CN109928504B - 一种利用三白草净化富营养化水体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用三白草净化富营养化水体的方法。该方法包括以下步骤：1)选取三白草地下茎或三白草地上茎；2)将三白草茎段水平置于富营养化水体中，使其在水面上漂浮生长；3)用竹竿固定植株；4)待苗高达10～15cm，移栽到岸边、水塘或是用于人工湿地、生态浮床等。本发明方法利用水体中的营养元素培养三白草，利用三白草净化水体，对水体中总氮、氨氮、总磷、叶绿素a均能较好的去除，其净化效能和对污染物的抗性方面能达到入侵植物水葫芦的效果；延长了传统的三白草的种植时期和观赏期，改善水体生态环境的同时提高了湿地景观效果，实现了三白草苗木实践运用、栽培繁殖和经济创收的良性循环，大大提高了三白草的市场应用价值。

Description

一种利用三白草净化富营养化水体的方法

技术领域

本发明属于植物繁殖技术领域，具体涉及一种利用三白草净化富营养化水体的方法。

背景技术

珠江三角洲地区经济迅速发展，同时，大量污水排入江河湖海，水体严重污染，富营养化和水质性缺水问题突出。利用植物修复富营养化水体作为一种高效、低耗、环境友好的水污染治理技术近年来受到广泛关注。以往的研究和应用都着重于常见的栽培种和入侵种，如美人蕉、梭鱼草、再力花和入侵植物大薸、水葫芦等，对我国乡土水生植物资源研究甚少。

现存的乡土水生植物是经过长期自然选择而被保留下来的物种，能很好的适应当地环境的动态变化，对病虫害、极端气候、种间竞争等具有良好的抗性，有利于降低城市绿化养护成本，且具有地方特色，对于创建城市生态园林和人文园林有着重要的意义。开发珠江三角洲地区具有良好的净水功能、生态效应、景观功能和潜在的经济价值的乡土水生植物，对富营养化水体的植物修复技术的丰富与发展意义重大。

三白草科(Saururaceae)全世界共约4属6种，我国有3属4种。其中三白草属(Saururus)1种，蕺菜属(Houttuynia)1种，假蕺菜属(Anemopsis)2种。三白草(Saururuschinensis)为三白草科三白草属多年生湿生草本，又名塘边藕、水木通、白水鸡、白面姑、白舌骨等。高1米有余，茎粗壮，下部伏地，常带白色，上部直立，绿色。花序白色，长12-20厘米，自然花期4-6月，茎顶端的2-3片叶子于花期变为白色，似花瓣状，十分美丽。产于河北、山东、河南和长江流域及其以南各省，模式标本采自广州附近。性喜温暖湿润气候，适应性强，耐粗放管理，凡塘边、沟边、溪边等浅水处或低洼地均可生长。

三白草全株可供药用，在侗药、瑶药、水药、苗药、土家药和壮药中均有记载，具有悠久的药用历史。全草含挥发油、黄酮、木脂素、生物碱、鞣质等成分,具有抗炎、去毒、降糖、保肝、利尿等活性，内服治尿路感染、尿路结石、脚气水肿及营养性水肿，外敷治痈疮疖肿、皮肤湿疹、蛇咬伤等。在江苏、湖南等地民间常用三白草茎叶泡水服用治疗糖尿病、肾炎水肿及习惯在农历三月三用三白草等煮鸡蛋吃防治风湿关节炎、腰腿痛等。

目前，国内外关于三白草的研究和应用多集中在药用价值方面，景观生态功能以及栽培繁殖方面的研究很少，导致三白草人工栽培甚少，市场上难以大量买到鲜活的苗木，限制了其在城市园林和生态修复等方面的应用。三白草是作为我国一种兼具观赏价值和实用功能的乡土水生植物，具有广阔的市场前景。利用三白草进行珠江三角城市生活污水的研究目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对珠江三角洲地区水体富营养化严重，植物修复技术在物种选择上千篇一律缺乏特色，且三白草苗木市场尚未打开的现状，提供一种简单易行的利用三白草净化富营养化水体，美化景观的同时繁育苗木的方法。

本发明通过以下的技术方案实现上述的目的：

一种利用三白草净化富营养化水体的方法，包括以下步骤：

(1)于3～10月挖取三白草地下横走茎，剪成20～30cm长度茎段，每段3～7个节，或于5～7月挖取三白草地上茎，取其近基部20～30cm长度茎段，保留基部节较密集茎段，去掉茎上所有叶子；

(2)将步骤(1)获得的三白草地下横走茎段或地上茎段置于富营养化的水体进行漂浮生长净化富营养化水体。

待步骤(2)的三白草茎节处萌发的幼苗长至10～15cm，收获植株并根据新枝位置将茎段分剪成7～10cm长度，然后移栽到岸边、水田、温室大棚、人工湿地或生态浮床。

所述步骤(1)挖取三白草地下横走茎或地上茎的粗度为1～1.5cm。

所述步骤(2)富营养化的水体为池塘、鱼塘、养猪场前后排污塘，河流湖泊或是城市景观水体。当水体中总氮低于21mg/L、氨氮低于12mg/L、总磷低于4.5mg/L、叶绿素a低于380mg/L时，三白草均有较好的净化效果。

所述步骤(2)的漂浮生长的方式为固定漂浮生长或圈养漂浮生长。

所述的固定漂浮生长具体为：用竹竿将三白草茎段两端固定，有茎段面在下，段间距为5～7cm，使其在水中直立漂浮生长。竹竿根据实际情况可固定在岸边，也可让其漂浮在水中央，有利于三白草苗高超过20cm后有固定物支持其继续直立生长和抗击风浪。

所述的圈养漂浮生长具体为：较平静的水域可不固定，将三白草茎段横放于水面，并圈养在水中，用泡沫或其它浮体将四周围起来，底部用网，有利于后期收获苗木，使其在水中漂浮生长。

所述步骤(1)挖取三白草地下横走茎的时间为3～10月，挖取三白草地上茎的时间为5～7月。

三白草水培1～2周，漂浮在水中的茎节处萌发出很多新芽，1个月左右苗高达10～15cm。可收获植株并根据新枝位置将其茎段分剪成7～10cm长度，切口离新枝不要太近，将其移栽到岸边、水田、温室大棚或是用于人工湿地、生态浮床等均可。具体从水中的收获时间、收获时的苗高可根据实际需要延长。若等到苗高超过30cm时再收获，三白草置于水体前对茎段进行固定效果更好。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明方法能在一定程度上改善水质，减轻水体的富营养化状况，且水体富营养化程度越高，三白草生长越茂盛。此方法有利于水体生态系统的修复，且培育的三白草质量好，产量高，便于管理，在净化水体的同时产生经济效益。

附图说明

图1为实施例1水体和三白草地上茎的初始状态；

图2为实施例1第30天三白草地上茎的生长状态(上为河水，下为猪场养殖废水)；

图3为对比例1第30天水葫芦的生长状态；

图4为实施例2水培三白草地下横走茎第30天的生根状况；

图5为实施例2水培三白草地下横走茎第30天的出苗状况。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。下列实施例中未注明具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

2018年5月15日，于广东省肇庆市四会市南塘村河岸边采集三白草地上枝条。此时处于花期，生长旺盛，拔取长势较为一致的三白草苗木，地上茎主茎粗度约1.5cm，取其近基部30cm茎段，保留底部节密集区段，去掉茎上所有叶子，进行水培试验。试验用水为猪场养殖废水和河流污水，于原位取回后置于蓝色水箱中，每箱60L，放置植物200g，横放于水面使其自由漂浮生长，每种水体3个重复并分别另加3个无植物的空白对照。水体和三白草地上茎的初始状态见图1。猪场养殖废水中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的初始含量分别为20.68mg/L、12.4mg/L、4.5mg/L、381mg/L；河流污水中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的初始含量分别为5.46mg/L、1.16mg/L、0.56mg/L、68.3mg/L，均为劣V类水体，重度富营养化。试验时间为2018年5月15日-7月15日，定期观察三白草的生长情况，进行水质指标检测。试验地点为四会市南塘村光照、通风良好的简易温室大棚，棚内夜平均气温27℃，日平均气温为35℃，平均日照时间为13.5h。

一周左右，开始有新芽萌发。试验第30天，植株生长十分旺盛，产生大量新芽、新根和新的横走茎，猪场养殖废水中平均苗高达到12cm，生物量增长了近1/2；河流污水中平均苗高达10cm，生物量增长了近1/3。试验第30天，三白草地上茎在猪场养殖废水和河流污水的生长状态见图2(上为河流污水，下为猪场养殖废水)。试验第60天，猪场养殖废水中平均苗高达20cm，新根繁盛，水体中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的含量分别为2.8mg/L、0.34mg/L、2.76mg/L、16.3mg/L，总氮的去除率达86.5％、氨氮的去除率达97.3％、总磷的去除率达39.7％、叶绿素a的去除率达95.7％；河流污水中平均苗高达17cm，新根繁盛，水体中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的含量分别为1.9mg/L、0.35mg/L、0.09mg/L、7.3mg/L，总氮的去除率达65.2％、氨氮的去除率达69.8％、总磷的去除率达83.9％、叶绿素a的去除率达89.3％，两种水体的水质均明显改善。

实施例2

2018年8月25日，于广东省肇庆市四会市南塘村河岸边采集三白草地下横走茎。此时，三白草地上部分已出现较明显的枯黄现象，选择粗度1.5～2cm的地下横走茎，分剪成20cm长茎段，每段4～7个节。试验用水为养鱼废水，置于蓝色水箱中，每箱60L，放置植物200g，固定在竹竿上置于水中漂浮生长(用竹竿将三白草茎段两端固定，有茎段面在下，段间距为5cm-7cm)，3个重复并另加3个无植物的空白对照。养鱼废水中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的初始含量分别为6.38mg/L、2.4mg/L、1.1mg/L、120mg/L，为劣V类水体，重度富营养化。试验时间为2018年8月25日-10月10日，每15天观察三白草的生长情况，进行水质指标检测。试验地点为四会市南塘村光照、通风良好的简易温室大棚，棚内日平均气温30℃，夜平均气温为19℃。平均日照时间为11.5h。

试验第15天，三白草根茎每个节上都有1～2个新芽萌发，平均苗高达7cm，平均根长达8cm。试验第30天，平均苗高达15cm，平均根长达12cm。三白草地下横走茎第30天的生根状况见图4，出苗状况见图5。试验第45天，养鱼废水中平均苗高达25cm，平均根长达17cm，水体中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的含量分别为1.8mg/L、0.30mg/L、0.56mg/L、10.3mg/L，总氮的去除率达71.8％、氨氮的去除率达87.5％、总磷的去除率达49.1％、叶绿素a的去除率达91.4％，水质明显改善。

对比例1

2018年5月15日，于广东省肇庆市四会市南塘村河道中采集健康的水葫芦幼株为实验材料。试验用水为猪场养殖废水和河流污水，于原位取回后置于蓝色水箱中，每箱60L，放置植物200g。猪场养殖废水中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的初始含量分别为20.68mg/L、12.4mg/L、4.5mg/L、381mg/L；河流污水中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的初始含量分别为5.46mg/L、1.16mg/L、0.56mg/L、68.3mg/L，均为劣V类水体，重度富营养化。试验时间为2018年5月15日-7月15日，定期观察水葫芦的生长情况，进行水质指标检测。试验地点为四会市南塘村光照、通风良好的简易温室大棚，棚内夜平均气温27℃，日平均气温为35℃，平均日照时间为13.5h。

一周左右，水葫芦生长旺盛。在猪场养殖废水中水葫芦出现白化现象，新叶和新根均为白色，30天左右白色部分开始腐烂且植株生物量不再增加，第30天水葫芦的生长状态见图3。60天左右几乎完全腐烂。河流污水中，水葫芦生长迅速，试验第60天，水体中的总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的含量分别为1.198mg/L、0.030mg/L、0.05mg/L、4.9mg/L，总氮的去除率达78.9％、氨氮的去除率达96.7％、总磷的去除率达91.4％、叶绿素a的去除率达90.6％，各项水质指标净化效果明显。

由上实施例1-2和对比例1可知，三白草地上茎和地下横走茎在猪场养殖废水、河流污水和养鱼废水3种劣V类水体中均生长良好，具有很强的抗污性，且水体越肥沃，生长越茂盛。三白草在水体净化效能和污染物的抗性方面能达到入侵植物水葫芦的效果，是治理水体污染的理想材料。

实施例3

2018年5月1日，于广东省肇庆市四会市南塘村河岸边采集三白草。此时处于花期，生长旺盛，拔取长势较为一致的三白草苗木，主茎粗度约1.5cm，取其基部30cm茎段(即从地上茎基部至基部上30cm之间的茎段)，每段3-7个节，去掉所有叶片，保留底部节密集区段，以此作为插条进行水培试验。试验用水为猪场养殖废水，盛装于蓝色水箱中，每箱用水60L，三白草插条15根，横放于水面使其自由漂浮生长。试验时间为2018年5月2日-6月5日，共5周，每周定期观察三白草的生长情况，包括发芽率(发芽枝条数/总枝条数)和苗高。地点为四会市南塘村光照、通风良好的简易温室大棚，棚内夜平均气温25℃，日平均气温为33℃，平均日照时间为13h。

水培第一周，三白草地上茎的发芽率达70％，插条近基部的节出芽较快；第二周，发芽率达100％，插条上所有节都发芽，叶片逐渐展开，平均苗高达4cm；第三周，叶片进一步展开并长大，平均苗高为6.5cm；第四周，平均苗高为11cm；第5周，新枝生长十分旺盛，平均苗高达到17cm，试验枝条长出大量新根且底部节密集处萌发出新的横走茎，生物量增长很快。

对比例2

2018年8月25日，于广东省肇庆市四会市南塘村河岸边采集三白草，此时花已凋谢，顶端叶片部分已明显枯黄，拔取主茎健壮的三白草苗木，粗度约1.5cm，取其基部30cm茎段(即从地上茎基部至基部上30cm之间的茎段)，去掉所有叶片，保留底部节密集区段，进行水培试验。试验用水为猪场养殖废水，盛装于蓝色水箱中，每箱用水60L，三白草枝条15根，横放于水面使其自由漂浮生长。试验时间为2018年8月26日-10月1日，共5周，每周定期观察三白草的生长情况，包括发芽率(发芽枝条数/总枝条数)和苗高。地点为四会市南塘村光照、通风良好的简易温室大棚，棚内夜平均气温26℃，日平均气温为34℃，平均日照时间为13h。

第一周，三白草地上茎的发芽率达40％，近基部的节出芽较快；第二周，发芽率达100％，每根枝条上70％的节有芽，部分叶片展开，平均苗高为3.5cm；第三周，叶片进一步展开并长大，平均苗高为6cm；第四周，平均苗高为10cm；第5周，新枝生长十分旺盛，苗高达到15cm，试验枝条长出大量新根且底部节密集处萌发出新的横走茎，生物量增长很快。

由上述实施例3和对比例2可以看出，三白草无论是旺盛生长时期(5月-7月)还是苗木枯萎期(8月-9月)，其地上茎基部(茎未中空)在水培环境下都具有很强的萌发再生能力，水培两周，出芽率均可达100％，但5-7月生长旺盛的枝条发芽更快，新枝的生长速度更快。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用三白草净化富营养化水体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)挖取三白草地下横走茎，剪成15～20cm长度茎段，每段3～7个节，或挖取三白草地上茎，取其近基部20～30cm长度茎段，保留基部节较密集茎段，去掉茎上所有叶子；

(2)将步骤(1)获得的三白草地下横走茎段或地上茎段置于富营养化的水体进行漂浮生长净化富营养化水体；

所述步骤(1)挖取三白草地下横走茎或地上茎的粗度为1～1.5cm；

待步骤(2)的三白草茎节处萌发的幼苗长至10～15cm，收获植株并根据新枝位置将茎段分剪成7～10cm长度，然后移栽到岸边、水田、温室大棚、人工湿地或生态浮床。

2.根据权利要求1所述的利用三白草净化富营养化水体的方法，其特征在于，所述步骤(2)富营养化的水体中总氮低于21mg/L、氨氮低于12mg/L、总磷低于4.5mg/L、叶绿素a低于380mg/L。

3.根据权利要求1所述的利用三白草净化富营养化水体的方法，其特征在于，所述步骤(2)的漂浮生长的方式为固定漂浮生长或圈养漂浮生长。

4.根据权利要求3所述的利用三白草净化富营养化水体的方法，其特征在于，所述的固定漂浮生长具体为：用竹竿将三白草茎段两端固定，有茎段面在下，段间距为5～7cm，使其在水中直立漂浮生长。

5.根据权利要求3所述的利用三白草净化富营养化水体的方法，其特征在于，所述的圈养漂浮生长具体为：将三白草茎段横放于水面，并圈养在水中，用泡沫或其它浮体将四周围起来，底部用网，有利于后期收获苗木，使其在水中漂浮生长。

6.根据权利要求1所述的利用三白草净化富营养化水体的方法，其特征在于，所述步骤(1)挖取三白草地下横走茎的时间为3～10月，挖取三白草地上茎的时间为5～7月。

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