向天勇，蓝建明，张正红，何文辉

(嘉兴职业技术学院，浙江 嘉兴 314036)

水生植物的沼液水培及净水作用

向天勇，蓝建明，张正红，何文辉

(嘉兴职业技术学院，浙江 嘉兴 314036)

为推进沼液的净化及循环利用，选用大漂、狐尾草、水葫芦、铜钱草等常见水生植物，进行沼液水培及净水作用研究。结果表明，狐尾草和铜钱草在较高的沼液浓度范围内生长良好，并可获得2～3倍的生物增长量，而水葫芦和大漂适应相对较低的浓度。4种植物对氨氮、总氮去除率可达96%以上，狐尾草对总磷的去除效果最好，可达89%以上，水葫芦对降低沼液的化学需氧量、五日生化需氧量效果突出，可达50%以上。利用不同植物的优势进行“狐尾草-铜钱草-水葫芦-大漂”组合串联培养，并开展净水作用验证，1∶8的沼液经净化12 d后可基本达到Ⅲ类水的排放标准，并获得194%的生物增长量，在实际生产中具有较好的推广应用价值。

沼液； 水生植物； 水培； 净水作用

沼液除了含有大量营养元素外，还含有多种营养成分和有机质，经过发酵后有害虫卵被杀灭，重金属含量各项指标远低于国家复合肥限定标准，是安全可靠的有机肥[1]。但沼液如得不到有效利用，也会造成严重的环境污染。利用沼液水培[2-5]，既可获得大量生物质资源，又可以有效净化沼液，降低对环境的污染，对于推动沼气工程的健康发展具有重要意义。

本研究选用大漂、狐尾草、水葫芦、铜钱草等常见水生植物，进行沼液水培及净水作用研究，期望获得一种理想的净水水培方法。

1 材料与方法

1.1 供试材料

大漂、狐尾草、水葫芦、铜钱草等均采自嘉兴市郊河道。选择大漂、水葫芦、铜钱草的健康幼苗，狐尾草取顶端10 cm左右茎段。

沼液采自嘉兴市植物园沼气池，池龄4 a，以羊粪、树叶等为主要原料，产气状况良好。营养液稀释采用静置过夜的自来水。

1.2 方法

水培营养液采用沼液稀释液，每种植物6个处理，沼液与水的比例分别为1∶1、1∶2、1∶4、1∶8、1∶16和纯自来水，每个处理6次重复。培养在250 mL锥形瓶中进行，预先用锡箔纸包裹避光，防止培养过程中生长水绵。植株均匀搭配，随机分组。将植株流水洗净，用吸水纸吸干水分称重后，大漂、水葫芦、铜钱草等直接置于锥形瓶上口、狐尾草置于瓶内，加入配置好的营养液300 mL(植株根部完全浸入营养液中)，液面位置做好标记。将锥形瓶均匀置于组培架上，24 h补光，温室内26 ℃静置培养。

培养期间每天用静置过夜的自来水补充至标记液面，记录植株生长情况。18 d后，将植株取出，用吸水纸吸干根部水分后称重，计算植株的相对生长量(培养后绝对增长量/培养前植株重量)。收集培养液检测化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)。CODCr检测参照GB/T 11914—1989进行，BOD5检测参照HJ 505—2009进行，NH3-N检测参照HJ 535—2009进行，TP检测参照GB/T 11893—1989进行，TN检测参照HJ 636—2012进行。

1.3 数据统计与分析

所有检测3次重复计算平均值，并于SPSS 16.0平台上进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同植物对沼液的耐受性

植物在培养早期即不同程度萎蔫，部分直接死亡。统计不同植物的存活率，结果如表1所示。铜钱草和狐尾草对沼液的耐受性要高于大漂和水葫芦，在1∶1的沼液浓度下能完全存活，而大漂则全部死亡，水葫芦只有少量存活。

表1 不同植物水培的存活率

2.2 沼液浓度对不同植物生长量的影响

正常生长的植物在18 d后，低浓度组出现不同程度的缺肥症状，因此，以18 d为试验周期，统计18 d后植株重量的净增长，计算相对增长量，结果如表2所示。

表2 不同植物水培的相对生长量

铜钱草对营养液的适应性最好，在1∶1高浓度下能够存活，最适培养浓度在1∶4左右，随着浓度的降低，生长量有所降低，但即便是自来水培养，也获得了近1.5倍的增长量。狐尾草可在1∶2的高浓度沼液下生长良好，对沼液的耐受性优于铜钱草，其最适培养浓度在1∶4左右，但随着浓度的降低，其生长量也迅速降低，说明在低浓度下生长情况较差。大漂和水葫芦的最适培养浓度较低，大漂在1∶8，水葫芦在1∶16或更低浓度，但大漂在低浓度下生长良好，而水葫芦在自来水中很少生长。植物最大相对增长量由大到小依次为铜钱草>狐尾草>水葫芦>大漂。

在培养过程中，还发现较高浓度的沼液对植物茎形成分枝有利，而较低浓度有利于根的生长。以狐尾草为例，在1∶1浓度下，植株受到毒害，虽然有一定的生长量，但没有分枝和根的大量生长；浓度稀释到1∶2以后，茎形成分枝数随浓度的降低而逐渐降低，18 d单株分枝数依次为3.7、3.1、2.5、1.75，而根的生长量逐渐增加，单株根重依次为0.16、0.38、0.56、0.77 g。

2.3 不同植物対沼液的净化作用

培养18 d后，收集培养液，检测CODCr、BOD5、NH3-N、TP、TN等的绝对值，与培养前营养液的相关指标比较，计算降低值，结果如图1～2所示。

1～5对应的沼液浓度分别为1∶1、1∶2、1∶4、1∶8、1∶16和纯自来水，图2同图1 水生植物对沼液CODcr、BOD5、NH3-N的净化效果

图2 水生植物对沼液TN、TP的净化效果

4种植物中，水葫芦对去除沼液CODCr、BOD5效果最突出，CODCr、BOD5最大去除率可达51.21%、54.85%，且对于1∶2～1∶8浓度的沼液均有效；大漂也有很好的降低CODCr、BOD5的效果，最大去除率达到了79.35%、85.10%，但只对1∶16的低浓度沼液有效。

4种植物对NH3-N、TN都有较好的去除效果，最大去除率大漂97.21%、狐尾草96.88%、水葫芦98.08%、铜钱草98.16。从去除NH3-N、TN的角度看，狐尾草对浓度的适应范围最广，水葫芦、铜钱草次之，大漂仅在低浓度沼液中发挥作用。

4种植物中，狐尾草对TP的去除效果最好，最大可达89.70%，并且能在1∶2的高浓度范围内发挥作用。

2.4 植物串联组合対沼液净化作用的验证

根据不同植物对沼液的耐受性、生长情况及对不同指标的去除效率，结合沼液NH3-N含量较高的特点，采用狐尾草-铜钱草-水葫芦-大漂的组合布局，在自制的40 m串联管道水培装置(分层置于组培架上)中进行沼液净化作用的应用验证。试验时先称取试验植物的重量，然后采用1∶8的沼液缓慢循环流过串联装置进行水培。营养液起始CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP分别为175、18.6、79.9、90.8、3.46 mg·L-1。12 d后，培养液变得澄清透明，检测CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP，分别为18、2.16、0.993、1.21、0.219 mg·L-1，去除率分别达到89.71%、88.39%、98.76%、98.67%、93.67%，基本达到Ⅲ类水的标准。植物吸干水分后称重，生物量增长194%。结果证实采用水生植物串联组合的方式，能有效发挥不同水生植物的优势，有效净化沼液，并获得较高的生物增长量。

3 小结

大漂、狐尾草、水葫芦、铜钱草利用沼液水培表现出不同的特点，对NH3-N、TN都有较好的去除效果，狐尾草和铜钱草具有较高的沼液耐受性并具有较高的生长量，狐尾草对TP的去除效果最好，水葫芦对降低沼液的CODCr、BOD5效果最突出。利用不同植物的优势进行组合培养可以达到良好的净水效果，1∶8的沼液经净化后可基本达到Ⅲ类水的排放标准，在实际生产中具有较好的推广应用价值。

[1] 陈为，孟红英，王永军. 沼渣、沼液的养分含量及安全性研究[J]. 安徽农业科学，2014，42(23): 7960-7962.

[2] 岳胜兵. 沼液作为水培生菜营养液的研究[D]. 武汉：华中农业大学，2008.

[3] 杨鑫，王文娥，胡笑涛，等. 沼液浓度对水培生菜营养液特性及产量、品质的影响[J]. 中国沼气，2016，34(6):110-114.

[4] 张玲玲. 生物浮岛技术用于养猪场沼液水培的试验研究[D]. 武汉：湖北大学，2012.

[5] 孙其林，齐琳，狄蕊，等. 池塘利用沼液水培空心菜技术[J]. 长江蔬菜，2013(18):174-175.

(责任编辑：高 峻)

2017-05-12

浙江省科技计划项目(2017C33226)；嘉兴市科技计划项目(2014AY21029)

向天勇(1971—)，男，湖北恩施人，副教授，博士，从事生物资源的开发与应用研究工作，E-mail：tyxiang2006@163.com。

文献著录格式：向天勇，蓝建明，张正红，等. 水生植物的沼液水培及净水作用[J].浙江农业科学，2017，58(11)：1926-1928.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171120

S181

A

0528-9017(2017)11-1926-03