【摘要】：溝渠是農(nóng)業(yè)面源氮素污染物由農(nóng)田進入大型水體的重要通道,溝渠中的水生植物可以通過吸收、截留等方式減少進入下游的氮素,對農(nóng)業(yè)面源污染治理具有重要意義。本研究通過室內(nèi)模擬的方法,以狐尾藻、千屈菜、菖蒲、水葫蘆作為研究對象,分別探討了不同濃度氮營養(yǎng)條件下、長期淹水條件下和干濕交替條件下,不同水生植物對氮素遷移轉(zhuǎn)化過程的影響,為溝渠氮循環(huán)模擬、溝渠氮素去除效率評價提供了科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：(1)溝渠濕地系統(tǒng)對水體中氮素去除的能力較高。在不同濃度氮營養(yǎng)條件下,菖蒲各處理在17天內(nèi)TN去除率均達到了74%以上,水葫蘆試驗組TN去除率為100mg/L含氮處理(99%)200mg/L含氮處理(82%)400m/L含氮處理(73.5%)。在長期淹水條件下第4天,不同植物處理上覆水中的TN含量僅為初始含量的3%。干濕交替條件下,在兩次加入含氮培養(yǎng)液后,各處理上覆水中的TN也都分別在10天和7天內(nèi)達到基本去除。(2)底泥對上覆水中氮素的截留作用是水體中氮素去除最重要最快速的途徑,吸附過程增加了氮素的停留時間,為通過植物吸收、N2O、N2排放和氨揮發(fā)等途徑從系統(tǒng)中徹底去除氮素提供了更多的時間,所有試驗中底泥最高TN吸附量占施氮量的85%。(3)在不同氮營養(yǎng)條件下,菖蒲和水葫蘆吸收氮量占施氮量的10%-30%,且隨著上覆水中氮濃度的升高,植物吸收的總氮量占施氮量的比例逐漸減小。在長期淹水條件下,總氮去除率與植物生物量和地上部分氮含量成顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.989和-0.985,P0.05),其中狐尾藻吸氮能力最強,收獲時該處理的植株中氮素總量遠遠高于其他植物。干濕交替條件下植物長勢均不如長期淹水條件,但千屈菜受影響最小,在此條件下吸氮能力最強。(4)在不同氮營養(yǎng)條件下,隨著施氮量的增加,N20排放總量也增加。在長期淹水狀態(tài)下,有植物處理和無植物對照處理的N20的排放通量分別介于-3.56～9.31 μgN m-2 h-1和-1.26～2.2μg N m-2h-1,而干濕交替狀態(tài)能有效促進N2O的排放,有植物處理和無植物對照處理的最大N2O排放通量分別增長到93.19μg N m-2h-l和33.21 μg Nm-2 h-1,且N2O的排放通量與水中硝態(tài)氮含量呈極顯著相關(guān)性(P0.01)。但總體看來N20的排放通量均不算太高,總結(jié)所有試驗得出植物對N2O排放的促進能力為狐尾藻水葫蘆菖蒲千屈菜。(5)植物能降低和穩(wěn)定水中的pH值,使pH基本維持在微堿性狀態(tài)(7.5-8.3)。水體的Eh由于植物的加入而提高,且在淹水條件下Eh與水中的硝態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)(P0.05)。植物對水體DO濃度也有影響,定期及時的收獲植物,有利于氮素去除和保持生物正常生長的DO濃度。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X52;X173

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