富营养化水体中芦苇和菖蒲浮床氮净化能力比较研究

以小兴凯湖水为原水配制不同富营养化程度的污水,比较了芦苇和菖蒲浮床系统对TN的去除效果,分析了植物根系特征和植物吸收氮总量与氮去除效率和速率之间的关系,研究氮去除的主要途径和主要影响因素。结果表明,芦苇和菖蒲浮床对TN均有较强的净化能力,在TN浓度分别为9．63、4．58mg·L^-1的污水中,芦苇浮床对TN的平均去除率分别为91．5％和84．2％,菖蒲浮床的去除效率分别为89．9％和82．8％,植物吸收对氮去除的贡献率为36．4％～77．1％。两种污水中,芦苇浮床在生长末期前2d对TN的平均去除速率分别为4．20、1．77mg·L^-1·d^-1,显著高于菖蒲浮床的1．75、1．04mg·L^-1·d^-1。两种植物的根系总长度、表面积和体积3个指标均与TN去除速率呈正相关关系（R≥0．826,P〈0．01）,根系发达程度是影响TN去除速率的主要因素。     

漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果研究

利用软隔离小区试验研究了凤眼莲(Eichhornia crassipes)、黄花水龙(Jussiaen repens L.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)、水鳖(Hydrocharis dubia(Bl.)Backer.)和四角菱(Trapaquadrispinosa Roxb.)5种不同漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果,研究结果表明,经过100天植物处理,5种飘浮植物对水体中总氮的去除率为黄花水龙(63)%>凤眼莲(57%)>水鳖(46%)>四角菱(42%)>空心莲子草(34%),对总磷的去除率为凤眼莲(52%)>黄花水龙(50%)>水鳖(45%)>四角菱(31%)>空心莲子草(22%),其中凤眼莲、黄花水龙处理围区的水质净化效果最好,水体中总氮和总磷的去除率也最高,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲、黄花水龙在提高水体透明度方面表现最佳,试验围区在处理40天后水质透明度即可达到1 m以上,而空心莲子草、水鳖和四角菱的试验围区则需要处理60天以后透明度才能达到1 m以上。5种漂浮植物对富营养化景观水体都有较好的净化效果,且易于成活,容易管理,可在今后的水质净化中推广应用。     

湿地植物对富营养化水体中氮、磷吸收能力研究

用营养液培养方法研究了11种湿地植物对氮、磷的吸收能力。结果表明,湿地植物平均生物量变化范围在9.31～49.53.g/plant(干重)之间;其地上部分与地下部分生物量的比值在1.21～3.09之间。美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇有较高的地上部分生物量,而麦冬的地上部分生物量较低。地上部分植株氮、磷含量变化范围分别是22.13～33.03.mg/g和2.53～5.38.mg/g(以干重计算);湿地植物对氮、磷的吸收量分别是252.99～1279.98和23.55～251.83.mg/plant,对氮、磷去除率分别是10.91%～59.32%和50.13%～87.26%。氮和磷的吸收主要受湿地植物生物量的影响,美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇对氮、磷都有较好的吸收能力。     

10种水生观赏植物对不同富营养化水体的净化效果研究

通过温室静态试验研究了路易斯安娜鸢尾等10种水生观赏植物在中浓度和高浓度富营养化水体环境下的生长状况及对不同富营养化水体TN、TP和COD的去除能力。结果表明,无论中浓度还是高浓度富营养化水体环境下10种水生观赏植物中泽苔草、水芋、水生美人蕉、再力花长势均非常旺盛,而菖蒲、千屈菜和马蔺长势相对最弱,鲜重增加量最低。水芋、水生美人蕉、泽苔草和再力花对TN的去除能力较强,其在高浓度富营养化水体生长30d时对TN的去除率依次为97.85%,97.79%,96.12%,95.74%;千屈菜和菖蒲对TN的去除能力较弱,试验结束时其对高浓度富营养化水体TN去除率为77.43%和63.16%。不同植物对TP的去除能力存在差异,泽苔草对TP去除能力最强,试验结束时其对高浓度富营养水体TP去除率达99.17%,达国家Ⅰ类水质TP标准;其次为再力花和水芋,在高浓度富营养水体生长30d时TP去除率分别为98.65%和98.66%,达国家Ⅱ类水质TP标准;菖蒲、千屈菜和马蔺对TP去除能力最弱。此外,不同植物对降低水体COD也有一定作用,但是水体自净化也能够达到较好的降低COD的效果。从不同植物对水体N、P积累量来看,泽苔草在中、高2种浓度富营养化水体下单株植物净化能力居于10种植物之首,而路易斯安娜鸢尾尽管对N、P的去除能力居中,但其是10种植物中唯一的四季常绿观赏水生花卉植物,一年四季均可修复水体,具有较大的应用潜力。     

冬春季多年生牧草对富营养化水体的响应及净化效果研究

在室外条件下以8种多年生牧草为材料研究其在重度富营养化水体中的生长状况及生长期间对水体氮磷的削减。结果表明,8种牧草均能适应水生环境并快速生长。经过收割后,每1m2的坦克草浮床生长期内可从水体中吸收17.5g的氮和7.5g的磷。牧草修复水体后,其作为饲料的基本指标均符合国家标准。选取室外试验中生长状况较好的4种多年生牧草进行室内模拟实验,研究其对富营养化水体的修复效应。水体TN、TP、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD在植物浮床系统处理下均显著下降,坦克草处理下去除率最高,对TN、TP、NO3--N、CODMn去除率分别达64.1%,92.1%,70.7%和80.7%。多年生牧草在冬春季对富营养化水体中的氮磷具有较好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

几种植物去除污染水体中养分效果研究

对城市尾水和人工模拟富营养化水体进行了静态培养试验.通过比较不同植物对城市尾水中氮、磷去除效果,以及它们在不同磷浓度条件下对不同形态氮素去除效果研究,目的在于筛选出适合治理富养分污染水体的植物品种.研究结果表明,空心菜(Ipomiea aquatica)、酸模(Rumex acetosa)、莎草(Cyperus glomeratus)3种植物都能很好地吸收尾水中的营养物质,且生长状况良好.经3种植物处理的城市尾水,其氮、磷浓度随水培时间的增加而降低.莎草、酸模对污水中TN的去除率达90%以上,其中莎草最高,达93.4%;空心菜对全磷的去除率最高达76.9%.NH_4~+-N在处理前期变化显著,且莎草的净化效果最好达94.4%;污水中NO_3~--N含量随着水培时间的增加而逐渐下降,但在试验后期NO_3~--N又有所增加.酸模去除NO_3~--N效果最好,达65.4%.另外3种植物对NH4+-N和NO_3~--N都具有一定的吸收作用,并且优先吸收NH_4~+-N.且从对于NH_4~+-N和NO_3~--N净化效果看,莎草>酸模>空心菜.     

多年生漂浮植物对富营养化水体的响应及净化效果研究

研究了喜旱莲子草、穗状狐尾藻、黄花水龙3种植物在富营养化水体中的生长响应及对水体的净化效果.结果表明,试验确定了穗状狐尾藻最佳生长阈值:N 0.05～0.1 mg/L,P 0.01～0.02 mg/L;黄花水龙:N 0.1～0.2 mg/L,P 0.005～0.01 mg/L.试验结果进一步确定了穗状狐尾藻、黄花水龙阈值氮磷比例范围分别为2 :1～10:1,10: 1～20:1.在试验第35 d时,穗状狐尾藻对总氮、总磷和叶绿素a去除率分别达到了90.5%,88.0%,90.0%,效果最佳;黄花水龙对NO_3~-N、NH_4-N去除效果最好.分别为85.0%,43.5%.对水体中氮的去除主要是微生物和植物吸收共同作用完成.试验进行到35 d时,所用供试植物体内最大积累量占水体初始总氮量的10.36%,仅占水体氮去除的一小部分;通过有植物处理和无植物处理(即对照)对水体中营养盐去除效果的比较得出:3种供试植物对水体氮代谢微生物有正激发效应.而对磷代谢微生物均有负激发效应.     

白车轴草对冬季富营养化水体总磷净化效果研究

冬季是大多数水生植物处于衰亡的时期,植物资源匮乏,不利于植物对富营养化水体的周年净化,因此筛选适合于水生的旱生植物来修复富营养化水体是生态修复的发展方向。采用水盆浮板栽培技术,首次研究了白车轴草(Tri-folium repens Linn.)在冬季对成都犀池富营养化人工湖泊中主要元素磷的净化效果及动态过程,并与凤眼莲(Eichhorniacrassipes Solms.)的净化效果进行了对比。结果表明,浮板白车轴草在试验期间生长良好,对富营养化水体中总磷具有非常明显的净化效果,当投放量为1.25 g/L时,对总磷的去除率48 d内可达80%,并且重复性好,对总磷的去除过程拟合曲线符合三次方程。与凤眼莲相比较,白车轴草在冬季更易存活且对磷的净化效果更佳。     

模拟人工湿地不同植物配植对富营养化水体修复能力研究

选用临汾本土的3种湿生植物薄荷、芦苇和藨草,按芦苇+藨草、芦苇+薄荷、藨草+薄荷、芦苇+藨草+薄荷4种组合方式配植,构建小型模拟人工湿地,通过测定其对TP(总磷)、TN(总氮)、NH+4-N(氨氮)、COD(化学需氧量)的去除率来研究不同植物组合对不同浓度富营养化水体的修复能力。试验结果表明:轻度处理下,对TP、TN、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合;中度处理下,对TP、TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合,对NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合;重度处理下,对TP、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合。     

葎草水培生长及对富营养化水体中氮磷的净化

采用模拟自然条件下试验的方法,以水生态修复中已有研究的风车草和彩叶草作比对,探讨葎草水培生长及对富营养化水体中氮磷的净化效果.试验结果显示,葎草的生长速度最快,其次是彩叶草和风车草,春夏季鲜重的增长分别为268%,189%和178%,秋冬季鲜重的增长分别为236%,147%和133%;葎草对TN、TP和CODCr具有较好的净化效果,春夏季好于秋冬季,其中春夏季的净化效果分别约为81%,90%和86%,比彩叶草分别提高约18%,23%和17%,比风车草分别提高约26%,16%和25%;秋冬季葎草对TN、TP和CODCr的净化效果分别约为72%,79%和78%,比彩叶草分别提高约18%,24%和15%,比风车草分别提高约21%,17%和23%.因此,土著物种葎草可有效净化富营养化水体中的氮磷营养盐及有机物.     

Evaluation of useful plants for the treatment of polluted pond water with low N and P concentrations

Eutrophication of ponds for agricultural use has begun to adversely affect rice production and the residential living environment in Japan. Cultivation of useful terrestrial and aquatic plant species in plant-bed filter ditches enables to treat domestic wastewater in addition to resource recycling and amenity functions. We evaluated the ability of several plant species, Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.), hanana (Brassica campestris L. var.), African marigold (Tages erecta L.), sorghum (Sorghum vulgare Pers.), kenaf (Hibiscus cannabinus L.), papyrus (Cyperus papyrus L.), and reed (Phragmites communis Trin.), to remove nitrogen and phosphorus from polluted pond water whose N and P concentrations were much lower than those in domestic wastewater. Artificial pond water containing 2.5 mg L^-1 of N and 0.5 mg L^-1 of P was supplied to ditches at a loading rate of 1.1 g m^-2 d^-1 for N and 0.21 g m^-2 d^-1 for P. Italian ryegrass, papyrus, or kenaf in ditches removed N and P more effectively than other plants. The average removal rate of Italian ryegrass in ditches was 0.62 g m^-2 d^-1 for N and 0.10 g m^-2 d^-1 for P, that of papyrus 0.81 g m^-2 d^-1 for N and 0.15 g m^-2 d^-1 for P, and that of kenaf 0.73 g m^-2 d^-1 for N and 0.11 g m^-2 d^-1 for P. The influence of N and P concentrations on the removal rates of Italian ryegrass, papyrus, and kenaf was studied. Concentrations at a removal rate of zero were 0.2–0.3 mg L^-1 for N and 0.01–0.03 mg L^-l for P. At low concentrations, the plant removal rates increased sharply with the rise in the concentration. When N concentrations exceeded 0.3–0.6 mg L^-1 and P concentrations 0.10–0.45 mg L^-1, the removal rates were high and less affected by the concentration. It was considered that these plant species could be used most efficiently at the concentrations where removal rates are less restricted.     

苦瓜主要经济性状配合力和遗传相关的研究

6个绿苦瓜自交系分成两组，按不完整双列杂交设计配制9个组合，对苦瓜第一雌花平均节位、雌花数、单果质量、果长、果径和果肉厚等6个经济性状的配合力和遗传相关进行了研究。结果表明：第1组亲本A1、A2和A3仅在果长、果径和果肉厚3个性状上一般配合力效应差异极显著，而第2组亲本B1、B2和B3在6个性状上一般配合力效应差异均极显著。9个组合间仅第一雌花平均节位与果长的特殊配合力效应差异极显著。第一雌花平均节位与雌花数，雌花数与果长，果径与果肉厚，单果质量与果长，第一雌花平均节位与果长。果长与果径，雌花数与单果质量，第一雌花平均节位与单果质量，上述诸项的遗传相关系数r分别为：-1．0．-0．97，0．90，0．82，0．80，-0．78，-0．75和0．73。果长和果径对单果质量的遗传直接通径系数分别为1．37和0．71。     

大中型沼气工程不同加热方式的经济效益分析

为解决大中型沼气工程的加热升温问题,该文以一个猪场废水处理沼气工程为例,对沼气锅炉、太阳能和沼气发电余热利用3种加热方式进行了经济效益分析。结果表明：沼气锅炉加热、太阳能加热和沼气发电余热利用加热3种方式的投资比为2︰11.2︰1,沼气发电余热利用加热方式的费用年值仅为沼气锅炉加热和太阳能加热方式的60%和12%;沼气发电余热利用加热方式无论从经济效益、技术性能,还是适应性、运行持久性等方面都明显优于太阳能加热和沼气锅炉加热。因此,基于中国的自然经济状况,大部分大中型沼气工程应优先选择沼气发电余热利用加热方式。     

Comparative studies on the photosynthesis of higher plants

1) CO₂ compensation points of the plants tested correlate well with the leaf anatomy. Low CO₂ compensation plants had well-developed VBS containing large and specialized chloroplasts but no plant with a high CO₂ compensation point possessed chloroplasts in the VBS.

2) CO₂ Compensation Points Closely Correlated With The Major Carboxylation Pathway In Photosynthesis. Low Compensation Plants Fixed CO₂ Via The C-4 Pathway (C-4 Plants) While High Compensation Plants Carried Out CO₂ Fixation By The Calvin Cycle (C-3 Plants).

3) Close correlations could be established for the CO₂ compensation point, the major carboxylation pathway, and glycolate oxidase activity. Glycolate oxidase activity was much higher in C-3 plants than in C-4 plants. On the other hand, dark respiration in C-4 plants was higher than that in C-3 plants.

4) TCA cycle activity in detached leaves was not inhibited to any large extent by illumination.

In C-3 plants, the release of ¹⁴CO₂ from alanine-1-¹⁴C increased with an increase in the ambient O₂ concentration; whereas, radioactivity in the sugar fraction was quite small at all O₂ concentrations. In C-4 plants the release of ¹⁴CO₂ was little affected by the ambient O₂ concentration while sugar formation was stimulated at high O₂ concentrations. This indicates that in C-3 plants CO₂ fixation is blocked at a high O₂ concentration, therefore, internal ¹⁴CO₂ is released from the leaf without being refixed, but in C-4 plants internal ¹⁴CO₂ can be efficiently refixed and metabolized to sugar by a combination of active PEP carboxylase and the ‘Kranz type’ of leaf anatomy.     

不同经济发展水平下的耕地利用集约度及其变化规律比较研究

选择北京市大兴区、河北省曲周县和内蒙古自治区武川县3个处于不同经济区位和发展水平下的典型区县,比较分析了3个地区2000～2004年的耕地利用集约度及其变化规律和种植结构.结果显示,3个地区耕地利用集约度水平次序同经济发展水平次序是一致的,依次为:大兴＞曲周＞武川.同时,相关性分析也表明地区经济发展水平同耕地利用集约度呈显著正相关,说明耕地利用集约度会随着经济的发展而增加.同时,集约度的内部构成会随着经济发展而变化,资金集约度的比重会逐渐上升,而劳动集约度比重会逐渐下降,体现了资金投入逐步替代劳动投入的趋势.另外,农业种植结构同耕地利用集约度关系也十分密切,以蔬菜瓜果为主的种植结构集约度会大于以大田作物为主的种植结构集约度.     

水生植物对河湖中回用的再生水富营养化的控制效应

再生水中含有大量的N、P等营养物质,使得回用区水环境面临了一定的污染风险,水生植物有望成为一种原位净化再生水水质的可行方法。该文利用人工模拟自然的方法,选择目前北京地区最为常用的挺水植物水葱（Scripus validus）、香蒲（Typha angustifolia）,浮水植物水葫芦（water hyacinth）以及沉水植物菹草（Potamogeton Crispus L）,系统研究了这4种水生植物及其配置模式对再生水中TN、TP的净化效应,研究结果表明：水生植物对上覆水体总氮的净化最优时间为第2换水周期培养阶段为60～90 d),而总磷为第3换水周期（培养阶段90～120 d）;对于间隙水、沉积物中氮磷的去除,以挺水植物配置单植方式效果突出;较沉浮水植物而言,挺水植物体本身对氮磷具有更好的积累效果,并以混植方式居优,景观效果良好,通过对其进行定时的收割,可将污染物彻底的移除水体。本研究可为北京市地区人工湿地的构建、净化再生水的植物配置模式选择,提供参考。     

水分胁迫条件下不同氮磷组合对小麦产量的影响

研究了在水分胁迫的条件下不同氮、磷组合对小麦生长发育的影响。结果表明 ,在 10.8%～ 14.4 %水分含量范围内 ,不同施肥处理的株高、小麦茎分蘖数、叶面积指数、成穗率以及小麦的子粒产量与生物产量均随水分含量的增加而增加。当水分含量为 10.8%和 12.5 %时 ,N1P1生物产量与子粒产量表现最高 ;水分含量为 14 .4 %时 ,N1P2处理的生物产与子粒产量最高。在所有施肥处理中 ,高氮高磷的处理均未表现出生物学效应的优势 ;低氮低磷组合和低氮高磷组合有利于小麦产量和其他产量因素的提高 ,在一定程度上提高了小麦的抗旱性。     

营养元素N、P、K对Pb超富集植物吸收能力的影响

为了探索提高Pb(铅)超富集植物吸收能力的方法，该文通过温室土培方法，研究了单一营养元素N、P、K对Pb超富集植物羽叶鬼针草(Bidens maximowicziana)、绿叶苋菜(L.Amaranthus tricolor)和紫穗槐(Sophora japonica)3种植物Pb吸收的影响。营养元素的设计水平为N 0、0.06、0.12、0.18、0.24、0.30 g/kg，P₂O₅ 0、0.06、0.12、0.18、0.24、0.30 g/kg，K₂O 0.08、0.16、0.24、0.32、0.40 g/kg，其他2种元素恒定为0.12 g/kg，土壤铅浓度为800 mg/kg土。结果表明土壤中施入不同水平的营养元素显著影响植物Pb迁移总量。18个处理中羽叶鬼针草、绿叶苋菜与紫穗槐Pb迁移总量最大值与最小值的比值分别为：11.6、10.6、11.9。该试验表明通过调节土壤营养的方法可以提高植物的重金属的迁移总量，利用Pb超富集植物修复Pb污染土壤。3种营养元素对植物的效应不一致，少量的N和K可促进富集植物干质量的增加，促进植物对Pb的吸收，随着N和K水平的增加，植物对Pb的吸收能力降低，但K的抑制作用不如N的显著；土壤供P会降低植物对Pb的吸收，且下降极显著。     

不同氮磷钾处理对木薯产量、 养分积累、 利用及经济效益的影响

于2010和2011年,以木薯品种华南205（SC205）为试验材料,采用3414方案设计,研究了氮磷钾不同施肥处理对木薯产量、 养分积累利用和经济效益的影响,并通过多元回归建立红壤旱地木薯的施肥效益方程。结果表明,施肥处理的鲜薯产量显著高于不施肥处理; 缺氮处理的鲜薯产量显著低于缺磷和缺钾处理,对鲜薯产量的影响N＞K2O＞P2O5; 施肥处理中以N2P2K2处理的鲜薯产量、 鲜薯淀粉含量、 鲜生物量、 养分收获指数和经济效益最高,而产投比以N2P2K0处理最高,N1P2K1处理其次,N2P2K3处理最小。木薯植株养分积累总量K2O＞N＞P2O5,平均100 kg鲜薯养分需求量分别为1.00、 0.91和0.11 kg,平均养分收获指数分别为0.53、 0.33和0.46。相关分析表明,木薯产量与施氮量呈极显著正相关,与施钾量呈显著正相关,与施磷量相关不显著。在本试验条件下,三元二次方程拟合结果表明,达到经济最佳产量时的氮、 磷、 钾施用量分别为205.37、 65.43和311.30 kg/hm2,产投比为6.23。