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绿狐尾藻光合色素组成及氮磷化学计量学特征对外源铵的响应
引用本文:冼应男,张瑛,李宝珍,罗沛,肖润林,吴金水.绿狐尾藻光合色素组成及氮磷化学计量学特征对外源铵的响应[J].植物生态学报,2022,46(4):451-460.
作者姓名:冼应男  张瑛  李宝珍  罗沛  肖润林  吴金水
作者单位:中国科学院亚热带农业生态研究所, 农业生态系统过程重点实验室, 长沙农业环境观测研究站, 长沙 410125
华中农业大学资源与环境学院, 武汉 430070
湖南农业大学资源环境学院, 长沙 410128
基金项目:国家自然科学基金(42077103);湖南省水利科技项目(XSKJ2019081-52);湖南省国际科技创新合作基地项目(2018WK4012)
摘    要:绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对高浓度铵(NH+4)具有较高的耐受性, 是处理养殖废水的优选植物。探究外源铵对绿狐尾藻光合色素组成及氮(N)、磷(P)化学计量学特征的影响, 对提高绿狐尾藻人工湿地系统的处理效率具有重要意义。该研究设置0、0.1、1、5、15、30 mmol·L-1 6个NH4+浓度, 室内培养21天, 测定分析不同铵浓度下绿狐尾藻叶绿素含量、N含量、P含量和N:P的变化特征。结果表明, 随外源铵浓度增加, 绿狐尾藻的相对茎高和相对生物量先升高后降低, 且通过拟合曲线方程发现, 外源铵在16.22和12.58 mmol·L-1时, 其相对茎高和相对生物量达到最大值。随外源铵浓度的增加, 绿狐尾藻叶片叶绿素含量显著降低, 而茎中叶绿素含量增加, 且叶绿素a含量变化的幅度比叶绿素b大, 但对叶绿素a/b影响不显著, 仅在5 mmol·L-1处理时茎叶绿素a/b显著下降。随外源铵浓度增加, 与CK相比, 叶片和茎的N含量分别显著增加了85%-235%和127%-373%, 叶片P含量增幅为49%-51%。当外源铵浓度不大于15 mmol·L-1时, 叶片和茎的N含量、N:P增加速度较快, 且相对茎高和相对生物量增长较快。相关分析表明, 叶片N、P含量和N:P与总叶绿素含量呈极显著负相关关系, 而在茎中呈显著或极显著正相关关系。综上所述, 外源铵浓度在12-16 mmol·L-1范围内时, 绿狐尾藻生长良好, 生物量更大, N和P的吸收量更高, 从而利用其构建的人工湿地可以有效去除污染废水的N、P, 达到高效净化水体的目的。

关 键 词:绿狐尾藻  光合色素  氮磷化学计量学    
收稿时间:2021-08-11

Responses of photosynthetic pigments composition,nitrogen and phosphorus stoichiometric characteristics of Myriophyllum aquaticum to exogenous ammonium
XIAN Ying-Nan,ZHANG Ying,LI Bao-Zhen,LUO Pei,XIAO Run-Lin,WU Jin-Shui.Responses of photosynthetic pigments composition,nitrogen and phosphorus stoichiometric characteristics of Myriophyllum aquaticum to exogenous ammonium[J].Acta Phytoecologica Sinica,2022,46(4):451-460.
Authors:XIAN Ying-Nan  ZHANG Ying  LI Bao-Zhen  LUO Pei  XIAO Run-Lin  WU Jin-Shui
Affiliation:Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region, Changsha Research Station for Agricultural and Environmental Monitoring, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China
College of Resources & Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
College of Resources & Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
Abstract:Aims Myriophyllum aquaticum has high tolerance to high concentration of ammonium (NH4+) and thus becomes the preferred species for swine wastewater treatment. It is of great significance to explore the effects of exogenous NH4+ on the photosynthetic pigment composition and the stoichiometric characteristics of nitrogen (N) and phosphorus (P) of the M. aquaticum for improving the purifying efficiency of artificial wetlands system of M. aquaticum.
Keywords:Myriophyllum aquaticum  photosynthetic pigment  stoichiometry of nitrogen and phosphorus  ammonium  
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