全 文 ：水培紫背菜、白凤菜对氮磷吸收试验研究
尤宏争 钟文慧 李灏 丁子元 蔡琰
(天津市水产技术推广站，天津 300221)
利用水生植物修复受损水生生态系统是 20 世纪 90 年代新兴起来的研究内容，戴全裕
等利用水培经济植物处理含重金属废水、酿酒废水取得成功［1］;由文辉等利用水生经济植
物净化河水不仅可收到显著的环境效益，在经济上也是可持续的［2］;介子林等所做实验表
明池塘种植水培空心菜可以降低池塘水体氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、总氮、总磷含量，
达到有效净化水质的目的［3］;操家顺等利用水蕹菜对氮磷等无机盐的吸收和吸附作用以及
对藻类的抑制作用，以实现保护水域环境的目的［4］;曹豫等在重庆的水产养殖水域种植空
心菜等蔬菜，试验池塘的氨氮、硫化氢较对比池塘低，溶氧、透明度较对比池塘高，空心菜产
量 0． 7kg /m2 ～ 7． 1kg /m2［5］。但在北方盐碱地地区，大规模利用水生经济植物对水产养殖池
塘进行环境修复还未见报道。天津地区水产养殖水源紧缺，产量较高，但养殖中后期用水普
遍存在氮磷偏高，浮游植物量偏高等情况，寻找一种效果好，效益高的水质改良方法是提高
水产养殖经济效益和生态效益，使水产养殖健康可持续发展的保证。
紫背菜，别名紫背天葵、红凤菜等，为菊科三七草属多年生宿根常绿草本植物。根系发
达，分枝能力强，茎绿色，节部紫红色，节间易生不定根［6］。白凤菜又名白背天葵，为菊科三
七草属植物，分布于台湾至华南、西南一带，喜生于潮湿的阴地上。白凤菜的根、茎、叶均可
入药，其根性味甘、凉，具有清热凉血、散瘀消肿的功效［7］。两种蔬菜的幼嫩茎叶在一些地
区作蔬菜食用，可采用扦插方式进行繁殖。为了解这两种蔬菜对水质的改善作用，本研究以
紫背菜和白凤菜为试验对象，研究它们对水体中氮、磷的影响。
1 材料和方法
试验材料:紫背菜、白凤菜，株高 20cm，采用基质培苗。
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试验用水:水族缸养鱼水。
试验时间:2010 年 3 月 10 日至 4 月 10 日。
试验槽:水槽为去盖衣物整理箱，规格 45cm ×35cm ×30cm，水深 20cm。
浮床:材料为 PVC管，框架规格 40cm ×30cm，在管上打孔，孔间距 5． 5cm，孔径 2cm，每
孔插苗 1 株，覆盖比例 75%。
试验方法:选择或营造各种植物适宜生长温度时段，提前 3d 取养殖用水在实验室中静
置平衡，植物苗若干株在试验水中暂养 7d，取生长健壮的植株备用。试验前在水槽中分别
准确放入相同的 20L 试验水。每种植物设平行 2 个，设对照组 1 个为同样浮床不种植物。
取试验植株，用吸水纸吸干水分，称取植株湿重，定置在浮床孔中。实验室每天 8:30 开日光
灯，17:00关日光灯，以模拟室外光照。试验过程中不充氧，观察植物生长情况，分别在第
0d、7d、14d、21d、28d，上午 9:00，采同样数量试验水样测定水中总氮、总磷等。试验过程中
为避免对试验体系的稳定产生较大影响，不作添水处理，试验结束后，量取剩余体积，扣除每
次试验用水消耗，折算出蒸发损失，在结果的处理中予以扣除。试验结束时取试验植株，用
吸水纸吸干水分，分别称取每个水槽植物湿重，核算成每株植物的平均重量。
项目所有指标测定方法见表 1。
表 1 水化学测定方法
项 目 方 法
总氮 GB 11894 － 89
总磷 GB 11893 － 89
氨氮 GB 7479 － 87
亚硝酸态氮 GB 7493 － 87
磷酸盐 磷钼蓝法
2 结果与分析
总氮的变化见表 2、图 1;总磷的变化见
表 3、图 2;氨氮的变化见表 4、图 3;亚硝酸态
氮的变化见表 5、图 4;磷酸盐的变化见表 6、
图 5;蔬菜湿重的变化见表 7。
表 2 试验水体总氮的变化 (mg /L)
试验天数 0 7 14 21 28
紫背菜 26． 31 25． 37 24． 87 25． 84 26． 95
白凤菜 26． 31 25． 37 24． 97 25． 55 27． 19
对照组 26． 31 25． 42 24． 9 25． 69 27． 1
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·天津水产·2012 年 第 2 期
同无菜对照组相比，两种蔬菜对总氮的影响不大。前期由于器壁效应及动植物的生长，
总氮被器壁及植物吸收，至 14 天后，又向水中释放。
表 3 试验水体总磷的变化 (mg /L)
试验天数 0 7 14 21 28
紫背菜 2． 43 2． 64 2． 41 2． 58 2． 61
白凤菜 2． 43 2． 59 2． 44 2． 42 2． 12
对照组 2． 43 2． 57 3． 44 2． 71 2． 39
同无菜对照组相比，种植白凤菜的水，总磷含量持续下降，至试验末下降了 12． 76%，紫
背菜在 14 天时，总磷含量下降至最低，14 天后又缓慢上升。由于器壁对磷的吸附较迅速，
所以首次测定总磷时，含量较低，随着试验的延续，总磷被缓慢释放至水中，而两种放置蔬菜
的水槽，从第 7 天开始，释放出的总磷被植物吸收，使得磷含量低于无菜对比，第 14 天时由
于根系部分老化及根系吸附物质的脱落，部分磷又被释放进入水体，使水体总磷含量增高，
对照组器壁效应释放的磷达到饱和，又开始新一轮的吸附。
表 4 试验水体氨氮的变化 (mg /L)
试验天数 0 7 14 21 28
紫背菜 0． 433 1． 088 0． 579 0． 279 1． 011
白凤菜 0． 433 0． 768 0． 741 0． 321 0． 808
对照组 0． 433 1． 205 0． 840 0． 229 1． 318
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同无菜对照组相比，试验结束时种植白凤菜的水体氨氮含量最低，其次是紫背菜。由于
器壁效应对氨氮的吸收较快，因此首次检测氨氮值较低，随后缓慢释放，释放过程中两种种
植蔬菜的水中氨氮含量比对照组要低，低的部分应是植物吸收的氨氮。
表 5 试验水体亚硝酸态氮的变化 (mg /L)
试验天数 0 7 14 21 28
紫背菜 0． 130 0． 170 0． 131 0． 023 0． 007
白凤菜 0． 130 0． 135 0． 095 0． 032 0． 002
对照组 0． 130 0． 178 0． 173 0． 150 0． 064
试验结束时，三种实验组亚硝酸态氮均有下降，下降最多的是白凤菜，为 98． 46%，其次
是紫背菜，下降 94． 62%，对照组下降 50． 77%。亚硝酸态氮的下降可能由 2 种生化反应共
同的结果，一是由于植物的直接吸收，导致亚硝酸态氮下降，二是由于植物根部形成的富氧
区，对亚硝酸态氮的氧化作用，使之转化成硝酸态氮造成的。
表 6 试验水体磷酸盐的变化 (mg /L)
试验天数 0 7 14 21 28
紫背菜 1． 286 1． 020 1． 006 1． 022 0． 786
白凤菜 1． 286 1． 068 0． 927 0． 930 0． 955
对比组 1． 286 1． 077 1． 037 1． 086 1． 027
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试验结束时，三种实验组磷酸盐含量均有下降，下降最多的是紫背菜，为 38． 88%，其次
是白凤菜 25． 74%，无菜对照组下降 20． 14%。器壁效应对磷酸盐的吸附较总磷缓慢，到 14d
时，吸附达到最高值后又缓慢向水中释放，而放置蔬菜的水中，磷酸盐含量较对照组低，低的部
分应是植物吸收所至。
表 7 试验前后蔬菜的湿重变化 (g)
试验天数 0 28
紫背菜 116 139． 5
白凤菜 117 165． 5
试验结束时，白凤菜增重率为 41． 5%，紫背菜增重率为 20． 3%，说明白凤菜较紫背菜生
长速度快。
3 结论
3． 1 紫背菜和白凤菜均能在养鱼水中正常生长，白凤菜的生长速度较紫背菜快。这与两
种蔬菜在陆地上的生长速度一致，在大棚内白凤菜的生长速度也优于紫背菜。该试验证明
两种蔬菜均能移栽到养殖池塘上种植，蔬菜通过吸收鱼池中多余的氮磷等营养物质生长，同
时该试验的成功也能丰富我国鱼池上水生蔬菜的品种。但相对空心菜、水芹等传统水生蔬
菜品种，紫背菜和白凤菜的生长速度较慢，故可作为美观点缀，而不适合大面积推广。
3． 2 在室内静水试验条件下，紫背菜和白凤菜两种蔬菜对总氮的影响不大，紫背菜、白凤
菜和无菜对照组的曲线变化几乎一致。但对氨氮具有较好的吸收率，种植蔬菜的水氨氮含
量均小于对照组，白凤菜组较紫背菜组吸收率高，试验结束时达 0． 808mg /L;两种蔬菜对减
少水体内亚硝酸态氮的效果最明显，试验结束时白凤菜的去除率 98． 46%，紫背菜的去除率
达到 94． 62%。紫背菜和白凤菜生长对水体中总磷有较好的吸收率，对磷酸盐吸收明显，且
紫背菜的吸收率高于白凤菜。
参考文献
［1］戴金裕，陈源高，魏云，等．水培经济植物对酿酒废水净化与资源化生态工程研究［J］ ．科学通报，
1996，41(6) :547 － 551
［2］由文辉，刘淑媛，钱晓燕．水生经济植物净化受污染水体研究［J］．华东师范大学学报自然科学版，
2000，1:99 － 102
［3］介子林，张坤，周晓林，等．水培空心菜优化比例试验研究［J］．河南水产，2009，1:33 － 34
［4］操家顺，李欲如，陈娟．水蕹菜对重污染河道净化及克藻功能［J］．水资源保护，2006，22(2) :36 －38
［5］曹豫，翟旭亮，李虹，等． 鱼菜共生破解重庆池塘困局［J］．中国水产，2012，1:53 － 57
［6］张红梅，陈新，顾和平等． 3 种野菜的保健功能及栽培技术［J］．江苏农业科学，2012，40(1) :155 －
156，188
［7］汪洪江，李维林，任冰如，等．白凤菜扦插繁殖技术研究［J］．中国野生植物资源，2010，29(3) :62 －65
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