伊乐藻对富营养化水体的净化作用分析

利用室内静态模拟生长体系,研究了沉水植物伊乐藻在夏季高温季节5种不同氮磷营养条件水体中的生长状况及其对水体中氮、磷的净化效果。结果表明:低氮(1.0～5.5mg.L-1)、低磷(0.3～1.3mg.L-1)营养盐水体中的伊乐藻生长状态良好,但在高浓度氮(8.0mg.L-1)、磷(2.0mg.L-1)营养盐条件下,伊乐藻生长在后期受到部分抑制。伊乐藻对水体氮磷的去除效果随水体氮磷浓度的增加而增强,与起始水体氮磷含量相比,不同营养盐条件处理50d时,各处理伊乐藻对水体总氮的去除率分别达到55.88%、85.51%、88.18%、93.57%、95.97%,总磷的去除率分别达到47.55%、74.31%、57.75%、79.23%、74.92%。可见,伊乐藻在夏季高温季节对水体氮磷有一定去除效果,且对氮的去除效率高于磷,其对高氮、高磷环境有一定的耐受能力。     

沉水植物生长和腐解对富营养化水体氮磷的影响机制研究进展

沉水植物作为湖泊、河流等生态系统的主要高等植物, 在修复富营养化水体中的作用日益受到重视, 合理利用沉水植物是去除富营养化水体氮磷的有效途径。沉水植物对水体氮磷的迁移转化影响包括生长和腐解两个阶段。文章综述了沉水植物生长对富营养化水体氮、磷的净化效果和净化机制, 分析了沉水植物腐解对氮、磷迁移转化的持续影响, 并提出了今后沉水植物净化氮、磷的研究方向, 为沉水植物推广应用于修复富营养化水体提供理论基础。     

柳树新无性系(A42)对富营养水体不同浓度磷的吸收和净化机制

磷是评价水体富营养化的因子之一,也是植物生长必需营养元素,研究速生木本植物对富营养水体中磷的吸收具有重要意义.本研究以旱柳新无性系A42为对象,于2017年7—9月在温室大棚中进行浮床水培试验,研究了旱柳对不同磷营养水平水体(低磷0.1、0.2 mg·L^-1;中磷1.0、2.0 mg·L^-1;高磷10.0 mg·L^-1)的吸收和净化机制.结果表明:旱柳能有效净化水体中的磷营养(21 d达到79%以上),去除量与水体磷浓度呈正相关,但去除率随水体磷浓度增加呈先升高后降低趋势.旱柳可于7 d内将磷浓度为0.1～1 mg·L^-1的富营养水体中磷浓度降低至富营养阈值(0.016～0.032 mg·L^-1).旱柳富集同化的磷含量占水体磷总输入量的29.0%～66.9%,富集同化量与富集同化率分别与水体磷浓度呈正相关和负相关.旱柳在不同磷浓度水体中均能正常生长,根冠比随水体磷浓度下降而显著增加.氮、磷在旱柳体内积累均表现为茎>叶>根,旱柳的氮、磷转运系数均大于3,在高磷浓度水体中,氮磷营养在旱柳的茎部大量积累,氮、磷转运系数分别显著增加至4.53±0.24和4.92±0.62.表明旱柳在不同磷浓度富营养水体中均能正常生长且有良好的净化能力,能够通过富集转运磷营养至地上部来减少二次污染.实际应用中,对于低磷浓度水体,适合做短期净化;对于高磷浓度水体,适合做长期净化.     

紫萍磷转运蛋白1;1 cDNA序列的克隆及表达模式

紫萍Spirodela polyrrhiza是一种在生物质资源开发利用和水体生物修复中广泛使用的漂浮植物。随着水体富营养化日益严重,紫萍在水面随处可见。有文献报道紫萍对水体中的氮和磷有良好的净化作用。为了深入研究紫萍对水体中无机磷的吸收和转运,以紫萍为材料提取RNA反转录为cDNA,以此为模板,扩增得到1条特异性片段,其开放读码框 (ORF) 全长序列为1 620 bp,编码539个氨基酸,命名为SpPHT1;1,在GenBank中登录号为MN720003。生物信息学分析表明,SpPHT1;1没有内含子,编码的蛋白是一种稳定的、疏水的、具有11个跨膜结构域的蛋白,其结构具有主要协助转运蛋白超家族 (Major facilitator superfamily,MFS) 保守的结构域,聚类分析显示紫萍SpPHT1;1与玉米ZmPHT2和高粱SbPHT1-8有较近的亲缘关系,推测其属于植物磷转运蛋白家族PHT1成员。正常磷条件,SpPHT1;1在紫萍叶中的表达明显多于根;低磷条件促进该基因的表达,相对表达量在紫萍根和叶生长48 h时均达到峰值;丰磷条件会抑制基因表达,说明SpPHT1;1的表达会受到外界磷浓度的影响。研究结果有助于紫萍磷转运蛋白基因功能的进一步深入研究,为紫萍的进一步开发和利用提供理论依据。     

氮磷硅添加对青藏高原高寒草甸垂穗披碱草叶片碳氮磷的影响

以甘南高寒草甸常见牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,比较不同氮磷硅添加下,垂穗披碱草叶片对元素添加的反应。研究发现:氮添加显著提高土壤中硝态氮和铵态氮的含量;磷添加提高了土壤中全磷和速效磷的含量;高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合可提高土壤中硝态氮的含量或全磷和速效磷的含量;氮和磷单独添加分别能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷含量,高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合添加都能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷的含量。就硅元素而言,高浓度的硅添加,硅与氮或磷混合添加能提高土壤硝态氮、全磷和速效磷的含量,促进垂穗披碱草对土壤中氮磷的吸收,从而使植物叶片中氮磷的含量增加。     

人工湿地脱除富营养化水体氮磷的研究进展

水体中氮磷营养物质不断积累,部分藻类及水生生物的过度繁殖,导致了水体的富营养化。水体富营养化防治的关键是减小水中氮、磷的含量。人工湿地是一项新型的废水处理技术,近年来在脱除富营养化水体氮磷中获得广泛研究和应用。本文在简述脱氮除磷机理的基础上,较系统地阐述了影响人工湿地脱除氮磷的因素及工艺的在改善水体富营养化的研究进展,以便在构建人工湿地中对各项因素综合考虑及兼顾利用,提高人工湿地修复富营养化水体的综合效能。     

漂浮植物对富营养化水体中氮磷去除效果研究

通过模拟不同程度富营养化水体,研究凤眼莲、水芙蓉和莲花竹在不同处理浓度水体中对氮、磷的去除效果。结果表明:凤眼莲、水芙蓉和莲花竹对水体中的氮、磷都有一定的去除效果,经过30 d的净化试验,凤眼莲对氮、磷去除率分别为50%~78.46%和68.16%~89.56%,水芙蓉对氮、磷去除率分别为57.58%~76.87%和72.28%~76.47%,莲花竹对氮、磷去除率分别为0.60%~10.80%和2.48%~10.04%。在现场试验中,水体中总氮和总磷分别降低了31.17%和20.48%,由此可见,凤眼莲和水芙蓉对氮、磷有较好的去除效果,能够改善富营养化水体。     

小球藻净化污水中氮磷能力的研究

在小球藻液中分别添加不同浓度的N、P溶液,研究小球藻净化氮、磷的能力。实验结果表明,氮磷组合浓度不同时对小球藻吸收氮、磷有一定影响;在最佳pH为8.0-8.5的条件下,吸收率可达80％左右;升高温度或加强光照有利于小球藻对磷、氮的吸收。小球藻对氮、磷的吸附随着培养时间的延长而逐渐升高。     

乡土水生植物对富营养化水体的净化效果研究

为了解乡土水生植物净化富营养化水体的效果,研究了广东地区5种乡土水生植物对2种富营养化水体总氮(TN)、总磷(TP)的净化效果和植物的生长状况。结果表明,与无植物空白相比,5种乡土植物使低、高浓度水体的TN去除率分别提高了3.8%～13.3%和13.2%～17.1%,TP去除率分别提高了15.2%～22.1%和11.3%～57.6%,其中野荸荠(Eleocharis plantagineiformis)适用于净化低氮水体;酸模叶蓼(Polygonumlapathifolium)适用于高氮水体;三白草(Saururuschinensis)适用于低磷水体;菱角(Trapa komarovii)适用于低氮或高磷水体;水龙(Ludwigia adscendens)对2种水体均有较好的净化效果,对高磷水体效果极佳。5种乡土植物在低、高浓度水体中均旺盛生长,水龙的生物量净增长率分别达375.5%和539.8%,表现最优,其次为菱角;水葫芦(Eichhorniacrassipes)则在高浓度水体中腐烂死亡,加重了水体污染。水龙、菱角对污染物的吸收作用较强,对P的吸收能力显著优于其他植物(P0.05)。因此,5种乡土植物均可作为广东地区富营养化水体修复的备选植物,其中水龙和菱角的开发潜力最大。     

水淹条件下三峡水库消落带常见草本植物的分解

对三峡水库消落带10种常见的一年生和多年生草本植物进行模拟淹水试验,研究水淹条件下植物分解释放氮磷规律和分解速率与植物组织内营养元素及结构性碳水化合物含量之间的关系.结果表明:不同物种分解速率不同,水花生的分解速率最大,分解速率常数k=0.0228 d-1,莠竹最小,k=0.0029 d-1,但一年生草本和多年生草本的分解速率差异不显著.一年生草本与多年生草本氮磷含量差异不显著,其中,双穗雀稗和鬼针草对水体氮磷含量影响最大;水花生氮释放能力较强,但对水体磷含量影响最小;水体中总氮、总磷含量与植物分解速率、植物体分解初始C含量、C∶N、木质素∶N呈显著负相关,与植物体K、Ca、N含量呈显著正相关.     

太湖典型菜地土壤氮磷向水体径流输出与生态草带拦截控制

农业面源氮磷输出是导致太湖流域地表水富营养化主要原因之一,查明该地区农田土壤地表径流氮磷向水体迁移形态与通量,并实施径流控制,对水体富营养化治理具有重要现实意义。蔬菜地是太湖流域重要的农业种植方式。通过设置野外径流小区,观测了春夏季蔬菜地土壤氮磷径流输出,并探讨了生态拦截草带对径流中不同形态氮磷拦截效果。结果表明,2004年10月25日至2005年8月17日,菜地土壤氮磷径流输出总量分别为3 010.9和695.0 g.hm-2;其中颗粒态为主,分别占64%和75%。可溶态氮中,NH4 -N为主,占50%,可溶态磷中H2PO4-为主,占87%。生态拦截草带对径流氮和磷拦截效率分别为42%~91%,30%~92%。生态草带对颗粒态氮磷拦截效率大于可溶态。拦截草带可有效地控制蔬菜地土壤氮、磷通过径流向水体迁移。     

3-吲哚乙酸对铜钱草去除氮磷的影响

迅猛发展的水产养殖业在带动经济发展的同时，也引发了一定的环境问题，如养殖废水任意排放，引起河流、湖泊、水库等水体富营养化。水生植物可通过植物根系的吸附、转化、富集等作用降低水中氮磷的浓度。目前已有一些利用铜钱草吸收氮磷营养盐进而改良水质的研究，但主要集中在对不同水质的氮磷吸收率方面。基于此，文章将研究铜钱草在不同浓度吲哚乙酸的作用下对氮、磷的去除效率和蛋白质生理指标的变化，以期为铜钱草作为废水处理植物的应用提供参考。     

鲢、鳙在东湖生态系统的氮、磷循环中的作用

我们研究了鲢、鳙在停食状况下氮、磷的排泄量及在有鱼及无鱼的水环境中鱼类及微囊藻的氮、磷释放率。结合有关参数进行换算,从量的方面评价了鲢、鳙在东湖生态系统物质循环中所起作用:①鲢、鳙摄食过程加速了水体氮、磷释放进程(有鱼水体氮、磷释放率分别为无鱼水体的1.88和1.41倍),但其释放量(粪便的氮、磷释放量分别为水体氮、磷总含量的11.45％和3.4％)不足以左右东湖水体初级生产量的变动;②鲢、鳙摄食过程一方面提高了对初级生产量的利用率,而另一方面却通过鱼体积贮从水体中移出大量氮(52.20吨)、磷(11.36吨),分别占水体浮游物总氮、磷的3.01％和5.28％;③鲢、鳙大量摄食浮游动物,降低了被摄食种群的密度,缩短被摄食种群生物量周转期(1982年被摄食种群的生产量为1981年的1.05倍,鲢、鳙放养量为1981年的7倍;这两年鱼摄食量分别占其被摄食种群产量的31.73％及0.63％,被摄食种群的ρ/B系数分别为67.92及48.01);这样水体中浮游动物产量的相对稳定,也就促使浮游植物产量相对平衡。     

镇海水库拟柱孢藻的分离鉴定和氮磷对其生长的影响

以分离自广东省镇海水库的拟柱孢藻N8为对象, 探究其在不同磷浓度及氮磷浓度组合下的生长情况。结果表明, 拟柱孢藻N8对磷的适应范围很宽, 在0.025.12 mg/L磷浓度下均能生长, 最适生长磷浓度范围为0.165.12 mg/L, 磷浓度的升高能显著延长拟柱孢藻的对数生长期和提高生物量。动力学分析表明, 拟柱孢藻N8有较低的KSP值, 对磷元素的亲和性较高, 在磷营养贫乏的环境下更容易形成优势。在氮磷组合实验中, 低氮(0.5 mg/L)显著抑制拟柱孢藻的生长, 且这种生长抑制不受磷浓度的影响; 而在低磷(0.04 mg/L)条件下, 水体中氮浓度的增加会显著促进拟柱孢藻的生长, 拟柱孢藻在高氮中磷和高氮高磷下的生长显著优于其他氮磷组合条件。研究表明, 广东省水库拟柱孢藻的生长受磷的限制较弱, 氮是其生长的决定因子。       

石莼和海马齿对海水养殖水体的单一及协同净化效果

为探究水生植物对海水养殖水体的净化作用以及不同水生植物之间的协同净化效果,本研究开展了石莼单一处理、海马齿单一处理以及海马齿与石莼协同处理海水养殖水体实验。结果表明:不同种植密度的石莼均可显著改善水质,其中2.0 g·L~(-1)的种植密度最为合适,处理12 d后,对COD、无机磷、铵氮和总氮的去除率分别达到41.7%、76.9%、81.8%和67.2%;不同种植密度的海马齿同样显著改善水质,其中4.8 g·L~(-1)的种植密度最为合适,在处理12 d后,对COD、无机磷、铵氮和总氮的去除率分别达到49.0%、20.8%、98.5%和55.9%;海马齿与石莼协同处理对COD、无机磷、铵氮和总氮的去除率分别达到了36.7%、100.0%、100.0%和88.8%,表明不同类型水生植物混合种植能够有效提高其对养殖水体的净化能力。本研究表明,石莼及海马齿均能改善养殖水体水质,且适当的密度与合理的搭配能够有效促进植物修复效果。     

氮磷供应量及比例对灰绿藜种子性状的影响

全球氮沉降不仅改变土壤氮和磷的有效性, 同时也改变氮磷比例。氮磷供应量、比例及其交互作用可能会影响植物种子性状。该研究在内蒙古草原基于沙培盆栽实验种植灰绿藜(Chenopodium glaucum), 设置3个氮磷供应量水平和3个氮磷比例的正交实验来探究氮磷供应量、比例及其交互作用对灰绿藜种子性状的影响。结果发现氮磷供应量对种子氮浓度、磷浓度和萌发率影响的相对贡献(15%-24%)大于氮磷比例(3%-7%), 而种子大小只受氮磷比例的影响。同时氮磷供应量和比例之间的交互作用显著影响种子氮浓度和磷浓度。同等氮磷比例情况下, 低量养分供应提高种子氮浓度、磷浓度和萌发率。氮磷比例只有在养分匮乏的环境中才会对种子大小和萌发率产生显著影响。总之, 灰绿藜种子不同性状对氮或磷限制的敏感性不同, 同时种子性状也对养分限制表现出适应性和被动响应。     

硝态氮与无机磷浓度及其比例对簇生舟形藻生长生理及细胞形态的影响

为探究水体中不同氮、磷营养盐水平对硅藻生长的影响以及硅藻对营养盐污染的指示作用,该研究以簇生舟形藻(Navicula gregaria Donkin)为研究对象,采用不同浓度硝态氮(NO~-_3-N,0.5～500 mg·L~(-1))、无机磷(H_2PO~-_4-P,0.05～25 mg·L~(-1))及氮磷浓度比(5∶1～100∶1)于室内培养13 d,胁迫期间测定分析各处理组簇生舟形藻的生长状况、生理指标及细胞畸形率。结果显示:(1)当NO~-_3-N、H_2PO~-_4-P浓度及氮磷比分别低于50 mg·L~(-1)、1 mg·L~(-1)和50∶1时,簇生舟形藻13 d内的细胞密度、叶绿素a含量和蛋白质含量均随着浓度的增加逐渐升高,藻细胞内的MDA含量及SOD、CAT活性呈现持续下降的趋势;当NO~-_3-N浓度为50 mg·L~(-1)、H_2PO~-_4-P浓度为1 mg·L~(-1)、氮磷比为50∶1时,簇生舟形藻的细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量以及比生长速率最高;高浓度NO~-_3-N( 250 mg·L~(-1))、H_2PO~-_4-P( 5 mg·L~(-1))和高氮磷比( 50∶1)处理下,簇生舟形藻细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量多显著降低,MDA含量及SOD、CAT活性与其他处理组相比却呈现明显上升趋势。(2)在500 mg·L~(-1)NO~-_3-N和25 mg·L~(-1)H_2PO~-_4-P处理第13天时,分别有8.6%和7.2%藻细胞形态发生畸变,表面不规则,细胞严重变形,细胞中心区域增宽,细胞末端微尖等现象。研究表明,水体中增加适当浓度和比例的氮磷营养盐可以促进簇生舟形藻类的生长和生理活性,但当环境中氮、磷及氮磷比过高时则会抑制簇生舟形藻的主要生理指标,最终影响其在水体中的生长情况甚至导致其生态群落结构发生变化。     

小型生活污水受纳水体浮游植物增长的氮、磷限制研究

为研究生活污水处理后其受纳水体中浮游植物增长的氮磷限制,选取某生活污水处理系统的受纳水体为研究对象,依据我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189182002)一级A标准(氨氮5 mg/L和磷0.5 mg/L)进行氮磷营养盐最高浓度和浓度梯度添加微宇宙实验模拟实验。最高浓度添加实验结果显示N、P双添加的实验组中3d后叶绿素a的浓度显著(P0.05)高于单独添加氮和单独添加磷实验组。因此,氮和磷是被研究水体浮游植物生长的共同限制因子。同时结果还暗示受纳水体接纳处理后的生活污水仍可能会造成浮游植物在短期内剧烈增长。浓度梯度添加实验结果显示,将磷控制在0.27 mg/L或者将氮控制在1.0 mg/L以下,可以有效降低被研究水体浮游植物的增长。据此可以进一步严格生活污水处理后的排放标准以降低受纳水体水华的风险。     

穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)在不同程度富营养化水体中的营养积累特点及营养分配对策

通过对栽培于3个不同程度的富营养化水体(富营养化程度为水体1<水体2<水体3)中的穗花狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)进行研究,测定了不同时期植物体各个器官的氮磷含量及生物量分配,探讨了富营养化水对其营养积累及分配格局的影响。结果表明,重度富营养化的水体3中穗花狐尾藻组织中的氮含量显著高于其它两个水体;而由于水体1和水体2的氨态氮含量无显著差异,植物组织中的氮含量在水体1和水体2间无显著差异。富营养化程度高的水体2中植物磷的含量显著低于富营养化程度低的水体1中的植物,但在重度富营养化的水体3中,叶子的磷含量却远高于其它两个水体,这是由植物不同部位吸收的磷在各器官间分配不同所造成的。由于底泥的营养含量丰富,在3个不同程度的富营养化水体中,穗花狐尾藻的根冠比并未表现出明显差异。     

凉水天然阔叶红松林植物叶片与细根的N∶P化学计量特征

叶片与细根是植物体地上和地下部分重要的营养器官,二者的化学计量学特征的关联性研究是探讨植物适应策略的重要方面。本研究对凉水国家级自然保护区天然阔叶红松林中34种常见植物叶片与不同根序级间氮含量、磷含量和氮磷比的差异性及相关性进行了研究。结果表明,氮、磷元素在不同器官中的含量有显著差异,且不同器官中的氮、磷元素具有一定的相关性;叶片的氮、磷含量和氮磷比高于细根,1~2级细根的氮、磷含量和氮磷比高于3~5级细根;植物叶片和各级细根的氮含量与其磷含量呈显著正相关,氮磷含量相关性高低顺序为:1~2级根叶片3~5级根;叶片与1~2级细根的氮含量、磷含量以及氮磷比均呈显著相关,叶片与3~5级根的氮含量呈显著相关;在不同生长型植物中,乔木、灌木和草本植物的叶氮、叶磷含量、叶氮磷比与不同级细根的氮、磷含量、氮磷比呈显著正相关。本研究阐明了植物叶片与不同根序级间氮磷化学计量学特征的相关性,有助于理解植物各性状之间的相互作用以及植物生长过程中对资源的利用和分配。