3 种挺水植物吸收水体NH4+、NO3-、H2PO4- 的动力学特征比较

本文用动力学试验研究了具有景观价值的3 种挺水植物—— 水生美人蕉(Canna generalis)、细叶莎草(Cyperus papyrus)、紫芋(Colocasia tonoimo)对H₂PO₄^-、NH₄⁺、NO₃^- 的吸收特征及差异。试验结果表明: 3 种挺水植物吸收H₂PO₄^- 时, 美人蕉的吸收速率最快, 且在较低离子浓度条件下也可以吸收该离子, 说明其具有嗜磷特性, 能够适应广范围浓度H₂PO₄^- 环境; 吸收NO₃^- 时, 细叶莎草的速率最快, 但对低浓度NO₃^- 环境的适应能力较差, 美人蕉吸收NO₃^- 的特性与细叶莎草刚好相反; 吸收NH₄⁺ 时, 细叶莎草的吸收速率最快, 且在低浓度NH₄⁺ 环境下仍能吸收该离子, 而美人蕉的吸收速率最慢, 但能在低浓度NH₄⁺ 环境下吸收该离子。说明不同植物对养分的吸收特性存在较大差异, 各自的污染水体修复适用范围也不同。美人蕉可用于各种浓度H₂PO₄^- 污染的水体修复; 而NO₃^- 污染严重的水体最适宜用细叶莎草作先锋植物, 修复到一定程度后再种植美人蕉来维持水质; 细叶莎草在各种浓度NH₄⁺ 污染的水体中均适用, NH₄⁺ 污染较轻的水体也可用美人蕉修复。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响——Ⅰ.对氮、磷、钾、钙、镁等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素(NO₃^--N和NH₄⁺-N)对玉米植株吸收氮、磷、钾等大量元素和钙、镁等中量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与NO₃^--N相比,供应NH₄⁺-N促进了玉米对氮的吸收,在缺铁条件下,降低了对磷、钾、钙及镁的吸收。铁和NH₄⁺-N都显著提高了玉米植株各器官中氮的含量。与NH₄⁺-N处理相比,NO₃^--N处理的新叶中磷含量显著增加,但铁的供应对植物体内磷的含量无显著影响。使用NO₃^--N显著提高了玉米新叶和老叶中钾的含量,根和茎中钾的含量无明显影响。铁的供应降低了新叶和老叶中钾的含量。供铁时,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中钙和镁的含量显著低于NO₃^--N处理,而在缺铁时则无显著差异。     

不同铵硝配比对弱光下白菜氮素吸收及相关酶的影响

以黑色遮阳网覆盖模仿弱光环境, 使光照强度为自然光的20%左右, 以自然光照为对照, 采用精确控制水培溶液氮素营养, 研究NH₄⁺-N/NO₃^--N 比例分别为0/100、25/75、50/50、75/25、100/0 对弱光下白菜氮代谢及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响。结果表明, 弱光下, 白菜的鲜重及叶片总氮量以NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为25/75 时最大, NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为100/0 时最低。随弱光处理的进行, 白菜叶片中硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性均呈下降趋势, 但NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为25/75 时, 可维持叶片内较高的硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性。试验表明, NH₄⁺-N/NO₃^--N 比25/75 是白菜在弱光下生长的较适宜氮素形态配比。     

水培条件下CO2与NH+4/NO-3配比对番茄幼苗生育的影响

升高CO₂浓度能够促进作物的光合作用，提高作物的生物量和产量，但关于CO₂与NH⁺₄/NO^-₃比及其交互作用对作物影响的研究较少，为探索番茄幼苗生长发育对CO₂浓度升高的响应是否对NH⁺₄/NO^-₃配比有较强的依赖关系，本试验在营养液栽培条件下，以番茄(Lycopersicun esculentum Mill)为试材，研究正常大气CO₂浓度(360 μL/L)和倍增CO₂浓度(720 μL/L)与不同NH⁺₄/NO^-₃配比的交互作用对番茄幼苗生长的影响。结果表明：CO₂浓度升高提高了低NH⁺₄/NO^-₃比例处理中番茄叶片的光合速率和水分利用率，提高幅度随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而增强，光合速率增强最大达55%。在同一CO₂浓度处理下净光合速率与水分利用率均随NH⁺₄/NO^-₃比例的增加而显著降低。这说明CO₂浓度升高对番茄幼苗生长发育的促进作用随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而提高，但并没有减弱全NH⁺₄-N处理中番茄幼苗的受毒害作用。综上所述，CO₂浓度升高能提高植物生产的节水能力和水分生产力；水培条件下，NO^-₃-N是最适合番茄幼苗生长发育的氮源，其它NH⁺₄/NO^-₃比例对番茄幼苗的生长发育有一定的抑制作用，仅以NH⁺₄-N作氮源则番茄幼苗很难生长。     

长期种植苜蓿对土壤氮素营养的作用

13年长期施肥和轮作试验结果表明，连续种植苜蓿时N肥、P肥、有机肥的配合施用(NPM)较单施P肥对提高土壤硝态氮(NO^-₃-N)含量水平有较好效果；而无论施肥与否，种植苜蓿对土壤深层NO^-₃-N均造成不同程度的亏缺。苜蓿(NPM)连作较小麦(NPM)连作土壤NO^-₃-N利用率高；种植苜蓿对土壤铵态氮(NH⁺₄-N)分布影响与NO^-₃-N不同，深层土壤CK、NPM配施处理NH⁺₄-N含量明显高于施P和裸地处理，不同作物种植系统中以苜蓿连作土壤剖面中NH⁺₄-N含量最高。与其他轮作相比，苜蓿连作在提高土壤剖面供N能力方面有较好作用。     

水培和土培条件下氮素供应对燕麦生长和磷素吸收的影响

Plants show different growth responses to N sources supplied with either NH₄⁺ or NO₃^-. The uptake of different N sources also affects the rhizosphere pH and therefore the bioavailability of soil phosphorus, particularly in alkaline soils. The plant growth, P uptake, and P availability in the rhizosphere of oat (Avena nuda L.) grown in hydroponics and in soil culture were investigated under supply with sole NH₄⁺-N, sole NO₃^--N, or a combination. Sole NO₃^--fed oat plants accumulated more biomass than sole NH₄⁺-fed ones. The highest biomass accumulation was observed when N was suppliedw ith both NH₄⁺-N and NO₃^--N. Growth of the plant root increased with the proportion of NO₃^- in the cultural medium. Better root growth and higher root/shoot ratio were consistently observed in NO₃^--fed plants. However, root vigor was the highest when N was supplied with NO₃^-+NH₄⁺. NH₄⁺ supply reduced the rhizosphere pH but did not affect P uptake by plants grown in soils with CaHPO₄ added as P source. No P deficiency was observed, and plant P concentrations were generally above 2 g kg^-1. P uptake was increased when N was supplied partly or solely as NO₃^--N, similarly as biomass accumulation. The results suggested that oat was an NO₃^--preferring plant, and NO₃^--N was essential for plant growth and the maintenance of root absorption capacity. N supply with NH₄⁺-N did not improve P nutrition, which was most likely due to the absence of P deficiency.     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响 Ⅱ.对铁、锰、铜、锌等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素对玉米植株吸收铁、锰、铜、锌等微量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与硝态氮(NO₃^--N)相比,铵态氮(NH₄⁺-N)显著提高了玉米对铁的吸收,降低了对锰、铜及锌的吸收。供铁也明显提高了植株地上部铁的吸收总量,降低了锰及锌的吸收量,尤其是在供应No₃^--N时这种作用更为明显。在缺铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中铁的含量明显高于NO₃^--N处理;而新叶、老叶、茎中锰、锌、铜含量以及根中锰、锌含量都明显低于NO₃^--N处理。但使用NH₄⁺-N时,根中铜的含量较高。在供铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米植株四个不同器官中锰和锌的含量显著低于NO₃^--N处理的植株,而铜的含量正好相反。在缺铁条件下,玉米新叶中活性锰、活性锌的含量显著高于供铁处理;与NO₃^--N相比,NH₄⁺-N的供应也显著降低了玉米新叶中活性锰以及活性锌的含量。     

宁夏引黄灌区稻田氮素浓度变化与迁移特征

过量施氮与不合理灌水是农田面源污染加剧的主要原因。为了寻求较优的水氮管理模式以促进农业生产和减少农田退水对黄河水体的污染, 在宁夏引黄灌区典型稻田中开展了不同水氮条件下稻田氮素迁移转化规律研究。结果表明: 不同水氮条件下稻田田面水NH₄⁺-N 与NO₃^--N 浓度伴随施肥出现明显峰值, NO₃^--N 峰值出现时间较NH₄⁺-N 晚, 且变化较平缓。3 次追肥时期和整个生育期田面水NH₄⁺-N 平均浓度与施氮量和灌水量都呈显著相关, 田面水NO₃^--N 平均浓度与施氮量呈显著正相关, 与灌水量相关性不显著。稻田30 cm与60 cm 深度的直渗水NH₄⁺-N 浓度受施肥影响较大, 与田面水NH₄⁺-N 浓度变化规律相似, 90 cm 处直渗水NH₄⁺-N 浓度峰值出现较为滞后, 且浓度较上层土体低, 120 cm 处直渗水NH₄⁺-N 浓度大体呈现持续上升趋势,整个生育期直渗水NH₄⁺-N 平均浓度与施氮量呈显著相关, 仅30 cm 处NH₄⁺-N 平均浓度与灌水量呈负相关, 其他土层深度不显著。30 cm 与60 cm 直渗水NO₃^--N 浓度在首次灌水后急剧下降, 在施肥后有较小幅度上升, 90 cm 与120 cm 直渗水NO₃^--N 浓度下降缓慢, 仅30 cm 处NO₃^--N 平均浓度与施肥量显著正相关。总的结果表明减少施肥或灌水均可达到减少农田氮素淋失的目的。     

密云水库上游流域水体营养物质现状及来源分析

密云水库作为北京地区最重要的地表饮用水水源地,其水质优劣直接关系到首都的社会经济发展,开展密云水库水污染监测和治理研究具有重要的现实意义。以密云水库上游流域为研究区,通过不同尺度流域水体营养物质监测,分析了水库上游河流水体营养物质现状;通过分割流量过程线,划分了水体营养物质来自点源和非点源污染的比例。研究结果表明,依据标准(GB3838-2002)要求,密云水库上游河流水体TN含量几乎全部超标,且15.9%样本的TP含量超标。密云水库的营养物质平均40.3%来自点源污染,59.7%来自非点源污染;入库水体中50.1%的TN,49.1%的NO₃^--N,39.0%的NH₄⁺-N,26.5%的TP和36.8%的COD_Mn来自点源污染;49.9%的TN,50.9%的NO₃^--N,61.0%的NH₄⁺-N,73.5%的TP和63.2%的COD_Mn来自非点源污染。     

不同氮素形态配比对网纹甜瓜干物质分配和氮代谢的影响

该文研究了4种氮素形态配比(NO^-₃-N∶NH⁺₄-N分别为100∶0，75∶25，50∶50和25∶75)对基质栽培网纹甜瓜(品种为“春丽”和“蜜玲珑”)干物质积累和氮代谢的影响。结果表明,不同氮素形态配比影响了植株各器官干重占全株干重的百分比。随氮素形态中氨态氮比例的增加，叶片中硝酸还原酶、硝酸盐含量和可溶性蛋白质含量逐渐降低，而游离氨基酸含量则在NO^-₃-N∶NH⁺₄-N为50∶50的处理中最高。     

4种湿地植物的生理性状对人工湿地床设计的影响

野外调查分析了4种常见湿地植物的最长根长,根系体积,植物密度,植株的氮、磷和锌含量等对人工湿地去除污染物、人工湿地设计和人工湿地使用寿命的影响。结果表明,最长根长以美人蕉为最长（43.73cm）,芦苇其次（32.50cm）,黄花鸢尾最短（12.57cm）;根系体积以美人蕉最大（66.72cm^3）,芦苇其次（17.42cm^3）,黄花鸢尾最低（4.70cm^3）;密度以芦苇最高（257株·m^-2）,美人蕉其次（61株·m^-2）,茭白最低（54株·m^-2）;单位面积上芦苇、美人蕉、茭白和黄花鸢尾地上部分生物量分别是4.27、2.12、0.94和0.78kg·m^-2。相应地,单位面积上植物地上部分对氮、磷和锌的吸收量以芦苇最高,美人蕉其次,黄花鸢尾最低。不同植物对人工湿地的使用寿命没有显著影响,但植物的最长根长和密度可作为人工湿地基质深度设计和植物数量配置的依据。     

基于随机森林方法研究鄱阳湖典型洲滩植被群落分布与表层土壤因子耦合关系

准确识别湿地植被与土壤的相互作用是湿地恢复和保护的重要前提。水文情势是影响鄱阳湖地区植被分布的关键因子,而植被分布格局则会对湿地土壤养分累积与赋存形态产生影响。本文利用优化的随机森林(Random Forests)算法,基于多环境变量预测了鄱阳湖典型低滩植物(虉草,Phalaris arundinacea Linn)和高滩植物(南荻,Triarrhena lutarioriparia L. Liu)的分布,进而分析这两种植被表层土壤养分累积差异。结果表明:随机森林模型对虉草和南荻预测的精度分别达到了89.6%和89.3%。模型给出了土壤因子的重要性排序。按土壤因子与虉草分布的密切相关程度,重要性依次为全钾、氨氮、有机质、含水率、全氮、有效磷、全磷、pH和硝态氮;按土壤因子与南荻分布的密切相关程度,重要性依次为全钾、pH、有机质、全氮、全磷、硝态氮、氨氮、含水率和有效磷。从植被分布与土壤因子的偏依赖图中可得出,南荻分布区较虉草分布区土壤酸性更强;虉草分布与土壤全氮、氨氮含量呈负相关关系,南荻分布则与土壤全氮含量呈正相关关系,而与氨氮关系不显著;虉草分布与土壤全磷含量正相关,而南荻则与全磷负相关;虉草和南荻与土壤有效磷相互作用关系较弱;此外虉草分布区钾含量低,二者负相关,而南荻分布区钾含量高,二者正相关。随机森林方法适用于模拟复杂的非线性关系,给出了单个土壤因子与植被之间的偏依赖关系,易于给出生态学意义上的解释,在研究湿地植被与环境因素的相互作用关系中有极大的推广价值。     

几种挺水植物净化生活污水总氮和总磷效果的研究

研究了石菖蒲、灯心草和蝴蝶花3种不同植被系统、基质为河砂的潜流型人工湿地净化生活污水总氮和总磷的效果,并同无植被系统、相同基质的潜流型人工湿地净化效果进行了比较,结果表明:在较低浓度范围里无植被的人工湿地和3种有植被的人工湿地对污水中总氮有较好的去除作用,随着污水中总氮浓度的增加,虽然无植被的人工湿地和有植被的人工湿地去除总氮的效果均有下降的趋势,但有植被的人工湿地仍然能维持较高的总氮去除水平,无植被的人工湿地总氮去除效果则下降较快。在有植被的人工湿地中,以石菖蒲植被人工湿地氮素净化能力最强,其次为灯心草和蝴蝶花,这与植被自身吸收同化污水中氮素水平以及植物根系微生物作用有关。对于污水中总磷的去除,本研究中由于污水中磷素浓度较低,无植被和有植被的人工湿地对污水中磷素均有很好的去除作用,没有明显差异,但不同的植物体中磷素仍有明显的吸收同化富集现象,其中石菖蒲吸收同化磷素能力最强,其次为蝴蝶花和灯心草,植被在人工湿地系统中对于污水中总氮和总磷的去除起着重要的作用。     

19种湿地植物对铜、铬、镍吸收与分配的差异

An experiment was carried out to investigate the variations in metal uptake and translocation among 19 wetland plant species in small-scale plots of constructed wetland using artificial wastewater containing 2.0 mg L^-1 copper (Cu), 1.0 mg L^-1 chromium (Cr), and 2.0 mg L^-1 nickel (Ni). More than 97% of Cu, Cr, and Ni were removed from the wastewater by the wetland plant species. There were more than 100-fold differences in the metal accumulation and more than ten-fold differences in the metal concentrations among the 19 plant species. These plants accumulated as high as 8.8% of Cu, 20.5% of Cr, and 14.4% of Ni when they were grown in the wetland soaked with the wastewater. Several plant species were found to be highly capable of accumulating one, two or all the three metals. The results indicated considerable variations in the metal removal abilities through phytoextraction among the 19 wetland plant species. It can be concluded that the selection of appropriate plant species in constructed wetland can be crucial for the improvement of metal removal efficiency of the wetland system.     

银川平原人工湿地水生植物去污能力研究

利用人工湿地模拟开展城市生活污水处理后二级水深度处理研究,发现人工湿地可以实现二级水的进一步处理,有效提升水质.选用西部地区常见的6种植物,利用箱培养开展不同植物在不同时期对水体COD,BOD5,NH4+-N处理效果的研究.研究显示,不同水生植物不同时期对不同污染物处理效率明显不同,8月份各类水生植物的处理效率最高,其中茭白对3类污染物的处理效率最高,菖蒲、芦苇处理效率较高,相对而言,慈姑的处理效率最低.因此利用天然湖泊或人工湿地可以进行城市生活污水的深度处理,开展污水治理过程中,水生植物的选择十分重要.     

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。     

普者黑岩溶湖滨湿地沉积物与茭草全磷相关性研究

以滇东南岩溶湿地为研究对象,在普者黑湖滨湿地设置典型样地,采用典型样带法布点方式,探讨岩溶湖滨湿地在湖岸—湖心过程中沉积物全磷的空间变化规律以及与湿地挺水植物茭草全磷的关系。结果表明:（1）普者黑湖滨湿地沉积物w（TP）空间变化规律明显,水平方向总体按照湖岸—湖心方向依次递减,且变化范围分别为0.68~0.42 g/kg（0—5 cm）,0.65~0.35 g/kg（5—10 cm）和0.59~0.27 g/kg（10—15 cm）;垂直方向沉积物w（TP）均以表层最高,并依次向下层递减;（2）湿地植物茭草茎中TP含量沿湖岸—湖心方向总体呈现递减的变化规律,茭草叶对TP的吸收量明显高于茎的吸收量,且叶中w（TP）约为茎含量的1.35倍;（3）湿地植物茭草茎w（TP）与沉积物w（TP）均呈现出显著性相关性,茭草叶w（TP）与沉积物w（TP）均呈正相关,但相关性不显著。     

太湖人工恢复湿地区植物群落建植对沉积物中氮、磷空间分布的影响

采用地统计学与GIS相结合的方法,以太湖百渎港湿地植被恢复区为研究区,研究了人工湿地植物群落沉积物中全氮、全磷和有效磷的空间分布特征,阐明了不同植物群落建植对氮、磷的拦截、沉积作用效果,以期为太湖水污染控制和湿地环境保护与修复提供科学依据。结果表明：（1）研究区全氮变化范围为0.37～5.42g/kg,全磷为1.01～9.06g/kg,有效磷为150～760mg/kg,全氮、全磷和有效磷都存在空间上中等程度的变异性。（2）芦苇群落对氮和磷的拦截、沉积效果最好,香蒲群落、茭草群落、荷花群落以及沉水植物群落由于受植物密度、分布位置以及自身生物学等因素的影响,表现出一定的差异性,但都强于分布植物较少的对照区。     

Abundance of fungi and bacteria in a nutrient-impacted Florida wetland

Microorganisms have been proposed as early indicators of wetland change; however, there is often too little information to reliably use microbial parameters for this purpose. The objective of this study was to document how nutrient loading, plant community, and season affected arbuscular mycorrhizal (AM) fungi (expressed as percent colonized root length), other fungi (estimated by ergosterol concentration), and bacteria (quantified by direct counts) in soil and detritus, and thereby to broadly evaluate the potential of native microorganisms to serve as indicators of wetland integrity. Dominant wetland plant communities (Panicum, Cladium, Typha, Salix, mixed herbaceous, and deep-water slough) were sampled seasonally from nutrient-impacted and reference areas of a central Florida wetland with historic nutrient loading (only Cladium occurred in both impacted and reference areas). Nutrient impact increased soil and detrital ergosterol and bacterial counts in some plant communities and seasons (e.g., Cladium sampled in the fall); however, the nutrient effect was confounded by interactions with the plant community and season. Nutrient impact reduced AM root colonization in samples from impacted compared to reference Cladium communities during summer and fall; however, there were again significant interactions with season and other plant communities. We conclude that before soil fungi and bacteria can be used as indicators of wetland integrity background values for each plant community and season need to be well documented.     

The wetland plant and macroinvertebrate assemblages of temporary ponds in England and Wales

The biodiversity value of Northern European temporary ponds has been little recognised, and there are many gaps in our understanding of their ecology. This study investigated the wetland (including aquatic) plant and macroinvertebrate assemblages, and the physico-chemical characteristics of 71 temporary ponds in semi-natural habitats. Temporary ponds supported on average 17 (SD ± 8) wetland plant and 25 (SD ± 10) macroinvertebrate species. Over 75% of temporary ponds supported at least one uncommon (local, nationally scarce or Red Data Book) species. The number of uncommon wetland plant species and total number of macroinvertebrate species were both positively correlated with the total number of wetland plant species (richness), but there was no correlation between the number of uncommon and common macroinvertebrate species. Almost three-quarters of temporary ponds supported at least one nationally scarce macroinvertebrate and 8% supported at least one nationally scarce plant across a wide range of physico-chemical characteristics. The main environmental factor influencing the composition of temporary pond communities was water chemistry, particularly pH and alkalinity. The occurrence of facultative as well as obligate temporary pond species suggested that this habitat may play an important role in the interchange of species between waterbodies at the landscape scale.