10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究

选取10种水生植物水罂粟、黄花水龙、大聚藻、香菇草、水芹、大薸、凤眼莲、美人蕉、黄菖蒲和鸢尾等为研究对象,于2009年2月中旬至6月中旬在室内静水条件下对其吸收氮、磷和净化水质的能力进行了比较研究.结果表明:(1)不同水生植物的净增生物量差异较大,变化范围为109.9～1 511.1 g·m-2,其中香菇草净增生物量最高,是黄花水龙(最低)的13.7倍;(2)不同水生植物的氮、磷含量差异较小,其氮、磷量变化范围分别为13.67～26.38 mg·g-1和1.16～3.50 mg·g-1;(3)不同水生植物的水质净化能力差异较大,10种水生植物的水质氮、磷去除率范围分别为36.3%～91.8%和23.2%～94.0%,10种水生植物的氮、磷吸收贡献率分别占水质氮、磷去除率的46.3%～77.0%和54.3%～92.7%.水体氮、磷去除率与水生植物净增生物量存在较高相关性,而与植株氮、磷含量不存在相关性,因而氮、磷吸收量而不是植株氮、磷含量应作为水生植物筛选的一个重要指标.     

几种生态浮床常用水生植物的水质净化能力研究

选取大聚藻、美人蕉、黄菖蒲和鸢尾等4种生态浮床常用水生植物为研究对象,于2009年2月中旬至6月中旬在室内静水条件对其氮磷吸收和水质净化能力进行研究。结果表明,不同水生植物净增生物量差异较大,变化范围为313.8～1 214.1 g·m^-2,净增生物最高的大聚藻是最低黄菖蒲的3.87倍;不同水生植物的氮磷含量差异较小,4种水生植物的含氮量为16.0～26.4 mg·g^-1,植株含磷量为1.4～2.4 mg·g^-1;不同水生植物的水质净化能力相差较大,4种水生植物的水质氮去除率为38.6%～89.9%,水质磷去除率为29.3%～75.3%。大聚藻和美人蕉可作为优选的生态浮床水生植物,黄菖蒲和鸢尾由于其较强的耐寒性可进行组配使用。     

丘北辣椒种植区土壤中砷和磷的含量及其相互关系

通过大田调查的方法,研究云南省丘北县天星乡和树皮乡土壤砷和磷含量及其相关关系。结果表明：（1）总砷含量平均值为36.76 mg·kg-1（12.81~94.08 mg·kg-1）,42%的土壤样品超过国家土壤环境质量二级标准,有效砷含量平均值为3.67 mg·kg-1（2.01~5.38 mg·kg-1）。天星乡土壤总砷和有效态砷含量都高于树皮乡。（2）土壤全磷含量平均值为0.46 g·kg-1（0.22~0.92 g·kg-1）,速磷含量平均值为18.79 mg·kg-1（1.20~70.59 mg·kg-1）。（3）丘北辣椒主产区土壤总砷和有效砷均与全磷和速效磷呈极显著负相关关系,土壤中砷的含量随磷含量的升高而降低。

     

EM菌与水生植物黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi)联合作用去除富营养化水体中氮磷的效应

采用人工自然模拟试验方法，研究了EM菌与水生植物黄花水龙（Jussiaea stipulacea Ohwi）联合作用对污水水质改善的影响。结果表明，EM菌对水体中氮、磷的去除有一定的效果，尤其是对氨氮的去除效果最好。对于污水中氨氮的去除率，固定EM和水生植物结合非固定EM的处理都达到了92％左右，但单独EM菌处理对水体磷的去除效果较差，只有20％左右。黄花水龙与不固定EM菌的联合处理去除氮和磷的效果最好，在处理12d期间内，对NH4^＋-N、TN和TP的去除率分别达98．1％、53．6％和47．4％。有关植物与EM联合作用降低水体中氮和磷的机制有待进一步研究。     

太湖流域农田生态沟渠塘不同水生植物组合净化氮磷效果研究

探究太湖流域农田生态沟渠塘6种不同水生植物组合对富营养化水体的净化效果。结果表明,再力花+芦苇+黄花水龙、水芹+灯心草+菖蒲2种水生植物组合对水体中总氮、总磷的去除率均不低于65%,可作为太湖流域生态沟渠塘组建长期稳定的有良好净化效果的水生植物组合,用于富营养化水体的净化。     

Cd对超累积植物续断菊生长生理的影响

通过水培试验,研究了不同Cd浓度（0、5、10、20 mg·L-1）对续断菊生长形态（株高、叶面积、根长）、生理指标（叶绿素、丙二醛、膜透性）及生物量的影响。结果表明：随着镉浓度的增加,续断菊的株高先增加后减小,根长先减小后增加,叶面积和生物量不断减小;低浓度的镉处理促进植物的生长,而20 mg·L-1 镉处理30 d时植株的株高、叶面积、根长和生物量分别比对照降低了18%、46%、42%和66%;随着镉处理浓度的升高,续断菊叶片中叶绿素a、b、总叶绿素和胡萝卜素含量均下降, 20 mg·L-1 镉处理30 d时总叶绿素比对照降低了58%,丙二醛增加2.4倍,细胞膜透性增大2.3倍。

     

设施番茄无土栽培矿质元素养分变化动态

通过无土栽培试验,测定番茄各个时期叶片中Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的含量,旨在发现番茄各时期矿质元素的吸收规律。结果表明：用不同基质配方栽培,除Mg以外,番茄叶片中其他元素的含量没有极显著性差异。番茄叶片中的Ca元素在整个生长期内呈先下降后迅速升高的趋势,最高出现在移栽后180 d,为18.410 1 mg·g-1,最低出现在移栽后60 d,为4.789 8 mg·g-1; Mg元素含量在波动中上升,最高出现在移栽后180 d,为30.515 1 mg·g-1,最低出现在移栽后60 d,为12.637 8 mg·g-1;Fe呈上升趋势,最高出现在移栽后240 d,为0.478 7 mg·g-1,最低出现在移栽后60 d,为0.193 8 mg·g-1;Mn元素含量在波动中上升,最高出现在移栽后240 d,为65.942 9 μg·g-1,最低出现在移栽后,为40.928 6 μg·g-1;Cu元素含量先迅速下降,后迅速上升,最高出现在移栽后300 d,为13.785 7 μg·g-1,最低出现在移栽后240 d,为5.3143 μg·g-1;Zn元素含量呈先升高、后降低、后期又升高的趋势,最高出现在移栽后120 d,为116.8 μg·g-1,最低出现在移栽后240 d,为26.357 μg·g-1。

     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物量碳、氮变化及微生物群落结构ＰＬＦＡ分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况。研究表明放牧与围栏草地土壤微生物量和群落结构差异显著。氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6~703.5 mg·kg-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34~92.15 mg·kg-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低。放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化。PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3 nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低。围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏     

有机无机配施对土壤养分环境及小麦增产稳定性的影响

针对太行山山前平原生态类型区土壤有机质含量和土壤氮储量偏低,增产潜力下降和稳定性差等问题,在河北省辛集市马兰农场进行小麦培肥定位试验,研究化肥和有机肥配施对土壤有机质和NPK养分的影响。结果表明,化肥配合有机肥施用对土壤养分环境的培肥作用,优于化肥配合等养分含量的秸秆直接还田。相对不施肥的对照,不同肥力地块土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾分别增加14.59%~19.2%、5.7%~14.81%、10.38%~24.30%、8.63%~10.89%、93.19%~107.24%、17.69%~55.18%,小麦产量增加75.64%~79.7% ,增稳系数增加3.03~3.19。在太行山山前平原区,一般施用量在化肥N 210 kg·hm-2, P2O5 90 kg·hm-2, K2O 90 kg·hm-2,有机肥折合养分含量在N 65 kg·hm-2, P2O5 18 kg·hm-2,K2O 56 kg·hm-2,有机C量1 500~3 000 kg·hm-2,可达到稳定增进土壤氮磷钾养分环境,改善土壤有机质状况,稳定增加小麦产量的积极培肥作用。

     

冬季低温条件下6种水生植物水质氮、磷净化能力比较

选取大聚藻、香菇草、鸢尾、黄菖蒲、金鱼藻和黑藻等6种水生植物,在静水条件下比较水质氮、磷净化能力。结果显示：(1)大聚藻和香菇草具有较好的生物量增长,鸢尾和黄菖蒲能保持正常生长且生物量有所增长,金鱼藻基本停止生长,黑藻出现部分腐烂现象;(2)6种水生植物总氮(TN)、总磷(TP)平均净化率存在较大差异,与无水生植物的空白对照相比,大聚藻、香菇草、鸢尾、黄菖蒲、金鱼藻和黑藻的TN净化增效作用分别为45.7%,39.6%,18.7%,16.4%,6.1%和－4.1%,TP净化增效作用分别为31.1%,30.1%,16.7%,9.9%,3.3%和－2.0%;(3)大聚藻、香菇草可以作为优选水生植物在冬季低温条件下应用于各种生态净水工程。     

5种水生植物对净化生活污水的效果研究

分别以凤眼莲、黄花水龙、空心莲子草、水鳖和浮萍5种水生植物对总氮超过40mg的生活污水进行了3个月的生态修复处理,结果表明水生植物对总氮具有较好的去除效果,平均水平达到60％以上,五种水生植物的除氮率最高的为凤眼莲(86％),空心莲子草最低(58％).不同水生植物对其他形态氮的去除率也具有各自的特点,凤眼莲对氨氮的去除率最高(88％),黄花水龙最低(14％);浮萍和凤眼莲对硝态氮的去除率相当,高达85％以上,空心莲子草对硝态氮吸收较低(23％).     

富营养化景观水体高效修复水生植物的筛选

研究美人蕉、黄菖蒲、水葱水生植物系统在水体中的生长及对水体中有机物、氮、磷的去除情况,以期找出能净化富营养化景观水体的优势水生植物。结果表明:各水生植物在景观水体中均能正常生长,其中平均分蘖数最多的是美人蕉,相对增长率最大的是黄菖蒲,其次是水葱,最低的是美人蕉;各水生植物系统对氮、磷营养物都有一定的降解能力,美人蕉、黄菖蒲、水葱系统对总氮的去除率分别为48.8%、70.0%、30.0%,而对总磷的去除率分别为72.2%、43.4%、33.3%。美人蕉、黄菖蒲水生植物系统分别最适合净化磷含量、氮含量较高的景观水体,在实际应用中,为了同时达到较好的富营养化景观水体氮、磷去除效果,可选择美人蕉与黄菖蒲混种的水生植物系统。     

狐尾藻净化生猪养殖场沼液的研究

通过水培试验,研究狐尾藻对生猪养殖场沼液的净化能力,在此基础上分析20、40、60 d 3个不同水力停留时间对狐尾藻生物量、植株养分、水体CODCr、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、溶解氧及pH变化的影响。结果表明:20%~30%沼液可以提高狐尾藻生物量和其体内氮磷钾含量,处理组相比空白组,生物量可以提高1.6~4.9倍、氮磷钾分别可以提高1.5~2.0、1.57~1.90、1.35~1.88倍;狐尾藻对沼液有一定净化能力,当水力停留时间为40 d时,狐尾藻对沼液的处理效果最好,沼液CODCr、氨氮及总磷去除率分别为65.99%、59.54%及90.06%。鉴于此,狐尾藻可作为猪场沼液净化的理想水生植物,具有良好的应用前景。     

不同施氮水平对丘北辣椒生长、产量及品质的影响

通过田间试验,研究了不同氮肥施用量对丘北辣椒生长、产量和品质的影响。结果表明：（1）随着施氮量的增加,辣椒株高、分枝数、茎叶重、根重和根冠比等农艺性状指标均随之增加。N 180 kg·hm-2处理时, 辣椒的株高和分杈数最高。（2）辣椒生物量和产量随氮肥施用量增加而增加。N 240 kg·hm-2处理时,生物量达到最高,为3 679.6 kg·hm-2;N 180 kg·hm-2处理时,产量和产值达到最高,分别为3 718.8 kg·hm-2和20 553.4元·hm-2。（3）随着施氮量的增加,辣椒果实中可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量增加,硝酸盐积累量升高。综合考虑丘北辣椒生长、产量和经济效益等因素,丘北辣椒最佳施氮量为180 kg·hm-2。

     

大薸对规模化奶牛场污水的耐受性和净化效果

为考察大薸对高浓度畜禽污水净化的可行性，通过室内模拟大薸处理奶牛场污水试验，明确大薸在不同类型污水中的生长状况和生理响应，研究大薸对氮、磷和有机物等的净化效果，并通过高通量测序分析微生物群落变化，揭示微生物群落与常规污染物去除之间的关系。结果显示，大薸能够耐受的污水浓度[以化学需氧量（COD_Cr）计]为0~2 000 mg·L^-1原水、0~750 mg·L^-1厌氧池和氧化塘污水。当大薸受到高浓度污水胁迫时，叶绿素含量明显减少，过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性明显升高。在耐受范围内，大薸对奶牛场3种污水具有良好的净化效果：0~10 d内对污染物去除较快，10~20 d内去除率上升缓慢；大薸对原水中总氮、氨氮、总磷和CODCr的去除率分别为84.7%~92.7%、90.6%~96.7%、30.0%~93.1%、67.3%~77.2%，而对厌氧池和氧化塘污水的净化效果略差。从微生物角度分析得出，奶牛场污水微生物以变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为主，且大薸处理组内的微生物群落结构与无植物对照组明显不同，其中蓝藻菌门相对丰度差异最为明显。微生物群落与水体多项指标显著相关（P<0.05），说明微生物在污染物去除中起重要作用。本研究结果验证了大薸处理高浓度畜禽污水的可行性，为奶牛场污水处理提供了理论基础和技术支撑。     

不同类型人工湿地对生活污水的净化效果

分别研究垂直流、水平流和沟渠型人工湿地对生活污水中总氮(TN)、总磷(TP)、氨态氮(NH_4~+-N)、生物耗氧量(BOD5)、化学耗氧量(CODCr)的去除效果。结果表明:不同类型人工湿地对生活污水中各种污染物的净化效果存在一定的差异,对污水去除率均呈倒"V"形变化规律,不同时间的去除率排序基本表现为反弹期稳定期恢复期启动期;综合比较可知,不同类型人工湿地均能有效促进水质的净化,其中垂直流人工湿地对污水中TP、BOD5、CODCr的去除率较大,水平流人工湿地对污水中TN、NH_4~+-N的去除率较大;从出水水质稳定性来看,垂直流人工湿地出水各项指标较稳定,水平流、沟渠型较差,说明不同类型人工湿地对污染物的去除效果和机制不同;不同类型人工湿地植被地上、地下生物量所占的比例各不相同,地上部生物量、氮、磷含量均高于地下部,并且地上地下生物量比(A/U)均大于1,不同类型人工湿地植被地上和地下氮、磷累积量均呈"V"形变化规律,各时期积累量排序基本表现为反弹期稳定期恢复期启动期。相关性分析表明,不同类型人工湿地植被氮、磷积累量分别与生物量、氮含量、磷含量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的线性关系,由此推测,可以通过生物量和植被氮、磷含量来评价湿地植被对氮、磷的去除作用。     

水生植物对螃蟹养殖水体原位修复及其强化净化效果

为研究水生植物对养殖水体原位修复及逐级强化净化效果,以野外实地监测的方式,在螃蟹池塘中设置不同生物量的伊乐藻和水花生进行原位修复试验,并设置养殖池塘尾水逐级经过高密度的水生植物进行强化净化试验,并分析水体理化指标。结果显示:原位修复池塘中,伊乐藻和水花生对池塘养殖水体中氨氮、总氮、总磷的最大去除率分别为68.52%、67.65%、59.26%和66.26%、68.95%、50.00%;且植物平均生物量越大,氮、磷去除率越高。单位生物量的水花生对总氮、总磷的平均去除率都略高于单位生物量的伊乐藻;2种植物对总氮的平均去除率间差异极显著,而2种植物对总磷的平均去除率间差异显著。养殖尾水经强化净化塘处理后,水体的悬浮物、化学需氧量、氨氮、总氮和总磷浓度均下降,其最大去除率分别为65.09%、54.58%、57.61%、69.18%和86.49%,试验结束时净化塘出水可达到《太湖流域池塘养殖水排放标准》所规定的一级标准。     

溶解氧等环境因素对Ａｌａｆｉａ 河表层沉积物磷释放影响的模拟研究

在实验室条件下,采用混合均匀的Alafia 河表层沉积物并以蒸馏水为上覆水进行沉积物磷释放模拟试验,研究了溶解氧、有机碳和金属铝对沉积物磷（PO4-P）释放的影响。结果表明,试验期间厌氧条件下沉积物磷释放量明显高于好氧条件下。厌氧条件下,未添加金属铝、添加有机碳源的试验组中沉积物释放平衡时水中磷浓度为5.93 mg·L-1;好氧条件下,平衡时水中磷浓度为2.39 mg·L-1。研究还发现,未添加金属铝的试验组,无论好氧还是厌氧条件下,未添加有机碳源时,沉积物磷释放量高于添加碳源条件;而在添加金属铝后,添加有机碳源的试验组中磷释放量略高于未添加碳源的试验组。添加金属铝能够明显抑制沉积物中磷的释放。未添加金属铝,厌氧条件下,平衡时水中磷浓度为6.91 mg·L-1,好氧条件下,释放平衡时水中磷浓度为3.70 mg·L-1;而添加金属铝的试验组,无论厌氧还是好氧条件下,上覆水中磷浓度均很小,接近于0 mg·L-1。

     

4种湿地植物对污水中氮磷的去除效能及其迁移规律

为探讨湿地植物对水体中氮、磷营养元素的去除效果,本试验选取了4种水生植物芦苇、香蒲、菖蒲和水葱作为试验材料,通过分别设置3个不同浓度梯度总氮、总磷的生活污水处理,分析不同植物对污水中总氮、总磷的吸收效果。结果表明:1）不同湿地模拟系统中,植物对总氮的吸收作用以植株地上部分为主。植物对污水中的总氮的累积量大小顺序依次为水葱、芦苇、香蒲、菖蒲。2）不同湿地模拟系统中,植物对总磷的吸收作用虽以根系为主,但受生物量的影响,各植株TP含量仍以地上部分居多。植物对总磷的累积量大小顺序依次为香蒲、菖蒲、芦苇、水葱。3）随着总氮、总磷的处理浓度的增高,污水中总氮、总磷的去除率随之增高,说明植物对氮、磷含量高的污水去除效果较好。4种湿地植物对生活污水中总氮的去除率范围为80.3%~93.6%,对总磷的去除率范围为75.7%~97.2%。     

施肥对Cd胁迫下小白菜生理生化特性和生物累积的影响

采用土培盆栽试验研究了在施化肥和有机肥的条件下,不同浓度Cd胁迫对小白菜生理生化特性及生物累积效应的影响。结果表明,在施肥的条件下,土壤中添加0～25 mg·kg-1的外源Cd时,小白菜生物量表现为Cd低浓度处理(≤5 mg·kg-1)时升高,高浓度处理(≥10 mg·kg-1)时降低的趋势;叶绿素含量也表现出低浓度(≤10 mg·kg-1) 处理升高,高浓度(≥25 mg·kg-1)处理降低的趋势;Vc含量随Cd处理浓度的增大逐渐下降;MDA含量及Cd在小白菜体内的累积量与Cd处理浓度正相关,且根部Cd的累积量高于地上部。与化肥相比,有机肥在一定程度上可以缓解Cd对小白菜生物量、叶绿素、Vc、膜结构破坏等的毒害作用,降低土壤中Cd的生物有效性,因为施有机肥条件下小白菜对镉的吸收率较低。关于有机肥对Cd胁迫的缓解机理还需进一步研究。