银川平原水葫芦·大薸引种栽培及水体氮磷去除研究

生长温度为 7 ~ 39 ℃ ,低于 7 ℃ 则枯萎死亡
[4]
,多年生浮水草
本植物。 大薸( Pistia stratiotes),又称水白菜,喜高温湿润气
候,耐寒性不如水葫芦,一般生长温度在 15 ~ 45 ℃ ,低于 5 ℃
时则枯萎死亡
[5]
,多年生浮水草本植物
[6]
。 因生长迅速,适
基金项目 宁夏自然科学基金项目( 2020AAC03015) ;国家自然科学基
不良影响
[示,全区 21 条入黄排水沟
在农田灌溉退水高峰期,农业面源污染严重[16] ,水质恶化现
氮、高锰酸盐指数和氟化物,劣 V 类水质断面分别占 21. 2%、
能力,对于解决农田退水富含高营养物质问题及入黄退水水
11. 4%。 因此,去除农田退水中过量的氮、磷等营养物质,有
1 材料与方法
1. 1 研究区概况 研究样区位于银川平原,地理位置为
105°45′~ 107°00′E,37°50′~ 39°20′N,由黄河泥沙及湖沼长期
淤泥堆积形成。 属温带大陆性气候,气候干旱,年降水量约
200 mm,年平均气温 8 ~ 10 ℃ ,6 ~ 9 月平均气温大于 15 ℃ 。
金项目(41761102) 。
作者简介 赵明涛(1998—) ,男,甘肃庆阳人,硕士研究生,研究方向:
土壤污染修复和湿地生态恢复。 ∗通信作者,教授,从事生
态系统监测评估、恢复生态学与环境变化研究。
收稿日期 2022-06-21
还农田。 对于建立生物净化水体应急模式及制定地方水质
排放标准能够提供理论参考。
factor, Pistia stratiotes responded significantly to other water quality indicators, and had a strong correlation with total nitrogen, instantaneous water temperature and total nitrogen. Both of them grow well and can adapt to the climate of the mid-temperate region (Yinchuan, Ningxia) in summer, and it is feasible to solve the problem that the farmland retreat water is rich in nutrients such as high nitrogen and high phosphorus.
removal rate of phosphorus in water can reach 99. 17% and 98. 66%. After the dead branches of the plants rot, the nitrogen and phosphorus
elements in the body will return to the water body, and they should be harvested in time when the growth slows down. Total phosphorus, dissolved oxygen and pH are the key environmental factors affecting the growth and survival of Eichhornia crassipes. Except for the dissolved oxygen
因其发达的沟渠体系和优越的地理位置,可充分利用黄河水
资源发展灌溉农业,但在农田退水期,化肥和农药等有害物
质进入水体,入黄排水水质恶化现象突出。
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51 卷 13 期 赵明涛等 银川平原水葫芦·大薸引种栽培及水体氮磷去除研究
安徽农业科学,J. Anhui Agric. Sci. 2023,51(13) :70-74,88
银川平原水葫芦·大薸引种栽培及水体氮磷去除研究
赵明涛1 ,谭 鹏2 ,何彤慧1∗ ,何玉实1 ,王超群1
(1. 宁夏大学生态环境学院,宁夏银川 750021;2. 银川市湿地保护中心,宁夏银川 750021)
率最高可达 99. 17%、98. 66%。 植物死亡枝体腐烂后,体内氮磷元素会返还水体,应在生长放缓时期及时收割。 总磷、溶解氧和 pH 是影
响水葫芦生长存活的关键环境因子;除溶解氧因子外,大薸对其余水质指标均响应显著,与总氮、瞬时水温和总氮相关性强。 两者长势
良好,夏季能适应中温带区域(宁夏银川)气候,解决农田退水富含高氮、高磷等营养物质问题具有可行性。
原[1] ,黄河横穿而过,土层深厚,地势平坦,能充分利用黄河
水资源灌溉农业,形成了发达的沟渠灌溉体系
[2]
,但农田退
水携带的化肥、农药和农膜残留等污染物,对黄河水质造成
应性强[7-8] ,会侵占本地物种生存空间,皆属于高危入侵植
物[9-11] 。 二者对氮、磷等营养物质具有强吸收作用[12-14] ,常
关键词 引种栽培;生长特征;氮磷去除;水葫芦;大薸
中图分类号 X 52 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2023)13-0070-05
doi:10. 3969 / j. issn. 0517-6611. 2023. 13. 017
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
水葫芦、大薸栽种试验,每隔 7 d 进行植被观察以及水质检
1. 3 数据处理及分析 去除率计算公式[17] :
Q=
C1-C2
×100%
C1
(1)
式中,Q 为去除率(%),C1 为水样初始氮、磷浓度,C2 为水样
最终氮、磷浓度。
测。 植被观察指标有株高、叶片长度、膨大组织、多度、盖度
2 结果与分析
Research on Introduction and Cultivation of Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes in Yinchuan Plain and the Removal of Nitrogen
and Phosphorus in Water
质要求低于四类水具有重要意义。 中温带区域冬季温度低
助于减少黄河水体农田污染源头排放,对于黄河流域高质量
于零度,二者不能存活过冬,不会造成生物入侵等危害,净化
发展具有重要意义。
水体后的水葫芦和大薸富含氮、磷等营养物质可用作肥料返
水葫芦( Eichhornia crassipes) 常称凤眼莲,性喜温,一般
时水温(T)、总氮(TN)、硝态氮( NO3 )、氨气( NH3 )、铵根离
理水葫芦初始高度分别为 4. 59、5. 11、4. 66 和 4. 13 cm;初始
和生物量,水质检测指标有总磷( TP)、溶解氧( DO)、pH、瞬
2. 1 水葫芦中后期生长特征 栽种试验 T1、T2、T3 和 T4 处
子(NH4 )、氯离子(Cl )、电导率(EC)和浊度(H)。
叶片长度分别为 2. 95、2. 95、3. 83 和 4. 13 cm。 随时间变化
-
+
-
1. 2. 2 水葫芦水体梯度处理。 T1,V 类水(N 含量 2 mg / L);
株高和叶片长度均呈现出先增大后减小的趋势。 沿水体氮
T2,劣 V 类水(N 含量 4 mg / L);T3,水体 N 含量 8 mg / L;T4,
浓度递增梯度,水葫芦衰败时间提前,T1 处理在第 5 次观察开
1. 2. 3 大薸水体梯度处理。 C1,地表水;C2,Ⅳ类水;C3,V
低,叶长长度降低(图 1)。
水体 N 含量 16 mg / L。
类水;C4,劣 V 类水体(N 含量≥2 mg / L)。 水体梯度处理以
Key words Introduction and cultivation;Growth characteristics;Nitrogen and phosphorus removal;Eichhornia crassipes;Pistia stratiotes
银川平原是在新生代断陷盆地基础上发育的堆积平
ZHAO Ming-tao1 , TAN Peng2 , HE Tong-hui1 et al ( 1. School of Ecology and Environment, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia
750021; 2. Yinchuan Wetland Conservation Center,Yinchuan, Ningxia 750021)
摘要 通过在中温带区域(宁夏银川)设置不同浓度梯度水体处理引进栽种水葫芦和大薸,探寻其中后期生长特征以及利用对氮、磷等
营养物质的强吸收作用,解决农田退水富含高氮、高磷等营养物质问题。 结果表明,水葫芦、大薸喜高浓度营养元素的生长条件,在高浓
度(T4、C4)处理条件下生长最好。 水葫芦、大薸对于水体氮磷去除效果显著,对水体氮去除率最高可达 84. 54%、81. 55%;对水体磷去除
1. 2 试验设计与方法
氮含量为基准,但施入水体的肥料也含有磷。
1. 2. 1 种苗培育。 水葫芦平均初始高度、叶片长度和膨大
组织数量分别为 4. 62 cm、3. 47 cm 和 8. 7 个;大薸平均初始叶
片数和叶片长度分别为 10. 12 个和 2. 34 cm。
设置 4 类水体梯度处理,每组处理设置 5 组重复,进行
Abstract Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes were introduced and planted in the mid-temperate region ( Yinchuan, Ningxia) by setting
different concentration gradients for water treatment. Exploring the growth characteristics in the middle and late stages and using the strong absorption of nitrogen, phosphorus and other nutrients to solve the problem of high nitrogen, high phosphorus and other nutrients in farmland dewatering. The results showed that, Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes like the growth conditions of high concentrations of nutrient elements, and the best growth conditions were treated with high concentrations (T4, C4) . Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes have a significant effect on the removal of nitrogen and phosphorus in water, and the removal rate of nitrogen in water can reach 84. 54% and 81. 55%; the
被用作净化富营养化水体的植物种[15] 。
银川平原属于中温带区域,年平均气温 8 ~ 10 ℃ ,6 ~ 9 月
。 根据 2019—2020 年宁夏回族自治区生态环境
平均气温高于 15 ℃ ,能满足水葫芦和大薸生长的温度需求,
水质总体为中、轻度污染,主要污染指标为化学需氧量、氨
象突出。 引进栽种水葫芦和大薸探寻其对水体的氮、磷去除