不同中草药的水培试验及其对水质净化效果的研究

生物浮床技术在工农业及生活污水处理中所见报道较多,而在水产养殖方面的研究和应用还相对较少。因此,作为一种投资少、操作简单、无二次污染的原位生态修复技术,生态浮床近年来才逐渐在养殖污水处理上显现其优势。本次试验遴选出3种湿生或半阴湿的中草药(水龙J ussiaea repens L.、铁皮石斛Dendrobium officinale Kimura et Migotin、薄荷Mentha haplocalyx),在7-9月进行为期8周的人工模拟实验,比较了不同生物量培植条件下各植物对总氮(TN)、总磷(TP)的净化效果。结果表明,绝大部分水培植株生物量呈增长趋势,但铁皮石斛长势较弱,薄荷、水龙受虫害影响较大。水龙、薄荷、铁皮石斛在最优培植密度下对水体中TN的去除率分别为99.99%、97.85%、79.71%;对TP的去除率分别为96.91%、99.40%、97.59%。数据分析可见,本次试验3种中草药相对于对照组均对TN有明显去除效果,但对TP去除效果不显著。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1 材料与方法3
1.1试验材料 3
1.1.1 试验植物3
1.1.2 试验容器3
1.1.3 试验用水3
1.1.4 其他试验容器3
1.2试验方法 3
1.2.1生物浮床的设计方法3
1.2.2中草药的培植方法4
1.2.3水质指标的检测方法4
1.3 数据测定及计算公式4
2 结果与分析4
2.1植物生长情况4
2.2 植物对TN、TP的净化效果6
2.1.1 不同植物对TN的净化效果7
2.1.2 不同植物对TP的净化效果9
3 结论与讨论 11
3.1结论11
3.2 讨论11
致谢12
参考文献13
不同中草药的水培试验及其对水质净化效果的研究
引言
引言
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大化的要求,高密度、高投饵率、髙换水率的养殖方式仍然会在一定范围内存在,这种养殖模式既大量消耗水资源,又严重影响其周边水域生态环境,这将制约我国水产养殖业的可持续发展[1]。其中水体富营养化是水质恶化的主要水环境问题之一[2]。养殖水体富营养化是水体中氮(N)、磷(P)等营养物质浓度的升高以及缓慢的水流流态和适宜的温度条件共同作用的结果[3],由此造成藻类繁殖加快、水生生态环境恶化、透明度下降,首先导致沉水植物消失,继而鱼类品种结构变得单一,甚至造成两栖类动物畸形[4],使得养殖水体中生物多样性遭到严重破坏。因此研究如何净化养殖水体、改善养殖环境,尤其是对N、P等营养物质的有效去除,已成为养殖生态和环境治理需的关键所在。
传统物理治理方法主要是指疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤和调水、人工增氧、纳米材料和技术引用等;化学方法有如混凝沉淀、药剂杀藻、化学除磷脱氮等[56],但此类物理和化学方法虽见效快,但往往成本高且治标不治本。而常见的池塘水体修复生态技术主要有生物滤器法、微生物制剂法、人工湿地净化技术[6]和生物浮床技术[7]。其中生态浮床作为生物生态修复技术在国内外得到越来越广泛的应用[5]。
生物浮床(Ecological floating)技术,就是应用无土栽培技术,把水生植物或改良驯化的陆生植物移栽到水面或移植到可承受其重量的人工载体材料上,利用植物对水体中的N、P等营养盐的吸收、截留作用,植物根系和浮床基质等对水体中悬浮物的吸附作用,微生物对有机污染物的进一步分解作用,并通过定期收获植物体的形式将其移出水体,从而达到净化水质的目的[89]。
目前国内已有的生物浮床技术在水产养殖水体中的应用[1013],主要集中于对水生植物浮床净化效果的研究,其中凤眼莲是公认的净化污水效果最佳的植物[4]。而中草药作为一种兼具药用和经济价值的大型草本植物应用于生物浮床水质净化还鲜见报道。本试验的开展基于了2014年本实验室提出“药物浮床”的概念,通过驯化筛选出适合水生或湿生的3种中草药种植于生物浮床上,分析其对淡水养殖水体中N、P的净化效果,以判断其在浮床上种植的价值,从而扩大生物浮床的应用范围,为后续研究中草药对养殖生物的免疫增强效果和病害防治效果提供了有力参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验地点设在无锡淡水渔业研究中心渔业环境保护研究室室外小型人工模拟试验场。
1.1.1 试验植物
试验所使用的3种中草药:水龙、铁皮石斛和薄荷产地分别来自江西、安徽和江苏本地并通过网购获得。2015年7月上旬,我实验室初步开展了对中草药生长习性的研究,在前期大量文字资料的辅助下,遴选出十多种具有广泛应用价值的中草药,包括:人参、当归、何首乌、石斛、虎杖、薄荷、水龙、霍香、三七、淫羊藿、水蓼等,经过23周的水培筛选工作,重点选择了石斛、薄荷和水龙[14]3种中草药(并将虎杖作为备选植物进行后续实验)开展对水质净化效果的研究。
1.1.2 试验容器
采用从宜兴购买的60L广口土陶水缸,共计16支。
1.1.3 试验用水
试验用水均采用改良霍格兰(Hoagland)配方[15]人工配制营养液稀释10倍后使用,每缸试验用水均为40L,由于室外培植,因蒸发和降水作用,均无需再进行定期补水。所配制的试验用水N、P初始指标平均值为总氮(TN)为21.00mg/L、总磷(TP)为13.28mg/ L。
1.1.4 其他试验材料
空纯净水瓶、渔网、特殊发泡聚乙烯泡沫板、聚氯乙烯浮床板、标签纸等。
1.2 试验方法
1.2.1 生物浮床的设计方法
试验所用浮床的设计分为两种,一种是采用特殊发泡聚乙烯泡沫板(榻榻米),长宽均约10cm,按照具体需要将中央掏空板备用(可容纳69支330ml规格的纯净水瓶)。另考虑到铁皮石斛在陆生培植条件下高温高湿易发软腐病、根茎对水分敏感、根部渍水烂根等现象,采用聚氯乙烯浮床板+泡沫板(中空)+渔网组合的方法,以此将每株植株固定在浮床上,充分保证根部以上未浸渍于水中。
1.2.2 中草药的培植方法
正式试验开始前,对中草药进行了2周的水培筛选和驯化,由此选择了石斛、薄荷和水龙3种中草药进行浮床培植。

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