锰氧化细菌定殖对漂浮植物大薸去除水中锰和氨氮的影响

将2株具有植物促生长潜力的锰氧化细菌(manganese oxidizing bacteria,MOB)——微小杆菌属(Exiguobacterium)OS和松鼠葡萄球菌(Staphylococcus sciuri)WLS01分别定殖到漂浮植物大薸根部,通过观察和测定水培14 d前后植物的生长和生理响应、水中锰和氨氮含量、植物对锰的转运的变化来研究MOB定殖对植物的影响。结果表明:定殖OS和WLS01后大薸生物量增长比例分别达到31.29%和25.81%,远高于未定殖组,同时增强了其光合作用。但定殖MOB后的大薸根部出现损伤。

龙江河大薸暴长原因分析及防治对策

龙江河大薸暴长对河道正常通行造成了较大的影响,需要进行针对性处理。含氮、磷等营养物质的污水排入龙江河是大薸暴长的原因,采取相应的防治对策,可以减缓水体富营养化趋势。该文在简要介绍龙江河大薸暴长现状的基础上,通过对龙江河进行调查和监测,分析了大薸暴长的原因,并根据这些原因提出了防治对策,旨在为相关人员提供参考。

凤眼莲、大薸对铀胁迫的生理生化响应

为探讨凤眼莲和大薸在铀胁迫下的生理生化响应,通过Hoagland水培试验,研究了不同铀质量浓度处理对凤眼莲和大薸的光合色素质量比、抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性、丙二醛（MDA）含量、游离脯氨酸质量比的影响,以及凤眼莲和大薸对铀的富集能力。结果表明：随铀处理质量浓度增大,凤眼莲和大薸体内铀质量比增加,在50 mg/L铀胁迫下,两者体内铀的质量比达1 550.2 mg/kg和963.0mg/kg;在铀的质量浓度为0.1 mg/L时,凤眼莲和大薸的光合色素质量比无显著变化（p〉0.05）,随着铀质量浓度的增大,光合色素质量比持续降低;在铀的质量浓度为0.1~1 mg/L时,抗氧化酶系统在凤眼莲和大薸缓解较低质量浓度铀胁迫所引起的膜脂过氧化中发挥了重要作用;凤眼莲对铀的耐受能力要强于大薸;高质量浓度（20 mg/L和50 mg/L）铀处理下,凤眼莲和大薸抗氧化酶活性受到抑制;作为渗透调节物质,二者游离脯氨酸质量比均高于对照。

大薸对不同质量浓度畜禽废水的净化作用及生物学效应

实验以自然湿地中采集的大薸为研究对象,在室内模拟条件下首次研究了大薸在低质量浓度至高质量浓度畜禽废水条件下的净化作用及植物生理变化。并探讨了湿地植物大薸对废水的净化作用与生物学效应之间的相关性。研究结果表明:大薸对畜禽废水的CODcr、氨氮、总磷最高去除率分别达到82.33%、69.21%和45.88%。大薸在不同质量浓度畜禽废水胁迫8d后,大薸抗氧化系统酶活性总体呈下降趋势,畜禽废水质量浓度越高,植物损伤情况越明显。大薸叶片中起主要保护作用的酶是POD,变化幅度最明显,对畜禽废水胁迫的敏感性、应激性最强。大薸对畜禽废水的净化作用与大薸的生物学效应相关性较强。

水葫芦和大薸对垃圾渗滤液净化能力的研究

在静态水培试验条件下,对不同浓度垃圾渗滤液条件下水葫芦和大薸的生长状况及其净化效果进行研究。结果表明:在高浓度(COD 3546.7mg.L-1、NH3-N 527.5mg.L-1、TP 8.02mg.L-1)垃圾渗滤液条件下(HCL)水葫芦和大漂全部被毒害致死,在中浓度(COD 1233.3mg.L-1、NH3-N 182.9mg.L-1、TP2.83mg.L-1)垃圾渗滤液条件下(MCL)生长状况差,生物量急剧减少。在低浓度(COD 660.0mg.L-1、NH3-N 99.7mg.L-1、TP 1.59mg.L-1)垃圾渗滤液条件下(LCL)能够正常生长,且对低浓度垃圾渗滤液有较好的净化效果。24d后水葫芦对COD、NH3-N和TP的去除率分别为85.9%,99.8%和84.8%,大薸对COD、NH3-N和TP的去除率分别为89.4%,99.1%和71.7%。试验结束后,COD与NH3-N浓度均达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》排放标准,TP达到《地表水环境质量标准(GB 3838-2002)》Ⅳ类排放标准。

大薸对网箱养殖长吻鮠生长及氮、磷排放的影响

为降低网箱养鱼对水体的污染,探求环保型生态网箱,以体质量为(217.86±36.01)g的长吻鮠Leiocassis longirostris幼鱼和大薸Pistia stratiotes L.为研究对象,对生态网箱与传统网箱中氮(N)、磷(P)的输入和回收情况进行了比较试验。结果表明:生态网箱和传统网箱中N的回收率分别为47.80%和44.36%,两组网箱间无显著差异(P>0.05),生态网箱和传统网箱中P的回收率分别为35.01%和32.53%,两组网箱间差异显著(P<0.05);生态网箱和传统网箱中N的利用率分别为26.87%、25.37%,P的利用率分别为15.82%、15.55%,生态网箱中N、P的利用率略高于传统网箱,但两组网箱间均无显著差异(P>0.05);试验期间生态网箱内大薸共有3次收割,收获总质量为189.5 kg,大薸净增重为154.25 kg,对水中N、P的移除量分别为257.32 g和67.08 g。通过计算大薸对水中N、P的移除量以及网箱养殖长吻鮠N、P的输入和输出总量,从理论上得出网箱面积与大薸栽培面积比为1∶32～35时,可实现网箱养殖长吻鮠N、P的零排放。

基于MaxEnt和ArcGIS预测大薸在云南的潜在适生区

【目的】明确外来入侵植物大薸在云南的潜在适生区,为大薸的防控提供理论依据。【方法】采用最大熵生态位模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS),结合大薸的地理分布数据、7个环境因子及4个地形因子,对其在云南的潜在分布和适生区等级进行预测。通过受试者工作特征(ROC)曲线方法进行验证,运用刀切法分析影响大薸分布的环境变量。【结果】大薸在云南省的适生区面积约13.56万km^2,其中以滇中及滇南地区为主;生境主要为营养富集的水域、沼泽、沟渠和水田等。ROC曲线法得到AUC值为0.907,表明预测结果可靠。刀切法分析显示:影响大薸分布的主要环境因子为最冷季度平均温度、海拔和土地利用类型。【结论】大薸在云南的潜在适生区面积较大,占云南国土面积的30%以上。

重金属胁迫下大薸根际微生物的变化

为了研究重金属对大薸根际微生物区系及氮循环细菌生理类群的影响,采用水培养方法,用4种重金属离子(Hg2+、Pb2+、Cd2+和Cr6+),在不同浓度下对大薸进行胁迫培养。结果表明,Hg2+、Pb2+、Cd2+和Cr6+对大薸根际微生物的影响,随微生物区系或生理类群和重金属的胁迫浓度不同而不同,Hg2+对放线菌、细菌、真菌的毒性最强,Pb2+次之。3类微生物对4种重金属的敏感性表现为放线菌>细菌>真菌。在4种不同重金属和不同浓度胁迫下,氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌的变化有一定差异。

两种除草剂对水葫芦和大薸的防除效果

采用枯叶指数、枯柄指数、新根抑制、鲜重防效等指标,评价480g/L灭草松水剂和10%硝磺草酮可分散油悬浮剂对水葫芦及大薸的防除效果。盆栽毒力测定结果表明,10%硝磺草酮可分散油悬浮剂对水葫芦和大薸新根有很好的抑制作用,药后10d,LC50分别为14.22和7.21mg/L;480g/L灭草松水剂对水葫芦和大薸鲜重的毒力较强,药后10d,LC50分别为548.22和3.49mg/L;药后20d,LC50分别为53.28和3.31mg/L;而2种除草剂对水葫芦叶片、叶柄和大薸的叶片毒力均较低,其中480g/L灭草松水剂对水葫芦叶片和叶柄毒力优于10%硝磺草酮可分散油悬浮剂,药后30dLC50分别为94.40和93.43mg/L;对大薸叶片毒力较强的是10%硝磺草酮可分散油悬浮剂,药后20dLC50为165.07 mg/L,在实际应用中,为提高防治效果,可适当提高剂量或进行混配处理。

水生植物大薸和凤眼莲对水中铀的去除

通过室内水培和静态吸附实验,研究了铀矿区土著水生植物大薸(Pistia stratiotes L.)和凤眼莲(Eichhornia crassipes)对真实铀矿坑水和不同铀浓度水中铀的去除能力。结果表明:干体大薸和凤眼莲根系以1g/L(干重)的比例投加至铀矿坑水(ρ0(U)=1.93mg/L,pH0=7.83)中,1h后,矿坑水中铀去除率分别达58%和48%,5d后铀质量浓度降至0.3mg/L以下;活体大薸和凤眼莲对水体中铀的去除作用主要集中在第1d内,单株鲜重约为400g左右的活体大薸在10min内可以将1Lρ0(U)=0.045~4.5mg/L的水体中铀质量浓度降至30μg/L以下,符合世界卫生组织建议的饮用水标准;单株鲜重约为400g左右的活体凤眼莲在1d内可以将1Lρ0(U)=0.5~4.5mg/L的水体中铀质量浓度降至国家标准(GB 23727—2009)规定值(0.05mg/L)以下。

光照强度和初始放养密度对大薸生长的影响

在网箱内栽培大薸,研究了不同光照强度(55 535、13 328、2 220 lx)和初始放养密度(0.5、1.0、1.5、2.0 kg/m2)对大薸的株高、根长、叶片数、叶面积、分株速率和生物量的影响。结果显示:55 535 lx的光照有利于大薸的生长,在此光照条件下,大薸的株高、根长、叶面积、分株速率和生物量均显著高于其他两种光照情况;大薸的株高、根长、叶片数、叶面积、分株速率和生物量的大小随着光照强度的增强而增加。大薸在密度为2.3 kg/m2左右时,生长速度最快;密度达到5.6 kg/m2左右后,生物量几乎不再继续增加。试验表明,55 535 lx的光照有利于大薸的生长,大薸的适宜栽培密度为2.3 kg/m2,5.6 kg/m2可能是大薸生长的上限密度。

镉胁迫下大薸生长的变化及镉积累、分布特征

为探究镉胁迫对大薸(Pistia stratiotes)生长的影响及其体内镉积累与分布特征,用不同镉浓度(0、10、25、50、75、100μmol·L^(-1))的营养液处理大薸18 d,测定植株生物量、生长形态及其体内镉含量,并分析叶片中镉的亚细胞分布和化学形态。结果表明:随着镉浓度的增加,大薸生物量、冠径、叶片数、分株数和镉富集系数均呈降低趋势,地上部镉含量和镉转移系数呈上升趋势,地下部镉含量、总镉含量、单株富集量呈先上升后降低的趋势。在各处理下,大薸地下部镉含量均大于地上部。当镉浓度>10μmol·L^(-1)时,大薸叶片细胞壁组分镉的占比最大(42.61%~46.91%),其次是细胞器组分(27.04%~39.72%)和可溶性组分(17.68%~26.06%)。细胞壁和可溶性组分镉的占比随着镉浓度的增加呈上升趋势,细胞器组分则呈下降趋势。大薸叶片中镉主要以醋酸提取态为主(35.00%~59.06%),其次是氯化钠提取态(16.72%~26.45%)和水提取态(7.77%~33.22%)。研究表明:大薸通过根系固持、细胞壁固定和液泡区室化避免严重镉胁迫损伤,通过醋酸提取态贮藏降低镉毒性和移动性;10~100μmol·L^(-1)镉处理18 d后,大薸可维持较高的镉富集量和较低的生物量,在进行镉污染水体生态修复的同时避免因其快速生长而引起水体二次污染。

大薸和海芋对池塘水净化作用研究

研究了大薸和海芋对池塘水中氨氮(NH3-N)和化学需氧量(CODCr)的去除作用。结果显示,两种植物对NH3-N均有明显的去除效果。曝气条件下,处理3d后,NH3-N的去除率分别达99.19%和99.11%,净去除率分别为70.51%和70.44%。非曝气条件下,两种植物对NH3-N的去除率也很高。经大薸处理4d后,NH3-N的去除率达98.71%,净去除率为79.09%;经海芋处理5d后,NH3-N的去除率达99.21%,净去除率为71.85%。大薸和海芋对CODCr也有较好的去除效果。曝气条件下,大薸和海芋对CODCr的去除率分别达88.65%和82.98%;非曝气条件下,去除率分别达73.29%和73.30%。由此可见,大薸和海芋作为水体污染修复植物具有良好的应用前景。

大薸对练江水体重金属的去除和富集特征研究

研究大薸在pH=5.0和7.0,N/P为201、161、121条件下,对练江水体中重金属的去除效果和富集能力。结果表明不同N/P,大薸对5种离子的最大去除率顺序为Zn>As>Cu>Hg>Pb(pH=5.0)、Hg>Zn>As>Pb>Cu(pH=7.0)。pH=5.0,对Zn、As选择性较强,最佳净化周期15 d左右,N/P=121去除效果最佳;pH=7.0,对Hg的选择性较强,最佳净化周期为8 d左右,N/P=161和121去除效果最佳。不同条件下,大薸对5种离子最大富集系数均远大于1,说明大薸是一种可能有潜力用于练江水体修复的耐性植物。

大薸对水中氟化物的去除及机理研究

选取大薸(P.stratiotes)用于去除水中氟化物。研究供试植物对水中氟化物的去除效率及机理。结果表明大薸对5~60 mg F/L的水中氟化物浓度去除效率为15.06%~63.96%。在高浓度氟化物胁迫下,出现了氟去除率下降的情况。大薸植株根和叶富集的最高氟含量分别为44.72μg·g^(-1)DW和47.37μg·g^(-1)DW。大薸在氟胁迫下出现了特定生长率降低的情况。

大薸生态塘-渔业模式对猪场粪污沼液氮磷消纳研究

规模化畜禽养殖的废物排放是中国农村生态环境污染的主要原因之一,如何生态处理这些废物是当前生态建设亟待解决的问题。该文通过盆栽试验并结合一定规模示范,研究了以大薸(Pistia stratiotes)为生态塘的水质净化植物,同时作为渔业饵料设计的生态塘-渔业模式对猪场粪污沼液中氮、磷的消纳。结果表明,沼液中氮、磷浓度在合适范围(NH_4^+-N为3.0~5.0 mg/L,TP为0.38~0.63 mg/L)时,大薸生长速度较快,7 d内平均单株有效分蘖数可达9.3个,鲜重增重率则达140.8%;大薸具有较强的水质净化能力,氮的平均去除率达97.2%,磷达85.1%。生态塘(400 m^2)示范结果进一步证实,大面积种植大薸并用作饵料(放养模式为青-草-鲢-鳙-鲫-扁),水体的氮、磷并未出现持续升高现象,相反,总体下降,说明大薸生态塘-渔业养殖模式能够有效地消纳沼液中的氮、磷。据捕捞对象总产量及其体内氮、磷含量,在维持水质不变的前提下,1 hm^2生态塘1年可安全消纳猪场粪污沼液约2 761 m^3(相当氮为726.8 kg,磷为74.6 kg)。沼液-大薸-养鱼放养模式的年利润为全投喂配合饲料养鱼利润的200%左右。该结果说明,生态塘-渔业模式可有效地利用水环境中的氮、磷,实现污水的生态处理。

凤眼莲、大薸对水体重金属复合污染的富集及去除效果研究

研究了凤眼莲（Eichhorniacrassipes）和大藻（Pistiastratiotes L．）对水体中Hg^2＋、pb^2＋、Cd^2＋、Zn^2＋、Cu^2＋、复合污染的富集和去除效果。结果显示：凤眼莲和大藻对5种重金属的富集系数都较大，凤眼莲的富集系数大小顺序为Pb^2＋〉Zn^2＋〉Cd^2＋〉Hg^2＋〉Cu^2＋，大藻的富集系数大小顺序为pb^2＋〉Cd^2＋〉Zn^2＋〉Hg^2＋〉Cu^2＋。凤眼莲对5种重金属离子的最大去除率分别为〉95．45％、98．33％、90．40％、84．64％、27．43％，大藻的最大去除率分别为〉95．45％、97．23％、84．00％、84．53％、38．54％。凤眼莲、大藻与对照组相比去除率差异均极显著（P〈O．01），而2种植物间去除率差异不显著（P〉0．05）。除了cu^2＋之外其他4种离子（Hg^2＋、Pb^2＋、Cd^2＋、Zn^2＋）在4～12d内从0．0011、0．1359、0．0125、0．2780mg／L。降到了符合《渔业水质标准》。

基于GARP的大薸潜在适生区预测

大薸(Pistia stratiotes L.)原产热带和亚热带的小溪或淡水湖中,是入侵风险较高的水生植物之一。利用现有的大薸分布点数据,基于GARP模型采用刀切法选取最优环境因子集合,对其在我国的潜在分布区进行预测,并使用ROC曲线对其预测结果进行精度检验。结果表明,坡度、年平均气温、最冷月气温、多年平均降水量等对其适生区分布影响显著。现有数据表明,预防生物入侵往往比入侵后控制更为经济有效。该研究的目的就是预测大薸的适生区,从而寻找更经济有效的方法阻止它的入侵。

大薸与满江红对网箱养殖长吻鮠氮磷排放的影响

为缓解网箱养鱼对承载水体造成的污染,以漂浮植物大藻(Pistia stratiotes L.)和满江红[Azolla imbircata(Roxb.)Nakai]为研究对象,设置满江红、大藻及混养三组生态网箱以及传统网箱,探究种植水生植物对网箱养殖长吻(?)氮磷排放的影响。结果表明:三组生态网箱(满江红、大藻、混养)和传统网箱氮的回收率分别为38.43%、36.20%、36.14%和34.18%,磷的回收率分别为30.09%、29.01%、28.18%和27.00%,三组生态网箱的氮磷回收率显著高于传统网箱,而大藻生态网箱的氮磷回收率与混养生态网箱无显著性差异,满江红生态网箱的氮回收率与大藻及混养生态网箱均有显著性差异,但三组生态网箱间磷的回收率之间无显著性差异。四组网箱之间的氮磷利用率无显著性差异。通过比较,满江红对氮磷移除效果优于大藻和混养,当网箱面积与满江红种植面积为1:24.64左右时,养殖长吻(?)网箱的氮和磷为零排放。

大薸及其附着物对网箱养殖水域氮磷去除效果的初步研究

为了减少网箱养殖对水体的污染,在网箱内种植漂浮性水生植物大薸(Pistia stratiotes),并设置试验网箱和对照网箱进行对比分析。结果显示:试验网箱内的大薸及其附着物对养殖水体中氮、磷去除效果显著。养殖30 d内,大薸共去除氮201.26 g,去除磷71.53 g,附着物共去除氮5.91 g,去除磷3.01 g,附着物氮、磷去除分别占大薸氮、磷去除的2.94%和4.21%。试验网箱和传统网箱,氮的回收率分别为(41.27±1.28)%和(37.15±1.26)%,两组网箱间差异显著(P<0.05);磷的回收率分别为(31.26±1.27)%和(27.87±1.13)%,差异显著(P<0.05);氮的利用率分别为(26.32±2.32)%和(23.15±1.75)%,两组网箱间差异显著(P<0.05);磷的利用率分别为(17.21±0.51)%和(14.63±0.43)%,差异显著(P<0.05)。研究表明,大薸及其附着物通过吸收水体中的氮、磷等营养物质,可以降低网箱养殖对水体的污染。