全 文 ：《淡水渔业》2005年第 35卷第 3期
收稿日期:2005 - 03 - 03
基金项目:苏州市科委资助课题 (硕 SNZ221)
作者简介:贺丽虹 (1972—　), 女 , 硕士 , 讲师 , 主要从事水生植物学研究。
水葫芦对水体中氮磷的清除作用
贺丽虹　沈颂东
(苏州大学生命科学学院 , 苏州　215006)
　　摘　要　测定了水葫芦对不同污染程度水体中总氮 、 总磷的清除作用和水葫芦的生长率。结果显示 , 水
葫芦能够大量吸收 N、 P营养盐 , 对改善水质 、 治理水体富营养化具有重要作用。 试验期间水葫芦生长明显 ,
其增重量随污染程度的加大而增加。
关键词　水葫芦 , 总磷 , 总氮 , 生长率
　　水葫芦 (E ichhorn ia rassipes)是一种生态入侵
能力极强的水生维管植物 , 学名凤眼莲 , 是亚热带
和温带河 、 湖水面广泛生长的一种水草。原产南
美 , 20世纪 60年代从南美引入中国 。该草在新的
传入地定居后 , 可在很短时间内侵占周围水域 , 形
成大面积单一的植物群落 , 侵占水库 、湖泊 , 堵塞
河运 、 灌渠 , 严重危害水上运输。水葫芦这种极强
的繁殖力和扩散力 , 使它成为目前世界上危害最严
重的多年生水生杂草 , 被称为世界十大害草之
一 [ 1] 。
但水葫芦含高蛋白质和高脂肪 , 具有较高的利
用价值 。谢萍等于 1998年 7月 ～ 10月做了肥育猪
饲喂滇池凤眼莲的饲养试验 , 用滇池水葫芦的干粉
做畜禽的饲料 [ 2] 。中科院水生生物研究所和云南
省环科所已联合研制出凤眼莲发酵饲料 、 混合饲料
和有机 、无机复合肥 。水葫芦中含大量有机物 , 可
用于制作沼气或有机肥料等[ 3] 。水葫芦还能作为
造纸原料 , 印度海得拉巴市和菲律宾安戈诺等地建
立了以水葫芦为原料的造纸厂 , 造出耐揉 、耐湿的
包装纸 、写字纸 、广告纸和卫生纸等 。
早在 20世纪 40年代人们就发现水葫芦对污水
具有很强的净化作用 。根据吴玉树等 [ 4] 的研究 ,
按干重计 , 水葫芦含氮量为 6.777%, 含磷量为
1886.5 mg /kg。水葫芦每年每亩鲜产量为 3.1×104
～ 4.8×104 kg, 以干重为鲜重的 11%计 , 每年每
亩可除氮 198 kg, 磷 5.52 kg, 铅 15.3 g, 锌 98.6
g, 铜 27.4 g, 砷 58.87 g[ 5] 。可广泛应用于水域净
化和各种污水如生活污水 、 工业污水和混合污水等
的净化处理[ 6 ～ 7] 。
因此如何充分发掘和利用水葫芦的优点 , 同时
将其危害降低到最小程度 , 是当前水葫芦研究的重
点。本试验研究了水葫芦对氮 、 磷的吸收作用及其
与生长率之间的关系 , 以便为生态法控制凤眼莲疯
长 , 实现水葫芦的综合治理提供依据。
1　材料与方法
1.1　实验材料
水葫芦采自运河 , 将其打捞上来后 , 去除黄
叶 、 腐根 , 选取大小 、 重量相近的植株 , 置于玻璃
缸中养殖 。目测养殖水 , 根据透光程度分为重度污
染水 (水体黑臭)、 中度污染水 、 轻度污染水 (取
自运河 ), 依次标记后分别注入清洗洁净的容器
中。养殖所用容器是 50 cm ×30 cm ×40 cm 玻璃
缸 , 实验中保持水深 30 cm , 各容器内所装水样的
体积相同 。
从所采集的水葫芦中选取较小 、 单株者 10株
左右 , 清洗 、 滤水约 10 m in后称重 (EB— 2800电
子天平 , 精确度为 0.001g, 日本岛津公司生产 ),
保证各容器放养的水葫芦几乎等重。水葫芦均匀平
铺于养殖容器中 , 室外状态下放养。阴雨天用蓬布
遮挡 , 对由于蒸发和植物蒸腾作用引起的水体积减
少 , 适当补充一些蒸馏水。 2002年 10月 2日开始
试验 , 每隔 7 d取水样测定氮 、磷 , 捞取水葫芦滤
7
水后称重 , 计算生长率 。生长率的计算公式为:
( ln (W t) — ln (Wo )) /t, 其中W t为时间 t时水
葫芦的鲜重 , W o为试验初始水葫芦的鲜重 , t为试
验持续天数 。
1.2　仪器装置和样品的检测方法
水样中总磷的检测按照 《中华人民共和国城
镇建设行业标准 城市污水 ———总磷的测定》 (CJ /
T 78 - 1999)。总氮的测定采用 《中华人民共和国
城镇建设行业标准 城市污水 ———总氮的测定 》
(C J /T 77 -1999)中的过硫酸钾氧化紫外分光光度
法 [ 8] 。
2　结果与讨论
2.1　水葫芦对氮的净化作用
图 1显示了不同水体中总氮浓度的变化。在重
度污染水中 ,第 1周内水葫芦对氮的吸收率最高 ,达
36.89%,总氮浓度由 17.73 mg /L降为 11.19 mg /
L。第 2、3、4周吸收率显著下降 ,分别为 15.51%、
16.02%、11.96%。试验期间对氮的总吸收率为
80.37%。在中度污染水中 ,第 1周内水葫芦对氮的
吸收率为 23.39%, 总氮浓度由 9.15 mg /L降为
7.01mg /L。第 2、3、4周的吸收率分别为 18.58%、
24.81%、 15.91%。试验期间氮的总吸收率为
81.97%。在轻度污染水中 ,第 1周内氮的吸收率为
4.04%,总氮浓度由 5.69 mg /L降为 5.46 mg /L。
第 2、3、4周分别吸收了 14.41%、35.15%、29.17%。
试验期间总吸收率为 82.78%。
可见水葫芦对 3种不同污染程度水体中的氮有
显著的吸收和净化作用。
图 1　不同污染程度水体中总氮浓度的变化
2.2　水葫芦对磷的净化作用
图 2显示了不同水体中总磷浓度的变化。在重
度污染水中 , 经过 4周时间 , 总磷浓度由 11.98
mg /L降为 2.46 mg /L, 吸收率为 79.47%。在中度
污染水中 , 经过 4周时间 , 总磷浓度由 10.61 mg /
L降为 1.96 mg /L, 吸收率为 81.53%。在轻度污
染水中 , 经过 4周时间 , 总磷浓度由 8.41 mg /L降
为 1.51 mg /L, 吸收率为 82.05%。
可见水葫芦对 3种不同污染程度水体中的磷有
很强的吸收和净化作用 。
图 2　不同污染程度水体中总磷浓度的变化
2.3　水葫芦的生长情况测定及分析
水葫芦的生长能力很强。在 8 d左右时间内 ,
放养在各水样中的全部单株水葫芦匍匐茎的茎端各
分出一个新植株。生长情况因水质的不同而表现一
定的差异:在试验的前两周内各水样中水葫芦的生
长状况差异不大 , 两周后逐渐产生差异 , 其中在轻
度污染 、 中度污染水样中生长的水葫芦叶片发黄 ,
而在重度污染水样中水葫芦的叶片依然呈浓绿色 。
表 1和图 3显示了各污染水体中水葫芦的生物
量和日平均生长率 。
表 1　不同污染程度水体中水葫芦的生物量
和日平均生长率
时间(d)
轻度污染
生物量(g)
日均生长率(%)
中度污染
生物量(g)
日均生长率(%)
重度污染
生物量(g)
日均生长率(%)
0 408±8 418±4 417±7
7 506±7 3. 08 530±3 3. 39 577±6 4. 64
14 621±3 2. 93 648±6 2. 87 728±6 3. 32
21 703±5 1. 77 757±9 2. 22 829±3 1. 86
28 751±6 0. 94 810±4 0. 97 876±5 0. 79
图 3　不同污染程度水体中水葫芦的生长趋势
8
从表 1所示水葫芦的日平均生长率我们可以看
出 , 在试验的前两周内各水样中水葫芦的生长率随
污染程度的加大而升高 , 重度污染水体中水葫芦的
日平均生长率最高 , 分别为 4.64%和 3.32%。随
着试验的继续进行 , 各组水葫芦的日平均生长率均
呈下降趋势 , 质量增长幅度趋于平缓 , 生长曲线类
似逻辑斯蒂生长曲线 (图 3)。在试验后期水葫芦
的生物量没能呈几何数量级增长 , 我们分析以为这
是由于放养空间限制了水葫芦的繁殖 。在实验的第
4周左右水葫芦已经覆盖了整个养殖水面 , 而且开
始出现基部茎叶腐烂的现象。在资源有限的情况
下 , 如光照面积 、 水中营养物质有限的制约下 , 过
多的植株存在不利于整体正常生长 , 所以水葫芦主
要进行营养生长[ 9 ～ 10] 。
2.4　水葫芦的生长与氮磷净化作用的比较
由表 2和表 3可以看出 , 水葫芦的日平均生长
率与水体总氮磷比和吸收氮磷比之间没有相关关
系 , 而与氮吸收率存在显著的相关关系 (P <
0.05)。水葫芦对氮的吸收率与水样中总氮磷比和
吸收的氮磷比之间存在显著的相关关系 (P <
0.05), 而对磷的吸收率则与氮磷比无关 。
表 2　不同污染程度水样中氮磷吸收率 、 总氮磷比及吸收氮磷比
时间(d)
轻度污染
水样
N∶P比 吸收N∶P比 氮吸收率(%) 磷吸收率(%)
中度污染
水样
N∶P比 吸收N∶P比 氮吸收率(%) 磷吸收率(%)
高度污染
水样
N∶P比 吸收N∶P比 氮吸收率(%) 磷吸收率(%)
0 0. 68 - - - 0. 86 - - - 1. 48 - - -
7 0. 80 0. 14 4.04 19. 14 0. 82 1. 05 23.34 19. 23 1. 11 3. 50 36. 89 15.61
14 1. 23 0. 27 15. 02 44. 71 0. 98 0. 54 24.25 36. 64 1. 26 0. 81 24. 58 33.53
21 1. 29 1. 16 43. 10 45. 74 1. 12 0. 83 42.75 50. 09 1. 65 0. 85 33. 65 49.55
28 0. 65 3. 13 62. 87 25. 98 0. 84 1. 85 45.72 27. 68 1. 41 2. 28 37. 86 27.43
总吸收率(%)* - - 82. 78 82. 05 - - 81.97 81. 53 - - 80. 37 79.47
*经过 28 d养殖试验后氮 、 磷的总吸收率 , 计算方法:= [ (初始浓度 -终末浓度) /初始浓度 ] ×100%
表 3　水葫芦的生长和净化作用与水体氮 、
磷含量 (m g /L) 的相关性分析 (R)
水样 N∶P比 吸收 N∶P比 日平均生长率
氮吸收率 0. 65* 0. 71** - 0.59*
磷吸收率 - 0. 11 - 0. 49 - 0.29
日平均生长率 - 0. 34 - 0. 15 /
“*” 显著相关关系　 “**” 极显著相关关系
　　图 4显示了水葫芦的增重量与其氮 、 磷吸收量
之间的关系 。回归分析结果显示 , 水葫芦增重 100
g, 需吸收 0.0987 g N营养盐 , 0.0929 g P营养盐 。
图 4　水葫芦的增重量与营养盐消耗量之间的关系
3　结论
水葫芦对不同污染程度水体中的氮 、 磷均有显
著的吸收作用 , 总吸收率达 80%左右 , 显示出很
强的污水净化能力 , 可用于治理水体富营养化。水
葫芦的增重量随污染程度的加大而升高 , 其日平均
生长率与氮吸收率之间存在显著的相关关系 。
参考文献
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