.

表1　4種植物在富營養(yǎng)化水體中生長時的生物量變化Tab.1　Changes of plant biomass of four species plants in eutrophic water g·L-1

2.1.2 總氮去除率

不同處理時期各植物的總氮去除率均顯著高于對照（表2），且各植物間均有顯著差異（P＜0.05）.各時期氮素去除率均表現(xiàn)為美人蕉＞鳶尾＞黃菖蒲＞千屈菜，它們在處理35d時對其水體中總氮去除率分別達到64.83%，61.52%，52.7%和49.76%.上述結(jié)果表明，美人蕉對水體中氮素的去除效果最好，去除速率也最快，而千屈菜效果最差.

表2　4種不同植物培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體TN去除率比較Tab.2　Comparison of removal rate of TN of eutrophic water in four different plant culture conditions %

2.1.3 總磷去除率

不同植物間以及植物與對照間的總磷含量均存在顯著差異（P＜0.05），處理7d及以后各處理的總磷去除率表現(xiàn)為美人蕉＞鳶尾＞黃菖蒲＞千屈菜＞對照（表3）.對總磷去除效果最明顯的是美人蕉，14d的去除率約是7d的2倍.處理35d時，美人蕉、鳶尾、黃菖蒲和千屈菜的總磷去除率分別達到91.38%、90.73%、87.60%和87.24%.

表3　4種不同植物培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體TP去除率比較Tab.3　Comparison of removal rate of TP of eutrophic water in four different plant culture conditions %

2.1.4 CODMn去除效果

4種植物對模擬富營養(yǎng)化水體中CODMn的去除效果明顯（表4），并達到顯著水平（P＜0.05）.處理7～28d時，美人蕉、鳶尾和黃菖蒲所在的水體中CODMn含量呈逐步下降的趨勢，且始終低于對照；而千屈菜所在水體中CODMn始終高于對照組.處理35d時，4種植物所在水體中CODMn含量最低，并且顯著低于對照組，美人蕉、鳶尾、黃菖蒲和千屈菜CODMn含量分別為9.25、10.24、11.42、12.08mg·L-1.上述結(jié)果表明，美人蕉去除CODMn效果最好，鳶尾次之，千屈菜最低，且植物間存在顯著差異.

表4　4種不同植物培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體CODMn值比較Tab.4　Comparison of CODMnof eutrophic water in four different plant culture conditions mg·L-1

2.1.5 溶解氧含量的變化

4種植物在各處理時間的溶解氧含量均顯著高于對照組（表5）.其中，美人蕉、鳶尾和黃菖蒲在試驗期間對模擬富營養(yǎng)化水體中DO含量呈現(xiàn)逐步上升的趨勢；千屈菜在所在水體DO含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢.處理35d時，美人蕉、鳶尾、黃菖蒲和千屈菜所在水體的DO含量分別為24.60、22.4、19.40、12.6mg·L-1.因此，美人蕉對水體中DO含量增加效果最顯著.

連日的暴雨，烏溪江、信安江陡然上漲了幾公尺，沒有被日軍攻打的衢州城，已率先被洪水攻陷。城外數(shù)道塹壕一夜間全成了溝渠，花費幾個月修建的塹壕、交通壕、防炮洞、單兵掩體、碉堡現(xiàn)在全淹沒在洪水之中。

表5　4種不同植物培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體DO值比較Tab.5　Comparison of DO of eutrophic water in four different plant culture conditions mg·L-1

2.1.6 葉綠素a含量的變化

隨著處理時間的延續(xù)，美人蕉、鳶尾和千屈菜所在水體葉綠素a含量呈逐漸升高的趨勢（表6）.處理35d時，種植美人蕉的水體的葉綠素a含量顯著低于其他3種植物所在水體，葉綠素a含量為4.57mg·g-1，且與對照有顯著差異（P＜0.05）.

表6　4種不同植物培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體葉綠素a含量比較Tab.6　Comparison of chlorophyll a content of eutrophic water in four different plant culture conditions mg·g-1

2.1.7 pH的變化

4種植物所在水體中pH呈下降趨勢（表7）.處理35d，種植4種植物的水體pH在6.98～7.17之間，美人蕉和鳶尾的pH顯著低于黃菖蒲和千屈菜，且顯著低于對照.以上結(jié)果說明，4種水生植物對模擬富營養(yǎng)化水體pH有較好的調(diào)節(jié)作用.

表7　4種不同植物培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體pH比較Tab.7　Comparison of pH of eutrophic water in four different plant culture conditions

2.2 5種不同植物組合對模擬富營養(yǎng)化水體的凈化效果比較

2.2.1 植物生物量的變化

5種植物組合生物量有明顯增加（表8），且存在顯著差異（P＜0.05）.特別是美人蕉＋鳶尾，生物量增加最明顯，在處理35d時，達到10.55g·L-1，是初始生物量的2.9倍；其次是美人蕉＋黃菖蒲生物量增加較多，鳶尾＋千屈菜生物量增加的最少，為7.61g·L-1.

表8　5種植物組合在富營養(yǎng)化水體中生長時的生物量變化Tab.8　Changes of plant biomass of five kinds of plant combination in eutrophic water g·L-1

2.2.2 總氮去除率

隨著處理時間的延長，不同植物組合對水體中總氮去除率呈逐漸升高的趨勢（表9），且顯著高于對照（P＜0.05）.各時期氮素去除率均表現(xiàn)為美人蕉＋鳶尾＞鳶尾＋黃菖蒲＞美人蕉＋黃菖蒲＞美人蕉＋千屈菜＞鳶尾＋千屈菜，在處理35d時對其水體中總氮去除率分別達到64.08%、60.49%、58.68%、58.21%、48.71%.上述結(jié)果表明，美人蕉＋鳶尾對水中總氮去除效果最佳.

表9　5種植物組合培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體TN去除率比較Tab.9　Comparison of removal rate of TN of eutrophic water in five kinds of plant combination culture conditions %

2.2.3 總磷去除率

5種不同水生植物組合對富營養(yǎng)化水體中總磷的去除率顯著高于對照（P＜0.05）.處理35d時，美人蕉＋鳶尾，鳶尾＋黃菖蒲，美人蕉＋黃菖蒲，美人蕉＋千屈菜和鳶尾＋千屈菜總磷去除率分別為88.44%、87.94%、86.87%、77.91%和62.67%；其中，美人蕉＋鳶尾，鳶尾＋黃菖蒲，美人蕉＋黃菖蒲總磷去除效果較好，且3種植物組合無明顯差異（表10）.

表10　5種植物組合培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體TP去除率比較Tab.10　Comparison of removal rate of TP of eutrophic water in five kinds of plant combination culture conditions %

2.2.4 CODMn去除效果

5種植物組合對富營養(yǎng)化水體中CODMn的去除效果明顯（表11），并達到顯著水平（P＜0.05）.各植物組合CODMn呈逐漸下降的趨勢.處理35d時，美人蕉＋鳶尾、鳶尾＋黃菖蒲、美人蕉＋黃菖蒲、美人蕉＋千屈菜和鳶尾＋千屈菜CODMn含量分別為9.3、10.17、10.33、11.50、12.83mg·L-1.其中，美人蕉＋千屈菜去除效果最好.

表11　5種植物組合培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體CODMn值比較Tab.11　Comparison of CODMnof eutrophic water in five kinds of plant combination culture conditions mg·L-1

2.2.5 溶解氧含量的變化

美人蕉＋鳶尾，鳶尾＋黃菖蒲，美人蕉＋黃菖蒲和美人蕉＋千屈菜4種植物組合在各處理時間的溶解氧含量均顯著高于對照組（P＜0.05），呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢（表12）.而鳶尾＋千屈菜在處理35d時，DO值下降至13.00mg·L-1.

表12　5種植物組合培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體DO值比較Tab.12　Comparison of DO of eutrophic water in five kinds of plant combination culture conditions mg·L-1

2.2.6 葉綠素a含量的變化

美人蕉＋鳶尾，鳶尾＋黃菖蒲，美人蕉＋黃菖蒲，美人蕉＋千屈菜和鳶尾＋千屈菜5種植物組合葉綠素a含量呈波動趨勢（表13），但在處理35d時，美人蕉＋黃菖蒲、美人蕉＋千屈菜和鳶尾＋千屈菜組合所在水體葉綠素a含量顯著高于對照，而美人蕉＋鳶尾和鳶尾＋黃菖蒲顯著低于對照，分別是3.68 mg·g-1和5.11mg·g-1.

表13　5種植物組合培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體葉綠素a含量比較Tab.13　Comparison of Chlorophyll a content of eutrophic water in five kinds of plant combination culture conditions mg·g-1

2.2.7 pH的變化

5種植物組合對水體pH均有降低的作用（表14）.處理35d，各處理的水體pH呈中性，在6.94～7.16之間，顯著小于對照.以上結(jié)果說明，5種水生植物組合對富營養(yǎng)化水體pH有較好的調(diào)節(jié)作用.

表14　5種植物組合培養(yǎng)下富營養(yǎng)化水體pH值比較Tab.14　Comparison of pH of eutrophic water in five kinds of plant combination culture conditions

2.3 相關(guān)性分析

上述研究結(jié)果表明，單種植物美人蕉和植物組合美人蕉＋鳶尾對富營養(yǎng)化水體的凈化效果最好.對美人蕉和美人蕉＋鳶尾組合的TN去除率、TP去除率、CODMn含量和DO含量進行相關(guān)性分析.結(jié)果表明（表15），單種美人蕉對富營養(yǎng)化水體TN去除率與TP去除率、DO含量有很好的正相關(guān)性（P＜0. 01），分別達到0.933和0.964，與CODMn含量有極顯著負相關(guān)性（P＜0.01）；TP去除率與CODMn含量具有極顯著負相關(guān)性（-0.771）（P＜0.01），與DO含量具有正相關(guān)性（0.960）；CODMn含量與DO含量具有極顯著負相關(guān)性（-0.818）（P＜0.01）（表15）.美人蕉＋鳶尾組合對富營養(yǎng)化水體TN去除率與TP去除率、DO含量有極顯著正相關(guān)性（P＜0.01），分別達到0.985和0.853，與CODMn含量有極顯著負相關(guān)性（-0.861）（P＜0.01）；TP去除率與CODMn含量具有極顯著負相關(guān)性（-0.910）（P＜0.01），與DO含量有極顯著正相關(guān)性（0.875）（P＜0.01）；CODMn含量與DO含量具有極顯著負相關(guān)性（-0.956）（P＜0.01）（表16）.

表15　美人蕉對水體TN去除率、TP去除率和CODMn相關(guān)性分析Tab.15　Correlation analyses among chemical indicators in Canna indica L.

表16　美人蕉+鳶尾組合對水體TN去除率、TP去除率和CODMn相關(guān)性分析Tab.16　Correlation analyses among chemical indicators in Canna indica L.+Iris tectorum

3　討 論

該研究結(jié)果表明，美人蕉、鳶尾、千屈菜和黃菖蒲4種水生植物，單種植物和不同組合對富營養(yǎng)化水體中總氮、總磷和CODMn均具有良好的去除效果，同時，對DO值有顯著的增加作用，且降低了水體pH值，證明這4種水生觀賞植物對富營養(yǎng)化水體具有凈化作用，該研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果基本一致［13-16］.隨著處理時間的延長，水體中的總氮去除率總體呈逐漸升高的趨勢，且顯著高于對照（P＜0.05），其中單種植物和植物組合在各時期的總氮去除率分別以美人蕉和美人蕉＋鳶尾最大.原因可能是總氮的去除不僅依靠植物的吸收作用，還可能通過微生物的硝化和反硝化作用來實現(xiàn)［17］，而且美人蕉與鳶尾組合時，所構(gòu)成的微環(huán)境可能更適合微生物的硝化和反硝化作用，但還需通過試驗加以證實.此外，美人蕉生長速度快，單位時間內(nèi)生物量的增加比其他3種植物多，需要從水中吸收的氮等營養(yǎng)元素多，也是導(dǎo)致水中氮的總量迅速下降的因素之一.

磷是植物生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素，富營養(yǎng)化水體中的無機磷可直接被植物吸收和同化.生態(tài)方法除磷不僅通過水生植物的吸收，而且依賴水生植物和微生物兩者之間的聯(lián)合作用，通過一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)以及生物途徑實現(xiàn)磷素去除的目的.而美人蕉、鳶尾、千屈菜和黃菖蒲均具有發(fā)達的根系，巨大的根系表面積會附著大量微生物，更有利于創(chuàng)造利于各種微生物生長的微環(huán)境［18］.該研究中各處理對富營養(yǎng)化水體中總磷的去除效果明顯，在處理35d時，單種植物磷素去除率在87.24%～91.38%，而組合植物總磷去除率為62.67%～88.44%，然而水生植物和微生物兩者之間的聯(lián)合作用對磷素去除的貢獻率究竟有多大，還需進一步研究.

總體上9種處理對富營養(yǎng)化水體中CODMn的去除效果達到顯著水平（P＜0.05）.但不同處理對CODMn的凈化效果存在一定差異，其中35d時，美人蕉和美人蕉＋鳶尾兩個處理CODMn含量達到最低，其原因與水生植物通氣組織有關(guān)，發(fā)達的通氣組織可將大量氧氣輸送至其根部，這不僅促進根部的氧化還原反應(yīng)與好氣微生物活動，而且提高了植物對富營養(yǎng)化水體中有機物的去除能力［19］.美人蕉通氣組織較其他3種植物發(fā)達，故單種美人蕉時，其去除CODMn效果顯著，而美人蕉和鳶尾組合種植時，可能其根系微生物大量繁殖分解污染物，從而達到CODMn去除的目的.

葉綠素a是反映藻類數(shù)量的重要指標，常被作為評價水體富營養(yǎng)化狀況的主導(dǎo)因子.藻類生長與水體中多種環(huán)境因子密切相關(guān)，例如氮、磷、光照強度和周期、水溫、pH和溶解氧等，藻類數(shù)量變化是這些因子綜合作用的結(jié)果.化感物質(zhì)可對植物的生長產(chǎn)生干擾，作用范圍廣泛.有研究表明，植物釋放的化感物質(zhì)通過改變細胞酶活性、影響光合作用、破壞細胞膜等多種方式，對多種藻類產(chǎn)生抑制作用［20-25］.潘琦等［26］研究發(fā)現(xiàn)，美人蕉根系分泌釋放到水體中的己二酸、棕櫚酸、硬脂酸等化感物質(zhì)可有效抑制藻類生長.該研究結(jié)果表明，單獨種植美人蕉的水體，藻類含量少，可能是因為美人蕉自身代謝產(chǎn)生的化感物質(zhì)釋放于水體中，可有效抑制藻類的正常生長.

植物正常生長發(fā)育所必需的大量元素主要有碳、氮、磷等.該試驗中植物碳的主要來源是大氣，而氮和磷主要來源于富營養(yǎng)化水體.研究發(fā)現(xiàn)：不同配置水生植物的生物量有較大差異，美人蕉和美人蕉＋鳶尾生物量增加較快，可能是因為美人蕉地上部分占總生物量比重較大，這樣更加有利于通過植物收割去除水體中的富營養(yǎng)化元素；同時，鳶尾地下部分生長較好，根系長，更有利于吸收富營養(yǎng)化水體中的營養(yǎng)物質(zhì).

作者根據(jù)種植單種植物和組合植物對水體凈化效果的比較，選擇美人蕉和美人蕉＋鳶尾兩個處理，將它們的TN去除率、TP去除率、化學(xué)需氧量含量和溶解氧含量做了相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4個指標間具有極顯著相關(guān)性，說明它們之間相互促進和依賴，原因可能是其根部微生物的存在成就了這樣的相關(guān)性，但仍然需要試驗加以驗證，但是就相關(guān)性分析結(jié)果來看，在需要快速了解水體富營養(yǎng)化程度時，只需選擇一個指標作為預(yù)測參數(shù).

4　結(jié)束語

作者在室內(nèi)靜水條件下通過植物生物量，水體總氮、總磷等多方面分析，對單種植物在各時期凈化水質(zhì)能力比較，發(fā)現(xiàn)美人蕉凈化水體效果最佳，在處理35d時，生物量為12.17g·L-1；同時，在試驗結(jié)束時其總氮去除率、總磷去除率、CODMn含量、DO含量、葉綠素a含量和pH值分別是64.83%、91.38%、9.25mg·L-1、24.60mg·L-1、4.57mg·g-1和6.98.植物組合對富營養(yǎng)化水體凈化效果最好的是美人蕉＋鳶尾，生物量在結(jié)束時達到了10.55g·L-1，在處理35d時，其總氮去除率、總磷去除率、CODMn含量、DO含量、葉綠素a含量和pH值分別是64.08%、88.44%、9.3mg·L-1、22.00mg· L-1、3.68mg·g-1和6.97.且美人蕉和美人蕉＋鳶尾組合對富營養(yǎng)化水體凈化效果明顯，各指標間有極顯著相關(guān)性.

參考文獻：

［1］ 宋超，劉盼，朱華，等.水芹對富營養(yǎng)化水體的凈化效果研究［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2011，32（3）：145-148.

［2］ CIURLI A，ZUCCARINI P，ALPI A.Growth and nutrient absorption of two submerged aquatic macrophytes in mesocosms，for reinsertion in a eutrophicated shallow lake［J］.Wetlands Ecology and Management，2009，17 （2）：107-115.

［3］ POLOMSKI R F，TAYLOR M D，BIELENBERG D G，et al.Nitrogen and phosphorus remediation by three floating aquatic macrophytes in greenhouse-based laboratory-scale subsurface constructed wetlands［J］.Water，Air，＆Soil Pollution，2009，197（1／2／3／4）：223-232.

［4］ LU Q，HE Z L，GRAETZ D A，et al.Phytoremediation to remove nutrients and improve eutrophic stormwaters using water lettuce（Pistia stratiotes L.）［J］.Environmental Science and Pollution Research，2010，17（1）：84-96.

［5］ 童昌華，楊肖娥，濮培民.富營養(yǎng)化水體的水生植物凈化試驗研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2004，15（8）：1447-1450.

［6］ ZHAO Y，YANG Z F，XIA X H，et al.A shallow lake remediation regime with Phragmites australis：Incorporating nutrient removal and water evapotranspiration［J］.Water Research，2012，46（17）：5635-5644.

［7］ WANG Z，ZHANG Z Y，ZHANG J Q，et al.Large-scale utilization of water hyacinth for nutrient removal in Lake Dianchi in China：The effects on the water quality，macrozoobenthos and zooplankton［J］.Chemospher，2012，89（10）：1255-1261.

［8］ ZHANG T T，WANG L L，HE Z X，et al.Growth inhibition and biochemical comparison of cyanobacteria induced by emergent macrophyte Thalia dealbata roots［J］.Biochemical Systematics and Ecology，2011，39 （2）：88-94.

［9］ 田如男，孫欣欣，魏勇.不同類型水生植物群落對銅綠微囊藻的化感作用［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2010，19（9）：2149-2154.

［10］ 楊涓，鄭國琦，張磊.寧夏幾種水生植物組合對氮磷吸收作用的研究［J］.北方園藝，2012（16）：56-59.

［11］ 地表水環(huán)境質(zhì)量標準［M］.北京：中國科學(xué)出版社，2002.

［12］ 魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測分析方法［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［13］ 毛昕，王麗紅，張光生.不同生育期美人蕉-微生物修復(fù)富營養(yǎng)化水體［J］.環(huán)境工程學(xué)報，2013，7（12）：4689-4696.

［14］ 王盼，馬牧源，劉春光，等.不同氮源對黃花鳶尾凈化富營養(yǎng)化水體的影響［J］.水資源與水工程學(xué)報，2014，25（1）：13-17.

［15］ 付曉云，何興元.5種水生植物脫氮除磷能力比較［J］.西北林學(xué)院學(xué)報，2014，29（3）：79-82.

［16］ 孫霖，沈守云，熊啟明，等.4種水生植物對水體水質(zhì)的影響［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2011，31（1）：91-97.

［17］ 吳湘，王友慧，郭建林，等.3類水生植物對池塘養(yǎng)殖廢水氮磷去除效果的研究［J］.西北植物學(xué)報，2010，30（9）：1876-1881.

［18］ 李曉東，孫鐵珩，李海波，等.人工濕地除磷研究進展［J］.生態(tài)學(xué)報，2007，27（3）：55-57.

［19］ 夏漢平.人工濕地處理污水的機理與效率［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2002，21（4）：51-59.

［20］ DZIGA D，SUDA M，BLALCZYK J，et al.The alteration of microcystis aeruginosa biomass and dissolved microcystin-LR concentration following exposure to plant-producing phenols［J］.Environmental Toxicology，2007，22（4）：341-346.

［21］ GTROSS E M.Allelopathy of aquatic autotrophs［J］.Critical Reviews in Plant Sciences，2003，22（3／4）：313-339.

［22］ HAGMANN L，JUTTNER F，F(xiàn)ISCHERELLIN A.A novel photosystem-Ⅱ-inhibiting allelochemial of the Cyanobacterium Fischerella muscicola with antifungal and herbicidal activity［J］.Tetrahedron Letters，1996，37（36）：6359-6542.

［24］ GALINDO J，HEMANDEA A A，DAYAN F，et al.Dehydrozaluzanin C，a natural sesquiterpenolide，causes rapid plasma membrane leak age［J］.Phytochemistry，1999，52：805-813.

［25］ ROSTITANO J，NEWCOMBE G，NICHOLSON B.Ozonation of NOM and algal toxins in four treated water ［J］.Water Res，2001，35（1）：23-32.

［26］ KORER S，NICKLISCHH A.Allelopathic growth inhibition of selected hytoplankton species by submerged acrophytes［J］.Journal of Phycology，2002，38：862-871.

［27］ 潘琦，鄒國艷，宋祥甫，等.美人蕉根系對銅綠微囊藻的化感作用［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2014，10（27）：1193-1198.

（責(zé)任編輯 于 敏）

Analysis of purification effect on eutrophic water by Canna indica L.，Iris tectorum，Lythrum salicaria L.and Iris pseudacorus

WU Shijie，CHEN Huijuan，XU Xiaotao，MA Xiaoli，YANG Jia，WANG Shuping，LIANG Wenyu＊
（School of Life Sciences，Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

Abstract：Purification effect on eutrophic water was analyzed by four species of flower plants，including Canna indica L.，Iris tectorum，Lythrum salicaria L.and Iris pseudacorus.The results showed that the biomass of different plants are significantly increased，the range of variation of 3.77-12.17g·L-1，and the four aquatic plants and their combinations had good purification capacity and adaptability in eutrophication water.A single plan and various kinds of plant combinations have a great impact on removing TN，TP，and CODMnin eutrophic water，have a remarkable incremental effect on DO value（P＜0.05），and make pH value of water lower.In dealing with 35d，removal rate of TP of eutrophic water in a different single plant are at 87.24%to 91.38%，meanwhile the rate in several kinds of plant combination are at 62.67%to 88.44%.Besides，this combination has a notable effect onbook=99,ebook=104removing CODMn（P＜0.05）.In addition，Canna indica L.and Canna indica L.＋Iris tectorum has obvious impact on purifying eutrophic water，all the indicators are in a significant positive correlation.The results of the research provide a foundation and plant resources for further explore of purifying eutrophic water by using flower plants.

Key words：ornamental aquatic plants；eutrophication；water purification

doi：10.3969／j.issn.1000-2162.2016.01.016

作者簡介：吳詩杰（1989-），女，寧夏銀川人，寧夏大學(xué)碩士研究生；＊梁文裕（通信作者），寧夏大學(xué)教授，博士，E-mail：liangwy2009＠163.com.

基金項目：寧夏回族自治區(qū)環(huán)境保護科學(xué)技術(shù)研究項目（2011-9）；寧夏回族自治區(qū)科技支撐計劃項目（2013ZYS154）；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（141074967）

收稿日期：2015-05-26

中圖分類號：Q948

文獻標志碼：A

文章編號：1000-2162（2016）01-0098-11