3種水生植物及其組合對(duì)小微水體的凈化效果研究*

陳麗萍 金簡(jiǎn)生 趙 根 周利利 張飛雪 李艷冬 王豐穎

（1.浙江省湖州市農(nóng)業(yè)科技發(fā)展中心園藝研究所，浙江 湖州 313000；2.浙江省湖州市吳興區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，浙江 湖州 313000）

近年來，工業(yè)廢水和居民生活污水的大量排放致使水體富營(yíng)養(yǎng)化程度越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了人們的生活環(huán)境和居民的身體健康。水生植物是營(yíng)造園林水景的重要材料，既有良好的觀賞性，又具有改善水質(zhì)的生態(tài)效應(yīng)[1-4]，對(duì)凈化水質(zhì)具有重要作用，且有成本低、效率高、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)[5]。目前對(duì)單一水生植物水體凈化效果的研究較多，多種水生植物組合凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體效果的研究較少[6-7]。我們于2020年5月20日～6月3日以再力花（Halia dealbata Fraser）、美人蕉（Canna indica）、金錢草（Lysimachia christinae）3種水生植物為試驗(yàn)材料，通過對(duì)水體總氮、總磷富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)的測(cè)定，開展水生植物單一品種及不用組合（2個(gè)品種）對(duì)模擬富營(yíng)養(yǎng)化水體凈化效果的試驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

美人蕉、再力花、金錢草取自水生植物種植園，生長(zhǎng)狀況良好，長(zhǎng)勢(shì)一致（總生物量均為200 g）。將3種水生植物分株后洗凈，裝入盛有清水的塑料桶預(yù)培養(yǎng)、備用；試驗(yàn)水體加入碳酸氫銨、磷酸二氫鉀模擬富營(yíng)養(yǎng)水體水質(zhì)，總氮（total nitrogen，TN）、總磷（total phosphorus，TP）濃度分別為33.50 mg/L和4.18 mg/L；試驗(yàn)基質(zhì)采用鵝卵石，購(gòu)買于湖州龍安花鳥市場(chǎng)，洗凈后烘干備用；培養(yǎng)容器采用上口徑41 cm、下口徑24 cm、高29 cm的塑料桶，容積為20 L。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)在浙江省湖州市農(nóng)業(yè)科技發(fā)展中心試驗(yàn)基地透明塑料薄膜鋼結(jié)構(gòu)大棚內(nèi)。試驗(yàn)設(shè)再力花（A）、美人蕉（B）、金錢草（處理C）、美人蕉+再力花（AB）、美人蕉+金錢草（BC）、再力花+金錢草（AC）及空白對(duì)照（ck）7個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。每個(gè)塑料桶內(nèi)放入鵝卵石12.5 kg，注入10 L試驗(yàn)水體并做好水位標(biāo)記。將參試水生植物用自來水清洗后預(yù)培養(yǎng)14 d，待其長(zhǎng)出新根后移入塑料桶內(nèi)靜態(tài)水培。試驗(yàn)過程中，不定期補(bǔ)充自來水至標(biāo)記處（10 L），以補(bǔ)足水體蒸發(fā)、植物蒸騰和人為采樣等消耗的水分。

1.3 調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法

分別于水生植物移栽后0 d、7 d、14 d、21 d的上午9：00取樣（取出水生植物，將容器中的水混勻，在水面下10 cm處采集1 L水樣），測(cè)定各處理水樣中總氮、總磷濃度，計(jì)算總氮、總磷去除量，利用空白對(duì)照（ck）總氮、總磷的變化值對(duì)各處理總氮和總磷的變化值進(jìn)行校正。總氮含量采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ 636—2012）測(cè)定，總磷含量采用鉬酸銨分光光度法（GB 11893—1989）測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水生植物處理對(duì)水體總磷的去除效果

不同水生植物處理對(duì)水體總磷的去除效果見圖1。

圖1 不同水生植物處理對(duì)水體總磷的去除效果

從圖1可以看出，隨著移栽時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理水體中總磷濃度下降明顯，說明3種水生植物和組合去除富營(yíng)養(yǎng)水體中總磷的效果較好。移栽后7 d，各處理水體中總磷濃度急劇下降，其中“美人蕉+金錢草”（BC）處理水體的總磷濃度下降較明顯（降至3.52 mg/L），總磷去除率達(dá)89.49%；移栽后14 d，除了再力花（A）處理外，其余處理水體中的總磷含量低于5.00 mg/L；移栽后21 d，除再力花（A）處理外，其余處理的水體中幾乎無磷殘留。

從圖1還可以看出，各處理總磷吸收量差異不大。其中金錢草（C）、“再力花+金錢草”（AC）、“美人蕉+金錢草”（BC）處理水體的總磷吸收量較高，分別為33.37 mg/L、33.38 mg/L、33.393 mg/L；再力花（A）處理水體的總磷吸收量較低，為29.71 mg/L。

2.2 不同水生植物處理對(duì)水體總氮的去除效果

不同水生植物處理對(duì)水體總氮的去除效果見圖2。

圖2 不同水生植物處理對(duì)水體總氮的去除效果

從圖2可以看出，隨著移栽時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理水體中總氮濃度下降明顯，說明3種水生植物和組合去除富營(yíng)養(yǎng)水體中總氮的效果較好。移栽后7 d，各處理水體中的總氮濃度急劇下降，其中美人蕉（B）處理水體中的總氮濃度下降較明顯（降至0.79 mg/L），總氮去除率達(dá)81.10%；移栽后14～21 d，各處理水體中的總氮含量相對(duì)比較平穩(wěn)，為0.50～1.50 mg/L。

從圖2還可以看出，各處理總氮吸收量存在差異。其中“美人蕉+金錢草”（BC）處理總氮吸收量較高（3.7 mg/L），金錢草（C）處理總氮吸收量較低（3.14 mg/L）；各處理總氮吸收能力由高到低排序?yàn)椤懊廊私?金錢草”（BC）、“再力花+美人蕉”（AB）、美人蕉（B）、“再力花+金錢草”（AC）、再力花（A）、金錢草（C）。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，3種水生植物及其兩兩組合對(duì)模擬富營(yíng)養(yǎng)化水體的總磷和總氮均有去除效果，各參試水生植物起到了減少富營(yíng)養(yǎng)化水體總磷、總氮含量的作用，可用于水質(zhì)凈化。其中，單一水生植物金錢草（C）去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中總磷的效果最好，美人蕉（B）去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中總氮的效果最好，2種不同水生植物組合去除模擬富營(yíng)養(yǎng)化水中總磷和總氮的綜合效果較好。這可能是2種不同水生植物在水中形成競(jìng)爭(zhēng)性生長(zhǎng)，根系更加發(fā)達(dá)，導(dǎo)致生物量增加，因此凈化水質(zhì)效果好[8-9]。