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摘要综述水蕹菜浮床的生长特性、应用效果及其优化技术进展，初步探讨其在富营养化水体应用中存在的问题，并对其应用前景作出展望。
关键词水蕹菜；浮床；富营养化
中图分类号S645文献标识码A文章编号0517-6611（2014）29-10111-03
基金项目浙江省重点科技创新团队计划资助项目（2011R50029）；现代农业产业技术体系建设专项（CARS4633）；杭州市科研院所技术开发研究专项（20132231E04）。
作者简介林启存（1976- ），男，浙江金华人，高级工程师，硕士，从事水生动物病害防治与水域生态改良技术研究。
人类活动导致的水体富营养化现象是当今世界水污染治理的难题，并已成为全球最重要的环境问题之一[1]。治理水体富营养化的措施一般可分为物理、化学和生物方法，生物修复方法具有无副作用、廉价和易操作等特点，是当前富营养化水体治理研究的热点[2]。而作为一种新兴的生物生态修复方法——植物浮床技术，由于它具有运行成本低、工程建设易行、效果良好、管理方便等优点，在日本、德国和美国等一些西方发达国家得到广泛应用，目前国内也有越来越多的环境工作者开始研究和应用这种技术[3]。
植物浮床技术是以浮床为载体实现高等植物在水面的种植，并通过植物根部的吸收吸附作用和物种竞争相克机理，削减富营养化水体中的氮磷及有机物质，从而达到净化水质的目的。在浮床系统中，植物处于核心地位，选择何种植物或植物组合，对于去除氮、磷至关重要。据不完全统计，截至目前，已研究的用于净化富营养化水体的高等植物近80余种，有粮食作物（水稻）、蔬菜（丝瓜、水芹菜、水雍菜、西洋菜、金针菜等）、花卉牧草（美人蕉、黑麦草、香根草、海芋等）等[4]。从众多的研究结果看，水蕹菜（Ipomoea aquatica）适应强、生长快、氮磷去除率高。为更好地促进水蕹菜浮床技术在富营养化水体中的应用，笔者对水蕹菜浮床的试验研究及存在的问题进行了总结。
1水蕹菜浮床的生长特性
水蕹菜俗称空心菜、藤菜、通菜、竹叶菜等，为旋花科甘薯属1年生草木植物，其根系发达，生长快，耐高温高湿，抗病力强，在我国长江流域及以南地区普遍栽培，采收期从每年的4月开始可延续到11月。水蕹菜营养丰富，富含各维生素、矿物盐，是夏季高温时期极为重要的绿叶蔬菜，也是畜禽和鱼类的优质青饲料，并具有良好的药用价值，其味甘平无毒，有温中通阳、理气宽胸、散痰止痛之功效。
植物通过浮床栽种于水体，改变了其原有的生长环境，将会导致其生长特性改变。现有的研究结果显示，浮床水蕹菜对富营化水体的适应性很强，试验存活率可达99%，且根茎叶生长效果比土培更好（表1）[5]。
2水蕹菜浮床对富营养化水体的净化作用
大多数植物都可以直接从水层或底泥吸收氮、磷，并同化为自身的结构组成物质（蛋白质和核酸），因此能对富营养化水体起到一定的修复效果[6]。水蕹菜浮床对受试水体中铵氮（NH4N）、总氮（TN）、总磷（TP）和COD的去除效果已有较多报道[7-14]，如表2所示。
由于研究条件不同，去除率指标无可比性，但从众多的研究文献可以看出，水蕹菜浮床对不同水体的TN、TP等污染物指标均有良好的去除效果。黄婧等研究水蕹菜浮床对湖北大学环境工程污水（沙湖水）TN的吸收量为73.06 g/m2，对TP的吸收量为20.21 g/m2[5]。唐林森研究水蕹菜浮岛对武汉市郊带有大量生活污水排入的池塘水TN的吸收量为82.95 g/m2，对TP的吸收量为11.58 g/m2[15]。可见，水蕹菜能通过自身的代谢改良水体环境，是一种可用于富营养化水体水质净化的优良植物。
3水蕹菜浮床优化技术
3.1浮床载体的选择生物浮床一般由浮床框体、浮床床
受试水来源水质试验场所NH4N去除率TN去除率TP去除率COD去除率苏州苗家河劣Ⅴ类塑料盆93.992.994.3037.00镇江市玉带河劣Ⅴ类塑料水箱92.1387.5887.9793.16江苏洪泽鲫鱼养殖水/养殖池塘19.23～46.349.04～36.5633.33～45.103.13～19.05鱼塘水Ⅴ类塑料盒79.35～91.3962.30～68.9877.95～78.88/中华鳖养殖水/池子76.1268.3739.53/连云港泥鳅养殖水/玻璃缸75.7567.6362.2463.43松江区虾塘养殖废水劣Ⅴ类塑料缸93.6088.6568.0059.30蟹岛度假村沼气池出水/塑料盆98.37/91.4561.00
体、浮床基质、浮床植物4个部分组成。由于水蕹菜对水体的适应性很强，根系发达且依靠自身浮力能浮于水面，因此水蕹菜浮床对基质和床体的要求不严，修复应用中一般很少用基质，床体可选择浮力较大的浮板，如塑料浮板、聚苯乙烯泡沫板等，也可用双层网片、绳结当床体。从床体成本、可操作性及美化环境角度综合考虑，双层网片法是目前水产养殖等富营养化水体中应用较多的水蕹菜浮床种植方式。浮床框体是浮床床体的外部固定结构，材质一般要求坚固、耐用并具有一定的浮力，如PVC管、木材、毛竹等，PVC管无毒无污染、持久耐用、美观度好，但价格稍高于木头、毛竹。
3.2水蕹菜种类的筛选水蕹菜是我国以及亚洲地区常见的蔬菜，品种繁多，不同品种的水蕹菜具有不同的生理特性，对污染物的去除表现也不同。胡雄等运用浮床系统研究了华中地区4个常见水蕹菜品种（大叶青梗、细叶青梗、大叶白梗、柳叶白梗）在富营养池塘中的生长特性和对水体氮、磷的去除能力，发现大叶白梗在生长性能及去除氮磷方面都好于其他试验材料，是4个品种中最佳的浮床材料，可广泛用于池塘等相关富营养水体的修复[10]。
3.3水蕹菜种植密度及比例不同的栽植密度对植物的生长发育及产量会产生影响。赵泉等在校区生活污水池进行了水培蕹菜的7个栽种间隔（5、10、15、20、25、30、40 cm）密度试验，结果显示，蕹菜属于密植类，在间隔为5 cm时仍然能存活生长，在间隔为20 cm时成活率达到最大，在间隔为10 cm时水培蕹菜的产量和经济综合效益可达到最大[16]。黄海平等研究了不同栽种密度水蕹菜对水桶内富营养水质的净化特性及效果，结果表明，12 d时高密度组（10 g/L）水蕹菜生长效果最佳，对水体TN、TP等的去除效果也最大[17]。
关键词水蕹菜；浮床；富营养化
中图分类号S645文献标识码A文章编号0517-6611（2014）29-10111-03
基金项目浙江省重点科技创新团队计划资助项目（2011R50029）；现代农业产业技术体系建设专项（CARS4633）；杭州市科研院所技术开发研究专项（20132231E04）。
作者简介林启存（1976- ），男，浙江金华人，高级工程师，硕士，从事水生动物病害防治与水域生态改良技术研究。
人类活动导致的水体富营养化现象是当今世界水污染治理的难题，并已成为全球最重要的环境问题之一[1]。治理水体富营养化的措施一般可分为物理、化学和生物方法，生物修复方法具有无副作用、廉价和易操作等特点，是当前富营养化水体治理研究的热点[2]。而作为一种新兴的生物生态修复方法——植物浮床技术，由于它具有运行成本低、工程建设易行、效果良好、管理方便等优点，在日本、德国和美国等一些西方发达国家得到广泛应用，目前国内也有越来越多的环境工作者开始研究和应用这种技术[3]。
植物浮床技术是以浮床为载体实现高等植物在水面的种植，并通过植物根部的吸收吸附作用和物种竞争相克机理，削减富营养化水体中的氮磷及有机物质，从而达到净化水质的目的。在浮床系统中，植物处于核心地位，选择何种植物或植物组合，对于去除氮、磷至关重要。据不完全统计，截至目前，已研究的用于净化富营养化水体的高等植物近80余种，有粮食作物（水稻）、蔬菜（丝瓜、水芹菜、水雍菜、西洋菜、金针菜等）、花卉牧草（美人蕉、黑麦草、香根草、海芋等）等[4]。从众多的研究结果看，水蕹菜（Ipomoea aquatica）适应强、生长快、氮磷去除率高。为更好地促进水蕹菜浮床技术在富营养化水体中的应用，笔者对水蕹菜浮床的试验研究及存在的问题进行了总结。
1水蕹菜浮床的生长特性
水蕹菜俗称空心菜、藤菜、通菜、竹叶菜等，为旋花科甘薯属1年生草木植物，其根系发达，生长快，耐高温高湿，抗病力强，在我国长江流域及以南地区普遍栽培，采收期从每年的4月开始可延续到11月。水蕹菜营养丰富，富含各维生素、矿物盐，是夏季高温时期极为重要的绿叶蔬菜，也是畜禽和鱼类的优质青饲料，并具有良好的药用价值，其味甘平无毒，有温中通阳、理气宽胸、散痰止痛之功效。
植物通过浮床栽种于水体，改变了其原有的生长环境，将会导致其生长特性改变。现有的研究结果显示，浮床水蕹菜对富营化水体的适应性很强，试验存活率可达99%，且根茎叶生长效果比土培更好（表1）[5]。
2水蕹菜浮床对富营养化水体的净化作用
大多数植物都可以直接从水层或底泥吸收氮、磷，并同化为自身的结构组成物质（蛋白质和核酸），因此能对富营养化水体起到一定的修复效果[6]。水蕹菜浮床对受试水体中铵氮（NH4N）、总氮（TN）、总磷（TP）和COD的去除效果已有较多报道[7-14]，如表2所示。
由于研究条件不同，去除率指标无可比性，但从众多的研究文献可以看出，水蕹菜浮床对不同水体的TN、TP等污染物指标均有良好的去除效果。黄婧等研究水蕹菜浮床对湖北大学环境工程污水（沙湖水）TN的吸收量为73.06 g/m2，对TP的吸收量为20.21 g/m2[5]。唐林森研究水蕹菜浮岛对武汉市郊带有大量生活污水排入的池塘水TN的吸收量为82.95 g/m2，对TP的吸收量为11.58 g/m2[15]。可见，水蕹菜能通过自身的代谢改良水体环境，是一种可用于富营养化水体水质净化的优良植物。
3水蕹菜浮床优化技术
3.1浮床载体的选择生物浮床一般由浮床框体、浮床床
受试水来源水质试验场所NH4N去除率TN去除率TP去除率COD去除率苏州苗家河劣Ⅴ类塑料盆93.992.994.3037.00镇江市玉带河劣Ⅴ类塑料水箱92.1387.5887.9793.16江苏洪泽鲫鱼养殖水/养殖池塘19.23～46.349.04～36.5633.33～45.103.13～19.05鱼塘水Ⅴ类塑料盒79.35～91.3962.30～68.9877.95～78.88/中华鳖养殖水/池子76.1268.3739.53/连云港泥鳅养殖水/玻璃缸75.7567.6362.2463.43松江区虾塘养殖废水劣Ⅴ类塑料缸93.6088.6568.0059.30蟹岛度假村沼气池出水/塑料盆98.37/91.4561.00
体、浮床基质、浮床植物4个部分组成。由于水蕹菜对水体的适应性很强，根系发达且依靠自身浮力能浮于水面，因此水蕹菜浮床对基质和床体的要求不严，修复应用中一般很少用基质，床体可选择浮力较大的浮板，如塑料浮板、聚苯乙烯泡沫板等，也可用双层网片、绳结当床体。从床体成本、可操作性及美化环境角度综合考虑，双层网片法是目前水产养殖等富营养化水体中应用较多的水蕹菜浮床种植方式。浮床框体是浮床床体的外部固定结构，材质一般要求坚固、耐用并具有一定的浮力，如PVC管、木材、毛竹等，PVC管无毒无污染、持久耐用、美观度好，但价格稍高于木头、毛竹。
3.2水蕹菜种类的筛选水蕹菜是我国以及亚洲地区常见的蔬菜，品种繁多，不同品种的水蕹菜具有不同的生理特性，对污染物的去除表现也不同。胡雄等运用浮床系统研究了华中地区4个常见水蕹菜品种（大叶青梗、细叶青梗、大叶白梗、柳叶白梗）在富营养池塘中的生长特性和对水体氮、磷的去除能力，发现大叶白梗在生长性能及去除氮磷方面都好于其他试验材料，是4个品种中最佳的浮床材料，可广泛用于池塘等相关富营养水体的修复[10]。
3.3水蕹菜种植密度及比例不同的栽植密度对植物的生长发育及产量会产生影响。赵泉等在校区生活污水池进行了水培蕹菜的7个栽种间隔（5、10、15、20、25、30、40 cm）密度试验，结果显示，蕹菜属于密植类，在间隔为5 cm时仍然能存活生长，在间隔为20 cm时成活率达到最大，在间隔为10 cm时水培蕹菜的产量和经济综合效益可达到最大[16]。黄海平等研究了不同栽种密度水蕹菜对水桶内富营养水质的净化特性及效果，结果表明，12 d时高密度组（10 g/L）水蕹菜生长效果最佳，对水体TN、TP等的去除效果也最大[17]。