不同濃度生活污水對(duì)秋茄（kanadelia candel）幼苗生長(zhǎng)的影響

張?zhí)K瑋

（漳浦縣林業(yè)局 福建漳浦 363200）

不同濃度生活污水對(duì)秋茄（kanadelia candel）幼苗生長(zhǎng)的影響

張?zhí)K瑋

（漳浦縣林業(yè)局 福建漳浦 363200）

本文通過(guò)紅樹(shù)植物秋茄(kanadelia candel)幼苗在不同濃度生活污水中培養(yǎng)兩個(gè)月，通過(guò)比較在不同濃度生活污水中秋茄幼苗生長(zhǎng)的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)差異，研究不同濃度生活污水對(duì)秋茄幼苗生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果表明：不同濃度生活污水對(duì)秋茄幼苗的生長(zhǎng)具有一定影響，低濃度的生活污水對(duì)秋茄幼苗的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，隨著污水濃度增加這種促進(jìn)作用加強(qiáng)，到中等濃度(40%左右)達(dá)到最大，而后隨著生活污水濃度增加促進(jìn)作用降低，最后出現(xiàn)抑制作用。本研究表明秋茄幼苗對(duì)生活污水的抗性較強(qiáng)，能耐受不同濃度生活污水的影響；同時(shí)表明紅樹(shù)植物對(duì)生活污水的適應(yīng)能力較強(qiáng)，利用紅樹(shù)林濕地系統(tǒng)凈化生活污水有一定可行性。試驗(yàn)結(jié)果為合理利用和保護(hù)紅樹(shù)林資源提供科學(xué)依據(jù)。

生活污水；秋茄幼苗；生長(zhǎng)影響；抗性

紅樹(shù)林是熱帶與亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落[1]。由于紅樹(shù)林濕地系統(tǒng)介于淡水和海水交互地區(qū)，污染物和有毒物質(zhì)可存留在泥灘中，紅樹(shù)植物加以吸收、積累而起到凈化作用[2]。紅樹(shù)林濕地長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是排放城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水的便利場(chǎng)所。然而，污水排放對(duì)紅樹(shù)林植物造成的影響是正面的還是負(fù)面的，一直存在廣泛爭(zhēng)議[3]。國(guó)外己進(jìn)行了 城市污水排放對(duì)紅樹(shù)林植物的生長(zhǎng)速度、生物量及其營(yíng)養(yǎng)物水平影響的研究[4,5]，而國(guó)內(nèi)報(bào)道的大多是溫室內(nèi)人工合成污水的排放對(duì)紅樹(shù)幼苗生長(zhǎng)的影響[6,7,8]，本文主

要通過(guò)人工栽培我國(guó)亞熱帶河口地區(qū)優(yōu)勢(shì)種和濱海濕地恢復(fù)的主要紅樹(shù)植物種類秋茄對(duì)生活污水凈化作用中形態(tài)和生理生態(tài)響應(yīng)的研究，評(píng)估秋茄對(duì)生活污水耐受的效能，提高紅樹(shù)植物秋茄的生態(tài)效益，為運(yùn)用紅樹(shù)林凈化污水可行性提供依據(jù)，也為篩選抗性強(qiáng)、凈化能力好的紅樹(shù)植物提供參考，并為我國(guó)生物治理生活污水植物資源的篩選提供依據(jù)，減少生活廢水對(duì)近海水域的污染，為海洋生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供理論依據(jù)。

一、材料和方法

1.實(shí)驗(yàn)材料培養(yǎng)

供試秋茄幼苗于2009年5月8日在福建省九龍江口浮宮紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)(N24°24′E117°55′)，人工采集球且成熟繁殖體(指稍稍一碰就掉落的胚軸)，帶回實(shí)驗(yàn)室備用。從采集回來(lái)的胚軸中選擇外觀良好、生活力強(qiáng)、無(wú)病害及機(jī)械損傷、成熟度接近且種量、活度大小相近的繁殖體，洗凈晾干。于采集后第二天進(jìn)行種植栽培實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)采用沙培，栽培用的沙采于九龍江上游，用自來(lái)水反復(fù)沖洗后曬干，倒入口徑40cm，高約20cm的塑料盆中。每盆沙重約為5kg。樣品置于集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院綜合樓草坪上，定期澆水，以補(bǔ)充散失的水分。生活污水從集美污水處理廠采集，其各項(xiàng)生化指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 生活污水的各項(xiàng)生化指標(biāo)

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用單因素區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)1個(gè)對(duì)照組(T0)和5個(gè)不同濃度處理組。對(duì)照組直接用自來(lái)水培養(yǎng)。其他5個(gè)處理組采用生活污水濃度的20%，40%，60%，80%，100%進(jìn)行培養(yǎng)，并分別標(biāo)記為T1，T2，T3，T4，T5。將沙培三個(gè)月的秋茄幼苗洗凈后各取十株在各生活污水梯度水槽中培養(yǎng)。培養(yǎng)2個(gè)月后分別測(cè)量秋茄幼苗形態(tài)指標(biāo)(株高、根、莖、葉的鮮重)和生理指標(biāo)(N、P含量，葉綠素含量，單寧含量)。

3.實(shí)驗(yàn)方法

(1)形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定

從每個(gè)梯度隨機(jī)取6株幼苗，清水洗干凈然后晾干，直接測(cè)定株高。鮮重測(cè)定：把根莖葉分離開(kāi)來(lái)，分別用電子天平稱重。干重測(cè)定：烘箱中于105℃恒溫干燥3h，之后降到65℃，然后再升到105℃，再恒溫干燥1h，重復(fù)三次之后取出，冷卻后用電子天平稱重。

(2)單寧的測(cè)定

單寧的測(cè)定包括總酚含量測(cè)定，縮合單寧含量的測(cè)定和總縮合單寧測(cè)定?？偡雍康臏y(cè)定：總酚(Total phenolics，TP)的測(cè)定采用普魯士藍(lán)法[9]?？扇苄钥s合單寧(Extractable condensed tannins， ECT)、結(jié)合縮合單寧(bound condensed tannins，BCT)采用正丁醇-鹽酸法[10]?？偪s合單寧含量是可溶縮合單寧和結(jié)合縮合單寧之和。

(3)N含量的測(cè)定

植物樣品經(jīng)濃H2SO4-H2O2消化后，N含量用納氏試劑比色法測(cè)定[11]

(4)P含量的測(cè)定

植物樣品經(jīng)濃H2SO4-H2O2消化后，P含量用鉬銻抗比色法測(cè)定[12]

4.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析軟件為SPSS13.0，處理差異顯著性分析采用S-N-K比較。圖表制作工具為Microsoft Excel 2007。

二、結(jié)果與分析

1.不同濃度生活污水對(duì)秋茄幼苗株高的影響

不同濃度的生活污水對(duì)秋茄幼苗株高的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 生活污水對(duì)秋茄幼苗株高的影響

從圖1可以看出，不同濃度生活污水生長(zhǎng)的秋茄幼苗株高均大于對(duì)照組，說(shuō)明生活污水對(duì)秋茄幼苗生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，并且秋茄幼苗的株高隨著污水濃度的增加表現(xiàn)出現(xiàn)先增后降的規(guī)律，生活污水濃度約為49%的時(shí)候增加的高度最大，但各濃度之間沒(méi)有顯著性差異(p〉0.05)。

2.不同濃度生活污水對(duì)秋茄幼苗葉片鮮重的影響

不同濃度的生活污水對(duì)秋茄幼苗葉片鮮重的影響結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 生活污水對(duì)秋茄幼苗葉片鮮重的影響

由圖2可以看出，各處理組的葉片鮮重都小于對(duì)照組的葉片鮮重，說(shuō)明生活污水對(duì)葉片的肉質(zhì)化有一定的抑制作用，除對(duì)照組外，秋茄幼苗葉片鮮重呈現(xiàn)隨著生活污水濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，但各濃度之間沒(méi)有顯著性差異(p〉0.05)。

3.不同濃度生活污水對(duì)秋茄幼苗莖鮮重的影響

不同濃度的生活污水對(duì)秋茄幼苗莖鮮重的影響結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 生活污水對(duì)秋茄幼苗莖鮮重的影響

由圖3可以得出，秋茄幼苗莖鮮重隨污水濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，但處理組莖鮮重均高于對(duì)照組，且在污水濃度為40%時(shí)達(dá)到最大值，在低濃度(20%、40%、60%)與高濃度之間存在顯著性差異(p〈0.05)，體現(xiàn)了低促高抑的規(guī)律。

4.不同濃度生活污水對(duì)秋茄幼苗根鮮重的影響

不同濃度的生活污水對(duì)秋茄幼苗根鮮重的影響結(jié)果見(jiàn)圖4

圖4 生活污水對(duì)秋茄幼苗根鮮重的影響

圖4表明：各生活污水濃度培養(yǎng)的秋茄幼苗的根鮮重影響不明顯，各濃度組間沒(méi)有顯著性差異(p〉0.05)。

5.對(duì)N、P含量的影響

表2 不同濃度的生活污水對(duì)秋茄幼苗葉片N、P含量的影響

從表2可以看出，各濃度生活污水對(duì)秋茄幼苗的N、P含量的影響不顯著，具有一定的波動(dòng)性，而且各組之間的差異不顯著(p＞0.05)，這可能和試驗(yàn)時(shí)間比較短有一定的關(guān)系。

6.對(duì)單寧含量的影響

表3 不同濃度的生活污水對(duì)秋茄幼苗葉片單寧的影響

由表3可看出處理組T1，T2，T3，T4秋茄幼苗總酚含量、可溶態(tài)縮合單寧、結(jié)合態(tài)縮合單寧均高于對(duì)照組T0。隨著生活污水濃度的增加，總酚含量呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，處理組與對(duì)照組之間以及低濃度T1，T2和高濃度T3，T4之間差異顯著(p＜0.05)，處理組T1，即生活污水濃度20%時(shí)總酚含量最高達(dá)到158.97±12.60 mg/g?？扇軕B(tài)縮合單寧與總酚變化趨勢(shì)相似，呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，處理組與對(duì)照組之間以及低濃度T1，T2和高濃度T3，T4之間差異顯著(p＜0.05)，處理組T1出現(xiàn)最大值106.60±6.92 mg/g。結(jié)合態(tài)縮合單寧處理組與對(duì)照組差異不顯著(p＞0.05)，處理組間差異也不顯著(p＞0.05)。

三、討論

國(guó)內(nèi)研究人工合成污水對(duì)紅樹(shù)林的影響相對(duì)較多。李玫、章金鴻等[8]發(fā)現(xiàn)生活污水的排放對(duì)紅樹(shù)植物秋茄、桐花樹(shù)、白骨壤的生長(zhǎng)(包括樹(shù)高、莖徑和生物量的年增長(zhǎng)量以及年凈生產(chǎn)力)有促進(jìn)作用。本實(shí)驗(yàn)從對(duì)紅樹(shù)植物秋茄的研究得到的數(shù)據(jù)來(lái)看，生活污水非但不影響秋茄幼苗的正常生長(zhǎng)，而且在一定的范圍內(nèi)可能有益，進(jìn)一步證實(shí)了一定濃度的生活污水排放對(duì)紅樹(shù)植物秋茄幼苗生長(zhǎng)(包括株高、生物量等)有促進(jìn)作用。

Hicks 和Burns 等報(bào)道了在紅樹(shù)林濕地系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)元素(尤指N、P)是植物生長(zhǎng)的限制因子[13]。由于生活污水大多富含N、P ，理論上生活污水排入紅樹(shù)林可促進(jìn)植物生長(zhǎng)，尤其在底泥營(yíng)養(yǎng)較為貧乏的紅樹(shù)林地區(qū)[6,7,8]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與該理論相符。

此外，陳桂珠[14]等認(rèn)為紅樹(shù)植物體內(nèi)高濃度的單寧對(duì)解除重金屬的毒害也起一定作用[21]。本實(shí)驗(yàn)用不同濃度污水處理秋茄幼苗時(shí)，隨著污水濃度的增加，單寧含量迅速升高，這跟單寧的生理作用有關(guān)，污水脅迫植株的生長(zhǎng)，迫使植株產(chǎn)生更多的單寧來(lái)進(jìn)行自我保護(hù)。

紅樹(shù)植物在紅樹(shù)林濕地系統(tǒng)中的作用在于通過(guò)自身的生長(zhǎng)以及協(xié)助濕地內(nèi)的物理、化學(xué)、生物等作用而去除濕地中的污染物質(zhì)。雖然秋茄具有凈化、吸收污染物等功能，但是必須嚴(yán)格控制污水排放量。隨著污水濃度的再升高就會(huì)超出紅樹(shù)林所能耐受的濃度范圍，帶來(lái)許過(guò)諸如：細(xì)胞滲透壓、根系吸水、有害物質(zhì)超過(guò)耐受范圍等問(wèn)題抑制秋茄幼苗的生長(zhǎng)。陳桂珠等人[15,16]在研究華南地區(qū)紅樹(shù)林的三大優(yōu)勢(shì)種:秋茄、桐花樹(shù)和白骨壤對(duì)污水的凈化效應(yīng)時(shí)指出用紅樹(shù)林濕地凈化污水時(shí)，應(yīng)適當(dāng)稀釋污水，才不致傷害紅樹(shù)林植物。本文也證實(shí)了生活污水濃度在40%時(shí)，低濃度的生活污水可以促進(jìn)秋茄幼苗的生長(zhǎng)，高濃度的生活污水抑制秋茄幼苗的生長(zhǎng)。

有關(guān)低濃度的污染物對(duì)紅樹(shù)植物的長(zhǎng)期作用效果少見(jiàn)研究。紅樹(shù)植物具有吸收、累積污染物的作用，當(dāng)達(dá)到一定的水平以后，紅樹(shù)植物是否會(huì)死去，是否可能造成二次污染的問(wèn)題尚需要進(jìn)一步的研究。生活污水的排放對(duì)紅樹(shù)林植物的影響仍然值得爭(zhēng)議，是一個(gè)非常值得深入研究的領(lǐng)域。

[1]林鵬.中國(guó)紅樹(shù)林研究進(jìn)展[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然版),2001,40(02):592-603.

[2]林鵬.中國(guó)紅樹(shù)林生態(tài)系[М].北京:科學(xué)出版社,1997.

[3]Реng SQ.Thе Strеss Рhуsiоl(xiāng)оgiсаl Fundаmеntаls оf Рlаnts[М]. Univеrsitу оf Nоrthеаst Fоrеstrу Рrеss,1990,106.

[4]Вrеаuх А,Fаrbеr S,Dау J.Using nаturаl соаstаl wеtlаnd sуstеms fоr wаstеwаtеr trеаtmеnt：Аn есоnоmiс bеnеfit аnаlуsis[J].Jеnvir Мgnt,1995,44:285-291.

[5]Воtо KG,Wеllingtоn JT.Nitrоgеn аnd рhоsрhоrus nutritiоnаl stаtus оf а nоrthеrn Аustrаliаn mаngrоvе fоrеst [J].Маr Есоl(xiāng) Рrеss Sеr,1983,11:63-69.

[6]繆紳裕.模擬條件下排污對(duì)秋茄濕地的響應(yīng)及系統(tǒng)的凈化效應(yīng)[D].廣州:中山大學(xué)博士學(xué)位論文,1994.

[7]章金鴻,李玫,陳桂珠.紅樹(shù)林濕地對(duì)榨糖廢水中N、Р的吸收和凈化的可能性[J].重慶環(huán)境科學(xué),1999,21(6):39-41.

[8]李玫,章金鴻,陳桂珠.生活污水排放對(duì)紅樹(shù)林植物生長(zhǎng)的影響[J].防護(hù)林科技,2002,3:125.

[9]Grаhаm,Н.D.Stаbilizаtiоn оf Рrussiаn bluе соl(xiāng)оr in thе dеtеrminаtiоn оf роl(xiāng)урhеnоl(xiāng)s[J].Jоurnаl оf Аgriсulturаl аnd Fооd Сhеmistrу,1992,40:801-805.

[10]Tеrrill,T.Н.,Rоwаn,А.М,Dоuglаs,G.D.,Ваrrу,T. N.Dеtеrminаtiоn оf ехtrасtаblе аnd bоund соndеnsеd tаnnin соnсеntrаtiоns in fоrаgе рlаnts,рrоtеin соnсеntrаtе mеаls аnd сеrеаl grаins[J].Jоurnаl оf thе Sсiеnсе оf Fооd аnd Аgriсulturе,1992,58(3)：321-329.

[11]華南熱帶作物研究院.用比色法測(cè)定橡膠樣品氮含量[J].熱帶作物科技通訊,1974(05):12-13.

[12]中國(guó)土壤學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)化學(xué)專業(yè)委員會(huì).土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法[М].北京:科學(xué)出版社,1984.

[13]Нiсks DВ,LА Вurns.Маngrоvе mеtаbоl(xiāng)iс rеsроnsе tо аltеrnаtiоns оf nаturаl frеshwаtеr drаinаgе tо sоuthwеstеrn Flоridа еstuаriеs[А].Institutе оf Fооd аnd Аgriсulturаl Sсiеnсеs(еd).Рrосееdings оf thе intеrnаtiоnаl Sуmроsium оn Вiоl(xiāng)оgу аnd Маnаgе lеnt оf Маngrоvе[С].Vоl(xiāng).l.Univеrsitу оf Flоridа,Gаinеsvillе,1975,238-255.

[14]陳桂珠,馬驊,黃玉山等.人工污水對(duì)桐花樹(shù)的生長(zhǎng)影響[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào),1998,37(02):16-19.

[15]陳桂珠,黃玉山,譚鳳儀等.人工污水中的磷在模擬秋茄濕地系統(tǒng)中的分配與循環(huán)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1999,2(19):236-241.

[16]陳桂株,黃玉山,譚鳳儀等.人工污水中的N在模擬秋茄濕地系統(tǒng)中的分配循環(huán)及其凈化效果.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1996,1(16):44-50.

The influence of different concentrations of domestic sewage on growth of seedlings of Kandelia candel

Zhang Su-wei

(Zhangpu Bureau of Forestry, Zhangpu Fujian, 363200, China)

This paper Kandelia candel (kanadelia candel) seedlings are cultivated for two months in different concentration sewage, through the comparison of the different concentration of sewage mid autumn morphologic and physiological indexes of eggplant seedling growth differences, effects of different concentrations of domestic sewage on the growth of Tomato Seedlings in autumn. The results show that: it has certain influence on growth of different concentration sewage on Kandelia candel seedlings, promote the growth of low concentration domestic sewage Kandelia candel seedlings, with the sewage concentration increased the promoting effect to strengthen, to medium concentration (40%) reached the maximum, and with the sewage concentration increased role, finally appears to inhibit the effect. This study shows that the resistance of sewage Kandelia candel seedling is strong, can tolerate the effects of different concentrations of domestic sewage; at the same time that mangrove plants ability to adapt to the domestic sewage is strong, mangrove wetland system for sewage purification has certain feasibility. The results provide a scientific basis for reasonable exploitation and protection of mangrove resources.

sewage; Kandelia candel seedlings; growth influence; resistance

S273.5

A

1000-9795（2014）03-0439-03

［責(zé)任編輯：陳懷民］

2014-01-17

張?zhí)K瑋（1961-），男，福建平和縣人，高級(jí)工程師，從事林培育、森林生態(tài)、紅樹(shù)林引種、培育等方向的研究。

福建省科技重點(diǎn)項(xiàng)目，“速生紅樹(shù)植物無(wú)瓣海桑種苗馴化示范基地建設(shè)和種植推廣”(2008Y0068)，“紅樹(shù)林植物無(wú)瓣海桑北移種植的適應(yīng)及其

控制互花米草的技術(shù)研究》（2009Y0036）”。