水葫蘆的研究進(jìn)展

1、水葫蘆的研究進(jìn)展摘要水葫蘆在生態(tài)學(xué)中一直被視為破壞本土生態(tài)平衡、瘋狂占用生態(tài)資源的外 來入侵物種。然而，近幾年來，人們也漸漸認(rèn)識到水葫蘆具有顯著的水體凈化能 力。本文將從水葫蘆與污水治理、水葫蘆與能源、水葫蘆與微生物等方面介紹水 葫蘆的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞水葫蘆，研究進(jìn)展Abstract In ecology water huacinth has been considered as invasive alien species which does harm to the local ecological bala nee and ecological resourceHowever, i n

2、rece nt years, people have come to realize the sig nifica nee of water hyac inth in water purificati on capacity. This article will in truduce the research of water hyac inth from the sewage treatme nt , en ergy and micro-orga nisms.Key words Water hyac inth , Research review一、水葫蘆與污染治理1、水葫蘆在污水治理中的應(yīng)用

3、污水中含有大量的氮磷元素，而氮磷元素是構(gòu)成水體富營養(yǎng)化的主要條件， 同時(shí)氮磷元素也是水葫蘆生長的必需元素，因此可通過水葫蘆的培養(yǎng)達(dá)到水體凈 化的目的。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)總磷含量不變時(shí)，水葫蘆對氨氮吸收率與水體中氨氮有 關(guān)，水葫蘆的生長率與水體中氨氮濃度成開口向下拋物線型的關(guān)系【"。在氨氮一定的條件下，水葫蘆的生長率與總磷量呈正相關(guān) 【2】。井岡山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院用 離子耗竭法研究了四種水生植物對富營養(yǎng)化水體中磷的去除效果，發(fā)現(xiàn)在磷濃度為4mg/L時(shí)鳳眼蓮去除水體中磷能力大于空心菜和碎米莎草【3】。水葫蘆可以吸收水體中的重金屬，減少水體中重金屬含量，改善水質(zhì)。水葫蘆對鋅、砷、汞、 鎘和鉛都有

4、很好的吸收能力，有資料顯示，水葫蘆在1平方千米的水域內(nèi)一晝夜可從污水中吸附3 4 k g鈉、1 7 k g磷、2 2 kg鈣、2 1 kg酚、4 k g錳、 8 9 g汞、2 9 7 g鎳、3 2 1 g鍶、10 4 g鋁 還能解除氰等有毒物質(zhì)的毒性等 等。水葫蘆抗酸堿性較強(qiáng)，對水質(zhì)要求不高，可以生長在不同水域中，這就為 水葫蘆凈化不同水體提供了可能。水葫蘆的凈水能力已逐步開始得到利用，在太 湖藍(lán)藻事件后有人提出用水葫蘆控制藍(lán)藻的方案，有些人還具體研究了水葫蘆對 豬糞污水和城市污水的凈化能力。水葫蘆治理污水是生物治污的一部分，若控制合理，會取得良好效果。2、水葫蘆瘋長的治理在合理利用水葫蘆進(jìn)行

5、污水處理的同時(shí)，我們也要避免其過度繁殖對生態(tài)環(huán) 境造成的危害，趨利避害，合理利用。水葫蘆原產(chǎn)于南美洲，1901年作為觀賞植物引入我國。近幾年由于我國環(huán) 境惡化，水污染嚴(yán)重，導(dǎo)致水葫蘆在富營養(yǎng)化的水中過度繁殖，同時(shí)作為外侵物種，缺乏天敵，更是加劇了這種情況下。有報(bào)道，水葫蘆曾對福建閩江水口電站和沙溪口水電站造成巨大壓力，嘉陵江支流西江水葫蘆也泛濫成災(zāi)。 水葫蘆過度 繁殖造成的危害主要表現(xiàn)在：（1）、封鎖水面，導(dǎo)致水下缺少陽光造成大量水生 動植物死亡。（2）、阻塞航道，對過往船只造成影響。（3）、水葫蘆死亡沉入水中， 將吸收的重金屬又釋放到水中，造成二次污染?，F(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)多種治理水葫蘆 的方法，

6、物理方法有用化學(xué)除草劑殺死水葫蘆， 生物方法有引入水葫蘆天敵水葫 蘆象甲控制水葫蘆。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物防治研究所的丁建清教授采用化學(xué)除草 劑與水葫蘆象甲綜合控制水葫蘆的生長，取得了理想的效果【5】。也有學(xué)者堅(jiān)持認(rèn) 為只要減少化肥等造成水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)的使用和排放，水葫蘆過度繁殖現(xiàn)象 自然就會消失。二、水葫蘆與能源1、水葫蘆在農(nóng)業(yè)中的利用水葫蘆在適宜條件下繁殖生長極快，1hm2水面每年產(chǎn)水葫蘆干重139.5t【6】。 水葫蘆含有大量纖維素，經(jīng)高溫分解和碳化后可制得木炭但質(zhì)量不高 【7】。水葫蘆 曬干后可以作為干體燃料，若壓成塊球狀燃燒值可與木炭相媲美 。水葫蘆含粗 蛋白1.19%、粗脂肪0.2

7、4%、無氮浸出物2.21%，適口性好，可以作為飼料【9】。 有人用水葫蘆飼喂生長育肥豬，節(jié)約了部分飼料。在用水葫蘆莖葉飼喂種用閩南 火雞的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)水葫蘆的適口性明顯好于黑麥草， 對閩南火雞的產(chǎn)蛋量、蛋重、 受精率和卵化率無影響，同時(shí)降低了成本 【10】。福建省莆田農(nóng)科所進(jìn)行了利用水 葫蘆代替稻草栽培草菇的實(shí)驗(yàn)，效果較好，拓展了食用菌的原料來源。水葫蘆也 可以用來喂魚和作為青貯飼料。水葫蘆可以進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，有資料顯示， 水葫蘆厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣很快，四天后甲烷含量就達(dá)到40%，達(dá)到利用要求【"】。2、水葫蘆在化工中的利用水葫蘆中的纖維素可以在化學(xué)方法下轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原糖和燃料乙醇。水葫蘆

8、葉子經(jīng)過蒸汽加熱和NaOH預(yù)處理后，酶水解的還原糖產(chǎn)量為23.9mg（每100mg底物） 【12】。浙江大學(xué)能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用微波和光波聯(lián)合預(yù)處理后（比例 為30: 70總功率700W，加熱時(shí)間1min）,將還原糖含量提高到31.1mg【13】。還 原糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖?，作為清潔燃料，在工業(yè)中有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。水葫蘆也可 以通過稀硫酸降解產(chǎn)生還原糖和乙醇，在固液比是 1:14時(shí)【14】，可獲得較高量的 還原糖。水葫蘆還可以用來造紙，08年有報(bào)道在浙江海寧水葫蘆與獸禽糞便混 合發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，再利用沼氣與柴油進(jìn)行混合發(fā)電。三、水葫蘆與微生物1、水葫蘆內(nèi)生菌水葫蘆是水生植物，含有較多的內(nèi)生細(xì)

9、菌，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)水葫蘆內(nèi)生菌至少有32個(gè)屬56株內(nèi)生菌，其中有9種細(xì)菌室微桿菌屬，7種細(xì)菌室假單胞菌屬，5種是芽抱桿屬，其余23屬每屬一種【15】。水葫蘆內(nèi)生菌作為水葫蘆微系統(tǒng)中的重 要組分，對水葫蘆適應(yīng)環(huán)境起到不可替代的作用。了解水葫蘆的各種內(nèi)生菌，我們通過內(nèi)生菌檢測水葫蘆生長環(huán)境的變化和改變內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)控制水葫蘆的 生長。2、水葫蘆的菌防治水葫蘆泛濫時(shí)人們更多的是使用人工或化學(xué)方法防除，從而消耗了大量人力物力，有時(shí)還會造成二次污染?，F(xiàn)在生物防治越來越受到人們的關(guān)注。20世紀(jì)60年代以后，世界上許多國家就開始了水葫蘆病原菌的調(diào)查研究工作【16-18】，從而找到合適的真菌治理水葫蘆。南非等國家已

10、經(jīng)發(fā)現(xiàn)羅德曼尼尾抱(Cercosporarodmanii)、鏈格抱(Alternaria eichhorniae)"9 20，前一種真菌已獲得專利。我國 這方面起步較晚，上海交通大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院對 Cercospora rodmanii進(jìn)行了詳細(xì) 研究【21】，在該菌的生產(chǎn)條件和培養(yǎng)條件方面提供了可靠地參數(shù)。同時(shí)，他們分 離了水葫蘆炭疽菌，并研究了其生物學(xué)特性【221，設(shè)想用該菌控制水葫蘆。四、其他水葫蘆在其他方面也有著廣泛的應(yīng)用。水葫蘆提取液有抑菌消毒的作用，有 人用石油醚、丙酮、四氯化碳對水葫蘆進(jìn)行了提取，并用提取液對微生物進(jìn)行了 實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)提取液對黑曲霉抑制作用較強(qiáng)。對葡萄球菌

11、較差【23】。在另一項(xiàng)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)水葫蘆提取物對細(xì)菌和真菌均有抑制作用，是一種廣譜消毒劑【241。水葫蘆提取液還對丁鱥魚生長有影響，適量的水葫蘆提取液可提高丁鱥魚生長率 【251 0 最近，人們利用水葫蘆柔軟、易編織的天然特性，開發(fā)出系列編織家具和飾品。五、小結(jié)水葫蘆作為外來入侵物種在中國已有一個(gè)多世紀(jì)了，但我們對水葫蘆的認(rèn)識還不夠深刻。我們在不斷研究中更深刻的了解水葫蘆，掌握其生長規(guī)律，合理控制水葫蘆的生長，趨利避害，更好的利用水葫蘆。通過水葫蘆的泛濫，我們應(yīng)該 意識到我們對環(huán)境的嚴(yán)重污染，從某一方面來看，水葫蘆還是水質(zhì)變化的監(jiān)測儀。 我們應(yīng)該正確看待水葫蘆，理性合理的利用水葫蘆。【參考文獻(xiàn)】

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