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水生植物对水体氮磷的吸收特性及其在生态沟渠中的应用

作　者: 徐秀玲
导　师: 曹林奎
学　校: 上海交通大学
专　业: 农药学
关键词: 稻田水生植物水体生态沟渠氮磷
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文以上海地区常见几种水生植物为研究对象,通过室内水培试验和室外池体小区试验,研究了不同水生植物吸收水体氮、磷特征,在此基础上,设计与构建了生态沟渠,以探讨水生植物在生态沟渠中拦截氮磷的效果。主要研究结果如下:(1)室内水培试验比较菖蒲、水葫芦、水竹、花叶芦竹等四种水生植物对富营养化水体中氮、磷的去除效果。结果表明,这四种植物对水体中的氮、磷的去除率有明显差异,如对水体总氮的去除率:水竹(77.4%)>水葫芦(75.6%)>菖蒲(70.2%)>花叶芦竹(57.3%);对水体总磷的去除率:水葫芦(45.0%)>菖蒲(38.5%)>水竹(34.0%)>花叶芦竹(30.5%)。植物吸收氮的量高低为水竹>水葫芦>菖蒲>花叶芦竹,植物吸收磷的量高低为水葫芦>菖蒲>水竹>花叶芦竹。植物吸收氮贡献率高低为水葫芦(57.5%)>水竹(47.7%)>菖蒲(33.7%)>花叶芦竹(27.6%),植物吸收磷贡献率高低为水竹(58.9%)>菖蒲(57.2%)>水葫芦(55.5%)>花叶芦竹(45.0%)。(2)池体小区试验研究了菖蒲、香蒲、鸢尾三种植物在三种不同浓度的水体中的生长状况及对水体中氮磷的吸收效果。结果表明,鸢尾和香蒲在三种浓度的水体中均能正常生长,菖蒲的生长则受到影响;这三种植物对不同浓度的氮、磷水体中的去除率不同,鸢尾对三种不同浓度水体的总氮的去除率分别为69.0%,88.8%,69.9%,平均去除率为75.9%,菖蒲对总氮的去除率分别为66.5%,82.2%,54.2%,平均去除率为67.6%,香蒲对总氮的去除率分别为64.1%,77.0%,74.3%,平均去除率为71.8%;三种浓度下对水体总磷的去除率鸢尾为70.0%,87.7%,77.5%,平均去除率为78.4%,菖蒲总磷的去除率分别为54.0%,80.0%,55.8%,平均去除率为63.3%,香蒲总磷的去除率分别为44.0%,60.5%,61.6%,平均去除率为55.4%。总氮的去除效果为鸢尾>香蒲>菖蒲,总磷的去除效果为鸢尾>菖蒲>香蒲。在低浓度条件下,菖蒲和鸢尾氮含量增加较多,中浓度和高浓度条件下鸢尾吸收氮最多。3种植物的含磷量差异较大,单株植物磷含量大小鸢尾>菖蒲>香蒲,三种浓度下,鸢尾吸收的磷最多。(3)通过搭配种植水生植物,构建稻田系统生态沟渠,监测了四次降雨径流后水体中氮、磷含量的变化,得出生态沟渠对氮、磷的去除率:结果表明其对铵态氮的平均去除率达到50.8%,对硝态氮的平均去除率为44.7%,对总氮的平均去除率为45.1%,对总磷的平均去除率为30.2%,示范区稻田湿地氮磷流失去除率达到30%以上。

全文目录

摘要  7-10
ABSTRACT  10-17
第一章文献综述  17-35
  1.1 引言  17-18
    1.1.1 上海地区水稻种植情况  17
    1.1.2 水稻生产中存在的问题  17-18
  1.2 农田氮磷损失途径、危害及控制技术研究  18-21
    1.2.1 农田氮磷损失的途径  18-19
    1.2.2 农田氮磷流失对水环境的危害  19-20
    1.2.3 稻田氮磷流失控制技术研究  20-21
  1.3 利用水生植物净化水体  21-25
    1.3.1 水生植物类型和用作水体净化品种的筛选  21-22
    1.3.2 水生植物净化机理  22-24
    1.3.3 水生植物净化水体的处理方式  24-25
  1.4 水生植物净化富营养化水体的影响因素  25-29
    1.4.1 植物本身对水体净化效果的影响  25-26
    1.4.2 环境因素对水体净化效果的影响  26-28
    1.4.3 水体因素对水体净化效果的影响  28-29
  1.5 生态沟渠对水体中氮磷的拦截作用  29-31
    1.5.1 生态沟渠研究情况  29-30
    1.5.2 生态沟渠对氮磷去除机理  30-31
  1.6 水生植物净化水体应用中存在的问题及研究热点  31-33
    1.6.1 水生植物净化水体应用中存在的问题  31-32
    1.6.2 水生植物应用研究热点  32-33
  1.7 本研究意义及技术路线  33-35
    1.7.1 研究意义  33
    1.7.2 技术路线  33-35
第二章不同水生植物吸收氮磷的室内水培试验  35-52
  2.1 材料与方法  35-40
    2.1.1 供试植物材料和培养液  35-36
    2.1.2 主要试剂和仪器  36
    2.1.3 试验方法  36-37
    2.1.4 测定方法  37-40
    2.1.5 数据分析方法  40
  2.2 结果与分析  40-50
    2.2.1 水生植物对水体中pH 值变化的影响  40-41
    2.2.2 水生植物对水体中铵态氮的吸收效果  41-42
    2.2.3 水生植物对水体中硝态氮的吸收效果  42-43
    2.2.4 水生植物对水体中总氮的吸收效果  43-45
    2.2.5 水生植物对水体中总磷的吸收效果  45-46
    2.2.6 水体中水生植物的生理变化  46-48
    2.2.7 水生植物体内氮磷含量的变化  48-50
  2.3 小结  50-52
第三章水生植物吸收氮磷的池体小区试验  52-72
  3.1 材料与方法  52-56
    3.1.1 试验区概况  52-53
    3.1.2 供试材料  53-54
    3.1.3 主要试剂和仪器  54
    3.1.4 试验方法  54-55
    3.1.5 测定方法  55
    3.1.6 数据分析方法  55-56
  3.2 结果与分析  56-70
    3.2.1 水生植物对三种浓度水体铵态氮的吸收效果  56-58
    3.2.2 水生植物对三种浓度水体硝态氮的吸收效果  58-61
    3.2.3 水生植物对三种浓度水体总氮的吸收效果  61-64
    3.2.4 水生植物对三种浓度水体总磷的吸收效果  64-67
    3.2.5 不同浓度处理植株地上部分生物量的变化情况  67-68
    3.2.6 不同浓度处理植株体内氮磷含量的变化  68-70
  3.3 小结  70-72
第四章水生植物在稻田生态沟渠中的应用  72-83
  4.1 材料与方法  72-77
    4.1.1 试验区概况  72-74
    4.1.2 水生植物布置  74-76
    4.1.3 主要试剂及仪器  76
    4.1.4 试验方法  76-77
    4.1.5 测定方法  77
    4.1.6 数据分析方法  77
  4.2 结果与分析  77-82
    4.2.1 生态沟渠对水体中铵态氮的吸收效果  78-79
    4.2.2 生态沟渠对水体中硝态氮的吸收效果  79-80
    4.2.3 生态沟渠对水体中总氮的吸收效果  80-81
    4.2.4 生态沟渠对水体中总磷的吸收效果  81-82
  4.3 小结  82-83
第五章结论与展望  83-86
  5.1 结论  83-85
    5.1.1 室内水培试验水生植物吸收氮磷效果  83-84
    5.1.2 池体小区试验中不同浓度水体下水生植物对氮磷的吸收效果  84
    5.1.3 生态沟渠构建及氮磷拦截效果  84-85
  5.2 展望  85-86
参考文献  86-95
致谢  95-96
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