增氧条件下粉绿狐尾藻的氮磷吸收特征

为探明增氧处理下粉绿狐尾藻植株的氮磷吸收特征,该研究以粉绿狐尾藻为研究材料,设置5个不同增氧水平(增氧时长),即CK (0 min)、JO1(4 min)、JO_(2)(6 min)、JO3(8 min)、JO4(10 min),系统分析了不同增氧水平下粉绿狐尾藻幼苗期(7月10日—9月15日)、生长旺盛期(9月16日—12月22日)生理指标的变化规律,明确了植株N、P含量、N/P和叶绿素含量、底泥各形态氮磷含量之间的关系。结果表明:增氧8 min时,t_(1)、t_(2)取样时期(9月15日、10月10日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期(12月22日)的氮吸收量最高;增氧6 min时,t_(3)、t4取样时期(10月27日、11月16日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期的磷吸收量最高;增氧有利于粉绿狐尾藻在t_(1)、t_(2)、t_(3)时期对氮的吸收,t4时期对磷的吸收,表现为t_(1)、t_(2)、t_(3)时期粉绿狐尾藻的植株氮磷比分别增加5.27%~36.57%、9.04%~63.07%、3.50%~73.45%,t4时期的N/P降低1.38%-34.05%;增氧使t_(2)、t5时期粉绿狐尾藻叶片叶绿素a、b及叶绿素总含量降低,t4时期叶绿素含量增加同时,使t_(1)、t_(2)时期底泥氮磷比值(sediment total nitrogen/phosphorus,STN/P)分别降低64.84%、54.76%,t4、t5时期STN/P分别增高138.97%、47.02%;层次聚类分析及多元线性回归分析结果进一步表明,增氧6 min是增氧促进粉绿狐尾藻氮磷吸收利用的理论满意方案,增氧降低t_(1)时期叶绿素a、b含量、t5时期底泥碱解氮含量(sediment alkali-hydro nitrogen,SAHN)和t4时期铁结合态磷(Fe-P)含量同时,促进了粉绿狐尾藻t5时期氮磷的吸收。增氧调控粉绿狐尾藻叶片叶绿素形成和底泥氮磷的形态转化,促进其对底泥氮磷吸收,同时提高了粉绿狐尾藻氮磷的吸收利用效果,可抑制甲烷和氧化亚氮、CO_(2)等温室气体的排放。

牧食和竞争对入侵种粉绿狐尾藻入侵能力的影响

本文以入侵种粉绿狐尾藻Myriophyllum aquaticum为目标植物,探讨苦草Vallisneria natans竞争和福寿螺Pomacea canaliculata牧食及二者交互作用对粉绿狐尾藻入侵的影响,结果表明:1)福寿螺牧食和苦草竞争均会显著降低粉绿狐尾藻的株高和生物量,抑制粉绿狐尾藻的生长;2)与对照相比,福寿螺牧食和苦草竞争共同处理时粉绿狐尾藻的生物量和株高显著降低,牧食和竞争的共同干扰增强了对粉绿狐尾藻的抑制,但两因素间无显著交互作用;3)在竞争和牧食共同影响下,不同福寿螺牧食强度处理间粉绿狐尾藻的对数响应比(ln RR)均为负值,表明苦草对粉绿狐尾藻生长的抑制大于福寿螺牧食。因此,在水体生态系统恢复过程中可以利用苦草的合理密植控制粉绿狐尾藻的入侵。

粉绿狐尾藻与铜绿微囊藻生长互馈效应研究

主要围绕生物对营养的竞争作用,研究粉绿狐尾藻与铜绿微囊藻在较低营养水平水质中的相互影响机制。通过测定藻密度和水质指标,得出以下结论。在较高的初始藻密度条件下,粉绿狐尾藻更具竞争优势,表现出密度依赖效应,能够更有效地争夺水体中的营养成分。同时,铜绿微囊藻对总磷浓度的变化敏感性更高,但对总氮的浓度要求较高。

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。

绿狐尾藻基混合填料对生物滤池的脱氮性能及温室气体排放影响

针对反硝化生物滤池系统处理低碳污水脱氮效率不高及伴随温室气体排放的问题,以收割得到的绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)及其制备的生物炭这两种碳源材料作为滤池填料,构建微型反硝化生物滤池。在投加不同比例的上述两种碳源材料后,连续通入模拟低碳污水,研究滤池的脱氮性能及温室气体排放规律。85 d运行期内,对出水水质及温室气体排放的监测结果显示:绿狐尾藻分解释放有机碳的能力远高于生物炭,以绿狐尾藻为单一填料的滤池脱氮效果最佳,对硝酸盐氮的平均去除率为93.9%,且在试验0~60 d,硝酸盐氮去除率接近100%,总氮平均去除率为76.4%;以生物炭为单一填料的滤池,只在试验0~10 d对硝酸盐氮和总氮有一定去除效果,后续无去除能力;绿狐尾藻与其生物炭按不同比例混合作填料时,整个试验期内对硝酸盐氮平均去除率均高于80%。相比以绿狐尾藻为单一填料,当绿狐尾藻与生物炭质量比为1∶1时,其N_(2)O、CO_(2)和CH_(4)平均排放通量均明显降低,分别降至401.9μg/(m^(2)·h)、197.8 mg/(m^(2)·h)、113.5 mg/(m^(2)·h)。绿狐尾藻可作为反硝化生物滤池处理低碳污水时的外加碳源,与其生物炭混合虽未能进一步提升滤池的脱氮性能,但可进一步减少温室气体的排放。

粉绿狐尾藻固态发酵饲料的营养成分及其代谢物分析

研究旨在评价粉绿狐尾藻固态发酵饲料的营养成分及其代谢物差异。试验以鲜粉绿狐尾藻、玉米粉和麸皮(5:4:1,W/W/W)为原料接种短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)后厌氧发酵14 d,以接种后发酵0 d原料为对照。随后分析粉绿狐尾藻固态发酵饲料的常规营养成分,同时采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用技术研究其代谢物差异。结果表明:与发酵初始相比,发酵14 d后狐尾藻饲料中的粗脂肪、粗纤维、酸溶蛋白和乳酸含量均提高(P<0.05);发酵前后共筛选到包括3-脱羟基肉碱、十四烷二酸、庚二酸等48个差异代谢物,涉及次生代谢、氨基酸、羧酸代谢等多条途径。结果提示,将粉绿狐尾藻制备为固态发酵饲料可提高其营养价值。

“人工曝气+绿狐尾藻”工艺治理农村黑臭水体试验研究

采用“人工曝气+绿狐尾藻”工艺对农村黑臭水体治理进行研究。经实验室模拟实验和现场治理试验,结果表明“人工曝气+绿狐尾藻”工艺对水体中总氮、氨氮、总磷和BOD5等具有明显去除效果,最佳工艺条件为20%绿狐尾藻覆盖率,采用该工艺治理黑臭水体45~75d后,各项水质指标均达到《农村黑臭水体治理工作指南(试行)》要求,治理效果理想。

绿狐尾藻对氮磷营养盐的吸收动力学特征

采用改进常规耗竭法,设置不同的氨态氮、硝态氮和磷酸盐浓度,探究了绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)植株在抑菌和非抑菌2种条件下对氮磷营养盐的吸收动力学特征。结果显示,绿狐尾藻在2种条件下对氮磷的吸收均符合饱和吸收动力学特征,可用米氏方程描述,并发现其对氮磷的吸收表现出偏好性,抑菌条件下最大吸收速率(Vmax)呈现磷酸盐>硝态氮>氨态氮的趋势,非抑菌条件下Vmax呈现硝态氮>氨态氮>磷酸盐的趋势,氨态氮、硝态氮和磷酸盐的Vmax在非抑菌的条件下分别是抑菌条件下的2.68、2.50和0.62倍,结果为查明绿狐尾藻对氮磷的吸收利用机制及评估绿狐尾藻对富营养化治理提供了理论依据。

粉绿狐尾藻的应用、危害与控制对策

粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)是我国农业面源污染治理工程中常用植物,尤其是针对高氨氮养殖废水。然而,由于粉绿狐尾藻生长速率快、生境适应性强,具有很高的生物入侵风险,有时候会严重影响行洪、威胁当地水生生物生存,需要进行合理管控。本研究综述了粉绿狐尾藻在国内外水污染治理中的应用,揭示了导致粉绿狐尾藻迅速扩繁的原因,梳理了国内外主要防控措施的研究进展并总结了各种措施的优劣。总体而言,由于粉绿狐尾藻水陆两栖的特性,单一措施难以完全防治粉绿狐尾藻疯长,综合措施可能是实现长期控制的最有效措施。针对现有研究的不足,未来应进一步加强粉绿狐尾藻入侵基础研究,加强粉绿狐尾藻入侵防控关键技术研发,积极探索粉绿狐尾藻资源化利用的新途径。

粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的化感抑制效应及其生理机制

由于生物法,尤其是水生植物化感控藻方法在治理水体富营养化及水华现象中具有多方面的优势,近年来该领域的理论和技术研究备受世界各国关注。采用初始添加种植水和连续添加种植水的方法,研究挺水型粉绿狐尾藻对铜绿微囊藻的化感抑藻效应,并从光合作用的角度探讨其对铜绿微囊藻化感抑制的生理生态机制及作用靶点。研究结果表明:粉绿狐尾藻能够分泌某些化感物质有效抑制铜绿微囊藻的正常生长,其抑藻效应是通过连续释放某些化感物质作用于铜绿微囊藻而实现的,且具有累积性;粉绿狐尾藻分泌化感物质对铜绿微囊藻的Chla、PC及APC的损伤程度存在差异(如处理5d后,Chla、PC、APC的相对含量分别降至52.7%、15.3%、7.6%),其中藻胆蛋白(尤其是APC)比Chla更为敏感,说明藻胆蛋白是粉绿狐尾藻化感物质抑制铜绿微囊藻的关键靶点。研究为水生植物化感控藻技术的发展提供了新的材料,并有助于深入了解水体生态系统的化学生态作用及其机制。

克隆整合和模拟沉积物淹埋对外来水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)生长和抗氧化系统的影响

多数外来入侵水生植物都是克隆植物,而目前关于克隆整合属性对其入侵性潜在影响的研究仍旧缺乏.本文通过研究克隆整合(匍匐茎连接)和模拟沉积物淹埋(3 cm厚基质淹埋)对外来水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)的生长、生物量分配和抗氧化酶活性的影响,探讨了克隆整合特性对粉绿狐尾藻耐受基质淹埋的作用机制.研究发现:基质淹埋显著降低了粉绿狐尾藻的生物量、总匍匐茎长度和分枝数,而克隆整合则显著促进了受淹埋分株的这些生长指标;基质淹埋显著降低了粉绿狐尾藻分株抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)的活性,而克隆整合显著提升了受淹埋分株的抗氧化酶活性;此外,克隆整合显著降低了受淹埋分株的冠根比.以上结果表明:克隆整合效应能显著提升粉绿狐尾藻在基质淹埋胁迫下的活性氧清除能力,从而有助于其生长;能改变受胁迫分株生物量分配,提升其资源获取能力.因此,异质性环境胁迫下,粉绿狐尾藻的入侵性可能与其克隆整合属性密切相关.

粉绿狐尾藻和凤眼莲对不同形态氮吸收动力学研究

采用改进常规耗竭法,研究了粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)在抑菌和非抑菌两种处理中对NO3-、NH+4吸收的动力学特征。结果表明:两种植物对NO3-和NH+4的最大吸收速率(Imax)和亲和力(1/Km)有显著差异,凤眼莲对NO3-、N H+4的吸收速率显著高于狐尾藻,说明凤眼莲更适宜用于污染水体养分的去除;不同植物对NO3-、NH+4表现出吸收偏好性,凤眼莲对NO3-有较高的Imax值和亲和力,而狐尾藻对NH+4有较高的Imax值和亲和力;抑菌处理能显著增加凤眼莲对NH4+的吸收速率,NO3-浓度高于1.00 mmol/L时,抑菌处理能显著减小凤眼莲对NO3-的吸收速率,狐尾藻对NO3-、N H4+的吸收未受到抑菌处理的显著影响。

绿狐尾藻粉对芦花鸡生长性能、屠宰性能、血清生化指标及肌肉氨基酸含量的影响

本试验旨在研究饲粮中添加绿狐尾藻粉对芦花鸡生长性能、屠宰性能、血清生化指标及肌肉氨基酸含量的影响。选取30日龄健康芦花鸡240只,随机分为3组,每组4个重复,每个重复20只。对照组饲喂基础饲粮,试验组分别在基础日粮中添加7%和12%绿狐尾藻粉,试验期为42 d。结果表明:与对照组相比,在30~44日龄和59~72日龄,试验组芦花鸡的生长性能未发生明显改变(P>0.05),但在45~58日龄,7%绿狐尾藻粉组芦花鸡的平均日采食量和平均日增重显著提高(P<0.05),且有提高全期芦花鸡平均日增重的趋势(P=0.086);12%绿狐尾藻粉组芦花鸡的血清白蛋白含量显著降低(P<0.05),7%绿狐尾藻粉组芦花鸡的血清谷丙转氨酶活性显著降低(P<0.05);7%绿狐尾藻粉组芦花鸡胸肌中天冬氨酸与鲜味氨基酸含量分别提高了6.81%和3.83%(P<0.05),腿肌中丙氨酸、精氨酸与鲜味氨基酸含量分别提高了14.30%、20.92%和10.00%(P<0.05),12%绿狐尾藻粉组芦花鸡腿肌中赖氨酸含量显著降低(P<0.05)。综上,饲粮中添加绿狐尾藻粉对30~72日龄芦花鸡的生长性能影响不明显,但添加7%绿狐尾藻粉可以改善芦花鸡的血清生化指标,并可增加肌肉鲜味氨基酸含量。

旱伞草与粉绿狐尾藻立体复合的抑藻效能

为考察植物间组合的化感抑藻效能,将旱伞草、粉绿狐尾藻、旱伞草+粉绿狐尾藻在自然水体水样中对比种植,对藻密度、叶绿素a、群落变化及有机物组成进行监测.结果表明:旱伞草+粉绿狐尾藻水样中,藻类建群过程的延迟期最短,在第13天达到峰值2.4×107/L,而对照、旱伞草、粉绿狐尾藻水样为4.48、1.15、2.03×108/L;旱伞草+粉绿狐尾藻水样中群落的演替速度最快,有机物种类最少为75种,而对照、旱伞草、粉绿狐尾藻水样有机物种类数量为131、90及121种.旱伞草+羽毛组合水样中新生成丙酮氰醇、磷酸三乙酯、莰烯及4-甲基苯酚这4种物质,可能为潜在的化感物质.

粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对景观池浮游植物群落结构的影响

为探究粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对景观池浮游植物群落结构的影响,选取粉绿狐尾藻在景观池进行培养,对水样中浮游植物进行定性和定量分析。通过多样性指数、均匀度指数以及浮游植物功能群,探究浮游植物群落结构的变化规律。结果显示:种植粉绿狐尾藻后,景观池浮游植物总生物量由最初的1.27×10^(5) mg/L降低到6.0×10^(4) mg/L,总生物量明显降低;种植区Shannon-Wiener多样性指数由0.88增加到1.05,均匀度指数由0.55增加至0.66;浮游植物功能群共10个,分别为:W1、G、X1、J、L0、M、MP、W2、Y、X3,粉绿狐尾藻种植后,浮游植物功能群由代表超富营养型和高富营养型水体的J、M向代表中营养型或富营养型水体的W2、L0转变。

绿狐尾藻生物质不同施用量对空心菜镉富集调控研究

土壤镉(Cd)污染是农田土壤最为关注的环境问题。为降低受污染农田上空心菜Cd富集风险,采用盆栽试验,设置6个梯度(CK、 0.2%、 0.5%、 1.0%、 2.0%和5.0%)绿狐尾藻生物质施用量处理,研究绿狐尾藻生物质不同施用量对Cd污染农田(土壤全量Cd含量0.56 mg/kg)上水生空心菜产地土壤pH、土壤有机质含量、根际土壤Cd不同形态含量与有效态含量、可食部位Cd含量和生物量的影响,以期揭示绿狐尾藻生物质调控空心菜Cd富集的作用机制。结果表明,绿狐尾藻生物质不同施用量处理对空心菜产地土壤pH影响较小,不同处理间无显著差异;土壤有机质含量随着绿狐尾藻生物质施用量的增加呈现缓慢上升的趋势;随着绿狐尾藻生物质施用量的增加,土壤弱酸提取态Cd和可还原态Cd呈现先下降后上升的趋势,以2%处理降幅最为显著,而土壤可氧化态Cd和残渣态Cd则分别表现先升高后小幅降低再升高和逐渐升高的趋势;绿狐尾藻生物质处理能降低土壤有效态Cd含量,降低幅度随着施用量的增加而增大,表明土壤有效态Cd含量降低可能与土壤弱酸提取态Cd和可还原态Cd降低有关;绿狐尾藻生物质不同施用量处理可降低空心菜可食部位Cd含量,以2%处理效果最佳,同时一定程度上提升可食部位生物量。综合分析,推测绿狐尾藻生物质通过提升土壤有机质种类和含量,改变土壤Cd的赋存形态,降低土壤Cd有效性,进而抑制空心菜可食部位对Cd的富集。

酶制剂对绿狐尾藻、稻秸粉与玉米粉混合青贮品质的影响

将新鲜绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)、稻(Oryza sativa)秸粉和玉米(Zea mays)粉按质量比70%:15%:15%混合作为青贮原料,分别添加纤维素酶、木聚糖酶和复合纤维素酶3组添加剂,以未添加为对照,研究不同酶制剂对绿狐尾藻混合青贮发酵品质、营养品质及有氧稳定性的影响。结果表明:与未添加对照相比,添加酶制剂可显著降低绿狐尾藻混合青贮的pH和氨态氮/总氮(P<0.05),显著提高可溶性碳水化合物含量(P<0.05);复合纤维素酶处理组感官评分和V-Score评分、pH、氨态氮/总氮、乳酸等发酵指标均最优;木聚糖酶处理组有氧稳定性最优;纤维素酶处理组的粗蛋白质含量最高,中性洗涤纤维含量最低,且V-Score评分、pH、氨态氮/总氮等发酵相关指标属于优质青贮发酵范畴。综合发酵品质、营养品质以及有氧稳定性指标,纤维素酶处理组效果最佳。

粉绿狐尾藻净水效果对氮磷浓度的响应机制

采用室外完全随机试验,研究粉绿狐尾藻净水效果对水体氨氮、硝氮、总磷浓度的响应机制。试验发现,氨氮、硝氮浓度分别为25、15 mg/L时,粉绿狐尾藻在无污染物输入环境中能发挥最优净水效果。净水效果存在氨氮、硝氮浓度阈值,阈值之内净水效果与浓度呈正相关关系。高氨氮浓度(15～25 mg/L)环境中,粉绿狐尾藻对氨氮更具有亲和性,会抑制对硝氮的吸收,导致对硝氮的去除效果较差。总磷浓度在35 mg/L以内,随浓度增加,净水效果愈好。高磷环境能促进粉绿狐尾藻对氨氮、硝氮、总磷的吸收,并且氨氮、硝氮、总磷去除率最高。粉绿狐尾藻更适合净化高磷水体。夏季高温天气,粉绿狐尾藻对氨氮、硝氮、总磷的去除率30 d后分别可达78.1%～81.1%、59.1%～63.9%、85.7%～91.9%,对总磷、氨氮去除效果显著,硝氮去除效果较差。

水禾和粉绿狐尾藻对生活污水净化效果研究

以水禾(Hygroryza aristata)和粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)为研究对象,分析不同培养方式对水禾和粉绿狐尾藻生长与生活污水净化效果的影响。结果表明,两种植物在生活污水中均能生长,且两种单独培养生长状况好于两种混合种植;对生活污水净化效果:粉绿狐尾藻单独培养>混合培养>水禾单独培养;生活污水经三种处理后,水体pH均有所下降,水体溶解氧含量均有所上升。

粉绿狐尾藻对氮磷的去除速率模型研究

采用室外完全随机试验,研究粉绿狐尾藻在氨氮、硝氮、总磷三因素作用下氨氮、硝氮、总磷的去除速率模型。结果表明:粉绿狐尾藻净水能力强弱受三因素影响表现为总磷>氨氮>硝氮,尤其受总磷、氨氮交互影响,能显著改变粉绿狐尾藻净水能力。氨氮、硝氮、总磷去除速率模型基本符合负指数模型,但因浓度范围不同而表现出差异性。负指数模型中a、b值亦因氨氮、硝氮、总磷浓度不同而表现出较大差异性。以粉绿狐尾藻为主构建生态净水系统后,前0~12 d是净水关键时期,是去除能力最强、去除速率最快、去除污染物最多的时期,12 d后,对氨氮、硝氮、总磷的去除率分别可达60.4%~78.1%,40.20%~49.88%,78.6%~82.94%。研究成果可为实时把控污水污染物浓度提供参数依据,为更好发挥粉绿狐尾藻净水效果提供指导。