水體氨氮濃度對苦草種子萌發及幼苗生長的影響

魏敏

(河南護理職業學院 河南安陽 455000)

水體氨氮濃度對苦草種子萌發及幼苗生長的影響

魏敏

(河南護理職業學院 河南安陽 455000)

水體富營養化是目前世界各國遇到的一個普遍問題,已嚴重威脅社會經濟的持續發展和人類的健康。如何在高營養負荷下修復生態系統具有重大理論和現實意義。本文通過微宇宙實驗研究了不同氨氮濃度以及光照對苦草種子萌發及幼苗生長的影響,結果顯示：在一定范圍內(1～8mg/L),隨著氨氮濃度的升高,枯草種子的萌發率有增加的趨勢;在本實驗所選取的濃度梯度下(1～16mg/L),不同氨氮濃度對苦草幼苗的生長狀態未見有明顯的影響。

生態恢復 苦草 水體富營養化

水體富營養化是指水體中的氮、磷等含量過高,水體中的動植物及微生物大量死亡導致水體生態系統被完全破壞,水體喪失了自身的修復能力。目前國際上治理水體富營養化的方法主要有疏浚底泥,機械過濾,引水稀釋,殺藻劑殺藻等。生物修復法[1]是指利用水生植物吸收富營養化水體中過多的氮磷等營養元素。具有耗資少,環境污染小,能使污染物降解到最低等特點,逐漸被世界各國廣泛使用[2～4]。

苦草(Vallisneria spiralis)是一種耐污力極強的多年生沉水植物,生態適應性廣,吸附污物及營養鹽能力強,可從水體中帶出大量營養鹽。因此,苦草常被作為沉水植物恢復主要品種。但由于苦草種子自然狀態下的萌發率很低,本研究在實驗室模擬條件下,研究了不同氨氮濃度對苦草種子的發芽率及幼苗生長狀態的影響,以期闡明不同濃度的氨氮在富營養化水體中對沉水植物的影響,為治理水體的富營養化提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 植物材料

苦草種子。

1.2 培養液

培養液是根據營養水體的劃分標準,用碳酸氫氨配制的含不同濃度氨氮的溶液。氨氮的濃度選擇為1,2,4,8,16mg/L。

1.3 實驗方法

室溫大約在15～20℃,光照充足。選擇6個大燒杯,將肥沃的細土平鋪在燒杯底部厚度約為2cm,分別加入濃度為1,2,4,8,16mg/L的碳酸氫氨溶液1000mL于五個燒杯中,另一個加入1000mL的水作為對照,待泥土沉淀完全后,將200粒苦草種子分別均勻撒入6個燒杯中。7～10d左右,苦草一部分發芽,幼苗長度約為1～3cm。用鑷子將每個燒杯中的植株全部取出,首先準確記錄每個燒杯中幼苗的數量(取出幼苗和統計數量以及測量長度時都要小心,以免破壞植株的完整性),隨機選取10株測其長度并記錄,用濾紙吸干水后,用電子天平精確稱量每個燒杯中幼苗的重量。

2 結果與分析

2.1 不同氨氮濃度對苦草種子萌發及幼苗生長的影響(表1）

表1 不同氨氮濃度對苦草種子萌發及幼苗生長的影響(株)

通過表1,我們可以看出發芽率隨著氨氮濃度的提高而增加。而且都比對照的發芽率高出5%以上,8mg/L的氨氮對種子的萌發促進作用最大。從株高及重量方面來看,氨氮對苦草的生長具有一定的促進作用,但是1、2、4、8mg/L的氨氮濃度對生長狀態的影響差別不大。通過實驗得出了以下結論：在一定范圍內(1～8mg/L)隨著氨氮濃度的提高,苦草種子的萌發具有逐漸增加的趨勢,當氨氮濃度增加到16mg/L時,萌發率又下降;該氨氮濃度范圍內對生長狀態的影響沒有明顯的規律。

2.2 討論

1～8mg/L下的氨氮濃度對苦草的萌發均有促進作用,但對生長狀態的影響不大,可能是因為這些濃度的營養鹽已經足夠苦草使用,而且暫時對它的生長沒有抑制作用,16mg/L的氨氮對苦草的萌發已經沒有明顯的促進作用,而且對生長產生了一定抑制作用。說明8mg/L可能是個臨界值,若水體中氨氮濃度高于此,可能對苦草的萌發和生長產生抑制作用。因此可以預見在自然水體中,氨氮濃度過高也會抑制苦草的生長。

本次實驗的發芽率都要明顯高于自然界中的發芽率,造成這種結果的原因很多：如在實驗條件下有比富營養化水體中更高的透光度;實驗用的泥土的有機物含量要低于富營養水體的底泥;只有單純的氨氮對苦草種子產生作用,沒有其它水生植物的競爭和食草魚類的捕食等。

本實驗為治理水體的富營養化提供一些理論依據,說明了苦草是一種耐污力很強沉水植物。沉水植物能夠大量吸收富營養化水體中的營養鹽,但是也要控制水體中氨氮的濃度,若濃度過高則應先采取物理和化學方法把氨氮濃度降低到適合苦草萌發和生長的范圍內,才可使用生態修復法對水生生態進行恢復重建。

[1]李文朝,連光華.幾種沉水植物營養繁殖體萌發的光需求研究[J].湖泊科學,1996,6(增刊)：25～29.

[2]陳開寧,蘭策介.苦草繁殖生態學研究[J].植物生態學報,2006,30：487～495.

[3]王海珍,陳德輝.水生植被對富營養化湖泊生態恢復的作用[J].自然雜志.

[4]邱冬如,吳振斌.富營養化淺水湖泊沉水水生植被的衰退與恢復[J].湖泊科學,1997,3：83～88.

S513

A

1672-5654(2011)11(c)-0014-01

2011-10-15