浮床栽培植物生长特性的研究

在不施肥条件下，利用富营养化鱼塘人工浮床无土栽培水稻(0．sativa L.)、香根草[Vetiveria zizanioides (L.) Nash]、美人蕉(Canna indica L.)和水芋头[Colocasia esculenta (L.) Schott].与陆地常规栽培相比，4种植物均能生长，其中水稻、美人蕉的生物量、株高、叶绿素含量、根系活力等变化较小，香根草的生物量下降明显，水芋头的根冠比失调、球茎产量下降，美人蕉可获得和陆栽相仿甚至更好的株型和生物量，表明水稻、美人蕉适宜在富营养化水体浮床无土栽培．     

浮床植物系统对富营养化水体的净化效果

在室外条件下,通过在人工模拟河流水体内构筑浮床,研究了蕹菜、美人蕉2种浮床植物系统对富营养化水体的净化效果,试验共持续31d.结果表明,蕹菜和美人蕉均长势良好,相比美人蕉浮床,蕹菜浮床对富营养化水体的修复进程明显较快.2种浮床系统对水体铵氮的去除率分别为89％和39％;对总磷的去除率分别为85％和36％.本项研究不仅丰富了治理典型入巢湖河流水体富营养化的方法,而且为浮床植物的选择提供了科学依据.     

2种浮床植物对大清河水质净化效果的研究

[目的]为秋冬季节选育不同类型的浮床植物净化污水提供参考,为滇池流域本土植物在浮床系统中的推广应用提供理论依据。[方法]用严重富营养化水体大清河水培育美人蕉和伞草,同时设不培育植物的大清河污水为对照,研究美人蕉和伞草2种浮床植物对大清河水质的净化效果。[结果]利用云南土著植物美人蕉和伞草在秋冬季节处理大清河污水具有良好的净化效果。2种植物在污水中均能正常生长发育。对污水中TN、TP的去除率,美人蕉达到84%、80%,伞草达到77%、72%;对TN、TP的平均生物量去除速率,美人蕉为21.697、.97 mg/（kg.d）,伞草为12.315、.95 mg/（kg.d）。培育美人蕉和伞草的污水中叶绿素和浮游生物量明显下降,与原污水相比较,浮游生物量分别降低了82%和68%。[结论]美人蕉和伞草能去除污水中大部分的污染物。     

植物组合对模拟高浓度氮磷污水净化效果

[目的]为了营造美观稳定且具有净化氮磷能力的植物群落。[方法]采用2种沉水植物+1种浮水植物+3种挺水植物构建成3个植物群落浮床[组合Ⅰ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+花叶美人蕉),组合Ⅱ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+苹),组合Ⅲ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+绿叶美人蕉)],测定种植不同植物群落的人工浮床对模拟水体中TN、TP去除效果以及DO、pH和EC的变化。[结果]植物组合去除富营养化水体中的氮明显高于对照,植物组合对水中TN有较好的去除效果,均不低于70.59%,组合Ⅲ对TN的去除效果最好,去除率为97.46%。植物组合可以明显去除水体的磷,植物组合对水中TP的去除率是28.13%～66.05%。植物组合可以明显改变水体的pH、DO含量和EC;植物组合与CK的pH均呈增加趋势;DO含量在试验结束时均减少。[结论]植物组合能移除高浓度氮磷的富营养化水体,改善水体物理指标,可以用来处理含氮水平较高的污染水体。     

3种陆生浮床植物在富营养化景观水体中的生长研究

[目的]研究降糖草、草莓、吊兰3种植物在富营养化景观水体中的生长状况,为利用浮床技术种植陆生植物处理污水奠定良好基础。[方法]采用室内试验进行植物对供试水样中氮、磷的去除率测定,选用根长、株高、鲜重、常见病害、虫害5个指标对其在室外水体中的自然生长趋势进行同步记录,整理分析后进行综合评价。[结果]3种植物对氮、磷的吸收与室外水体中自然生长适应性表现出高度的正相关,氮、磷的去除效果上表现为降糖草>草莓>吊兰,自然生长适应性综合评价表现为降糖草>草莓>吊兰;浮床植物的病虫害发生率较低,这与生态环境的变迁致使病菌及虫害失去了原有滋生环境、水体的生态隔离切断了病虫害的传播途径有关。[结论]可以对降糖草作为浮床植物继续深化研究,并对陆地植物进行广泛筛选,为绿色生态农业发展及水体生态修复提供新思路。     

不同生态浮床对景观水质的净化效果

【目的】明确不同生态浮床改善亚热带地区景观水质的效果,为我国南方地区应用生态浮床技术修复生态水环境提供参考依据。【方法】对比分析不同生态浮床对景观水体化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)去除能力及浮床植物生长状况的影响。【结果】美人蕉、鸢尾、花叶芦竹均能适应较高有机物及氮、磷浓度的水体,具有良好的适应性,对水体COD、TP、TN及NH4+-N也表现出良好的去除能力,但以美人蕉的净化效果最佳。美人蕉+组合填料生态浮床、美人蕉生态浮床、组合填料浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除能力分别为33.75~48.98、0.23~0.93、3.71~10.26和4.12~8.44 mg/m2,3种不同生态浮床对水体COD、TP、TN和NH4+-N的去除能力存在极显著差异(P<0.01),去除能力排序为美人蕉+组合填料生态浮床>美人蕉生态浮床>组合填料浮床。【结论】美人蕉+组合填料生态浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除效果最佳,较单一使用美人蕉生态浮床和组合填料浮床的净化效果更具优势,可作为我国南方地区修复生态水环境的首选生态浮床。     

几种植物净化能力的比较及浮床应用效果研究

以美人蕉等4种植物为材料,在温室内进行氮磷静态耗竭试验,筛选合适的浮床植物并研究组合浮床对巢湖池塘富营养化水体的改善效果.静态耗竭试验结果表明:除氮效果上,美人蕉仅次于水葫芦,但优于蕹菜和水芹;除磷效果上,美人蕉要优于水葫芦、蕹菜和水芹;综合比较植株生物量增重情况和根系发育状况,美人蕉更适合作为浮床植物.野外浮床试验结果表明:60 d的试验期内,组合浮床对池塘总氮净化率为79.2%,对总磷净化率为94.0%,叶绿素浓度比对照塘降低26.2%,每平方米组合浮床的净化能力为氮55.2 g、磷4.08 g,总氮、总磷的平均去除负荷为0.92 g/(m2·d)和0.068 g/(m2·d),浮床生态系统对巢湖水源地水质有明显的改善作用.     

水稻浮床高产栽培技术新突破

沅陵县酉水河畔的朝瓦溪村自然水域水稻浮床栽培试验经测产,2011年每667平方米产量可达450公斤,比2010年初试产量提高100多公斤,自然水域水稻浮床栽培技术集成取得实质性突破,自然水域水稻浮床栽培可望进入大面积推广。     

水稻浮床高产栽培技术新突破

沅陵县酉水河畔的朝瓦溪村自然水域水稻浮床栽培试验经测产,2011年每667平方米产量可达450公斤,比2010年初试产量提高100多公斤,自然水域水稻浮床栽培技术集成取得实质性突破,自然水域水稻浮床栽培可望进入大面积推广。     

不同空心菜覆盖率对稻虾鳝共作稻田环沟水质的影响

[目的]研究浮床空心菜对稻虾鳝共作稻田环沟水体的净化作用。[方法]分别在占环沟水面积10%、20%和30%的浮床上栽培空心菜,研究不同空心菜覆盖率对稻虾鳝共作稻田环沟部分水质指标(p H、溶解氧、氨氮、亚硝酸氮含量)的影响。[结果]空心菜浮床能有效稳定水体p H。空心菜浮床能提高养殖水体溶解氧含量,空心菜覆盖率与水体溶解氧含量成正比。通过空心菜的浮床栽培,稻田环沟水体中氨氮的水平控制在1.00 mg/L以下,亚硝酸氮水平则控制在0.03 mg/L以下。当空心菜覆盖率为20%与30%时,氨氮和亚硝酸氮含量最低,但考虑到浮床成本,以20%的浮床覆盖率为宜。[结论]该研究可为水稻-黄鳝-克氏螯虾种养模式的发展与改进提供理论依据。     

不同水生植物人工浮岛对生活污水的净化效果

[目的]研究水生植物人工浮岛对生活污水水体的净化效果。[方法]利用人工浮岛技术种植水生植物,通过建立模拟的静态污水池,研究千屈菜、水生黄鸢尾、菖蒲、水生美人蕉对污水中化学需氧量(COD)、氨氮和总磷的净化效果。[结果]污水池中,千屈菜长势最好,所有植株开花;水生黄鸢尾和香蒲的株高变化明显,且不断有新芽冒出,长成完整的植株;水生美人蕉长势最差,根系生长不明显,只有少数植株开花,叶子呈黄色。4种植物对COD的净化主要在生殖生长阶段,对氨氮和总磷的净化主要在营养生长阶段。4种植物的优选顺序依次为千屈菜、水生黄鸢尾(菖蒲)、水生美人蕉。[结论]该研究可为优选水生植物和地面水的净化修复研究提供数据支持。     

水生植物净化农田排水的静态试验研究

农田排水中含有大量氮、磷等富营养化污染元素,试验利用浮床栽培几种常见水生植物,研究其对农田排水的净化作用.结果表明:14 d后,栽培了水生植物的净化系统的净化效率明显高于无植物系统.其中,芦苇、千屈菜和狐尾藻对氨氮和总氮净化效果明显,去除空白后,净化效率分别达42.8％ 、38.2％、36.6％和47.2％、44.1％、46.3％;香蒲、狐尾藻、美人蕉和芦苇对总磷净化效果较好,净化效率分别达49.0％、46.0％ 、41.8％和40.2％;芦苇和香蒲对COD净化效果较好,净化效率分别达31.1％、20.8％.     

再生水水面浮床种植草坪草的研究

[目的]设计一种适合草坪草生长的浮床。[方法]在不施肥不灌溉条件下,在再生水水面上浮床种植3种草坪草:高羊茅、草地早熟禾、匍匐翦股颖,进行浮床种植试验。[结果]结果表明:利用泡沫板作为漂浮载体,上铺无纺布作为基质在再生水水面上种植的3种草坪草均能正常生长;水面栽培条件下高羊茅的叶绿素含量、叶片含水量、干重、密度、盖度等指标均显著高于土培。[结论]葡茎翦股颖和高羊茅较草地早熟禾更适宜水面浮板无土栽培。     

组合式三效生态浮床的构建及应用研究

[目的]构建新式生态浮床并测试其性能。[方法]构建一种以浮篮为基本单元,以粉煤灰轻质陶粒和漂珠为装载材料,集成植物吸收、滤料吸附和生物挂膜三重功效于一体的新式生态浮床,并将该浮床单元体用于水体净化模拟试验。[结果]受试水体的TP、TN、NH3-N和COD浓度分别由0.699 9 mg/L、4.898 mg/L、1.945 mg/L和68.34 mg/L降至30 d后的0.003 2 mg/L、0.051 mg/L、0.001 mg/L和6.23 mg/L,水体修复效果快速而显著。试种的青菜、空心菜和美国四季青草长势良好,发芽率和生长速度高于土壤对照组。[结论]三效生态浮床在净水效率、植物种植方式、运行方式及景观价值等方面均较传统生态浮床有了大幅度的改进和提升,并可实现环境和经济的双重收益。     

四角菱根系的发育和功能

[目的]研究四角菱（Trapa quadrispinosa Roxb.）根系的发育和功能适应性特征。[方法]采用人工水槽对四角菱幼苗进行培养观察,设置切除不定根、切除羽状物（特化不定根）以及同时切除不定根和羽状物3个处理,并与正常生长的植株进行对比。[结果]四角菱的胚根和羽状物进行有限生长,胚根停止生长后顶端出现褐化死亡;胚根基部和茎节上的不定根向水底泥层生长,并在泥层中弯曲生长;羽状物的分枝常为4列,呈辐射对称分布;切除不定根保留羽状物以及同时切除不定根和羽状物后,新产生的漂浮叶片出现黄化现象,而除去羽状物保留不定根的叶片没有黄化。[结论]随茎生长而向顶端发生的不定根系替代了胚根系,更有效地固定水体中柔细漂浮的植株,并具有吸收无机盐的重要功能,而羽状物是不定根特化的补充性光合器官。     

曝气-生态浮床处理景观水体富营养化研究

[目的]研究曝气与生态浮床组合处理景观水体富营养化的效果。[方法]选取黄花鸢尾和花叶菖蒲组合作为生态浮床,将生态浮床和曝气-生态浮床进行对比研究,研究曝气-生态浮床对景观水体中总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果。[结果]生态浮床对景观水体中的TN、TP的去除率分别为85.14%和40.98%;曝气-生态浮床对景观水体中的TN、TP的去除率分别为93.17%和53.28%。在生态浮床处理景观水体中,增加曝气能够对景观水体中TN、TP的去除率提高10%左右。[结论]曝气-生态浮床能够很好地去除景观水体中TN、TP,是处理景观水体富营养化的有效方法。     

不同温度对不同品种的麻黄种子萌发的影响

[目的]确定人工栽培麻黄的适宜播种期,并为麻黄的规范化栽培提供科学的指导。[方法]利用恒温培养箱,测定在15、20、25、30、35、40℃下不同品种麻黄种子的萌发率。[结果]中麻黄和草麻黄在15℃下的发芽率分别为20％和55％;在20℃下的发芽率分别为25％和61％;在25℃下的发芽率分别为57％和65％;在30℃下的发芽率分别为63％和50％;在35℃下的发芽率分别为35％和21％;在40℃下的发芽率分别为8％和3％。[结论]中麻黄和草麻黄种子萌发的最适宜温度分别为25～30℃和20～25℃。     

水稻漂浮湿地生产特性及其除氮效能研究

[目的]研究新型水稻漂浮湿地(Lake-based Rice Floating Wetland,LRFW)在富营养化水体处理中的应用。[方法]以水稻为浮床植物,开展控制试验,研究水稻种植床的除氮能力和水稻增产能力,并与聚苯乙烯泡沫浮床(Polystyrene Foam Floating Bed,PFFB)进行比较。[结果]LRFW和PFFB的稻米产量分别为1.14 kg/m2和0.60 kg/m2。LRFW的有效分蘖数、单株地上生物量、地上地下生物量比与PFFB间均无显著差异,但是,单株穗重显著高于PFFB。经过72 d的运行,LRFW总氮去除率为40.2%,总氮去除负荷为53.44mg/(m2·d),约为PFFB的2倍。在LRFW系统中,由植物和床体去除的氮分别占去除总量的61.29%和38.71%,而在PFFB系统则分别为87.31%和12.69%。[结论]LRFW无论在水稻生产还是除氮效能方面均优于泡沫浮床。     

沙田人工湿地植物生长特性及除污能力的研究

采用人工模拟小试系统,研究了沙田人工湿地9种植物的长势、生物量变化及对污染物的去除能力,分析了各种植物的生长特性、环境适应性和在系统中的作用。结果表明,在深圳的气候条件下,植物生长期可贯穿全年,但长势受季节等环境因素的影响仍非常明显。植物茎叶的生物量受收割季节和周期的影响较大,根系的生物量及根区范围随植物收割呈周期性变化。在热带砾石床中,红花美人蕉(Cannaindica)、水葱(S.tabernaemotaniGmel)难以适应环境,芦苇(Ph.australisTrin)、再力花(Thaliadealbata)、荻(M.sacchariflorus)一直生长旺盛,但荻的除污能力较差;纸莎草(Cyperuspapyrus)和美人蕉长速较快,较适合于需快速启动的湿地系统。     

3种常见水生植物对养殖废水中化学需氧量的去除效果

【目的】研究水生植物对养殖废水中化学需氧量(CODcr)的去除能力,为人工湿地系统处理养殖废水提供理论依据。【方法】将芦苇、水葫芦、蕹菜3种单一水生植物及芦苇—水葫芦组合、芦苇—蕹菜组合分别置于人工模拟的不同浓度养殖废水中培养,以不种植水生植物的不同浓度养殖废水为对照,对比分析芦苇、水葫芦、蕹菜对养殖废水中CODcr的去除与净化效果。【结果】供试水生植物对养殖废水中CODcr的去除和净化能力排序为:芦苇—水葫芦组合>芦苇—蕹菜组合>水葫芦>蕹菜>芦苇。培养15 d后,3种水生植物对养殖废水中CODcr的净化效率为43.8%~87.3%,而对照组为28.9%~66.4%。【结论】芦苇、水葫芦及蕹菜3种水生植物对低浓度养殖废水中CODcr的去除效果较明显,对高浓度养殖废水中CODcr的处理效果一般,在构建人工湿地植物系统时结合实际情况组建合适的植物组合,可提高净化CODcr效率。