水葫芦的研究进展

水葫芦的研究进展摘要水葫芦在生态学中一直被视为破坏本土生态平衡、疯狂占用生态资源的外来入侵物种。

然而，近几年来，人们也渐渐认识到水葫芦具有显著的水体净化能力。

本文将从水葫芦与污水治理、水葫芦与能源、水葫芦与微生物等方面介绍水葫芦的研究进展。

关键词水葫芦，研究进展Abstract In ecology water huacinth has been considered as invasive alien species which does harm to the local ecological balance and ecological resources.However, in recent years, people have come to realize the significance of water hyacinth in water purification capacity. This article will intruduce the research of water hyacinth from the sewage treatment , energy and micro-organisms.Key words Water hyacinth , Research review一、水葫芦与污染治理1、水葫芦在污水治理中的应用污水中含有大量的氮磷元素，而氮磷元素是构成水体富营养化的主要条件，同时氮磷元素也是水葫芦生长的必需元素，因此可通过水葫芦的培养达到水体净化的目的。

研究发现，当总磷含量不变时，水葫芦对氨氮吸收率与水体中氨氮有关，水葫芦的生长率与水体中氨氮浓度成开口向下抛物线型的关系【1】。

在氨氮一定的条件下，水葫芦的生长率与总磷量呈正相关【2】。

井冈山大学生命科学学院用离子耗竭法研究了四种水生植物对富营养化水体中磷的去除效果，发现在磷浓度为4mg/L时凤眼莲去除水体中磷能力大于空心菜和碎米莎草【3】。

水葫芦可以吸收水体中的重金属，减少水体中重金属含量，改善水质。

水葫芦对锌、砷、汞、镉和铅都有很好的吸收能力，有资料显示，水葫芦在1 平方千米的水域内．一昼夜可从污水中吸附3 4 k g 钠、1 7 k g 磷、2 2 kg 钙、2 1 kg 酚、4 k g 锰、8 9 g 汞、2 9 7 g 镍、3 2 1 g 锶、10 4 g 铝…还能解除氰等有毒物质的毒性等等【4】。

水葫芦抗酸碱性较强，对水质要求不高，可以生长在不同水域中，这就为水葫芦净化不同水体提供了可能。

水葫芦的净水能力已逐步开始得到利用，在太湖蓝藻事件后有人提出用水葫芦控制蓝藻的方案，有些人还具体研究了水葫芦对猪粪污水和城市污水的净化能力。

水葫芦治理污水是生物治污的一部分，若控制合理，会取得良好效果。

2、水葫芦疯长的治理在合理利用水葫芦进行污水处理的同时，我们也要避免其过度繁殖对生态环境造成的危害，趋利避害，合理利用。

水葫芦原产于南美洲，1901年作为观赏植物引入我国。

近几年由于我国环境恶化，水污染严重，导致水葫芦在富营养化的水中过度繁殖，同时作为外侵物种，缺乏天敌，更是加剧了这种情况下。

有报道，水葫芦曾对福建闽江水口电站和沙溪口水电站造成巨大压力，嘉陵江支流西江水葫芦也泛滥成灾。

水葫芦过度繁殖造成的危害主要表现在：（1）、封锁水面，导致水下缺少阳光造成大量水生动植物死亡。

（2）、阻塞航道，对过往船只造成影响。

（3）、水葫芦死亡沉入水中，将吸收的重金属又释放到水中，造成二次污染。

现在，已经出现多种治理水葫芦的方法，物理方法有用化学除草剂杀死水葫芦，生物方法有引入水葫芦天敌水葫芦象甲控制水葫芦。

中国农业科学院生物防治研究所的丁建清教授采用化学除草剂与水葫芦象甲综合控制水葫芦的生长，取得了理想的效果【5】。

也有学者坚持认为只要减少化肥等造成水体富营养化的物质的使用和排放，水葫芦过度繁殖现象自然就会消失。

二、水葫芦与能源1、水葫芦在农业中的利用水葫芦在适宜条件下繁殖生长极快，1hm2水面每年产水葫芦干重139.5t【6】。

水葫芦含有大量纤维素，经高温分解和碳化后可制得木炭但质量不高【7】。

水葫芦晒干后可以作为干体燃料，若压成块球状燃烧值可与木炭相媲美【8】。

水葫芦含粗蛋白1.19%、粗脂肪0.24%、无氮浸出物2.21%，适口性好，可以作为饲料【9】。

有人用水葫芦饲喂生长育肥猪，节约了部分饲料。

在用水葫芦茎叶饲喂种用闽南火鸡的试验中发现水葫芦的适口性明显好于黑麦草，对闽南火鸡的产蛋量、蛋重、受精率和卵化率无影响，同时降低了成本【10】。

福建省莆田农科所进行了利用水葫芦代替稻草栽培草菇的实验，效果较好，拓展了食用菌的原料来源。

水葫芦也可以用来喂鱼和作为青贮饲料。

水葫芦可以进行厌氧发酵产生沼气，有资料显示，水葫芦厌氧发酵产气很快，四天后甲烷含量就达到40%，达到利用要求【11】。

2、水葫芦在化工中的利用水葫芦中的纤维素可以在化学方法下转变为还原糖和燃料乙醇。

水葫芦叶子经过蒸汽加热和NaOH预处理后，酶水解的还原糖产量为23.9mg(每100mg底物)【12】。

浙江大学能源清洁利用国家重点实验室用微波和光波联合预处理后（比例为30：70总功率700W，加热时间1min）, 将还原糖含量提高到31.1mg【13】。

还原糖可以转变为乙醇，作为清洁燃料，在工业中有较强的应用前景。

水葫芦也可以通过稀硫酸降解产生还原糖和乙醇，在固液比是1:14时【14】，可获得较高量的还原糖。

水葫芦还可以用来造纸，08年有报道在浙江海宁水葫芦与兽禽粪便混合发酵产生沼气，再利用沼气与柴油进行混合发电。

三、水葫芦与微生物1、水葫芦内生菌水葫芦是水生植物，含有较多的内生细菌，现已发现水葫芦内生菌至少有32个属56株内生菌，其中有9种细菌室微杆菌属，7种细菌室假单胞菌属，5种是芽孢杆属，其余23属每属一种【15】。

水葫芦内生菌作为水葫芦微系统中的重要组分，对水葫芦适应环境起到不可替代的作用。

了解水葫芦的各种内生菌，我们通过内生菌检测水葫芦生长环境的变化和改变内生菌群落结构控制水葫芦的生长。

2、水葫芦的菌防治水葫芦泛滥时人们更多的是使用人工或化学方法防除，从而消耗了大量人力物力，有时还会造成二次污染。

现在生物防治越来越受到人们的关注。

20世纪60年代以后，世界上许多国家就开始了水葫芦病原菌的调查研究工作【16--18】，从而找到合适的真菌治理水葫芦。

南非等国家已经发现罗德曼尼尾孢( Cercospora rodmanii)、链格孢(Alternaria eichhorniae)【19，20】，前一种真菌已获得专利。

我国这方面起步较晚，上海交通大学生命科学学院对Cercospora rodmanii进行了详细研究【21】，在该菌的生产条件和培养条件方面提供了可靠地参数。

同时，他们分离了水葫芦炭疽菌，并研究了其生物学特性【22】，设想用该菌控制水葫芦。

四、其他水葫芦在其他方面也有着广泛的应用。

水葫芦提取液有抑菌消毒的作用，有人用石油醚、丙酮、四氯化碳对水葫芦进行了提取，并用提取液对微生物进行了实验，发现提取液对黑曲霉抑制作用较强。

对葡萄球菌较差【23】。

在另一项试验中发现水葫芦提取物对细菌和真菌均有抑制作用，是一种广谱消毒剂【24】。

水葫芦提取液还对丁鱥鱼生长有影响，适量的水葫芦提取液可提高丁鱥鱼生长率【25】。

最近，人们利用水葫芦柔软、易编织的天然特性，开发出系列编织家具和饰品。

五、小结水葫芦作为外来入侵物种在中国已有一个多世纪了，但我们对水葫芦的认识还不够深刻。

我们在不断研究中更深刻的了解水葫芦，掌握其生长规律，合理控制水葫芦的生长，趋利避害，更好的利用水葫芦。

通过水葫芦的泛滥，我们应该意识到我们对环境的严重污染，从某一方面来看，水葫芦还是水质变化的监测仪。

我们应该正确看待水葫芦，理性合理的利用水葫芦。

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