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随着人口的迅速增加与经济的不断发展,我国淡水水体污染日益严重,大量营养物质注入导致我国已经有相当数量的湖泊处于富营养化水平,通过修复沉水植物群落重建水下生态系统的净化技术已经被广大学者们研究应用。但由于沉水植物完全沉于水下其采挖和运输成本较高,在移栽过程中沉水植物根系较易被破坏,加上富营养水体中各种污染胁迫超过了沉水植物的耐受程度,给工程的实施带来了诸多不利因素。因此本研究主要针对应用于富营养水体中的沉水植物的模块化培养开发,模块化植物的最佳生物量确定以及模块植物组合的最佳配比开展研究,该技术的探索将有助于促进我国富营养水体的生态修复并为其提供科学依据。本研究所培养的模块化植物主要为沉水植物苦草,具体研究内容包括:1、模块化苦草对氮胁迫的响应;2、模块化苦草初始生物量对水质的影响;3、模块化苦草与伊乐藻的不同组合对水质的影响。研究方法及结果如下:(1)设置六个氮浓度梯度,分别为0mg/L、5mg/L、10mg/L、25mg/L、50mg/L和100mg/L,分别命名T0、T1、T2、T3、T4、T5,研究了氮胁迫对模块苦草生长及生理的影响。实验结果表明:TN为5mg/L时苦草增长率最大为15.52%,TN超过5mg/L后苦草生物量增长率随TN浓度升高而缓慢下降,当达到50mg/L时出现负增长;5~10mg/L的TN浓度有利于苦草叶绿素含量增加,TN为5mg/L时叶绿素含量最高为初始含量的1.58倍,而过TN浓度超过50mg/L对苦草叶绿素含量无明显影响;当总氮浓度为5mg/L时,净生产力NP最大为0.22mg O2g-1FW-1h-1,当浓度超过50mg/L时,净生产力NP接近0;在5mg/L至25mg/L的氮浓度范围内,实验1d时,POD活性随TN浓度的升高而下降,苦草CAT活性随TN浓度的升高而上升,SOD活性在5mg/L~10mg/L的范围上升,在10mg/L~25mg/L范围内下降;实验7d时,苦草CAT、SOD和POD活性均随着氮浓度的升高先升高再下降,TN浓度为10mg/L时活性最高,POD为117.6U/mgprot,CAT为4.13 U/mgprot,SOD为9.97U/mgprot。(2)设置六个生物量梯度,初始生物量分别为0g、81g、162g、243g、324g、405g、486g,依次命名为V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6,研究了不同生物量模块苦草对水质的净化作用。研究结果表明:随着模块苦草生物量的增加,其对总氮、氨氮、总磷和CODMn的去除率逐渐升高,最高去除率依次为92.24%、67.50%、83.14%、47.45%;分析得出,当苦草生物量为324g(1296g/m2)时生物量增长率最大,超过324g时,对总氮和总磷去除率增加变缓;单因素方差分析得出,实验组总氮、氨氮、总磷和CODMn浓度显著低于空白组(p﹤0.05),在总氮和总磷的去除上,实验组V4和V1、V2、V3之间差异显著(p﹤0.05),实验组V4和V5、V6之间差异不显著(P>0.05),最终确定苦草生物量1296g/m2为最佳生物量。(3)在总生物量为324g(1296g/m2)的条件下设置不同苦草和伊乐藻的生物量组合,比例分别为0g:324g、108g:216g、216g:108g、324g:0g,依次命名为A、B、C、D,另设空白对照组E,研究了不同比例的模块苦草与伊乐藻组合对水质的影响。研究结果表明:不同模块苦草与伊乐藻组合对水质均有一定程度的净化作用,对总氮、氨氮、总磷和CODMn的最高去除率依次为93.86%、72.89%、91.13%、49.21%;回归分析得出,苦草和伊乐藻组合在总氮和总磷的去除能力从大小次序为C>B>D>A;单因素方差分析得出,实验组总氮、氨氮、总磷和CODMn浓度显著低于空白组(p﹤0.05),在总氮的去除上实验组C和A、D之间差异显著(p﹤0.05),在总磷的去除上实验组C和A、B、D之间差异显著(p﹤0.05),最终确定苦草(864 g/m2)与伊乐藻(432 g/m2)的生物量比例为最佳种植比例。