三种红树植物对海水池塘养殖尾水中氮的去除效率及影响分析

作     者：梁继满 

作者单位：大连海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘永;王腾

授予年度：2024年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 07[理学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：红树植物 海水池塘养殖尾水 根际渗氧 人工湿地系统 

摘      要：在过去数十年间,我国水产养殖业蓬勃发展,如今已成为全球最大的水产品生产国之一。这一行业的迅速增长,不仅丰度了人们的饮食文化,同时还为经济发展做出了巨大的贡献;然而,随着水产养殖业的壮大,海水池塘养殖尾水的处理成为了备受关注的问题。鉴于此,本研究立足于湿地植物的生物净化功能,探索红树植物在处理养殖尾水中氮浓度的吸收与转化功能,选用红树植物桐花（Aegiceras corniculatum）、秋茄（Kandelia obovata）、白骨壤（Avicennia marina）作为实验植物,利用沙土培养的方式构建室内人工湿地生态系统;通过实验检测三种红树植物在不同浓度养殖尾水中氮营养盐浓度的变化情况,以探究红树植物对不同浓度氮营养盐的吸收与转化作用。本研究还考察了在同一养殖尾水浓度下,不同种植密度的红树植物对氮营养盐的吸收与转化作用。此外,通过分析红树植物的生物量和种植密度对根际渗氧的影响,探讨了二者之间的相关性,研究结果初步展示了红树林人工湿地生态系统在处理海水养殖池塘尾水中的潜力,得出的结果如下:（1）不同红树植物对海水池塘养殖尾水中氮浓度的净化效率实验选用桐花、秋茄、白骨壤作为植物组并设置不种植物的空白对照组,设置4个浓度的海水池塘养殖尾水,定期对水样进行采集和过滤,测定NH-N、NO-N和NO-N营养盐浓度。实验结果显示三种红树植物均表现出了一定的氮去除能力,在对NH-N的去除方面,桐花、秋茄、白骨壤在10倍浓度处理组中的去除率分别为95.50%、97.46%、97.29%,明显高于空白组的71.89%。其中白骨壤的整体去除效果最好,各浓度组的去除率均在87%以上;三种植物和空白组对NO-N的去除率一般,分别在37.45%～63.51%、21.50%～33.42%之间,5倍、10倍、15倍处理组在实验的第4天内出现了NO-N浓度上升的情况,25倍处理组在实验的8天内出现此情况,这是由于红树植物的根际渗氧现象,为根部创造了有氧条件,促进了硝化作用,使得大量的NH-N转化为硝酸盐,水体中的NO-N浓度上升。三种植物对NO-N的去除效果良好,桐花、秋茄、白骨壤的去除率分别在89.78%～98.69%、93.35%～99.13%、91.87%～99.11%之间,空白组在63.85%～74.50%之间,其中秋茄的整体去除效果最好,在各处理组中的去除率在93%以上。三种植物在10倍浓度处理组对NH-N的去除率最高、在5倍浓度处理组NO-N和NO-N的去除率最高,总体来说三种植物的去除率随浓度的增加而下降,但去除效果随浓度的增加而提高,其中,白骨壤处理组的效果最佳,植物组的去除率高于空白组。（2）红树植物植株密度对海水池塘养殖尾水中氮的净化效率实验选用桐花、秋茄、白骨壤作为植物组,并设置了不种植物的空白对照组。设置相同浓度的养殖尾水浓度,种植密度分别为极低密度组（1株/盆）、低密度组（2株/盆）、中密度组（3株/盆）、高密度组（4株/盆）,定期对水样进行采集和过滤,测定NH-N、NO-N和NO-N营养盐浓度。在对NH-N的去除效果中,桐花和秋茄分别在低密度组和极低密度处理组中的去除率最高分别为99.05%、99.03%,而白骨壤整体的去除率较高,在各处理组中均达到了99%以上;在对NO-N的去除效果中,桐花和秋茄在低密度处理组中的去除率最高,分别为85.15%、88.53%,白骨壤在中密度处理组中的去除率最高,为91.13%,三种植物的去除率均高于空白组的30.84%;在对NO-N的去除效果中,桐花、秋茄、白骨壤分别在低、极低、高密度处理组的去除效果最好,分别为99.06%、92.88%、99.31%,均高于空白组67.30%。值得注意的是,桐花和秋茄NH-N浓度在中、高密度处理组中分别于实验的第29天、22天降到最低,随后出现浓度上升的现象,在对NO-N和NO-N的浓度变化上也有这种情况发生,这与桐花和秋茄在实验后期出现了个别植株死亡,造成水中氮浓度升高有关。（3）红树植物根际渗氧及其对养殖尾水中氮净化效率的相关性研究实验选用桐花、秋茄、白骨壤作为红树植物处理组,种植密度分别为极低密度组（1株/盆）、低密度组（2株/盆）、中密度组（3株/盆）、高密度组（4株/盆）,在同一养殖尾水浓度下处理两个月后,测量各植物的根际渗氧量和生物量,并结合第三章氮营养盐净化效率做相关性分析。结果显示,桐花在中密度处理组中的生物量最大,为15.05g±0.38,根际渗氧量为24.33±0.41(μmol O/（株·d）),在高密度处理组中的生物量最小,为7.79g±0.85,根际渗氧量为18.78±0.39(μmol O/（株·d）),秋茄的生物量相对较小,根际渗氧量随密度的增加而减少,渗氧总量相较于桐花和白骨壤来说偏低;白骨壤在极低、低、中、高密度处理组的