富營(yíng)養(yǎng)化池塘浮床無土栽培植物的生長(zhǎng)狀況

富營(yíng)養(yǎng)化池塘浮床無土栽培植物的生長(zhǎng)狀況

根據(jù)宋祥福等人的實(shí)驗(yàn)研究，浮游生物和其他作物不屬于所有水面，而用于處理廢水和富營(yíng)養(yǎng)化水體。不僅保護(hù)環(huán)境、美化景觀，而且充分利用資源，緩解土壤資源短缺的矛盾，提高經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)于浮床植物凈化水質(zhì)效果的報(bào)道很多，但研究浮床植物的生態(tài)適應(yīng)性，尤其是其生長(zhǎng)特性的變化，很少有研究浮床植物和香蕉的根系形狀和生長(zhǎng)特點(diǎn)。浮床植物和陸地植物的生態(tài)環(huán)境條件差異很大，這可能導(dǎo)致生長(zhǎng)特性的差異，以及生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性能的差異。因此，研究這種差異及其原因?qū)M(jìn)一步完善和推廣浮床植物技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1水質(zhì)量和生物量指標(biāo)的測(cè)定試驗(yàn)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)進(jìn)行,設(shè)浮床栽培(A)和常規(guī)陸地栽培(簡(jiǎn)稱陸栽,B)對(duì)照2種處理,浮床材料為白色泡沫聚乙烯板(80cm×40cm×6cm),浮床按株行距20cm×30cm打孔后放置塑料粗網(wǎng)杯為定植杯,每個(gè)定植杯用碎石充填固定種植幼苗1株,每種植物各種2塊聚乙烯板,共12株.把所有浮床(共8塊)用尼龍繩連接后固定于塘邊木樁.另在塘邊肥力中等的旱地按同樣密度種植相應(yīng)的植株作為對(duì)照,常規(guī)栽培水稻對(duì)照則種在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)水田.大田水稻按高產(chǎn)栽培管理,其余處理均不施肥、用藥和進(jìn)行人工管理.試驗(yàn)用水稻品種為七山占,美人蕉為七葉紅色大花美人蕉,香根草、水芋頭均為常規(guī)品種.魚塘水面約0.3hm2,全年平均水深約1.5m,因受納大量生活污水及集約養(yǎng)魚而成為富營(yíng)養(yǎng)化水體,經(jīng)對(duì)水樣監(jiān)測(cè)分析,污染物質(zhì)量濃度分別為:ρ(As)<0.01mg·L-1、ρ(Hg)<0.001mg·L-1、ρ(Cd)<0.001mg·L-1、ρ(Pb)=0.032mg·L-1、ρ(Cu)<0.01mg·L-1、ρ(Cr6+)<0.01mg·L-1、ρ(PO3?443-)=1.7mg·L-1、ρ(總氮)=21.2mg·L-1、ρ(Cl)=16mg·L-1、CODMn=27.0mg·L-1,可見高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和總氮(N)、磷酸鹽(PO3?443-)等污染物質(zhì)量濃度較高.根據(jù)文獻(xiàn)使用富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)(NQI)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià):NQI=COD/CODS+ρ(N)/ρ(NS)+ρ(PO3?443-)/ρ(PO3?4S4S3-),式中CODS、ρ(NS)、ρ(PO3?4S4S3-)分別為營(yíng)養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值,這里分別采用3.000、0.300、0.045mg·L-1,NQI大于3為富營(yíng)養(yǎng)水平,2～3為中營(yíng)養(yǎng)水平,小于2為貧營(yíng)養(yǎng)水平,經(jīng)計(jì)算得出本文試驗(yàn)所用水體的NQI為119.2,可知水質(zhì)已嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化.按雙季稻生長(zhǎng)季節(jié)進(jìn)行了兩季試驗(yàn),分別于4月15日、8月26日移植幼苗,7月20日和11月10日取樣,常規(guī)方法測(cè)定植物的株高、最長(zhǎng)根的長(zhǎng)度、總鮮質(zhì)量、總體積、根莖干質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo),取倒二葉和根系分別用丙酮-乙醇混合液提取法和α-萘胺氧化法測(cè)定葉綠素含量和根系活力.2結(jié)果與分析2.1香根草、水啤、美人蕉根系活力比較與陸栽相比,浮床作物葉綠素含量均稍低,其中旱地栽培水稻、香根草、水芋頭差異達(dá)顯著水平(P<0.05),但浮床水稻、美人蕉則差異不顯著.根系活力的差異也表現(xiàn)相似(表1).這種差異可能是由于養(yǎng)分及溫度、濕度等與陸栽有所不同造成.2.2植株抗寒性據(jù)觀察,浮床水稻、香根草、美人蕉和芋頭長(zhǎng)勢(shì)良好,葉色等外表形態(tài)與陸栽相似,但植株普遍矮化,生育期略有推遲,如水稻、美人蕉的花期推遲了3～6d,可能與水培條件下植株生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分供應(yīng)和晝夜環(huán)境溫差的不同有關(guān)(表2).2.2.1美人蕉和芋生物量浮床水稻、美人蕉和芋頭的單科(每穴)生物量與常規(guī)栽培(CK)的相仿,其中浮床水稻生物量達(dá)68.8g,是常規(guī)栽培(72.54g)的94.84%,美人蕉和芋頭生物量則分別達(dá)51.2和38.9g,分別是常規(guī)栽培的83.03%與65.85%;而香根草生物量下降明顯,僅為294.0g,只有常規(guī)陸栽的43.2%.旱作水稻由于缺水缺肥,長(zhǎng)勢(shì)極差,生物量只有3.07g,僅為常規(guī)栽培的4.3%.2.2.2不同類型植株的含水量從干質(zhì)量/鮮質(zhì)量的比值看,陸栽植株的含水量低于水培,以水稻為例,旱稻植株含水量(w)為62.5%,而水培稻、水田稻分別為75.3%和65.4%,浮床美人蕉的含水量高達(dá)84.3%,而陸栽的只有64.2%,說明植株含水量與環(huán)境水分條件密切相關(guān).2.2.3水培環(huán)境對(duì)農(nóng)藝根冠和根冠比的影響除了浮床水稻的根冠比比對(duì)照高外,其余各水培植物根冠比都比對(duì)照低.旱稻和浮床水稻的根冠比都比對(duì)照高,特別是旱稻的根冠比水田稻高出1倍多,說明不良環(huán)境誘導(dǎo)水稻根系發(fā)育,用以補(bǔ)償吸收更多的營(yíng)養(yǎng).此外,水培條件下美人蕉的根冠比均比對(duì)照低得多,說明水生環(huán)境更利于美人蕉地上部干物質(zhì)的積累.芋頭在水培條件下根冠比比對(duì)照低,說明對(duì)其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成不利.2.2.4浮床水稻、香根的根長(zhǎng)和根、根長(zhǎng)的分布浮床水稻、香根草和美人蕉的根系較發(fā)達(dá),須根分枝和根毛多而色白.其中浮床水培水稻、香根草的根長(zhǎng)均比對(duì)照短,而且其須根分布呈向水面分布而不呈向地性,浮床水稻、香根草根系粗而短,可能與魚類攝食有關(guān).美人蕉和芋頭的須根均比對(duì)照的長(zhǎng)而細(xì),芋頭的須根雖長(zhǎng)但只有幾根,比對(duì)照的少得多.2.2.5浮床水稻、香根草、啤的株高水培水稻、香根草、美人蕉、芋頭的株高均比對(duì)照矮,其中浮床水稻、香根草、芋頭的株高與對(duì)照接近,分別為對(duì)照的89.4%、89.5%和72.7%;水培美人蕉的株高為57.5cm,比陸栽的86.3cm矮了33.4%.2.2.6對(duì)浮床水稻產(chǎn)量性狀的影響不同栽培方式下水稻、香根草、美人蕉和芋頭等4種植物的經(jīng)濟(jì)性狀比較如表2、3.浮床水稻的有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、平均每穗的小穗數(shù)、每穗谷粒分別為對(duì)照的73.7%、89.3%、76.9%和82.7%,每科總谷粒數(shù)約為對(duì)照的2/3,除穗長(zhǎng)外,其他指標(biāo)差異均達(dá)顯著水平,這是在無施肥等人工管理措施下自然生長(zhǎng)獲得的產(chǎn)量,如果能仿照常規(guī)栽培,施用緩釋肥等,估計(jì)浮床水稻也能取得相仿的產(chǎn)量,因此浮床水稻是利用富營(yíng)養(yǎng)化水體的有效途徑,這與已有的研究報(bào)道結(jié)果一致.而旱作水稻由于水分和養(yǎng)分缺乏,產(chǎn)量性狀指標(biāo)均很低.香根草和芋頭在浮床栽培條件下的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)均不足對(duì)照的一半,說明盡管其能適應(yīng)浮床栽培的環(huán)境條件,但不是獲取良好生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益結(jié)合的理想植物.美人蕉在水培條件下植株矮化而又粗壯,在富營(yíng)養(yǎng)化水體浮床栽培時(shí)其花穗比對(duì)照重一倍多,說明其美化環(huán)境的觀賞價(jià)值有了較大的提高,是一種理想的水面浮床栽培植物,在有機(jī)污染嚴(yán)重的廣大城市和城郊有廣闊的應(yīng)用前景.3浮床美人蕉設(shè)施聯(lián)通床生長(zhǎng)試驗(yàn)的4種植物在富營(yíng)養(yǎng)化水體浮床栽培條件下均能生長(zhǎng),其中水稻生物量、株高、經(jīng)濟(jì)性狀等指標(biāo)差異較小;香根草的生物量下降較大,但株高、根冠比相差不大;美人蕉的生物量變化不大,根冠比減少,地上部植株增粗矮化,花穗增大、花朵增加;水芋頭則表現(xiàn)為根冠比失調(diào),球莖產(chǎn)量下降.可見水稻、香根草、美人蕉和水芋頭均可在水面浮床生長(zhǎng),其中水稻和美人蕉的經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)較好,如能結(jié)合施肥等栽培管理,會(huì)獲得與大田常規(guī)栽培相仿的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,這與有關(guān)研究結(jié)論一致.浮床美人蕉植株矮壯而具有更高的美學(xué)觀賞價(jià)值,是理想的浮床栽培植物;但香根草和芋頭的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)下降十分明顯,不是理想的浮床栽培植物.廣東省高明市等地已有部分農(nóng)民利用秋季淺水魚塘種植水稻,收割水稻莖葉補(bǔ)充冬季養(yǎng)魚青飼料之不足.建議利用深水魚塘特別是富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的基塘進(jìn)行浮床栽培水稻,既可吸收營(yíng)養(yǎng)鹽凈化水質(zhì),又可提供部分魚飼料,做到種稻養(yǎng)魚兩不誤,形成生態(tài)經(jīng)濟(jì)良性循環(huán),這是一種值得進(jìn)一步研究和實(shí)踐的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式.水面浮床種植水稻、美人蕉等具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物