應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法比較不同生態(tài)型水生植物的氮、磷離子吸收能力

摘 要：【目的】篩選適宜寧夏引黃灌區(qū)水體生態(tài)修復(fù)的水生植物，為利用水生植物修復(fù)和防治水體污染提供科學(xué)依據(jù)。【方法】采用離子吸收動(dòng)力學(xué)方法研究9種不同生態(tài)型水生植物對(duì)H2PO4-、NH4+-N和NO3--N的吸收能力及差異?！窘Y(jié)果】①挺水植物水蔥對(duì)NH4+-N、NO3--N的吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)Imax達(dá)到最高，分別為0.071 2、0.096 6 mg·（g·h）-1;說(shuō)明水蔥對(duì)不同質(zhì)量濃度的NH4+-N、NO3--N的吸收能力均較強(qiáng)，對(duì)低濃度的H2PO4-有較強(qiáng)的吸收能力，能夠作為凈化含氮污水的先鋒物種。千屈菜對(duì)H2PO4-的Imax最高，達(dá)到0.009 9 mg·（g·h）-1;說(shuō)明千屈菜吸收H2PO4-的能力最強(qiáng)，對(duì)NO3--N的親和力最強(qiáng)。②浮水植物鳳眼蓮對(duì)H2PO4-、NH4+-N和NO3--N的Imax達(dá)到最高，分別為0.036 6、0.279 8、0.385 5 mg·（g·h）-1;說(shuō)明鳳眼蓮對(duì)氮、磷的吸收能力均較強(qiáng)，能夠在不同氮、磷濃度的水體環(huán)境中生長(zhǎng)。③沉水植物苦草對(duì)H2PO4-、NH4+-N和NO3--N的Imax達(dá)到最高，分別為0.038 1、0.242 3、0.322 1 mg·（g·h）-1;說(shuō)明苦草能夠作為凈化含N、含P污水的先鋒物種，可以作為低濃度的NH4+-N、NO3--N水體的修復(fù)植物?！窘Y(jié)論】在寧夏引黃灌區(qū)對(duì)水體氮、磷污染物吸收能力較強(qiáng)的挺水植物有水蔥、千屈菜，浮水植物有鳳眼蓮，沉水植物有苦草。

關(guān)鍵詞：水生植物; 吸收動(dòng)力學(xué); 生態(tài)型; 氮、磷離子; 引黃灌區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：X52"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""" 文章編號(hào)：1002-204X（2024）12-0036-07

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2024.12.008

基金項(xiàng)目：寧夏自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2022AAC03447）、寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022BEG02007）、農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)保護(hù)科技創(chuàng)新示范課題（NGSB-2021-11）。

作者簡(jiǎn)介：洪瑜（1980—），女，湖南攸縣人，副研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)面源污染防治。

收稿日期：2024-06-08" 修回日期：2024-08-26

Comparison ofAbsorption Capacity of Nitrogen and Phosphorus Ions in Different Ecotypes of Aquatic Plants by Kinetic Method

Hong Yu1*， LYU Yongjie2， Liu Ruliang1， Wang Ying1， Wang Pengyan3

（1.Institute of Agricultural Resources and Environment， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan，Ningxia 750002; 2.Ningxia Guangyin Rice Industry Co.， Ltd.， Yinchuan Ningxia 750200; 3.College of Biological Science and Engineering， Northern Ethnic University， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract [Objective]Screening suitable aquatic plants for ecological restoration of water bodies in Ningxia Yellow River Irrigation Area， providing scientific basis for the use of aquatic plants for remediation and prevention of water pollution. [Method]The ion absorption kinetics were utilized to investigate the differences in absorption capacity of H2PO4-， NH4+-N and NO3--N among 9 distinct ecotypes of aquatic plants. [Result] ① The absorption kinetics parameters Imax of NH4+-N and NO3--N by the emergent plant Scirpusvalidus reached the highest， which were 0.071 2 mg·（g·h）-1 and 0.096 6 mg·（g·h）-1， respectively. The Scirpusvalidus had the highest capacity for NH4+-N and NO3--N absorption， and also demonstrated strong absorption capacity for low concentrations of H2PO4-， and thus serves as a pioneering species for purifying nitrogen-containing wastewater. The Imax of Lythrumsalicaria to H2PO4- was the highest， reaching 0.009 9 mg·（g·h）-1. The Lythrumsalicaria had the highest capacity for H2PO4- absorption， and exhibited strong affinity for NO3--N. ② The Imax of H2PO4-， NH4+-N and NO3--N by the floating plant Eichhorniacrassipes reached the highest， which were 0.036 6 mg·（g·h）-1， 0.279 8 mg·（g·h）-1 and 0.385 5 mg·（g·h）-1， respectively. The Eichhorniacrassipes possessed strong absorption capacities for H2PO4-， NH4+-N and NO3--N. It was capable of growing in water environments with a wide range of N and P concentrations. ③ The submerged plant Vallisnerianatans had the highest Imax values for H2PO4-， NH4+-N and NO3--N， which were 0.038 1 mg·（g·h）-1， 0.242 3 mg·（g·h）-1， and 0.322 1 mg·（g·h）-1， respectively. The Vallisnerianatans could serve as a pioneer species for purifying wastewater containing nitrogen and phosphorus， and could serve as a suitable species for restoring low concentrations of NH4+-N and NO3--N water bodies. [Conclusion] In Ningxia Yellow River Irrigation Region， there are several types of aquatic plants that exhibit strong capabilities for absorbing nitrogen and phosphorus pollutants. Emergent plants such as Scirpusvalidusand Lythrumsalicaria， floating plants such as Eichhorniacrassipes， and submerged plants such as Vallisnerianatans are found to be effective in this regard.

Key words Aquatic plants; Absorption kinetics; Ecological type; Nitrogen and phosphorus ions; Yellow River irrigation area

寧夏引黃灌區(qū)素有“塞上江南”之美譽(yù)，是中國(guó)重要的商品糧基地。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，長(zhǎng)期存在著化肥施用過(guò)量和大水灌排現(xiàn)象，導(dǎo)致大量氮、磷物質(zhì)隨農(nóng)田退水排出，這已成為灌區(qū)排水溝氮、磷污染與富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一[1]，并且嚴(yán)重威脅著灌區(qū)水系乃至黃河水質(zhì)安全。利用水生植物修復(fù)技術(shù)去除農(nóng)田退水過(guò)量氮、磷物質(zhì)具有較好的凈化效果和資源循環(huán)利用功能，成為灌區(qū)水體保持良好水質(zhì)的關(guān)鍵[2]。不同水生植物在水體生態(tài)系統(tǒng)中具有自己的生態(tài)位，充分利用陽(yáng)光、溫度、溶解氧和養(yǎng)分等，有效促進(jìn)了水體的物質(zhì)循環(huán)、凈水能力和景觀效果[3]。挺水植物一般分布在濕地淺水區(qū)，挺水植物莖、葉等光合作用部分露出水面，具有更高的生產(chǎn)力和生物量[4]，能直接從水體、沉積物中吸收氮磷物質(zhì)。浮水植物中，有的是根狀莖埋生于水底泥中，而葉片漂浮于水面，如睡蓮，一般出現(xiàn)在淺水區(qū)，同樣能直接從水體、沉積物中吸收氮磷物質(zhì);有的是植物體完全漂浮于水面，如浮萍、鳳眼蓮，一般分布在靜水區(qū)域，能夠適應(yīng)較廣范圍的水深，繁殖迅速，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)，是凈化污染水體的重要植物類(lèi)型[5]。沉水植物整株沉沒(méi)于水層下面，莖、葉和根均具有吸收作用，將氮、磷物質(zhì)同化成生長(zhǎng)所需的蛋白質(zhì)和核酸等結(jié)構(gòu)組成物質(zhì)[6]。不同生態(tài)型水生植物的氮、磷吸收研究對(duì)水生植物修復(fù)和防治水體污染具有重要的理論和實(shí)踐意義[7]。

離子吸收動(dòng)力學(xué)方法的研究始于20世紀(jì)50年代初，米氏（Michaelis-Menten）學(xué)說(shuō)及其方程成功地解釋了植物對(duì)介質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)離子吸收動(dòng)態(tài)過(guò)程[8]，這一方法不僅為研究植物營(yíng)養(yǎng)元素吸收機(jī)理、篩選高效植物品種提供了動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，還為分析植物對(duì)氮、磷離子的吸收能力提供了量化手段[9]。當(dāng)前水生植物吸收動(dòng)力學(xué)研究已經(jīng)被應(yīng)用在水生蔬菜[10]、藻類(lèi)[11]、海草[12]等較廣范圍，但是鮮見(jiàn)有關(guān)寧夏引黃灌區(qū)不同生態(tài)型水生植物營(yíng)養(yǎng)吸收動(dòng)力學(xué)特征研究報(bào)道。

寧夏引黃灌區(qū)地處我國(guó)西北內(nèi)陸中溫帶干旱區(qū)，日照充足，溫差較大，干旱少雨、蒸發(fā)強(qiáng)烈，導(dǎo)致河流湖泊普遍含鹽量高，水生植物的生態(tài)特性鮮明，植被生長(zhǎng)規(guī)律與養(yǎng)分吸收機(jī)制均有其特殊性。不同生態(tài)型的水生植物分布在水體的不同立體空間中，發(fā)揮著不同的生態(tài)功能[13]。篩選不同生態(tài)型的水生植物成為寧夏引黃灌區(qū)水體生態(tài)修復(fù)的重要環(huán)節(jié)。本研究針對(duì)寧夏引黃灌區(qū)常見(jiàn)的9種挺水、浮水、沉水植物，開(kāi)展農(nóng)田退水中氮、磷的吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)差異性分析，篩選對(duì)水體氮、磷污染物吸收能力較強(qiáng)的水生植物，為當(dāng)?shù)厮参镄迯?fù)技術(shù)應(yīng)用與減少農(nóng)田退水氮、磷污染負(fù)荷提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)銀川市賀蘭縣常信鄉(xiāng)（106°35'74\" E、38°62'57\" N），屬于典型中溫帶大陸性干旱氣候，年均降水量為138.8 mm，平均溫度為9.7 ℃，全年無(wú)霜期為165 d，年平均≥10 ℃積溫為3 280 ℃。年均日照時(shí)間為2 935.5 h，全年太陽(yáng)輻射總量為589.79 kJ·cm-2。黃河在賀蘭縣境內(nèi)全長(zhǎng)21.25 km，河寬為1 200～1 600 m，水深為2～6 m，年均徑流量為286.5×108 m3，平均洪峰流量為3 505 m3·s-1。試驗(yàn)期間，農(nóng)田退水溝基本水文情況：水面寬為（1.53±0.37） m，水深為（0.35±0.22） m，流速為（0.15±0.068） m·s-1。

1.2 供試植物

根據(jù)課題組前期試驗(yàn)研究結(jié)果，綜合考慮植物成活率、生態(tài)型與凈化效果，選擇寧夏引黃灌區(qū)常見(jiàn)的挺水植物：菖蒲（Acorus calamus）、千屈菜（Lythrum salicaria）、藨草（Scirpus triqueter）、水蔥（Schoenoplectus tabernaemontani）、慈姑（Sagittaria trifolia），浮水植物：鳳眼蓮（Eichhornia crassipes）、浮萍（Lemna minor），沉水植物：伊樂(lè)藻（Elodea nuttallii）、苦草（Vallisneria natans），合計(jì)9種水生植物作為研究對(duì)象，將這9種水生植物幼苗移栽至農(nóng)田退水溝，生長(zhǎng)2個(gè)月，作為試驗(yàn)材料。

1.3 養(yǎng)分吸收動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)

選取性狀相同、生長(zhǎng)狀況良好的植株，放入1/8

Hoagland（pH6.5）營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)14 d，每3 d更換1次營(yíng)養(yǎng)液。試驗(yàn)開(kāi)始前，用去離子水沖洗植物，轉(zhuǎn)入無(wú)氮營(yíng)養(yǎng)液中饑餓培養(yǎng)2 d，以消除自由空間中殘留的氮對(duì)吸收試驗(yàn)的影響。以無(wú)氮、磷的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液為底液，分別使用NH4Cl、KNO3和KH2PO4配制質(zhì)量濃度為5.0、10.0和1.0 mg·L-1的NH4+、NO3--N和H2PO4-吸收液。將經(jīng)饑餓處理后的植株移入裝有1 L吸收液的玻璃燒杯中進(jìn)行吸收試驗(yàn)。采用常規(guī)耗竭法測(cè)定水生植物對(duì)NH4+-N、NO3--N、H2PO4-的吸收特性。

根系吸收動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)分別在0、0.5、1、2、3、4、6、8、10、14、24 h時(shí)取樣，取樣完畢后立即取出植株，剪下根部，用濾紙吸干根表面附著的水分，并在70 ℃下烘干至恒重后稱重。測(cè)定試驗(yàn)用水的NH4+--N、NO3--N、H2PO4-質(zhì)量濃度。

采用一元二次多項(xiàng)式方程式（1）[14]表示離子消耗曲線方程。對(duì)式（1）求負(fù)導(dǎo)數(shù)可得到濃度變化速率方程，如式（2）所示。在式（2）中，使X→0，則Y'=-b即為濃度最大變化速率，獲得最大吸收速率，見(jiàn)式（3）。

Y=aX2+bX+c"""""""""""""""""""""" （1）

Y'=-（2aX+b）"""""""""""""""""""""" （2）

Imax=-bV/M"""""""""""""""""""""""" （3）

式中：X為吸收時(shí)間（h）;Y為處理離子質(zhì)量濃度（mg·L-1）;Imax為最大吸收速率mg·（g·h）-1，Imax越大，離子吸收的內(nèi)在潛力越大;V為加入的吸收液體積（L），M為植物根的干質(zhì)量（g）。將Y'=-1/2b代入式（2）求出X，將其代入式（1）得出Y值，即為米氏常數(shù)Km。Km是吸收速率為1/2 Imax時(shí)外界離子濃度，Km值越小，表明載體對(duì)離子的親和力越大。令Y'=0，求出吸收速率為0的時(shí)間X，回代到式（1）即得到平衡濃度Cmin。Cmin值越小，表明植物能從離子濃度很低的環(huán)境介質(zhì)中吸收該養(yǎng)分。

1.4 樣品測(cè)定方法

水樣氮、磷質(zhì)量濃度的測(cè)定：采用連續(xù)流動(dòng)分析儀（FUTURA，法國(guó)Alliance）測(cè)定NH4+-N、NO3--N質(zhì)量濃度，采用鉬銻抗分光光度法測(cè)定H2PO4-質(zhì)量濃度。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 25軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)H2PO4-的吸收動(dòng)力學(xué)特征

由圖1可見(jiàn)，試驗(yàn)開(kāi)始后2 h內(nèi)，水蔥、藨草、伊樂(lè)藻吸收離子的速度相對(duì)較快。但隨時(shí)間延長(zhǎng)，不同水生植物對(duì)H2PO4-的吸收速率減慢，最后趨于穩(wěn)定，由此得到不同水生植物吸收H2PO4-離子消耗動(dòng)力學(xué)擬合方程及其吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)（表1）。最大吸收速率（Imax）是指水生植物吸收H2PO4-所能達(dá)到的最大速率，米氏常數(shù)（Km）是指吸收速率為1/2 Imax時(shí)外界H2PO4-濃度，平衡濃度（Cmin）是凈吸收速率為0時(shí)外界H2PO4-的濃度。

由表1可見(jiàn)，千屈菜、菖蒲的Imax與慈姑之間差異顯著（Plt;0.05）;苦草、鳳眼蓮的Imax與伊樂(lè)藻、浮萍之間差異顯著（Plt;0.05）。挺水植物中，千屈菜的Imax最高，達(dá)到0.009 9 mg·（g·h）-1;藨草的Km值最低，為1.036 8 mg·L-1;水蔥的Cmin值最低，為0.319 7 mg·L-1。說(shuō)明千屈菜吸收H2PO4-的能力最強(qiáng)，藨草對(duì)H2PO4-的親和力最強(qiáng)，水蔥對(duì)低濃度的H2PO4-有較強(qiáng)的吸收能力。在浮水植物中，鳳眼蓮的Imax最高，Km值、Cmin值最低，分別為0.036 6 mg·（g·h）-1、1.061 1 mg·L-1、0.391 8 mg·L-1，說(shuō)明鳳眼蓮對(duì)H2PO4-的吸收能力、親和力最強(qiáng)。在沉水植物中，苦草的Imax最高，達(dá)到0.038 1 mg·（g·h）-1;伊樂(lè)藻的Km值、Cmin值最低，分別為1.019 9、0.287 1 mg·L-1。說(shuō)明苦草吸收H2PO4-的能力最強(qiáng)，伊樂(lè)藻對(duì)H2PO4-的親和力最強(qiáng)，對(duì)低濃度的H2PO4-有較強(qiáng)的吸收能力。

2.2 對(duì)NH4+-N的吸收動(dòng)力學(xué)特征

由圖2可見(jiàn)，試驗(yàn)開(kāi)始后2 h內(nèi)，鳳眼蓮、浮萍、千屈菜吸收離子的速度相對(duì)較快。水蔥、藨草、菖蒲、千屈菜的Imax與慈姑之間差異顯著（Plt;0.05）;鳳眼蓮的Imax與伊樂(lè)藻、浮萍之間差異顯著（Plt;0.05）。由表2可見(jiàn)，挺水植物中，水蔥的Imax最高，達(dá)到0.071 2 mg·（g·h）-1，其次為藨草、菖蒲;菖蒲的Km值最低，為4.055 8 mg·L-1，其次為慈姑、水蔥;水蔥的Cmin值最低，為0.562 0 mg·L-1，其次為菖蒲、藨草;說(shuō)明水蔥吸收NH4+-N的能力最強(qiáng)，菖蒲對(duì)NH4+-N的親和力最強(qiáng)，水蔥對(duì)低濃度的NH4+-N有較強(qiáng)的吸收能力。浮水植物中，鳳眼蓮的Imax最高，Km值、Cmin值最低，分別為0.279 8 mg·（g·h）-1、4.278 1 mg·L-1、0.721 5 mg·L-1，說(shuō)明鳳眼蓮對(duì)NH4+-N的吸收能力、親和力最強(qiáng)。沉水植物中，苦草的Imax最高，Km值、Cmin值最低，分別為0.242 3 mg·（g·h）-1、4.120 3 mg·L-1、0.785 1 mg·L-1，說(shuō)明苦草對(duì)NH4+-N的吸收能力、親和力最強(qiáng)。

2.3 對(duì)NO3--N的吸收動(dòng)力學(xué)特征

由圖3可見(jiàn)，NO3--N吸收曲線相對(duì)較平緩，試驗(yàn)開(kāi)始后4 h內(nèi)，水蔥、苦草吸收離子的速度較快。由表3可見(jiàn)，水蔥、慈姑的Imax與菖蒲之間差異顯著（Plt;0.05）;鳳眼蓮、苦草的Imax與伊樂(lè)藻之間差異顯著（Plt;0.05）。挺水植物中，水蔥的Imax最高，達(dá)到0.096 6 mg·（g·h）-1;其次為慈姑、千屈菜。千屈菜的Km值最低，為8.830 1 mg·L-1;其次為菖蒲、水蔥。水蔥的Cmin值最低，為2.946 7 mg·L-1;其次為千屈菜、藨草。說(shuō)明水蔥吸收NO3--N的能力最強(qiáng)，千屈菜對(duì)NO3--N的親和力最強(qiáng)，水蔥對(duì)低濃度的NO3--N有較強(qiáng)的吸收能力。浮水植物中，鳳眼蓮的Imax最高，Cmin值最低，分別為0.385 5 mg·（g·h）-1、4.136 8 mg·L-1;浮萍的Km值最低，為9.000 2 mg·L-1。說(shuō)明鳳眼蓮對(duì)NO3--N的吸收能力最強(qiáng)，浮萍對(duì)NO3--N的親和力最強(qiáng)。沉水植物中，苦草的Imax最高，Cmin值最低，分別為0.322 1 mg·（g·h）-1、4.290 9 mg·L-1;伊樂(lè)藻的Km值最低，為8.489 2 mg·L-1。說(shuō)明苦草對(duì)NO3--N的吸收能力最強(qiáng)，伊樂(lè)藻對(duì)NO3--N的親和力最強(qiáng)。

3 討論

應(yīng)用植物營(yíng)養(yǎng)吸收動(dòng)力學(xué)研究不同水生植物根系對(duì)氮、磷離子的吸收速率，闡明不同水生植物對(duì)水體氮、磷養(yǎng)分的吸收機(jī)制，對(duì)寧夏引黃灌區(qū)篩選吸收能力強(qiáng)、適應(yīng)性優(yōu)的水生植物具有理論和實(shí)踐意義[15]。

挺水植物生態(tài)幅極廣，具有抗風(fēng)力、耐污、去污、改善富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)等功能，且抗性大于其他水生植物[4]，能夠在莖葉中儲(chǔ)存更多N、P養(yǎng)分，滿足光合作用的需要[16]。本研究中，挺水植物水蔥對(duì)NH4+-N、NO3--N的Imax達(dá)到最高，對(duì)H2PO4-、NH4+-N、NO3--N的Cmin值最低;有研究發(fā)現(xiàn)水蔥能夠不受環(huán)境影響，保持較高的植株磷含量[17]。千屈菜對(duì)H2PO4-的的Imax最高，對(duì)NO3--N的Km值最低;說(shuō)明千屈菜吸收H2PO4-的能力最強(qiáng)，對(duì)NO3--N的親和力最強(qiáng)。這與前人研究結(jié)果一致[18]。菖蒲對(duì)NH4+-N的Km值最低，對(duì)NH4+-N的親和力最強(qiáng);藨草對(duì)H2PO4-的Km值最低，對(duì)H2PO4-的親和力最強(qiáng)。

浮水植物體內(nèi)多貯藏有較多的氣體，使葉片或植物體能平穩(wěn)地漂浮于水面，氣孔也多生于葉片的上表面，去除水體N、P的途徑主要是植物吸收[19-20]。本研究中，浮水植物鳳眼蓮對(duì)H2PO4-的Imax最高，Km值、Cmin值最低;鳳眼蓮對(duì)NH4+-N的Imax最高，Km值、Cmin值最低;鳳眼蓮對(duì)NO3--N的的Imax最高，Cmin值最低，與前人研究一致[21]。有研究表明，鳳眼蓮對(duì)NO3-的去除率較高，其根尖質(zhì)膜H+-ATPase參與了植物吸收NO3-的調(diào)控作用[22]。鳳眼蓮在較低氮、磷水平下的吸收能力明顯高于其他水生植物，但易引發(fā)次生環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇，因地制宜[23]。由于寧夏引黃灌冬季寒冷，水體結(jié)冰，只要合理應(yīng)用，不會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性大面積生態(tài)入侵問(wèn)題，鳳眼蓮可作為寧夏引黃灌區(qū)凈化氮磷水體的優(yōu)選浮水植物[24]。

沉水植物整株沉入水體，其莖、葉、根均能夠直接吸收氮、磷[25]。本研究中，苦草對(duì)H2PO4-的Imax最高，對(duì)NH4+-N的Imax最高，對(duì)NH4+-N的Km值、Cmin值最低，對(duì)NO3--N的Imax最高，對(duì)NO3--N的Cmin值最低。這與前人研究結(jié)果一致[19]。也有研究表明，苦草更適應(yīng)低濃度的氮、磷污染水體，主要由于其葉片的光合活性和光耐受能力在高濃度氮磷水體中被抑制[26]。伊樂(lè)藻對(duì)H2PO4-的Km值、Cmin值最低，伊樂(lè)藻對(duì)NO3--N的Km值最低;說(shuō)明伊樂(lè)藻對(duì)H2PO4-和NO3--N的親和力均較強(qiáng)。

因此，不同水生植物對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)離子的吸收會(huì)采取高濃度時(shí)的“速度策略”或者低濃度時(shí)的“親和策略”[27-28]，可以根據(jù)不同植物的吸收動(dòng)力學(xué)特征，針對(duì)高濃度氮、磷污染水體，前期選擇高吸收速率、低親和參數(shù)的植物（如水蔥、鳳眼蓮、苦草），后期選擇具有高親和力參數(shù)的植物維持水質(zhì)（如千屈菜、菖蒲、伊樂(lè)藻）。針對(duì)不同水生植物根系對(duì)氮、磷離子的吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)受植物種類(lèi)、生長(zhǎng)狀況、氮磷含量，以及介質(zhì)氮磷濃度、離子間相互作用等因素的影響[29]，還需要開(kāi)展大量的研究比較篩選。

4 結(jié)論

不同水生植物對(duì)NH4+-N、NO3--N和H2PO4-的吸收動(dòng)力學(xué)特征存在差異。

（1）挺水植物水蔥對(duì)NH4+-N、NO3--N的吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)Imax達(dá)到最高，對(duì)H2PO4-、NH4+-N、NO3--N的Cmin值最低。說(shuō)明水蔥能夠適應(yīng)不同氨氮/硝氮濃度的水體，對(duì)低濃度的H2PO4-有較強(qiáng)的吸收能力，能夠作為凈化含氮污水的先鋒物種。千屈菜對(duì)H2PO4-的的Imax最高;對(duì)NO3--N的Km值最低。說(shuō)明千屈菜吸收H2PO4-的能力最強(qiáng)，對(duì)NO3--N的親和力最強(qiáng)。

（2）浮水植物鳳眼蓮對(duì)H2PO4-的Imax最高，Km值、Cmin值最低;對(duì)NH4+-N的Imax最高，Km值、Cmin值最低;對(duì)NO3--N的的Imax最高，Cmin值最低。說(shuō)明鳳眼蓮對(duì)H2PO4-、NH4+-N和NO3--N的吸收能力均較強(qiáng)，能夠在不同氮、磷濃度的水體環(huán)境中生長(zhǎng)。

（3）沉水植物苦草對(duì)H2PO4-的Imax最高，對(duì)NH4+-N的Imax最高，對(duì)NH4+-N的Km值、Cmin值最低，對(duì)NO3--N的Imax最高，對(duì)NO3--N的Cmin值最低。說(shuō)明苦草能夠作為凈化含N、含P污水的先鋒物種，可以作為低濃度的NH4+-N、NO3--N水體的修復(fù)植物。

綜上所述，在寧夏引黃灌區(qū)，對(duì)水體氮、磷污染物吸收能力較強(qiáng)的挺水植物有水蔥、千屈菜，浮水植物有鳳眼蓮，沉水植物有苦草。

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責(zé)任編輯：達(dá)海莉