全 文 ：第 20卷 第 3期
2 0 0 7年 6 月
污 染 防 治 技 术
POLLUTIONCONTROLTECHNOLOGY
Vol.20, No.3
Jun., 2 0 0 7
富营养化水体的水芹菜浮床栽培试验＊
黄　田 , 　周振兴 , 　张　劲 , 　李兆华
(湖北大学资源环境学院 , 湖北 武汉　430062)
摘　要:通过水面浮床栽培试验 , 研究了水培水芹菜(Oenanthejavanica)植株的生长特征 、生物量的解析结构 , 以及水芹
菜在富营养化水体中对氮 、磷的吸收 , 水芹植株的平均鲜量为 85.22 g,其中水上部分占 82%,水下部分占 18%, 生物量分布
主要集中在水上部分 。其对 N、P的直接吸收分别可以达到 43.63 ～ 67.46 kg/(hm2· a)和 9.828 ～ 10.29 kg/(hm2· a)。
结果表明 , 水芹是一种适合在低温的情况下进行水培的植物 , 并对富营养化水体有良好的净化效果。
关键词:水芹菜;浮床;富营养化水体;氮;磷
中图分类号:X173　　　文献标识码:A
CultureTestofOenantheJavanicaonFloating-bedinEutrophicWaterBody
HUANGTian, 　ZHOUZhen-xing, 　ZHANGJin, 　LIZhao-hua
(ColegeofResourseandEnvironment, HubeiUniversity, Wuhan, Hubei430062, China)
Abstract:ExperimentsonOenanthejavanicaplantedinfloating-bedwereconductedintermsofdistributionofbiomassand
directlyabsorbingcontentsofNandPfromeutrophicwaterbody.Thefreshweightwas85.22gperplant, withthewaterbornepart
accountedfor82%andtheunderwaterpartfor18%.Thewaterbornepartplayedakeyroleinthebiomassstructure.Thedirectly
absorbingcontentsofNandPwere43.63 ～ 67.46 kg/hm2· aand9.828 ～ 10.29 kg/hm2· a, respectively.Theresultsshowed
thatOenanthejavanicagrewwelunderthelowertemperatureandwasgoodforwaterpurificationontheeutrophicwaterbody.
Keywords:Oenanthejavanica;floating-bed;eutrophicwaterbody;nitrogen;phosphorous
收稿日期:2007 01 10
＊基金项目:科技部社会公益项目 “湖区循环农业关键技术研
究 ”(No:2005DIB4J061)。
作者简介:黄　田(1983— ), 女 ,武汉市黄陂区人 , 在读硕士
研究生 ,研究方向为植物生态学。
　　随着中国社会经济的发展 ,农业面源 、工业点
源及生活源含氮磷污水数量的不断增加 ,导致地表
水环境严重污染 ,富营养化水域增多 ,许多水体生
态系统已经遭到破坏 。对水体富营养化进行有效
控制与整治 ,以修复水生态系统 ,已经成为人们关
注的热点课题[ 1] 。
目前 ,国内外对河流和湖泊的水体污染治理方
面主要采用底泥疏浚 、机械捞藻 、化学杀藻 、生化综
合除藻 、人工种养水生植物 、水产养殖等物理生态
工程和生物调控等治理措施。实施物理生态工程
由于耗资巨大 ,大规模实施可能会对生态系统产生
负面影响 [ 2] 。近年来 , 中国的一些科研工作者尝
试在原位生态条件下 ,对富营养化水体采用浮床进
行部分水生植物水培 ,以治理修复富营养化水体的
研究 ,取得了成果 ,为最终修复水生生态系统提供
了可能 [ 3] 。
水芹菜(Oenanthejavanica)是一种耐寒的水生
植物 ,为伞形花科水生宿根属 ,中国中南部各省均
有分布 ,以嫩茎和叶柄生食或熟食。水芹含有多种
营养成分和保健功能 ,对它的研究与应用结果表
明 ,它是一种具有研究开发价值的中草药[ 4] 。其
栽培容易 ,产量可达 75 000 kg/hm2以上 ,长江流
域用培土 、深灌水等保温措施 ,即使在 -10 ℃以
下 ,仍可大量生长 ,为冬春淡季的重要蔬菜之一 。
如果水芹菜能够适应水面栽培 ,不仅可以满足冬春
淡季蔬菜的供应 ,而且可以净化水体 ,取得农业与
环保 “双赢 ”。
1　实验材料与方法
1.1　实验材料
实验中所使用的水芹菜是武汉本地种 , 于
2006年 4月浮床栽培于湖北大学环境工程污水实
验池(水池面积 50 m×25 m,水深 0.5 ～ 1.3 m)
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中 ,实验水池与沙湖相连。实验池水质为富营养化
水体 ,其 COD为 132.5 mg/L、TP为 1.34mg/L、pH
为 7.44(2006-08-22,测定水温 29 ℃)。
1.2　浮床制作
2006年 4月 ,以 2 m×1 m聚乙烯泡沫(每块
泡沫板上均匀打孔 50个 ,平均孔径为 5 cm)为载
体 ,每块泡沫栽植 46株水芹幼苗 ,固定后 ,放入生
物浮床试验水池水培 ,于当年 7月取水芹植株进行
分析测定。
1.3　测定方法
(1)水芹生物量结构测定 　随意抽取浮床水
芹 12株 ,收割自然风干后 ,以茎秆基部为起点 ,对
水上部分以每段 8 cm进行横切 ,并分别测定每段
的鲜量 。然后对 12株水芹各部位分段 ,根据相同
分段的鲜量进行求和所得数据 ,得到水芹生物量结
构图(图 1)。
图 1　水芹生物量结构
　　(2)N、P的测定　另抽取 10株水芹 ,测定各
器官生物量(鲜量),于 105℃杀青处理后 , 75℃烘
干 ,测定其各器官的含水率。称量后分别粉碎各部
分植物组织 ,过 60目筛 ,测定其各器官中的 N、P
含量 。TN:称取一定的植物样品 ,与硫酸 、硫酸铜
和硫酸钾一同加热 ,使植物分解 ,分解的 N与硫酸
结合生成硫酸铵 ,然后碱化蒸馏 ,使 N游离 ,用硼
酸吸收后 ,以硫酸或盐酸标准滴定溶液滴定 ,根据
酸的消耗量计算 N的含量 。 TP:称取一定的植物
样品于瓷坩埚中 ,在马弗炉中 550℃灰化 4h,取出
冷却 ,用 10%的盐酸浸泡并稀释至一定体积 ,在等
离子发射光谱仪上测定 ,得到 P的含量。
2　实验结果与分析
2.1　浮床水芹的生物量及其分布
水芹的生物量结构如图 1所示 ,其中 W根 表示
植株的整个水下部分 ,从 W1至 W11则表示植株水
上部分自下而上的不同分段。
根据所测数据得到:水芹植株的平均鲜量为
85.22 g,其中水上部分占 82%,水下部分占 18%。
植株的生物量主要集中在 W根 、W1 、W2、W3 、W4 5个
分段 ,其中 W1是生物量分布最大的分段 ,集中了
老茎和叶 ,从 W1至 W11分段生物量大小则依次呈
现递减趋势 。
2.2　浮床水芹各组分的含水率
另取 10株水芹 ,分别测定其各组分的鲜量和
干量 ,并分别计算其含水率 ,参见表 1。
表 1　水芹不同组分的含水率
编号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
花籽 0.846 0.840 0.837 0.830 0.820 0.835 0.819 0.845 0.837 0.844
叶 0.806 0.825 0.846 0.840 0.814 0.830 0.828 0.842 0.849 0.842
茎 0.836 0.837 0.839 0.839 0.815 0.824 0.805 0.850 0.846 0.850
水下 0.838 0.815 0.823 0.799 0.816 0.832 0.790 0.839 0.808 0.853
　　从表 1可以看出 ,花籽的含水率普遍大于水下
部分 ,而茎 、叶的含水率相当。植株各组分含水率
平均值的计算结果是:花籽 83.5% >茎 83.4% >
叶 83.2%>水下部分 82.1%,含水率的大小从下
至上依次增加 ,可以得出 ,幼嫩组织的含水率大于
老熟组织 ,而老熟组织在整个植株的生物量分布上
则占有较大的比例。
2.3　浮床水芹 N、P含量
经实验分析 ,水芹的 N、P含量及吸收量统计
于表 2。
表 2　水芹菜的氮 、磷含有率及吸收量
植物
组分
TN
干含量
/%
吸收量
/(g· m-2)
TP
干含量
/%
吸收量
/(g· m-2)
水下 1.342 4.358 0.301 0.978
茎 1.314 17.193 0.310 4.056
叶 2.032 6.646 0.296 0.968
2007年 6月 黄　田等 .富营养化水体的水芹菜浮床栽培试验 · 19　 ·
从表 2可以得出 , N、P元素含量在水芹各组分
中相差较大 ,根 、茎 、叶的 N/P比分别为:4.46、
4.24和 6.86。植物组分的氮含量大小为:叶 >根
>茎 ,对磷元素的吸收量大小则为:叶 <根 <茎。
叶中含氮量最高 ,可能是由于水芹的采收期是在结
籽以后 ,其根部 、茎干比较老熟 ,所以根 、茎的含氮
量相对比较低。若按浮床水芹菜的含氮量为
1.314% ～ 2.032%,含磷量为 0.296% ～ 0.31%和
浮床单位面积植株的生物量来推算 ,则理论上这种
植物去除氮 、磷的量可分别达到 43.63kg/(hm2·a)
～ 67.46kg/(hm2·a)和 9.828 ～ 10.29kg/(hm2·a)。
3　水芹对富营养水体的净化
(1)浮床水芹菜对氮磷的吸收 　如果对浮床
水芹直接计算从水体中吸收的氮 、磷量 ,则根据实
验所得数据:水芹植株的平均鲜量为 85.22 g,其中
水上部分占 82%,水下部分占 18%,单位面积的植
株数为 23株 /m2 ,以及各个组分的氮 、磷含量 ,可
得到水芹对氮 、磷的直接吸收量可达到 43.63 ～
67.46 kg/(hm2 · a)和 9.828 kg/(hm2 · a)～
10.29 kg/(hm2·a)。这只是水芹直接从水体中吸
收氮磷的量 。由于水生植物在浮床培养的过程中 ,
有助于硝化菌和反硝化菌的生长 ,而硝化和反硝化
作用是对氮的主要去除机制 ,并且在其生长过程中
会直接吸收磷酸盐 ,去除磷酸盐的效果明显[ 4] 。
浮床水芹菜于 2006年 4月进行浮床培养 ,存
活率为 100%。于 6月下旬开花 , 7月中旬结籽 ,
8月气温在 25 ～ 38 ℃时 ,开始逐渐枯死。随着水
温的上升 ,植物残体的腐烂速度加快 ,迅速释放出
大量的有机物和营养盐 ,有时还伴随大量藻类生
长 ,造成水体的二次污染。及时对浮床水芹的采收
管理 ,可实现将污染物带出水体 [ 5] 。
(2)浮床水芹对富营养化水体的净化效果　
通过 计 算 得 出:水 芹 菜 对 氮 的 吸 收 量 为
28.20 g/m2 ,对磷的吸收量为 6.003 g/m2。根据中
国 《地表水环境质量标准 GB3838— 2002》中的相
关标准 ,从Ⅴ类水质净化到 Ⅲ类水质 ,需要从水体
中去除 1 mg/L的氮和 0.15mg/L的磷[ 6] 。若以总
N计 ,每 m2浮床水芹可以把 28.20m3的富营养化
水体由Ⅴ类净化为 Ⅲ类;以总 P计 ,每 m2浮床水
芹净化水量则为 40.02 m3。根据资料记载 [ 6] ,浮
床植物对富营养化水体中营养物质(氮 、磷)的去
除效果已列于表 3。
表 3　单位面积植物对氮 、磷的吸收量及净化水体量
植物 N、P吸收量 /(g· m
-2)
N P
浮床净化水量 /(m3· m-2)
N P
水芹 ＊ 28.20 6.003 28.20 40.02
水稻 118.70 11.06 118.70 73.73
蕹菜 77.32 10.89 77.32 72.06
香蒲 32.72 4.42 32.72 29.47
芦苇 214.29 17.69 214.29 117.93
美人蕉 33.23 3.66 33.23 24.40
　　＊水芹的相关数据为本实验结果
从表 3可以看出 ,浮床芦苇对富营养化水体的
净化效果最好。由于水体富营养化的主要限制因
子是磷元素 ,从这个角度考虑 ,可以得到植物的净
化能力为:芦苇 >水稻 >蕹菜 >水芹 >香蒲 >美人
蕉 ,水芹的净化能力居中。在低温条件下 ,水芹菜
能有效去除水体中的 N、P、COD,对藻类也有很强
的抑制作用 。由于在相同初始生物量条件下 ,鲜量
增加大的植株对富营养化水体的净化效果好 [ 7] ,
因此 ,可以在其生长旺盛期进行收割 ,同时可在一
定程度上促进对氮 、磷等的去除[ 8] ,以刺激浮床植
物积累更多的生物量 ,从而进一步提高其对富营养
化水体的净化效果。
水芹是耐寒植物 ,其植株长势美观且具有较好
的绿化效果 ,每年 11月至翌年 3月采收 ,采收期
长 ,而且正值春节前后 , 经济效益好 [ 7] ,为冬春淡
季的重要蔬菜 [ 9] 。
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