CN104556387A - 水生植物培育装置及用该装置培育植物及净化水体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水生植物培育装置及用该装置培育植物及净化水体的方法，该装置包括硬质框架构成的立体空间结构，底部设有可让植物根茎穿过的基底层，立体空间内位于下层网片之上还设有可让植物茎叶穿过的定位层。该方法：（1）将植物种植到水生植物培育装置；（2）将该种植有植物的水生植物培育装置置于水体中；（3）当植物覆盖率达n%以上时，收割植物使其覆盖率低于m%；或在水生植物培育装置内放养鱼使植物覆盖率不超出预设。该水生植物培育装置分割两层空间，利用定位层固定植株，可以同时生长两种或以上不同类别植物。该净化水体方法可实现净化任何富营养化内陆水体和城市景观水体，是绿色、无二次污染的生态工程技术。

Description

水生植物培育装置及用该装置培育植物及净化水体的方法
【技术领域】
本发明涉及养殖领域，尤其是指一种用来养殖水生植物的装置,及用该装置培育植物及净化水体的方法。
【背景技术】
利用水生植物对污水的净化作用而进行污染水体的修复过程，且很少有废物和排放物产生，无疑为我国日益恶化的水环境修复提供了一个良好的途径，具有广阔的市场和应用前景。根据生态特点，水生植物分为以下4类：(1)挺水植物：根生长于泥土中，茎叶挺出水面，绝大多数有茎、叶之分，直立挺拔，花色艳丽，花开时离开水面，如芦苇、菖蒲等；(2)浮叶植物：也称浮水植物，根生于泥土中，茎细弱不能直立，叶片漂浮于水面或略高于水面，开放时近水面，如莼菜、荸荠等；(3)漂浮植物：根不生于泥中，植株漂浮于水面之上，可随水漂移，在水面的位置不易控制，以观叶为主，如大薸、浮萍等；(4)沉水植物：整个植物沉入水中，通气组织特别发达，叶多为狭长或丝状，以观叶为主，如：网草、金鱼藻等。
水生植物对污染物的净化包括吸附、吸收、富集和降解几个环节，植物可通过根系吸收，也可直接通过茎、叶等器官的体表吸收。吸收到体内的有机物，属于难降解的种类，如重金属及DDT、六六六等有机氯农药，可贮存于体内的某些部位，其蓄积量甚至达到很高时，植物仍不会受害，如将蓄积大量污染物的植物体适时的从水体中移出，则水体即可达到较好的净化效果，也有一些有机污染物，如酚、氰等进入植物体内，可被降解为其它无毒的化合物，甚至降解为CO2和H2O，这是更为彻底的净化途径。
现有的网箱养草净化水质技术所应用的网箱主要是养殖某些种类的沉水植物，这些网箱为箱状单一空间的结构，不能同时培育沉水植物和浮叶植物，对污染水体的净化效果不够全面，对水体的各层次净化不足，植物生长的环境和空间未能充分利用，水体净化成本高效果差。又有些网箱的设计复杂，用繁复的空间分隔结构来将不同种类植物分隔，但结构都过于复杂，制作成本高，空间没有得到充分利用，不利于植物生长。
因此，提供一种可以同时培育挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物中任意两种或以上的植物，实现不同种类植物共同生长的，并且结构简单、成本低的水生植物培育装置，及提供一种用该装置培育植物及净化水体的方法实为必要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种可以实现不同种类植物共同生长的，并且结构简单、成本低的水生植物培育装置。
本发明的另一目的在于提供一种用该水生植物培育装置培育植物及净化水体的方法。
为实现本发明目的，提供以下技术方案：
本发明提供一种水生植物培育装置，其包括硬质框架构成的立体空间结构，底部设有可让植物根茎穿过的基底层，立体空间内位于下层网片之上还设有可让植物茎叶穿过的定位层。该水生植物培育装置分割开上下两层空间，利用定位层固定植株，可以同时生长沉水植物、浮叶植物、挺水植物、漂浮植物的任意两种或两种以上，充分利用空间，提高水体净化效果，结构简单、成本低。
优选的，该基底层为下层网片，该定位层为上层网片，也就是水生植物培育装置用硬质框架构成立体空间结构，在底部设有下层网片，立体空间内位于下层网片之上还设有上层网片。利用上下层网片对应的网孔固定植株，利于同时生长沉水植物、浮叶植物、挺水植物、漂浮植物的任意两种或两种以上。
优选的，该上层网片的网眼密度比下层网片的网眼密度小，也就是上层网片的网眼孔径比下层网片大。这样下层网片可作为水生植物培育装置的底部，利于装置内植株的培育保护，而各种植株的茎叶可以穿过上层网片的网眼向上生长。
优选的，该上层网片和下层网片的网眼大小为0.5～1.5cm。
优选的，该上层网片与下层网片之间距离为10～50cm。上下两层网片之间的距离可以根据作物的根系是否发达来定，如果根系发达，则选取间距较宽，如30-50cm，如果根系不发达，如聚草、黄丝草等，则间距在10-20cm即可。根据植物特性选取合适的间距有利于植物生长，并符合培育和水体净化的要求。
优选的，该下层网片和上层网片采用金属材料或硬质高分子材料或软质高分子材料，这些材料对水体无毒且使用寿命长。
优选的，该定位层为可定位植物的夹子，该夹子包括两个固定在一起的夹片。夹子夹住植物的根茎后，放置于基底层上，方便操作，且灵活适用性强。
优选的，该夹片为竹片或者金属片或者塑料片。优选的夹片之间绑紧即可固定在一起。优选的，该夹片的长度范围为10-200cm、宽度范围为1-10cm、厚度范围为0.1-1cm。
优选的，该夹片上设有齿状突起。齿状突起的目的是限制植物在一定的区间内，以免长夹上某处被夹住的植物死亡后，留下空档，会导致整个水草夹子上的水草松动、漂浮起来。优选的，该齿状突起间隔为2-10cm，长1-5cm。
优选的，该硬质框架采用金属材料或硬质高分子材料。硬质框架保持水生植物培育装置处于张开状态。
优选的，该框架构成的立体空间四周设有侧网片，以防止鱼类和螺类进入水生植物培育装置破坏植物。
优选的，该侧网片为渔用网片或金属网片。
优选的，该下层网片、上层网片和侧网片可以通过网线缝合在框架上，较为方便实用，操作简便、成本低。作为替换方式，也可以通过其他方式固定在框架上，例如固定扣、连接带等。
优选的，该硬质框架构成的立体空间为立方体或长方体或圆柱体或椭圆柱体或多边形体，或其他任意形状的立体空间。
优选的，该立方体或长方体立体空间长度1～20m、宽度1～20m、深度1～2m，该圆柱体立体空间半径1～20m、深度1～2m。较为适合于各种水域的应用。
本发明还提供一种利用如上所述的水生植物培育装置来培育植物及净化水体的方法，其包括如下步骤：
（1）将植物种植到水生植物培育装置；
（2）将该种植有植物的水生植物培育装置置于水体中；
（3）当植物覆盖率达n%以上时，收割植物使其覆盖率低于m%；或在水生植物培育装置内放养鱼使植物覆盖率不超出预设。
优选的，步骤（1）中，对于必须有根才能存活和生长繁殖的植物种类，将其根部从定位层穿过，根部限制在定位层之下，而其叶片留在定位层上面；对于茎细长且不需要根就能生长繁殖的植物种类，把茎弯曲、穿过定位层；对于浮叶植物，将其种子或者幼苗放置在基底层上。
优选的，步骤（2）中，先将水生植物培育装置置于低流速水域或者静水水体，待植物生长2～3个月后移至其他水域。
优选的，步骤（3）中，n为90，m为60。由于植物生长过密，会导致自身死亡，或者生长减缓，需要适时稀疏植物。一般当植物把网箱覆盖90%以上时，即可收割植物，使覆盖度低于60%，有利于植物持续生长。
优选的，步骤（3）中，对于挺水植物和浮水植物，割去叶片和茎的中上部。
优选的，步骤（3）中，放养草鱼或鲢鱼或鳙鱼。如水体属于中等程度的富营养化，则可在水生植物培育装置内放养少量的草鱼，可以免去人工收割，一般草鱼的放养量要根据植物的生物量来确定。如果水体属于富营养化程度大，则不要养草鱼。在任何富营养化水体，不论水生植物培育装置的大小，该水生植物培育装置中均可放养鲢鱼和鳙鱼。
优选的，植物的生物量密度在5kg/m2，植物的总量在100kg时，放养草鱼总重量为0.5kg。
优选的，在轻度富营养化水体，鲢鱼的放养量为0.5kg/m2，鳙鱼的放养量为0.01kg/m2；在重度富营养化水体，鲢鱼的放养量为2-5kg/m2，鳙鱼的放养量为0.01-0.05kg/m2。
对比现有技术，本发明具有以下优点：
本发明水生植物培育装置分割开上下两层空间，利用上下层网片对应的网孔固定植株，可以同时生长沉水植物、浮叶植物、挺水植物、漂浮植物的任意两种或两种以上，充分利用空间，提高水体净化效果，结构简单、成本低。及利用该水生植物培育装置进行以水生植物净化水体，可实现脱氮除磷，治理富营养化水体（包括池塘、江河湖库等各种水体），抑制藻类生长，净化任何富营养化内陆水体和城市景观水体，美化环境，具体可应用于污水处理、湖泊水库水体净化、饮用水原地去污、水渠净化等，是绿色、低碳、无二次污染的生态工程技术。
【附图说明】
图1为本发明水生植物培育装置实施例之一的示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1，本发明水生植物培育装置包括硬质框架构成的立体空间结构，底部设有下层网片100，立体空间内位于下层网片之上还设有上层网片200。该上层网片200的网眼密度比下层网片100的网眼密度小，也就是上层网片200的网眼孔径比下层网片100大。这样下层网片100可作为水生植物培育装置的底部，利于装置内植株的培育保护，而各种植株的茎叶可以穿过上层网片200的网眼自由向上生长。该水生植物培育装置分割开上下两层空间，利用上下层网片对应的网孔固定植株，可以同时生长沉水植物、浮叶植物、挺水植物、漂浮植物的任意两种或两种以上，充分利用空间，提高水体净化效果，结构简单、成本低。
该上层网片200和下层网片100的网眼大小为0.5～1.5cm，该范围较为适合各种植株的培育。
上层网片200和下层网片100之间的距离可以根据作物的根系是否发达来定，如果根系发达，则选取间距较宽，如30-50cm，如果根系不发达，如聚草、黄丝草等，则间距在10-20cm即可。根据植物特性选取合适的间距有利于植物生长，并符合培育和水体净化的要求。
其中该硬质框架采用金属材料或硬质高分子材料，在本实施例中为长方体，该长方体立体空间的大小可根据需要选取，范围大约是：长度1～20m、宽度1～20m、深度1～2m。该框架构成的立体空间四周设有侧网片（未标示），以防止鱼类和螺类进入水生植物培育装置破坏植物。
该上层网片200和下层网片100采用金属材料或硬质高分子材料或软质高分子材料，该侧网片为渔用网片或金属网片，这些材料对水体无毒且使用寿命长。该上层网片200、下层网片100和侧网片可以通过网线缝合在框架上，较为方便实用，操作简便、成本低。
本发明其他实施例中可以采用定位植物的夹子取代上层网片，实现植物的定位，同样可以在装置中同时培育两种或两种以上不同种类的植物。
本发明利用如上所述的水生植物培育装置来培育植物及净化水体的方法，包括如下步骤：
（1）首先将植物种植到水生植物培育装置：对于必须有根才能存活和生长繁殖的植物种类，如苦草等，图中所示的A类植物，将其根部搓紧，从上层网片的网眼穿下去，根部限制在上层网片之下，而其叶片留在上层网片上面，在水中，苦草就会处于自然生长状态；对于茎细长且不需要根就能生长繁殖的植物种类，如聚草、黄丝草等，图中所示的B类植物，把茎弯曲、穿过上层网片，在富营养化的水体，只要光线抵达的深度，这些植物在3～10天内就会从茎节处长出幼芽；对于浮叶植物，如莲藕或菱，图中所示的C类植物，将其种子（藕或菱角）放置在下层网片（位于水生植物培育装置底部位置）上，其芽和苗自然生长，并可穿过上层网片，直达水面。
（2）将该种植有植物的水生植物培育装置置于水体中：一般是先将水生植物培育装置置于低流速水域或者静水水体，待植物生长2～3个月后移至其他水域。
（3）当植物覆盖率达n%以上时，收割植物使其覆盖率低于m%；或在水生植物培育装置内放养鱼使植物覆盖率不超出预设。
其中，较优选择n为90，m为60，由于植物生长过密，会导致自身死亡，或者生长减缓，需要适时稀疏植物，一般当植物把网箱覆盖90%以上时，即可收割植物，使覆盖度低于60%，有利于植物持续生长。对于挺水植物和浮水植物，割去叶片和茎的中上部，例如苦草，割去叶片的中上部，对于聚草和黄丝草，割去茎的中上部，对于莲藕和菱角，割去荷叶和凌的叶片。
或者放养草鱼或鲢鱼或鳙鱼。如水体属于中等程度的富营养化，则可在水生植物培育装置内放养少量的草鱼，可以免去人工收割，一般草鱼的放养量要根据植物的生物量来确定，如果水体属于富营养化程度大，则不要养草鱼。例如：假设植物的生物量密度在5kg/m2，植物的总量在100kg时，放养草鱼总重量为0.5kg。
在任何富营养化水体，不论水生植物培育装置的大小，该水生植物培育装置中均可放养鲢鱼和鳙鱼。例如在轻度富营养化水体，鲢鱼的放养量为0.5kg/m2，鳙鱼的放养量为0.01kg/m2；在重度富营养化水体，鲢鱼的放养量为2-5kg/m2，鳙鱼的放养量为0.01-0.05kg/m2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水生植物培育装置，其特征在于，其包括硬质框架构成的立体空间结构，底部设有可让植物根茎穿过的基底层，立体空间内位于下层网片之上还设有可让植物茎叶穿过的定位层。
2.如权利要求1所述的水生植物培育装置，其特征在于，该基底层为下层网片，该定位层为上层网片，该上层网片的网眼密度比下层网片的网眼密度小，该上层网片和下层网片的网眼大小为0.5～1.5cm，该上层网片与下层网片之间距离为10～50cm，该下层网片和上层网片采用金属材料或硬质高分子材料或软质高分子材料。
3.如权利要求1所述的水生植物培育装置，其特征在于，该基底层为下层网片，该定位层为可定位植物的夹子，该夹子包括两个固定在一起的夹片，该夹片为竹片或者金属片或者塑料片，该夹片的长度范围为10-200cm、宽度范围为1-10cm、厚度范围为0.1-1cm。
4.如权利要求3所述的水生植物培育装置，其特征在于，该夹片上设有齿状突起，该齿状突起间隔为2-10cm，长1-5cm。
5.如权利要求1～4任一项所述的水生植物培育装置，其特征在于，该硬质框架采用金属材料或硬质高分子材料。
6.如权利要求1～4任一项所述的水生植物培育装置，其特征在于，该框架构成的立体空间四周设有侧网片，该侧网片为渔用网片或金属网片。
7.一种利用如权利要求1～6任一项所述的水生植物培育装置来培育植物及净化水体的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
（1）将植物种植到水生植物培育装置；
（2）将该种植有植物的水生植物培育装置置于水体中；
（3）当植物覆盖率达n%以上时，收割植物使其覆盖率低于m%；或在水生植物培育装置内放养鱼使植物覆盖率不超出预设。
8.如权利要求7所述的培育植物及净化水体的方法，其特征在于，步骤（1）中，对于必须有根才能存活和生长繁殖的植物种类，将其根部从定位层穿过，根部限制在定位层之下，而其叶片留在定位层上面；对于茎细长且不需要根就能生长繁殖的植物种类，把茎弯曲、穿过定位层；对于浮叶植物，将其种子或者幼苗放置在基底层上；步骤（2）中，先将水生植物培育装置置于低流速水域或者静水水体，待植物生长2～3个月后移至其他水域。
9.如权利要求7所述的培育植物及净化水体的方法，其特征在于，步骤（3）中，n为90，m为60；若收割植物，对于挺水植物和浮水植物，割去叶片和茎的中上部；若放养鱼类，放养草鱼或鲢鱼或鳙鱼。
10.如权利要求7所述的培育植物及净化水体的方法，其特征在于，植物的生物量密度在5kg/m2，植物的总量在100kg时，放养草鱼总重量为0.5kg；在轻度富营养化水体，鲢鱼的放养量为0.5kg/m2，鳙鱼的放养量为0.01kg/m2；在重度富营养化水体，鲢鱼的放养量为2-5kg/m2，鳙鱼的放养量为0.01-0.05kg/m2。
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