3种水生植物及其组合对小微水体的净化效果研究*

陈丽萍 金简生 赵 根 周利利 张飞雪 李艳冬 王丰颖

（1.浙江省湖州市农业科技发展中心园艺研究所，浙江 湖州 313000；2.浙江省湖州市吴兴区农业技术推广服务中心，浙江 湖州 313000）

近年来，工业废水和居民生活污水的大量排放致使水体富营养化程度越来越严重，严重影响了人们的生活环境和居民的身体健康。水生植物是营造园林水景的重要材料，既有良好的观赏性，又具有改善水质的生态效应[1-4]，对净化水质具有重要作用，且有成本低、效率高、可持续等优点[5]。目前对单一水生植物水体净化效果的研究较多，多种水生植物组合净化富营养化水体效果的研究较少[6-7]。我们于2020年5月20日～6月3日以再力花（Halia dealbata Fraser）、美人蕉（Canna indica）、金钱草（Lysimachia christinae）3种水生植物为试验材料，通过对水体总氮、总磷富营养化指标的测定，开展水生植物单一品种及不用组合（2个品种）对模拟富营养化水体净化效果的试验研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

美人蕉、再力花、金钱草取自水生植物种植园，生长状况良好，长势一致（总生物量均为200 g）。将3种水生植物分株后洗净，装入盛有清水的塑料桶预培养、备用；试验水体加入碳酸氢铵、磷酸二氢钾模拟富营养水体水质，总氮（total nitrogen，TN）、总磷（total phosphorus，TP）浓度分别为33.50 mg/L和4.18 mg/L；试验基质采用鹅卵石，购买于湖州龙安花鸟市场，洗净后烘干备用；培养容器采用上口径41 cm、下口径24 cm、高29 cm的塑料桶，容积为20 L。

1.2 试验方法

试验设在浙江省湖州市农业科技发展中心试验基地透明塑料薄膜钢结构大棚内。试验设再力花（A）、美人蕉（B）、金钱草（处理C）、美人蕉+再力花（AB）、美人蕉+金钱草（BC）、再力花+金钱草（AC）及空白对照（ck）7个处理，每个处理重复3次。每个塑料桶内放入鹅卵石12.5 kg，注入10 L试验水体并做好水位标记。将参试水生植物用自来水清洗后预培养14 d，待其长出新根后移入塑料桶内静态水培。试验过程中，不定期补充自来水至标记处（10 L），以补足水体蒸发、植物蒸腾和人为采样等消耗的水分。

1.3 调查统计方法

分别于水生植物移栽后0 d、7 d、14 d、21 d的上午9：00取样（取出水生植物，将容器中的水混匀，在水面下10 cm处采集1 L水样），测定各处理水样中总氮、总磷浓度，计算总氮、总磷去除量，利用空白对照（ck）总氮、总磷的变化值对各处理总氮和总磷的变化值进行校正。总氮含量采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ 636—2012）测定，总磷含量采用钼酸铵分光光度法（GB 11893—1989）测定。

2 结果与分析

2.1 不同水生植物处理对水体总磷的去除效果

不同水生植物处理对水体总磷的去除效果见图1。

图1 不同水生植物处理对水体总磷的去除效果

从图1可以看出，随着移栽时间的延长，各处理水体中总磷浓度下降明显，说明3种水生植物和组合去除富营养水体中总磷的效果较好。移栽后7 d，各处理水体中总磷浓度急剧下降，其中“美人蕉+金钱草”（BC）处理水体的总磷浓度下降较明显（降至3.52 mg/L），总磷去除率达89.49%；移栽后14 d，除了再力花（A）处理外，其余处理水体中的总磷含量低于5.00 mg/L；移栽后21 d，除再力花（A）处理外，其余处理的水体中几乎无磷残留。

从图1还可以看出，各处理总磷吸收量差异不大。其中金钱草（C）、“再力花+金钱草”（AC）、“美人蕉+金钱草”（BC）处理水体的总磷吸收量较高，分别为33.37 mg/L、33.38 mg/L、33.393 mg/L；再力花（A）处理水体的总磷吸收量较低，为29.71 mg/L。

2.2 不同水生植物处理对水体总氮的去除效果

不同水生植物处理对水体总氮的去除效果见图2。

图2 不同水生植物处理对水体总氮的去除效果

从图2可以看出，随着移栽时间的延长，各处理水体中总氮浓度下降明显，说明3种水生植物和组合去除富营养水体中总氮的效果较好。移栽后7 d，各处理水体中的总氮浓度急剧下降，其中美人蕉（B）处理水体中的总氮浓度下降较明显（降至0.79 mg/L），总氮去除率达81.10%；移栽后14～21 d，各处理水体中的总氮含量相对比较平稳，为0.50～1.50 mg/L。

从图2还可以看出，各处理总氮吸收量存在差异。其中“美人蕉+金钱草”（BC）处理总氮吸收量较高（3.7 mg/L），金钱草（C）处理总氮吸收量较低（3.14 mg/L）；各处理总氮吸收能力由高到低排序为“美人蕉+金钱草”（BC）、“再力花+美人蕉”（AB）、美人蕉（B）、“再力花+金钱草”（AC）、再力花（A）、金钱草（C）。

3 结论与讨论

试验结果表明，3种水生植物及其两两组合对模拟富营养化水体的总磷和总氮均有去除效果，各参试水生植物起到了减少富营养化水体总磷、总氮含量的作用，可用于水质净化。其中，单一水生植物金钱草（C）去除富营养化水体中总磷的效果最好，美人蕉（B）去除富营养化水体中总氮的效果最好，2种不同水生植物组合去除模拟富营养化水中总磷和总氮的综合效果较好。这可能是2种不同水生植物在水中形成竞争性生长，根系更加发达，导致生物量增加，因此净化水质效果好[8-9]。