全 文 ：水蕹菜对富营养化养殖水的净化作用研究
杨晓玲 郭金耀
(淮海工学院海洋学院，江苏省海洋生物技术重点实验室，222005，江苏连云港)
摘 要 为检测水蕹菜对富营养化水的净化能
力，将水蕹菜漂浮栽培于富营养化水中，分析不同时
间水质的变化。结果表明，漂浮栽培水蕹菜的水中，
富营养化成分起初快速下降，20d 后下降变缓，到
40d时，化学需氧量降低了 63. 43%，总氮、硝态氮、
铵态氮分别下降了 67. 63%、69. 78%和 75. 75%，总
磷、磷酸盐分别下降了 62. 24%和 75. 31%。水蕹菜
生长速度在 20d后开始下降。水蕹菜能有效净化富
营养化养殖水。
关键词 水蕹菜;富营养化;化学需氧量;氮;磷
在水产养殖过程中，底质饵料与大量排泄物的
不断沉积，使水体有机负荷不断增加，水体溶氧减
少，最终导致养殖水体发生恶化，影响水产业的持续
发展［1］。利用陆生植物治理富营养化养殖水体，重
建和恢复良好水生态系统，正日益受到人们的关注。
宋祥甫等［2］进行的浮床水稻试验表明，水稻在富营
养化水体表面生长、发育良好，同时对水体中氮、磷
营养物质有十分显著的去除效果。在城市富营养化
污水治理方面，周小平等［3］利用浮床植物系统对富
营养化水体中氮、磷净化特征进行了初步研究。韩
烈保等［4］用浮床种植草坪草研究了对富营养化水
体的净化作用。本文报道水蕹菜对富营养化养殖水
的净化作用，可对富营养化水体的治理提供科学依
据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
水蕹菜(Ipomoea aqutica)幼苗:试验前将水蕹
菜种子(泰国空心菜)播入沙土中，待株高长至 5 ～
6cm时，将苗挖起洗净泥土，用于实验。
富营养化养殖水:取自连云港市赣榆县沙河的
泥鳅养殖水。
作者简介:杨晓玲，教授，研究方向为植物资源
基金项目:江苏省海洋生物技术重点实验室项目，淮海工学院自然科
学基金(Z2010036)
收稿日期:2011 － 07 － 22;修回日期:2011 － 08 － 20
1. 2 试验方法
1. 2. 1 试验设计 将富营养化的养殖水用纱布过
滤后，装入 25cm ×20cm ×18cm的 3 个玻璃缸内，每
缸 4L，然后将水蕹菜用泡沫板漂浮定植于养殖水
面，每缸定植 20 株，设 3 个重复。培养缸置自然条
件下，使水蕹菜自然生长。从培养实验开始，每隔
10d测定 1 次养殖水的化学需氧量、总氮、铵态氮、
硝态氮、总磷、磷酸盐和水蕹菜生物量。每次测定前
先补足因蒸腾和蒸发失去的水分。
1. 2. 2 测定方法 化学需氧量的测定用酸性高锰
酸钾法［5］，总氮的测定用凯氏定氮法［6］，铵态氮的
测定用纳氏试剂光度法［5］，硝态氮的测定用酚二磺
酸法［5］，总磷的测定用钼锑抗光度法［5］，磷酸盐的
测定用磷钼蓝比色法［5］，水蕹菜的生物量用电子天
平称鲜重。将 3 次重复测定的结果进行统计分析，
探索水蕹菜对富营养化养殖水的净化作用。
2 结果与分析
2. 1 水蕹菜对富营养化养殖水化学需氧量的影响
养殖水体中有机污染物的种类和成分非常复杂，
要直接测定其含量和种类非常困难。有机污染物的
危害主要是通过消耗水中的溶解氧表现出来。有机
物由微生物分解时需要消耗水体中的氧气，使水体
溶解氧减少。水体溶解氧越少，水生态环境越差。
因此常用化学需氧量(COD)作为衡量富营养化水
体中有机污染物质含量多少的指标。化学需氧量越
大，说明水体受有机物的污染越严重。对漂浮水蕹
菜水体的 COD进行监测，结果如图 1。
图 1 水蕹菜对养殖水化学需氧量的影响
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由图 1 可见，随着水蕹菜培养时间的延长，养殖
水中的化学需氧量逐渐降低，且起初 20d 内降低速
度较快，以后降低缓慢，当对水蕹菜培养 40d 时，水
体中的化学需氧量降低了 63. 43%。说明种植水蕹
菜后改变水体环境，使有机物的量减少。这或许是
由于水蕹菜本身吸收和吸附了有机物，影响到微生
物的数量，最终使 COD下降。已有研究认为浮床植
物系统对 CODMn 的去除，主要依靠植物的根系吸
附及根系附着微生物降解作用［7］，说明水蕹菜可改
善养殖水的富营养化状态，使水体环境得到改善。
2. 2 水蕹菜对富营养化养殖水氮素的影响
氮素增多是养殖水发生富营养化的主要原因之
一。富营养化养殖水漂浮栽培水蕹菜后，水体的氮
素变化如图 2、图 3、图 4 所示。
从图 2、图 3、图 4 可以看出，随着水蕹菜培养时
间的延长，水蕹菜使水体中的总氮、硝态氮、铵态氮
含量逐渐降低，且起初 20d内降低速度较快，以后降
低变慢，在水蕹菜培养 40d时，水体中总氮、硝态氮、
铵态氮的去除率分别达到 67. 63%，69. 78%，
75. 75%。已有研究表明［8］，水体中 NH4-N 去除的
主要途径有植物吸收、硝化反应和氨挥发等。氨挥
发需要介质 pH大于 8，而本试验中水的 pH小于 8，
所以氨氮的减少主要是水蕹菜吸收和微生物的作
用;NO3-N去除的主要途径是反硝化和植物的吸收。
一般认为，水体严重缺氧条件下才进行反硝化作用，
表明水蕹菜吸收很可能是 NO3-N 降低的主要原因。
NH4-N和 NO3-N被植物吸收作为氮源，在植物体内
硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酰胺
合酶(GS)等酶的作用下合成植物蛋白。根系吸收
的氮素主要是无机态的氮，铵态氮和硝态氮的降低
伴随着总氮的降低，同时，总氮中其他小分子氮也能
被吸收。说明水蕹菜从水体中吸收氮素物质是养殖
水体净化的主要原因之一。
2. 3 水蕹菜对富营养化养殖水磷素的影响
水蕹菜不仅会影响水体中的氮素含量，也会影
响水体中磷素的存在。漂浮栽培水蕹菜后，富营养
化养殖水体的磷素变化如图 5、图 6。
据图 5、图 6 可知，水蕹菜也可吸收水体中的磷
素物质，水体中的总磷及磷酸盐含量随着水蕹菜培
养时间的延长逐渐下降，且起初 20d 内降低速度较
快，以后降低速度变缓，水蕹菜培养 40d 时，水体中
的总磷、磷酸盐比起初分别下降了 62. 24% 和
75. 31%。植物根系可以直接从水中吸收可溶性的
磷素，在植物体内合成核酸、核苷酸、磷脂及糖磷酸
酯等植物细胞组成，快速降低水体中的磷素。另外，
植物根系可以分泌一些物质，使根际环境改变，从而
影响到根区的微生物。有些微生物有利于磷的降解
和根系的吸收。所以水蕹菜通过吸收利用以及间接
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影响磷的降解而降低富营养化水体中的总磷和磷酸
盐，促进养殖水体的净化。
2. 4 水蕹菜在富营养化养殖水中的生长
植物要生物量达到一定量才能有效去除水体中
过多的营养元素，试验中随着水蕹菜对富营养化养
殖水体的净化，水蕹菜生物量不断增加，见图 7。
图 7 水蕹菜在养殖水中的生长速度
图 7 表明，对水蕹菜培养的 40d中，水蕹菜的总
鲜重不断增加。但水蕹菜在起初的 20d 生长较快，
以后的生长逐渐慢下来。说明水蕹菜能够在较短的
时间内达到一定的生物量，伴随着吸收水体中的氮
磷元素，对养殖水体的净化作用达到了 50%左右的
效果。试验 20d 后，由于水体中的营养元素已不再
是富营养的水平，水体中的氮、磷等营养要素已不足
以满足水蕹菜生长的需要，影响到水蕹菜的生长速
度。水蕹菜的生长速度开始下降，到第 40d时，水蕹
菜的生长速度已降为起初的一半，此时对养殖水体
的净化作用达到了 70%左右的效果。
3 讨论
3. 1 植物根对富营养化养殖水体中物质的吸收
人工漂浮栽培植物可利用植物在生长过程中对
水体中 N、P 等元素的吸收达到净化水体的目的。
陆生植物的根有两大功能:固着植物体与吸收。当
植物被漂浮于水面时，根的主要功能是吸收。植物
生理学理论早已揭示，植物的根不仅吸收水分，也选
择性地吸收各种矿物质和小分子有机物［9］。本试
验中，在富营养化水面漂浮栽培水蕹菜，使水体中不
同形态的氮素和磷素都大幅度降低，表明了水蕹菜
的根有很强的吸收作用。水蕹菜对富营养化养殖水
体的净化作用，不仅是水蕹菜对水体中主要富营养
化物质氮素和磷素的吸收，同时水蕹菜庞大的根系
也提供了吸附有机物的空间，还可能产生分解有机
物的分泌物，促进植物对氮磷等有机物的降解和吸
收，最终改善了水质。在这一过程中，水蕹菜对水体
中微生物也可能会产生影响，有待进一步研究。
3. 2 植物生长与富营养化养殖水体净化的关系
漂浮植物从水中吸收的各种营养成分，主要用
于植物的同化作用。同化作用是植物生长的基础，
当同化作用大于异化作用时，植物体体积和重量不
可逆增加，使植物长大。漂浮植物从富营养化水体
中吸收氮素、磷素等不同的养分，用于自身生长，同
时使水体中的各种矿物质和其他营养物质减少，富
营养化养殖水体便得到净化［10］。植物生长越快，从
水中吸收的矿质营养等成分就越多，反之则少。当
水中矿质营养等成分减少时，植物生长的矿质等营
养需求不能得到满足，植物生长速度会下降，植物对
水体的净化能力降低。所以，植物对富营养化养殖
水体净化的能力是动态变化的。本试验中，在水蕹
菜快速健壮生长的条件下，对富营养化养殖水体可
达到 50%左右的净化效果，这与许桂芳等［11］的研
究有相似的结果。这在一定程度上可使富营养化养
殖水体被重新利用。可见，建立植物漂浮栽培与水
产养殖的人工生态系统具有重要意义。
3. 3 富营养化养殖水体漂浮栽培水蕹菜的特殊意义
水蕹菜是人们日常生活中的一种常见蔬菜。生
产中适应性强，生长快，采收时仅割取头部，留下部
分还可继续生长，形成新的头部供继续采收。将水
蕹菜漂浮栽培于富营养化养殖水体上时，可将水体
中多余的氮素、磷素等各种营养物质吸收利用，同时
使水体得到净化，促进水产养殖的可持续发展，有利
于发展植物漂浮栽培与水产养殖的人工生态系统。
不仅免去了养殖过程中对富营养化水体的更换成
本，也节约了水蕹菜的栽培用地，可望使水产养殖和
水蕹菜栽培获得双丰收。
参考文献
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秦巴山区玉米杂交组合主要性状与
产量间的灰色关联度分析
解松峰 谢世学 张百忍 刘继瑞 王祖桥 李学宏 周 涛
(陕西省安康市农业科学研究所，725021，陕西安康)
摘 要 运用灰色系统理论中杂交组合灰色评
判原理与方法，对 60 个玉米组合的产量和 9 个产量
因素进行灰色关联分析及综合评判，以明确不同玉
米杂交组合产量和产量构成因素之间的关系。结果
表明:秦巴山区玉米杂交组合产量与主要农艺性状
的关联度大小排序为穗粗 ＞百粒重 ＞穗长 ＞穗位高
＞穗行数 ＞行粒数 ＞出子率 ＞株高 ＞秃顶长。组合
46 综合性状最好(G = 0. 881) ，组合 52 次之(G =
0. 861) ，组合 54 综合性状最差(G = 0. 552) ，综合评
判结果与杂交组合在生产实际中表现基本一致。
作者简介:解松峰，硕士研究生，主要从事作物种质资源开发及利用
研究
基金项目:陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项“高产优质广
适玉米种质创新与利用”(2010ZDKG － 67)、玉米新品种
选育及关键技术研究(2007ZDG －03) ;优质高产多抗玉米
新品种选育与示范(2010NKC － 02) ;玉米新品种选育及
病虫害防治技术研究(2007k01 － 01 － 2) ;玉米新品种选
育及开发研究(07AK06 － 06)
收稿日期:2011 － 06 － 02;修回日期:2011 － 07 － 11
关键词 玉米杂交组合;产量;产量构成因素;
灰色关联度
陕西秦巴山区地理环境独特，农作物种类和品
种繁多。在不同海拔的山区，尤其是高寒山区，玉米
一直是农户的主要种植作物之一。然而由于品种更
换较慢，遗传基础较贫乏，外来品种表现不佳，导致
玉米产量降低、面积下滑，难以满足山区人们的需
要。因此要有效解决这一难题，就要大力选育适应
浅山丘陵及中高山等高海拔特殊生态区的玉米新组
合，进而选育新品种，提高其抗旱性、抗病性、抗倒伏
能力，最终提高秦巴山区玉米产量。
随着市场需求的变化及育种要求的提高，对于
在生产上应用品种的要求越来越高，要获得配制产
量高、综合性状好的杂交组合，客观合理地综合评判
杂交组合优劣就成了育种的关键。
应用灰色关联度分析方法，对陕西秦巴山区
櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓
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A Study on Purification of Eutrophic Aquaculture
Water by Ipomoea aqutica
Yang Xiaoling，Guo Jinyao
(School of Marine Science and Technology，Huaihai Institute of Technology，Key Lab of Marine Biotechnology of Jiangsu Province，
Lianyungang 222005，Jiangsu，China)
Abstract Ipomoea aqutica floated － culture was used to test purifying effect on the water of eutrophic aquaculture
by Ipomoea aqutica． The water quality was analyzed at different time points． The results showed that the eutrophica-
tion level declined quickly in water in the beginning，eutrophication level droped more slowly after 20 days． When
Ipomoea aqutica were cultured until 40 days，COD removal rate was 63． 43%，total nitrogen removal rate was
67． 63%，and nitrate nitrogen removal rate was 69． 78%，and ammonia nitrogen removal rate was 75． 75%，total
phosphorus removal rate was 62． 24%，and phosphate removal rate was 75． 31% ． Growth rate of Ipomoea aqutica
after 20 days was decreased． Ipomoea aqutica could greatly improve the water quality of eutrophic aquaculture．
Key words Ipomoea aqutica;Eutrophication;COD;Nitrogen;Phosphorus
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