水芹-绿狐尾藻人工湿地对养殖废水的处理效果

在安徽淮南构建水芹〔Oenanthe javanica(Bl.)DC.〕-绿狐尾藻(Myriophyllum quitense Kunth)人工湿地,研究人工湿地(水力停留时间37 d)对猪场养殖废水的处理效果。结果表明:水芹-绿狐尾藻人工湿地对养殖废水中总氮、总磷和化学需氧量的总去除率分别为96.52%、92.79%和65.27%。试验运行50 d时人工湿地中总氮、总磷、化学需氧量的出水浓度分别为1.96、0.14和39.60 mg·L^(-1),均达到GB 3838-2002的Ⅴ类标准,其中,总磷出水浓度达到Ⅲ类标准。植物吸收对人工湿地中总氮和总磷的去除贡献率分别为19.30%~56.32%和23.38%~97.10%,其中,绿狐尾藻吸收对总氮和总磷的平均去除贡献率分别为49.84%和90.41%,为人工湿地脱氮除磷的主要途径;绿狐尾藻湿地中总氮、总磷和化学需氧量的沿程削减模型以指数削减模型为最佳,公式分别为y=(-10.80+1.30 C_(i0))e(-0.24-0.01 C_(i 0))t、y=(0.97+1.33 C i0)e^(-0.23-0.09 C_(0)t和y=(23.56+0.83 C_(i0))e^(-0.27+0.01 C_(i0))t。采用上述模型对绿狐尾藻湿地总氮、总磷和化学需氧量的出水浓度进行预测,在水力停留时间为24 d时各污染物浓度可达到GB 8978—1996的一级标准,在水力停留时间为36 d时各污染物浓度均可达到GB 3838—2002的Ⅴ类标准。综上所述,通过经济湿地(种植水芹)与生态湿地(种植绿狐尾藻)相结合的模式,完全可以实现对养殖废水的有效处理和达标排放。

水芹适应湿地环境的解剖和屏障结构组织化学特征研究

利用普通光学显微镜和荧光显微镜对水芹的根、茎进行解剖结构和屏障结构研究。结果表明:水芹不定根为初生结构,具二、三原型维管柱、内皮层、皮层、皮下层和表皮;茎亦为初生结构,具髓腔、皮层(皮层内有通气组织、散生维管束、厚角组织)和表皮。水芹体内气腔包括不定根的通气组织、茎内髓腔和皮层的通气组织。水芹的屏障结构包括不定根内侧具凯氏带且栓质化的内皮层,外侧不同发育时期的表皮栓质层、木质化皮下层和气腔周围细胞壁栓质层;茎的角质层和木质化厚角组织。水芹的体内气腔和质外体屏障结构是其适应湿地环境并改善湿地通气的重要结构保证。

富营养化水体中水生植物氮代谢酶特性与不同形态氮去除的关系

通过先对水芹[Oenanthe javanica(Bl.)DC]和豆瓣菜(Nasturtium officinalcR.BR.)吸收不同氮形态的动力学进行了研究,然后通过室内静态模拟试验,利用植物浮床系统研究了富营养化水体中两种水生植物氮代谢酶特性与水体中不同形态氮去除的关系,为进一步明确它们对水体中不同氮形态的去除机理及针对不同营养特征的富营养化水体的生态修复工程的植物选取提供科学的理论基础。结果表明,水芹对NH4+吸收的最大速率(Vmax)和米氏常数(Km)均明显大于对NO3-吸收的Vmax和Km值,而豆瓣菜对NH4+吸收的Vmax大于对NO3-吸收的Vmax,但吸收的Km值却明显小于对NO3-吸收的Km值。而且,水芹对低浓度的铵态氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的吸收能力较豆瓣菜要强。富营养化水体浮床生态修复中,单作或混作水芹的GS活性与水体中TN、NH4-N去除存在极显著的相关性(r>0.97),且混作水芹体内的GS活性还与水体中NO2-N去除存在显著的相关性。单作或混作豆瓣菜的GS活性与水体中TN、NH4-N去除存在显著的相关性(r>0.91),且混作豆瓣菜的GS活性与水体中NO2-N去除也存在显著的相关性。单作或混作两种水生植物的GOGAT和NR活性虽与水体中TN、NH4-N、NO3-N、NO2-N去除呈指数衰减变化趋势,但无明显的相关性。

野生水芹黄酮类物质的提取工艺

采用水浴回流提取法,研究了不同提取剂、提取剂浓度、固液比、提取时间和提取温度对新鲜野生水芹(Oenanthejavanica(Bl.)DC.)中黄酮类物质提取率的影响规律。经正交试验,得到野生水芹黄酮类物质提取工艺的最佳参数为:用90%乙醇于80℃水浴回流提取6h,其中野生水芹叶片料液比为1g∶10mL,叶柄料液比为1g∶5mL。叶片提取率可达2.643mg/g,叶柄提取率可达0.586mg/g。

水芹挥发油化学成分的研究

目的对云南大理产水芹挥发油进行化学成分的研究,为水芹的进一步开发和利用提供科学依据。方法采用水蒸气蒸馏法从水芹中提取挥发油,用气相色谱-质谱法对化学成分进行分析,以归一化法计算各个化学成分的相对含量。结果共分离出61个峰,鉴定了其中16个化学成分,占挥发油总量的96.46%。结论水芹挥发油中的主要成分为苯氧乙酸烯丙酯(80.17%)、桉叶-4(14),11-二烯(6.83%)、2,3-二氢-3-甲基-3-苯并呋喃甲醇(2.94%)、柠檬烯(1.63%),云南大理产水芹挥发油中萜类化合物及其衍生物含量在13%以上,苯氧乙酸烯丙酯含量高,可用作食品工业和化妆品工业的香料。

植物-浮床触生藻类对富营养化水体氮磷去除的协同效果

利用植物浮床系统,通过室内静态模拟试验,研究了在有光、避光条件下,植物与浮床触生藻类协同作用对水体中氮、磷等营养盐的去除效果。结果表明,试验后水体中的藻类减少,但在浮床上的触生藻类增多,且其主要以小球藻(Chlorella.vulgaris)、小球衣藻(Chamydomonas.microsphaera)等绿藻为主。植物和无植物在有光条件下对TN、TP、CODMn、BOD5的去除率比在避光时要高,且植物处理的水体中的TN、TP去除率明显高于无植物(对照)处理。处理20d,植物在有光条件下对TN的去除率达76.8%以上,对TP的去除率在89.9%以上;而在遮光时对TN的去除率最高仅为61.1%,对TP的去除率最高为85.4%。植物在有光条件下对CODMn、BOD5的去除率达94.0%以上,而在遮光时对CODMn、BOD5的去除率最高为89.5%。有植物和无植物在有光、遮光条件下处理,水体中的NH4-N、NO3-N、NO2-N,DP,Chla的浓度均随处理时间的延长而降低,且有光处理下,NH4-N、NO2-N、DP浓度下降明显低于比在遮光下和对照处理。然而,DO浓度变化则相反,即随着处理时间的延长而升高,且在有光条件下的比在遮光下和对照处理要高。本试验结果还表明,遮光条件下,水芹和豆瓣菜地上部分N的净积累量分别为0.5908和0.3675mg·plant-1(DW)·d-1,P的净积累量分别为0.1530和0.0665mg·plant-1(DW)·d-1;而无光条件下,水芹和豆瓣菜地上部分N的净积累量为0.2566和0.1162mg·plant-1(DW)·d-1,P的净积累量为0.0548和0.0181mg·plant-1(DW)·d-1。本试验结果为富营养化水体氮、磷等营养盐去除机理的研究提供重要的科学依据。

野生水芹总黄酮提取工艺优化及抗氧化活性

以长白山区野生水芹为试材,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化超声波提取野生水芹总黄酮工艺,并对其抗氧化活性进行考察。结果表明:最佳工艺条件为提取温度70℃、提取功率60W、提取时间9.19min,在此条件下,水芹总黄酮提取率为2.9668mg/g,验证试验得出水芹总黄酮提取率为2.9650mg/g。水芹总黄酮对羟自由基具有较强的清除能力,能很好抑制油脂氧化。利用响应面分析法可优化水芹总黄酮提取工艺,得到理论最佳提取条件,验证结果表明该方法科学、高效。

水芹中6种成分同时测定及其指纹图谱建立

目的通过RP-HPLC法同时测定黔产水芹Oenanthe javanica（B1.）DC.中绿原酸、咖啡酸、芦丁、槲皮素、山奈酚、异鼠李素的含有量,并建立其指纹图谱。方法该植物甲醇提取液的分析采用Hypersil C18色谱柱（250 mm×4.6 mm,5μm）;以乙腈-0.02%磷酸为流动相,梯度洗脱;体积流量1 m L/min;检测波长365 nm;柱温30℃。建立11批样品的指纹图谱,并进行聚类分析。结果 6种成分在各自范围内均呈良好的线性关系（r〉0.999 0）,平均加样回收率97.7%~101.3%,RSD 1.2%~3.1%。11批样品指纹图谱中有15个共有峰。聚类分析将样品分为2类,与相似度分析基本一致。结论凯里、瓮安、石阡、普安产水芹中6种成分的含有量高于贵州其他地区。

不同栽培方式下氮、磷、钾对水芹菜产量及养分利用率的影响

采用有水层栽培和无水层栽培2种方式,研究了N、P、K养分对水芹菜产量及其养分利用率的影响。结果表明,2种栽培方式下水芹菜产量及根系活力与营养液中N、P、K浓度呈正相关,而且有水层栽培方式的产量高于无水层栽培方式;有水层栽培能提高N养分的利用率,无水层栽培能提高K养分的利用率;不同栽培方式对P养分利用率的影响不大。

基于AOX1和MCM5基因水芹地方品种的遗传关系分析及‘玉祁红芹’ISSR-SCAR标记建立

基于低拷贝核基因AOX1和MCM5的扩增结果,对采自南京的水芹〔Oenanthe javanica(Bl.)DC.〕野生种和太湖流域6个地方品种进行了遗传多样性分析,并基于ISSR标记开发了两步法鉴定‘玉祁红芹’(‘Yuqihongqin’)的SCAR标记。结果显示:水芹6个地方品种的AOX1基因中检测到22个SNP位点和7个InDel位点;MCM5基因中检测到33个SNP位点,其中3个位于编码区且均为同义突变,还有1个位于非编码区的InDel位点。与MCM5基因相比,AOX1基因提供的信息位点更多,基于AOX1基因构建的水芹野生种和6个地方品种的ML遗传关系树的支持率相对较高;其中‘玉祁红芹’、‘苏州圆叶芹’(‘Suzhouyuanyeqin’)和‘梅南水芹’(‘Meinanshuiqin’)的遗传关系较近,而‘常熟白芹’(‘Changshubaiqin’)、‘溧阳白芹’(‘Liyangbaiqin’)和‘江阴青芹’(‘Jiangyinqingqin’)的遗传关系较近。基于ISSR-880引物扩增得到‘溧阳白芹’的特异性片段,设计的第1对SCAR引物鉴定出‘玉祁红芹’和‘溧阳白芹’2个地方品种,再利用ISSR-836引物扩增得到‘玉祁红芹’特异性片段,设计的第2对SCAR引物在‘玉祁红芹’所有单株中扩增出特异性条带,而在‘溧阳白芹’所有单株中均未出现此条带。本研究开发的两步法鉴别‘玉祁红芹’的ISSR-SCAR标记可为水芹其他地方品种的鉴定、保存和利用提供参考。