水体氨氮浓度对苦草种子萌发及幼苗生长的影响

魏敏

(河南护理职业学院 河南安阳 455000)

水体氨氮浓度对苦草种子萌发及幼苗生长的影响

魏敏

(河南护理职业学院 河南安阳 455000)

水体富营养化是目前世界各国遇到的一个普遍问题,已严重威胁社会经济的持续发展和人类的健康。如何在高营养负荷下修复生态系统具有重大理论和现实意义。本文通过微宇宙实验研究了不同氨氮浓度以及光照对苦草种子萌发及幼苗生长的影响,结果显示：在一定范围内(1～8mg/L),随着氨氮浓度的升高,枯草种子的萌发率有增加的趋势;在本实验所选取的浓度梯度下(1～16mg/L),不同氨氮浓度对苦草幼苗的生长状态未见有明显的影响。

生态恢复 苦草 水体富营养化

水体富营养化是指水体中的氮、磷等含量过高,水体中的动植物及微生物大量死亡导致水体生态系统被完全破坏,水体丧失了自身的修复能力。目前国际上治理水体富营养化的方法主要有疏浚底泥,机械过滤,引水稀释,杀藻剂杀藻等。生物修复法[1]是指利用水生植物吸收富营养化水体中过多的氮磷等营养元素。具有耗资少,环境污染小,能使污染物降解到最低等特点,逐渐被世界各国广泛使用[2～4]。

苦草(Vallisneria spiralis)是一种耐污力极强的多年生沉水植物,生态适应性广,吸附污物及营养盐能力强,可从水体中带出大量营养盐。因此,苦草常被作为沉水植物恢复主要品种。但由于苦草种子自然状态下的萌发率很低,本研究在实验室模拟条件下,研究了不同氨氮浓度对苦草种子的发芽率及幼苗生长状态的影响,以期阐明不同浓度的氨氮在富营养化水体中对沉水植物的影响,为治理水体的富营养化提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 植物材料

苦草种子。

1.2 培养液

培养液是根据营养水体的划分标准,用碳酸氢氨配制的含不同浓度氨氮的溶液。氨氮的浓度选择为1,2,4,8,16mg/L。

1.3 实验方法

室温大约在15～20℃,光照充足。选择6个大烧杯,将肥沃的细土平铺在烧杯底部厚度约为2cm,分别加入浓度为1,2,4,8,16mg/L的碳酸氢氨溶液1000mL于五个烧杯中,另一个加入1000mL的水作为对照,待泥土沉淀完全后,将200粒苦草种子分别均匀撒入6个烧杯中。7～10d左右,苦草一部分发芽,幼苗长度约为1～3cm。用镊子将每个烧杯中的植株全部取出,首先准确记录每个烧杯中幼苗的数量(取出幼苗和统计数量以及测量长度时都要小心,以免破坏植株的完整性),随机选取10株测其长度并记录,用滤纸吸干水后,用电子天平精确称量每个烧杯中幼苗的重量。

2 结果与分析

2.1 不同氨氮浓度对苦草种子萌发及幼苗生长的影响(表1）

表1 不同氨氮浓度对苦草种子萌发及幼苗生长的影响(株)

通过表1,我们可以看出发芽率随着氨氮浓度的提高而增加。而且都比对照的发芽率高出5%以上,8mg/L的氨氮对种子的萌发促进作用最大。从株高及重量方面来看,氨氮对苦草的生长具有一定的促进作用,但是1、2、4、8mg/L的氨氮浓度对生长状态的影响差别不大。通过实验得出了以下结论：在一定范围内(1～8mg/L)随着氨氮浓度的提高,苦草种子的萌发具有逐渐增加的趋势,当氨氮浓度增加到16mg/L时,萌发率又下降;该氨氮浓度范围内对生长状态的影响没有明显的规律。

2.2 讨论

1～8mg/L下的氨氮浓度对苦草的萌发均有促进作用,但对生长状态的影响不大,可能是因为这些浓度的营养盐已经足够苦草使用,而且暂时对它的生长没有抑制作用,16mg/L的氨氮对苦草的萌发已经没有明显的促进作用,而且对生长产生了一定抑制作用。说明8mg/L可能是个临界值,若水体中氨氮浓度高于此,可能对苦草的萌发和生长产生抑制作用。因此可以预见在自然水体中,氨氮浓度过高也会抑制苦草的生长。

本次实验的发芽率都要明显高于自然界中的发芽率,造成这种结果的原因很多：如在实验条件下有比富营养化水体中更高的透光度;实验用的泥土的有机物含量要低于富营养水体的底泥;只有单纯的氨氮对苦草种子产生作用,没有其它水生植物的竞争和食草鱼类的捕食等。

本实验为治理水体的富营养化提供一些理论依据,说明了苦草是一种耐污力很强沉水植物。沉水植物能够大量吸收富营养化水体中的营养盐,但是也要控制水体中氨氮的浓度,若浓度过高则应先采取物理和化学方法把氨氮浓度降低到适合苦草萌发和生长的范围内,才可使用生态修复法对水生生态进行恢复重建。

[1]李文朝,连光华.几种沉水植物营养繁殖体萌发的光需求研究[J].湖泊科学,1996,6(增刊)：25～29.

[2]陈开宁,兰策介.苦草繁殖生态学研究[J].植物生态学报,2006,30：487～495.

[3]王海珍,陈德辉.水生植被对富营养化湖泊生态恢复的作用[J].自然杂志.

[4]邱冬如,吴振斌.富营养化浅水湖泊沉水水生植被的衰退与恢复[J].湖泊科学,1997,3：83～88.

S513

A

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

2011-10-15