全 文 ：水蕹菜浮床在富营养化水体中的应用研究进展
林启存1，冯晓宇1，黄 卫2，蔡丽娟1，王宇希1，许宝青1，戴瑜来1
(1．杭州市农业科学研究院，浙江杭州 310024;2．杭州海皇饲料开发有限公司，浙江杭州 311100)
摘要 综述水蕹菜浮床的生长特性、应用效果及其优化技术进展，初步探讨其在富营养化水体应用中存在的问题，并对其应用前景作出
展望。
关键词 水蕹菜;浮床;富营养化
中图分类号 S645 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2014)29 －10111 －03
Ｒesearch Progress on Application of Ipomoea aquatica Floating Bed in EutrophicationWater
LIN Qi-cun1，FENG Xiao-yu1，HUANG Wei2 et al (1． Hangzhou Academy of Agricultural Science，Hangzhou，Zhejiang 310024;2．
Hangzhou Haihuang Feed Development Co．，Ltd．，Hangzhou，Zhejiang 311100)
Abstract Ｒesearch progress on growth characteristics，application effect and optimization technology of Ipomoea aquatica floating bed were
conducted，the application problems of it in eutrophication water were discussed，and the application prospect was forecasted．
Key words Ipomoea aquatica;Floating bed;Eutrophication
基金项目 浙江省重点科技创新团队计划资助项目(2011Ｒ50029);现
代农业产业技术体系建设专项(CAＲS-46-33);杭州市科研
院所技术开发研究专项(20132231E04)。
作者简介 林启存(1976 － )，男，浙江金华人，高级工程师，硕士，从事
水生动物病害防治与水域生态改良技术研究。
收稿日期 2014-08-25
人类活动导致的水体富营养化现象是当今世界水污染
治理的难题，并已成为全球最重要的环境问题之一［1］。治理
水体富营养化的措施一般可分为物理、化学和生物方法，生
物修复方法具有无副作用、廉价和易操作等特点，是当前富
营养化水体治理研究的热点［2］。而作为一种新兴的生物生
态修复方法———植物浮床技术，由于它具有运行成本低、工
程建设易行、效果良好、管理方便等优点，在日本、德国和美
国等一些西方发达国家得到广泛应用，目前国内也有越来越
多的环境工作者开始研究和应用这种技术［3］。
植物浮床技术是以浮床为载体实现高等植物在水面的
种植，并通过植物根部的吸收吸附作用和物种竞争相克机
理，削减富营养化水体中的氮磷及有机物质，从而达到净化
水质的目的。在浮床系统中，植物处于核心地位，选择何种
植物或植物组合，对于去除氮、磷至关重要。据不完全统计，
截至目前，已研究的用于净化富营养化水体的高等植物近 80
余种，有粮食作物(水稻)、蔬菜(丝瓜、水芹菜、水雍菜、西洋
菜、金针菜等)、花卉牧草(美人蕉、黑麦草、香根草、海芋等)
等［4］。从众多的研究结果看，水蕹菜(Ipomoea aquatica)适应
强、生长快、氮磷去除率高。为更好地促进水蕹菜浮床技术
在富营养化水体中的应用，笔者对水蕹菜浮床的试验研究及
存在的问题进行了总结。
1 水蕹菜浮床的生长特性
水蕹菜俗称空心菜、藤菜、通菜、竹叶菜等，为旋花科甘
薯属 1年生草木植物，其根系发达，生长快，耐高温高湿，抗
病力强，在我国长江流域及以南地区普遍栽培，采收期从每
年的 4月开始可延续到 11 月。水蕹菜营养丰富，富含各维
生素、矿物盐，是夏季高温时期极为重要的绿叶蔬菜，也是畜
禽和鱼类的优质青饲料，并具有良好的药用价值，其味甘平
无毒，有温中通阳、理气宽胸、散痰止痛之功效。
植物通过浮床栽种于水体，改变了其原有的生长环境，
将会导致其生长特性改变。现有的研究结果显示，浮床水蕹
菜对富营化水体的适应性很强，试验存活率可达 99%，且根
茎叶生长效果比土培更好(表 1)［5］。
表 1 浮床栽培与土壤栽培对水蕹菜生长特性的影响
鲜重∥g
总株 根 茎 叶
干重∥g
总株 根 茎 叶
含水率∥%
总株 根 茎 叶
水培 792． 5 128． 8 385． 5 170． 5 70． 0 31． 0 18． 5 10． 8 91． 0 89． 5 92． 0 91． 2
土培 224． 3 49． 0 91． 8 83． 0 32． 7 9． 3 11． 5 10． 0 85． 3 76． 5 89． 9 88． 1
2 水蕹菜浮床对富营养化水体的净化作用
大多数植物都可以直接从水层或底泥吸收氮、磷，并同
化为自身的结构组成物质(蛋白质和核酸)，因此能对富营养
化水体起到一定的修复效果［6］。水蕹菜浮床对受试水体中
铵氮(NH4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和 COD 的去除效果已
有较多报道［7 －14］，如表 2所示。
由于研究条件不同，去除率指标无可比性，但从众多的
研究文献可以看出，水蕹菜浮床对不同水体的 TN、TP 等污
染物指标均有良好的去除效果。黄婧等研究水蕹菜浮床对
湖北大学环境工程污水(沙湖水)TN 的吸收量为 73． 06
g /m2，对 TP的吸收量为 20． 21 g /m2［5］。唐林森研究水蕹菜
浮岛对武汉市郊带有大量生活污水排入的池塘水 TN的吸收
量为 82． 95 g /m2，对 TP的吸收量为 11． 58 g /m2［15］。可见，水
蕹菜能通过自身的代谢改良水体环境，是一种可用于富营养
化水体水质净化的优良植物。
3 水蕹菜浮床优化技术
3． 1 浮床载体的选择 生物浮床一般由浮床框体、浮床床
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2014，42(29):10111 － 10113 责任编辑 姜丽 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.29.027
表 2 水蕹菜对不同受试水体 NH4-N、TN、TP和 COD的去除率 %
受试水来源 水质 试验场所 NH4-N去除率 TN去除率 TP去除率 COD去除率
苏州苗家河 劣Ⅴ类 塑料盆 93． 9 92． 9 94． 30 37． 00
镇江市玉带河 劣Ⅴ类 塑料水箱 92． 13 87． 58 87． 97 93． 16
江苏洪泽鲫鱼养殖水 / 养殖池塘 19． 23 ～46． 34 9． 04 ～36． 56 33． 33 ～45． 10 3． 13 ～19． 05
鱼塘水 Ⅴ类 塑料盒 79． 35 ～91． 39 62． 30 ～68． 98 77． 95 ～78． 88 /
中华鳖养殖水 / 池子 76． 12 68． 37 39． 53 /
连云港泥鳅养殖水 / 玻璃缸 75． 75 67． 63 62． 24 63． 43
松江区虾塘养殖废水 劣Ⅴ类 塑料缸 93． 60 88． 65 68． 00 59． 30
蟹岛度假村沼气池出水 / 塑料盆 98． 37 / 91． 45 61． 00
体、浮床基质、浮床植物 4 个部分组成。由于水蕹菜对水体
的适应性很强，根系发达且依靠自身浮力能浮于水面，因此
水蕹菜浮床对基质和床体的要求不严，修复应用中一般很少
用基质，床体可选择浮力较大的浮板，如塑料浮板、聚苯乙烯
泡沫板等，也可用双层网片、绳结当床体。从床体成本、可操
作性及美化环境角度综合考虑，双层网片法是目前水产养殖
等富营养化水体中应用较多的水蕹菜浮床种植方式。浮床
框体是浮床床体的外部固定结构，材质一般要求坚固、耐用
并具有一定的浮力，如 PVC管、木材、毛竹等，PVC管无毒无
污染、持久耐用、美观度好，但价格稍高于木头、毛竹。
3． 2 水蕹菜种类的筛选 水蕹菜是我国以及亚洲地区常见
的蔬菜，品种繁多，不同品种的水蕹菜具有不同的生理特性，
对污染物的去除表现也不同。胡雄等运用浮床系统研究了
华中地区 4个常见水蕹菜品种(大叶青梗、细叶青梗、大叶白
梗、柳叶白梗)在富营养池塘中的生长特性和对水体氮、磷的
去除能力，发现大叶白梗在生长性能及去除氮磷方面都好于
其他试验材料，是 4 个品种中最佳的浮床材料，可广泛用于
池塘等相关富营养水体的修复［10］。
3． 3 水蕹菜种植密度及比例 不同的栽植密度对植物的生
长发育及产量会产生影响。赵泉等在校区生活污水池进行
了水培蕹菜的 7个栽种间隔(5、10、15、20、25、30、40 cm)密度
试验，结果显示，蕹菜属于密植类，在间隔为 5 cm时仍然能
存活生长，在间隔为 20 cm时成活率达到最大，在间隔为 10
cm时水培蕹菜的产量和经济综合效益可达到最大［16］。黄海
平等研究了不同栽种密度水蕹菜对水桶内富营养水质的净
化特性及效果，结果表明，12 d时高密度组(10 g /L)水蕹菜
生长效果最佳，对水体 TN、TP等的去除效果也最大［17］。
浮床系统主要依靠植物、微生物等组成的综合系统对水
质起净化作用。对特定的水域而言，浮床植物栽种面积若过
小，系统的净化效果不一定理想或明显;相反地，浮床植物栽
种面积若过大，系统的遮阴作用可能会对池塘水温、溶解氧
产生不利影响，还会增加投资成本，因此合理的覆盖率对保
证水蕹菜浮床净水效果和提高生态效益非常重要。介子林
等以鲤鱼种养殖为对象，研究了不同比例的水培水蕹菜对养
殖水质的净化试验，结果显示，占水体面积 5%水培水蕹菜可
以有效地改善水质状况［18］。陈家长等研究了浮床栽培水蕹
菜对集约化养殖鱼塘的净化作用，结果表明，水蕹菜覆盖率
为 10%和 20%处理组通过收获水蕹菜直接从 1 hm2 养殖池
塘中移出的 TN分别为 27． 51、52． 35 kg，TP分别为 2． 83、5． 39
kg;浮床的净化效果与覆盖率呈正相关关系，20%处理组对
各营养因子的去除率最高，具有实用价值［9］。于津研究了不
同梯度的水蕹菜对乌鳢鱼池的消污作用，结果发现，20%的
覆盖率对 TN 和 NH +4 -N 的去除率最高，30%的覆盖率对
NO －2 -N亚硝酸盐的去除率最高，乌鳢增长率也最高，依据水
质理化、生物学指标结合水蕹菜、乌鳢种养综合效益认为乌
鳢池水蕹菜的适宜种植量为 20% ～30%［19］。
3． 4 水蕹菜刈割 刈割作为一种农艺手段能提高作物和牧
草地上部的再生能力，不同的刈割频率、强度对牧草的群体
结构、生理生态、品质、干物质分配、生物量和产量以及草地
生态系统产生不同程度的影响［20］。合理的刈割频度能促进
牧草再生，从而提高地上部分的生物量和质量，但高频度刈
割反而抑制牧草地上部分和根系的生长。孙倩倩等在田间
进行了刈割频度对水蕹菜再生及饲草产量和品质的影响试
验，结果表明，再生生长期内刈割 G3 次处理，蕹菜再生草鲜
草、干物质产量均比刈割 G4次处理高［21］。贾悦等在过水河
道条件下研究了浮床水蕹菜不同采收周期(14 d采收 1 次、
21 d采收 1次、28 d采收 1次)和留茬高度(15、25、35 cm)组
合对浮床植物生物产出的影响，结果表明，刈割后的浮床水
蕹菜仍能够适应过水河道环境，并在其生长周期内持续生
长，综合考虑产量、质量及浮床便捷管理，每 21 d采收 1 次、
留茬 15 cm的采收方式效果最佳，此时新芽平均生长速率
1． 88 cm/d，平均茎叶比 1，总生物量 1 966 g /m2［22］。黄海平
等研究了植物收割对植物生长和水质的影响，结果表明，短
期内植物收割可促进水蕹菜的分蘖及对氮磷元素的吸收固
定，并改善水体的 DO，但对其生物量增长有抑制作用［17］。
4 水蕹菜浮床技术应用和研究中存在的问题
4． 1 适用范围 每种植物都有适宜自己生长的环境条件，
栽培水域一旦超过其适宜生长的范围，将导致植物生长受
阻，甚至枯萎、死亡。不同的污染水体，由于其污染物种类、
浓度、存在状态及水体的其他理化性质可能相差较大，因此，
在实际应用中应考虑以上因素，选用适宜的水蕹菜品种，设
计合理的种植面积，以提高修复效率或降低应用成本。
4． 2 季节搭配 水蕹菜是暖季植物，在冬季低温下会停止
生长甚至枯萎死亡，直接影响浮床的净化效能。因此，应筛
选出一些低温季节能够生长且水质净化能力高的植物与水
蕹菜进行合理搭配，以提高作用水域常年的植物修复效果。
21101 安徽农业科学 2014 年
4． 3 劳动力效率 目前，浮床制作或安装、水蕹菜种植、收
割等人工浮床技术操作大多需手工完成，劳动力效率很低，
如能提高人工浮床技术机械化的程度，将有助于该技术的
推广。
4． 4 产品质量与安全 将水蕹菜引入浮床种植已被证明是
可行的，但关于不同富营养化水域生物浮床产出水蕹菜的质
量及食品安全还有待于进一步调查和研究。
4． 5 净化机制 目前，国内对水蕹菜浮床系统的净化效果
研究虽较多，但对该技术的净化机制研究还较缺乏，特别是
浮床系统中植物、微生物和水生动物之间的相互作用有待于
深入探究。
5 展望
通过浮床种植水蕹菜，不仅可起到明显的水质生态净化
作用，还可获得大量浮床水蕹菜产出，如作用水域水质满足
无公害蔬菜的生产要求，将为水蕹菜的蔬菜栽培提供有效途
径，并改变以往水体污染物净化只投入没有产出的状况，从
而使这一技术具有更为广阔的应用前景。随着浮床技术研
究的深入与水蕹菜栽培技术的成熟完善，水蕹菜浮床必将在
水域生态修复应用中起到重要作用。
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1091 －1099．
(上接第 10110页)
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