淺談水生蔬菜的非食用性功能

周火強(qiáng)　弭寶彬

摘 要：水生蔬菜是我國(guó)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，不僅具有高價(jià)值的食用及加工特性，在園林景觀、水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染的防治方面也具有重要作用。綜述了水生蔬菜的相關(guān)作用，總體而言，水生蔬菜的產(chǎn)業(yè)發(fā)展除需要一定的市場(chǎng)調(diào)節(jié)外，更離不開(kāi)政策的大力扶持。

關(guān)鍵詞：水生蔬菜；景觀作用；水體富營(yíng)養(yǎng)化；生態(tài)效應(yīng)；重金屬污染

中圖分類(lèi)號(hào)：S645.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-3547（2015）12-0001-05

中國(guó)現(xiàn)有水生蔬菜地方品種已超過(guò)300個(gè)，常見(jiàn)水生蔬菜主要包括蓮藕、茭白、慈姑、荸薺、菱角、芡實(shí)、豆瓣菜、莼菜、水芹、蒲菜、水芋、水蕹菜等，在植物學(xué)上分屬于10科12屬[1]。除豆瓣菜是起源于歐洲地中海沿岸，在我國(guó)栽培100多a外，其余都屬于我國(guó)原產(chǎn)，栽培歷史在1 000 a以上。中國(guó)是世界上水生蔬菜種植面積和產(chǎn)量最大的國(guó)家，種植面積和產(chǎn)量占全世界的比重都超過(guò) 80%，在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。與其他大田蔬菜相比，水生蔬菜種植具有明顯的優(yōu)勢(shì)，水生蔬菜產(chǎn)量可達(dá)到普通溫室蔬菜的 5 倍、大田蔬菜的20 倍[2]，高產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯；水生蔬菜的化學(xué)污染相比其他蔬菜及農(nóng)作物低或甚至沒(méi)有，易生產(chǎn)綠色食品和有機(jī)食品；國(guó)內(nèi)水生蔬菜價(jià)格只有國(guó)際市場(chǎng)的10%左右，國(guó)際銷(xiāo)售市場(chǎng)前景看好，有利于出口創(chuàng)匯[3]。

我國(guó)目前已構(gòu)建長(zhǎng)江流域、珠江流域和黃河流域3個(gè)現(xiàn)代化的水生蔬菜產(chǎn)業(yè)帶，其中長(zhǎng)江、珠江流域是我國(guó)水生蔬菜種植和加工的優(yōu)勢(shì)區(qū)域[4]，包括長(zhǎng)江、錢(qián)塘江、珠江、閩江、瀾滄江和紅水河等江河流域，以洞庭湖、鄱陽(yáng)湖、巢湖、太湖、洪澤湖、高郵湖等湖泊周邊地區(qū)分布最為集中[5]。水生蔬菜除滿足我國(guó)的食用、加工及出口創(chuàng)匯需求外，還有著重要的生態(tài)效益及人文景觀效益。本文就水生蔬菜的景觀、水體富營(yíng)養(yǎng)化處理、重金屬吸收等生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行論述。

1 水生蔬菜的人文景觀效應(yīng)

在園林中，按水生植物的生活習(xí)性、生態(tài)環(huán)境，將其分為浮葉植物（浮葉花卉）、挺水植物（挺水花卉）、沉水植物（觀賞水草）、海生植物（紅樹(shù)林）以及沿岸耐濕的喬灌木等濱水植物[6]。除滿足鮮食及生產(chǎn)加工外，有的水生蔬菜還因外形奇特、花色艷麗等而具有很強(qiáng)的觀賞效果，在園林水體造景中應(yīng)用較多，相較于傳統(tǒng)的水生花卉，給人耳目一新的感覺(jué)，取得較好造景效果。目前，在園林水體造景中應(yīng)用比較多的水生蔬菜有蓮藕、慈姑、莼菜、芡實(shí)和荸薺等[7，8]。表1 為常見(jiàn)水生蔬菜的別名、生態(tài)習(xí)性及主要分布。

水生蔬菜文化底蘊(yùn)深厚。例如，蓮屬植物有蓮（Nelumbo nucifera Gaertn）和美洲黃蓮（Nelumbo lutea Pers）2個(gè)種，包括藕蓮、子蓮和花蓮，其文字可考的歷史超過(guò)了 3 000 a，它在我國(guó)傳統(tǒng)詩(shī)詞、歌賦、散文、小說(shuō)、繪畫(huà)、雕刻、建筑等眾多文化領(lǐng)域有廣泛體現(xiàn)，也是現(xiàn)代文化藝術(shù)作品的重要描述對(duì)象[9]，我國(guó)蓮資源豐富，比如倪學(xué)明等[10]在《中國(guó)蓮》一書(shū)中對(duì)125 個(gè)蓮品種進(jìn)行了分類(lèi)和較詳細(xì)的描述。蓮還與佛教有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，很多佛像造型與蓮關(guān)系密切，比如觀音的蓮花座等；而且在埃及、意大利、印度及泰國(guó)等國(guó)家，蓮都具有很重要的地位，古埃及人把熱帶睡蓮作為太陽(yáng)的象征來(lái)崇拜。蓮還與國(guó)民的生活息息相關(guān)，在我國(guó)享有盛名的蘇州園林，有很多以蓮為主題，如杭州西湖十景之一的“曲院風(fēng)荷”，立意突出荷葉的碧、荷花的紅、熏風(fēng)的香、環(huán)境的涼，具有“碧、紅、香、涼”的意境美。荷花花型復(fù)雜，有單瓣、復(fù)瓣、重瓣、重臺(tái)、千瓣等，有大花型、小花型，花色有紅、白、粉、黃等[11]。

水芹有很多近親物種，比如山芹（Angeli sieboldi），是一種常見(jiàn)雜草，春季開(kāi)花，顏色鮮黃，在田間很醒目；苦水芹（Cardamine pratensis）適合生長(zhǎng)于潮濕草地及酸沼園，植株低矮，葉片羽狀分裂，花小型，白到玫瑰紅色；菥蓂（菥蓂屬）包括一些適合于巖石園生長(zhǎng)的種類(lèi)，其中遏藍(lán)菜（Thlaspi arvense）因果莢大且圓，具有較高觀賞價(jià)值而栽植；此外，南芥（南芥屬）為庭園觀賞植物，它的花雖小但量多，有白、黃、粉紅或紫色。這些水生蔬菜都具有較強(qiáng)的觀賞價(jià)值，園林景觀設(shè)計(jì)中可以充分考慮利用。

慈姑葉形奇特，葉片著生基部，出水成劍形，葉片箭頭狀，全緣，葉柄較長(zhǎng)，中空；沉水葉多呈線狀，花莖直立，多單生，上部著生輪生狀圓錐花序，適應(yīng)能力較強(qiáng)，可作水邊、岸邊的綠化材料，也可作為盆栽觀賞。

莼菜為叢生狀水中莖，再生分枝。葉深綠色、橢圓形、互生，長(zhǎng)6～10 cm，每節(jié)1～2片，浮生在水面或潛在水中，嫩莖和葉背有膠狀透明物質(zhì)。夏季抽生花莖，開(kāi)暗紅色小花，觀賞性較強(qiáng)。

2 水生蔬菜對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的凈化作用

近年來(lái)，化肥的大量使用和生活污水的無(wú)節(jié)制排放，使得水體富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)加重，我國(guó)沿海多次發(fā)生赤潮現(xiàn)象，內(nèi)湖及河流發(fā)生嚴(yán)重的水華現(xiàn)象，造成水體中魚(yú)蝦的大量死亡，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。為治理水體的富營(yíng)養(yǎng)化，我國(guó)曾引進(jìn)鳳眼蓮等繁殖速度快、吸收量大的物種，但因這些外來(lái)物種的無(wú)節(jié)制擴(kuò)繁，曾一度引起其對(duì)我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重入侵，對(duì)我國(guó)本土的生物多樣性造成了嚴(yán)重威脅。水體富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是P，其次是N，還有C、微量元素或維生素等，因此，控制水體富營(yíng)養(yǎng)化最主要的就是控制水體中N和P的量[12]，我國(guó)被污染的水體中有95%以上是因 N、P 超標(biāo)而導(dǎo)致的富營(yíng)養(yǎng)化，一般研究表明，P是水體富營(yíng)養(yǎng)化的限制因子[13]。研究發(fā)現(xiàn)，水體中P的去除率與植物生長(zhǎng)速率及植物體內(nèi)的P濃度密切相關(guān)，植物體中P的濃度越高，植物去除水體中P的能力越強(qiáng)[14]。

據(jù)2010年《中國(guó)水資源公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)地表水污染嚴(yán)重，在26個(gè)重點(diǎn)監(jiān)控湖泊中，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)為重度富營(yíng)養(yǎng)的有1個(gè)、中度富營(yíng)養(yǎng)的有2個(gè)、輕度富營(yíng)養(yǎng)的有11個(gè)、其余均為中營(yíng)養(yǎng)[15]。目前常用的判斷水體富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)為：N濃度大于 0.2 mg/L，

P濃度大于 0.01 mg/L，生化需氧量（BOD5）含量大于 10 mg/L，pH 值為 7～9，淡水中細(xì)菌總數(shù)超過(guò)

104個(gè)/mL，以及葉綠素 a 濃度大于10 μg/L[16]。

利用植物對(duì)水體中的N、P、懸浮物、有機(jī)物及重金屬等的吸附、沉淀、吸收、富集濃縮等作用，使N、P從水體中脫離的方法，稱為植物修復(fù)技術(shù)[17]。植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體的凈化作用主要集中在以下幾個(gè)方面：吸附作用；降解作用；過(guò)濾、沉淀作用；對(duì)藻類(lèi)的抑制作用；減少擾動(dòng)，保持生態(tài)穩(wěn)定等作用。為了保持其較高的凈化效率，植物生物量必須定期進(jìn)行移除，否則被植物吸收、同化的營(yíng)養(yǎng)鹽會(huì)通過(guò)降解重新返回水體。利用水生植物治理或修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體，具有投資少、能耗小、對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小、植物資源可以作為食品和飼料回收再利用等優(yōu)點(diǎn)。相較而言，水培蔬菜和水培花卉能處理污水，起到凈化效果，因此，逐漸被應(yīng)用在各種污水處理中。水生蔬菜中的菱角、水芹、水蕹菜和豆瓣菜等對(duì)N、P 具有很好的吸收能力[18]。

通過(guò)選擇適合不同季節(jié)生長(zhǎng)的水生蔬菜，不僅可以在一定程度上彌補(bǔ)濕地等利用植物處理時(shí)冬季凈化效果明顯下降的缺點(diǎn)，而且還可以生產(chǎn)出具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生蔬菜，并通過(guò)生物堆肥發(fā)酵技術(shù)處理將高有機(jī)物含量的積泥轉(zhuǎn)化成高效有機(jī)肥，以達(dá)到資源的可循環(huán)利用[18]。

水蕹菜是較為常見(jiàn)的一種處理水質(zhì)的水生植物，朱斌等[19]的研究表明，水蕹菜在95篇的研究論文中出現(xiàn)的頻率是第6位，是水生蔬菜中研究最多的凈化水質(zhì)的物種，水生蔬菜中的茭白、菱角、水芹和藕也都有較高的出現(xiàn)頻率。水蕹菜因?qū)ιL(zhǎng)環(huán)境要求簡(jiǎn)單、耐受能力強(qiáng)，常用來(lái)處理富營(yíng)養(yǎng)水體及受重金屬污染的水體。有研究表明，采用水培水蕹菜處理富營(yíng)養(yǎng)化河水，對(duì)TP（總磷）、TN（總氮） 的去除率分別為73.1%和 64.5%，采用無(wú)土栽培的水蕹菜處理生活污水，同樣對(duì)TP、TN具有很好的去除效果。由文輝等[20]在富營(yíng)養(yǎng)化水體中，輪作水蕹菜和水芹，對(duì)水體中 TN、TP 的去除量分別達(dá)到了每年204.80、24.62 g/m2，并可收獲蔬菜 50 kg/m2，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

沈治蕊等[21]在僅占全湖面積5.15%的小范圍內(nèi)種植水芹、水蕹菜、黃花菜、睡蓮等水生植物，種植1個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，湖中TN、TP含量都降低了50%左右，藻類(lèi)密度降低了63.2%，水體透明度提高了1倍，處理效果非常明顯，且增添了湖面的景觀效應(yīng)。

胡綿好等[22]采用生態(tài)浮床栽培水芹和豆瓣菜2種水生蔬菜，研究二者對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的凈化效果及處理后的品質(zhì)。結(jié)果表明，2種水生蔬菜都對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體有較強(qiáng)凈化能力。處理20 d時(shí)，水芹對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中的TN、NH4+-N、TP、CODMn（用高錳酸鉀作化學(xué)氧化劑測(cè)定的化學(xué)需氧量）、葉綠素a的去除率分別達(dá)到76.86%、69.39%、90.45%、95.03%和89.81%，豆瓣菜對(duì)這些指標(biāo)的去除率與水芹十分接近，表明水芹和豆瓣菜均能顯著改善富營(yíng)養(yǎng)化水體的水質(zhì)[22]。

3 水生蔬菜對(duì)水體重金屬的處理作用

重金屬在水生植物體中通過(guò)根系向上運(yùn)輸和富集，會(huì)影響植株的光合作用、呼吸代謝、滲透調(diào)節(jié)以及活性氧的平衡。重金屬是化學(xué)元素周期表中密度大于4.5 g/cm3的金屬元素的統(tǒng)稱，與環(huán)境污染相關(guān)的重金屬元素主要是指 Hg、Cd、Pd、Cr以及類(lèi)金屬 As等生物毒性顯著的元素[17]。水生植物對(duì)重金屬的吸收和富集有 3種模式：吸附在根的外圍、轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)根系中、通過(guò)根系繼續(xù)向上部運(yùn)輸。

水生植物不同部位對(duì)重金屬的累積能力不同，根部的重金屬含量一般都比莖、葉部位高。研究表明，菱根部Cu、Zn和Cr含量分別為葉部的2.2倍、2.3倍和2.8倍。挺水植物香蒲根內(nèi)部不同生理組織（主要指薄壁組織、韌皮部和木質(zhì)部）對(duì)Cd、Cu、Pb和Zn的吸收能力不同，其中薄壁組織對(duì)上述重金屬累積量最大[23，24]。由文輝等[21]在Cu、Cd、Pb和 Zn 重金屬污染水域輪種水蕹菜、水芹，發(fā)現(xiàn)重金屬主要集中于植株根部，且超出安全食用的最高標(biāo)準(zhǔn)，而莖、葉中含量相對(duì)較低，符合安全食用標(biāo)準(zhǔn)。

何舞等[25]通過(guò)試驗(yàn)研究在不同 pH 值條件下，土壤中Pb、Cd、Hg 3種重金屬在蕹菜中的累積特征。研究表明，在適宜pH值水平下，中低濃度的Pb、Cd、Hg混合污染有利于水蕹菜的生長(zhǎng)；隨著pH值升高，水蕹菜的生物量變小，根莖短且易受病蟲(chóng)為害。研究結(jié)果表明，水蕹菜是耐Cd植物，水蕹菜中的Cd含量易受到土壤中重金屬含量和土壤 pH 值的影響。

4 水生蔬菜的生態(tài)效應(yīng)

魚(yú)菜共生養(yǎng)殖、魚(yú)鱉養(yǎng)殖等生產(chǎn)模式中利用漂浮裝置，在養(yǎng)殖水面上種植水生蔬菜，吸收利用養(yǎng)殖所投但未被消化吸收的養(yǎng)料，凈化水體環(huán)境，減少水華現(xiàn)象的發(fā)生，提高水體透明度，增加單位體積的水體容魚(yú)量，同時(shí)收獲的水生蔬菜也可增加經(jīng)濟(jì)收入。苗欣等[26]在工廠化養(yǎng)鱉—水培蔬菜綜合生產(chǎn)系統(tǒng)中成功利用水培蔬菜從養(yǎng)鱉廢水中吸收利用營(yíng)養(yǎng)物，起到了凈化養(yǎng)鱉廢水的作用。

有研究表明，水生蔬菜種植面積占水體環(huán)境的30%左右時(shí)，既可凈化環(huán)境，又不會(huì)減少水體的利用空間。目前推廣的難點(diǎn)可能在于漂浮裝置的選擇上，普通的竹木結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠、浮力有限，而高性能的漂浮管道價(jià)格較高、前期投入大、回收成本慢，限制了其推廣使用。因此，研發(fā)可重復(fù)使用的浮力大、造價(jià)低、輕盈的環(huán)境友好型新型漂浮裝置是水生蔬菜推廣應(yīng)用的重要支撐。

水生蔬菜作為我國(guó)的特菜，所創(chuàng)造的價(jià)值與生產(chǎn)規(guī)模極不相符，怎樣將水生蔬菜產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的王牌產(chǎn)業(yè)，值得我們深入思考。我國(guó)的水生蔬菜主要還是以鮮食或初級(jí)加工為主，以健康為理念的產(chǎn)品及深加工少之又少，產(chǎn)品附加值低，雖在國(guó)內(nèi)有一定的消費(fèi)市場(chǎng)，但效益不高，而在國(guó)際上知名度有限，難以將水生蔬菜產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)?；诖朔N現(xiàn)狀，國(guó)家應(yīng)從宏觀層面出臺(tái)對(duì)水生蔬菜生產(chǎn)、銷(xiāo)售、加工等有利的相關(guān)政策，鼓勵(lì)科研院所對(duì)現(xiàn)有水生蔬菜種質(zhì)資源進(jìn)行收集、改良，促進(jìn)品種更新?lián)Q代。開(kāi)展品種選育工作時(shí)，在注重產(chǎn)量及抗逆性的同時(shí)，更應(yīng)注重品質(zhì)性狀的選育，尤其是針對(duì)現(xiàn)今社會(huì)“富貴病”發(fā)病人群多的現(xiàn)狀，選育低脂、高纖維等品種；對(duì)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的水生蔬菜生產(chǎn)基地，解決其生產(chǎn)過(guò)程的安全質(zhì)量、銷(xiāo)售及存儲(chǔ)問(wèn)題，對(duì)有實(shí)力的一批加工企業(yè)，鼓勵(lì)其走出國(guó)門(mén)；針對(duì)不同消費(fèi)人群、不同消費(fèi)習(xí)慣、不同消費(fèi)能力進(jìn)行特定產(chǎn)品的深加工；根據(jù)不同消費(fèi)區(qū)域的生活、文化習(xí)慣，投其所好，創(chuàng)造適應(yīng)當(dāng)?shù)靥厣漠a(chǎn)品。

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