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摘要:以紫背浮萍和青萍為材料,研究了氨氮、硝酸氮濃度對其生長的影響。結果表明紫背浮萍和青萍的生長都會隨非離子態氨濃度增加受抑制程度逐漸增加,浮萍可以利用硝酸根離子作為氮源。利用凱氏定氮法及索氏抽提等方法測定了其體內粗蛋白質、粗脂肪等營養物質含量。數據顯示野生紫背浮萍和野生青萍中粗蛋白含量分別為24.4%和22.1%,粗脂肪含量分別為1.92%和1.42%,粗纖維含量分別為0.71%和0.52%。
關鍵詞:浮萍;生長速度;營養物質
近年來,水體營養化加劇了水草的生長,水草的種群密度若達到有害程度勢必會影響天然水體的有效利用,造成水體中的生態破壞[1] 。因此,必須采取一些措施來限制某些水草的生長。其中,機械或人工采集清除這些植物是非常有效的方法[2],這就產生了一大批可收割的水草物質,若自然拋棄這些水草物質,它們會在適當環境下再扎根生長,從而使水草生長過盛問題更加復雜,所以,對這些收割的水草物質加以利用既保護了生態平衡,又可實現廢棄物的經濟效益。
1.引言
廢水中攜帶的無機氮磷等植物營養物質大量排入可導致天然水域的富營養化污染,因此要對廢水進行脫氮除磷的深度處理,同時氮磷也是工農業生產的重要資源,應回收利用。利用大型水生植物如鳳眼蓮、浮萍等處理污水不僅投資費用低,管理維護簡單,而且具有污水氮磷資源化的潛力[3-5]。其中浮萍生長速度快,組織氮磷[6]含量高,營養豐富,生物體易于加工處理且用途廣泛,近年來利用其吸收轉化廢水中的無機氮磷成為水處理領域的研究熱點[7-9]。
2.實驗材料及方法
2.1實驗藥品及儀器
1)以完全培養液[10]為培養基
2)儀器及實驗材料:池塘采集的長勢良好的青萍和紫萍若干;固定地點挖集的土壤若干克;150mL大桶2個;容量2.5L,直徑25cm,高約12cm小盆24個;人工氣候箱;烘干箱;863納米生物助長器兩個。
2.2實驗方法
2.2.1培養方法
培養基以完全培養液為基礎,pH值約為3~4,在人工氣候培養箱內連續培養6~10天。根據氣象資料設置培養箱內條件:光照12000lux(每日光照16h),溫度28℃(白天),23℃(晚上),濕度80%(白天),70%(晚上),試驗過程每天對容器中蒸發掉的水分用蒸餾水補充,使水樣體積維持在2000mL左右。每天用酸堿度調整到預設起始值,并加入蒸餾水以保證充足的水分。
2.2.2測定方法
利用灼燒法測定灰分含量,凱氏定氮法測定N含量,同時用索氏抽提法測定其中粗脂肪含量及粗纖維含量。
3.實驗結果分析
對紫背浮萍和青萍粗蛋白、粗脂肪、灰分等進行了測定,結果如下表:
表1 各實驗組實驗材料不同營養成分含量
紫萍 青萍
各營養成分含量(%) I I` II II` 野生 I I` II II` 野生
灰分 3.43 2.92 2.54 2.01 2.50 3.63 3.31 3.10 2.82 3.04
粗蛋白質 23.4 25.8 28.1 30.7 24.4 21.0 23.5 24.0 26.3 22.1
粗脂肪 1.32 1.71 2.34 2.93 1.92 1.00 1.31 2.03 2.20 1.42
粗纖維 0.52 0.61 0.93 1.22 0.71 0.23 0.42 0.61 1.22 0.53
表2 浮萍營養物質含量
營養成分各實驗組平均含量 粗蛋白(%) 粗脂肪(%) 粗纖維(%) 灰分(%)
野生紫萍 24.4 1.92 0.71 3.61
培養紫萍 27.0 1.07 0.32 3.20
野生青萍 22.1 1.42 0.53 3.12
培養青萍 23.7 1.64 0.62 3.10
由表2可以看出,野生青萍粗蛋白低于培養的青萍的蛋白含量,而培養后的青萍粗脂肪含量和粗纖維含量均略高于野生青萍的含量,灰分卻于野生的青萍相差不多。同時統計學數據參見表3-1以及表3-2。
表3-1 青萍營養成分統計學分析
統計學數據及項目 平方和 Df值 平均值平方 F值 P
灰分
組間線性對比 0.081 1 0.810 5.989 0.134
組內線性對比 0.271 2 0.135
總和 1.081 3 0.945 5.989 0.134
粗蛋白質
組間線性對比 23.040 1 23.040 7.361 0.113
組內線性對比 6.260 2 3.130
總和 29.300 3 26.170 7.361 0.113
粗脂肪
組間線性對比 1.254 1 1.254 10.031 0.087
組內線性對比 0.125 2 0.125
總和 1.379 3 1.379 10.031 0.087
粗纖維
組間線性對比 0.260 1 0.260 11.284 0.078
組內線性對比 0.046 2 0.023
總和 0.306 3 0.283 11.284 0.078
表3-2 紫萍營養成分統計學分析
統計學數據及項目 平方和 Df值 平均值平方 F值 P
灰分
組間線性對比 0.189 1 0.189 2.299 0.269
組內線性對比 0.165 2 0.082
總和 0.354 3 0.271 2.299 0.269
粗蛋白質
組間線性對比 8.410 1 8.410 2.915 0.290
組內線性對比 5.770 2 2.885
總和 14.180 3 11.295 2.915 0.290#p#分頁標題#e#
粗脂肪
組間線性對比 0.922 1 0.922 29.491 0.032
組內線性對比 0.063 2 0.031
總和 0.984 3 0.953 29.491 0.032
粗纖維
組間線性對比 0.348 1 0.348 3.411 0.206
組內線性對比 0.204 2 0.102
總和 0.552 3 0.450 3.411 0.206
由以上兩個表格可知,青萍組營養成分中粗纖維的顯著性較其他幾組顯著,但是根據統計學知識得:只有P〈0.05時,顯著性明顯,P〉0.05時,顯著性不明顯或不顯著。因為青萍的粗纖維顯著性與0.05相比較也是不顯著的,故培養后青萍的營養成分含量與培養前的青萍含量至少在實驗組的實驗時間段內無顯著性變化。
培養后的紫萍組營養成分測定中只有粗脂肪的顯著性較為明顯,其余幾項均表現為P>0.05,顯著性不明顯。同樣說明培養后紫萍的營養成分含量與培養前的紫萍含量至少在實驗組的實驗時間段內無顯著性變化。
當P遠大于0.05時,可以說無顯著性,而P遠小于0.05時,則顯著性明顯或非常顯著。
4.結論
通過對青萍和紫背浮萍在不同培養條件下營養成分的測定及分析,可得出以下結論:
①實驗中發現,這兩種浮萍科植物粗蛋白含量高,營養豐富,適口性好,繁殖速度快。實驗測得風干野生青萍的粗蛋白質為22.1%,粗灰分3.12%,粗脂肪1.98%,粗纖維0.53%;風干野生紫萍的粗蛋白質為24.4%,粗灰分3.61%,粗脂肪3.05%,粗纖維0.71%。而培養后的紫萍粗蛋白含量為27.0%,粗脂肪2.07%,粗纖維0.82%,灰分3.20%。培養后的青萍各實驗組營養成分含量平均分別為粗蛋白23.7%,粗脂肪1.64%,粗纖維0.62%,灰分3.10%。
②浮萍的蛋白質含量可能與水域環境中的營養含量密切相關。正如各實驗組中反映發現:在清澈、低營養低氮含量的水中浮萍不但生長緩慢,而且纖維、灰份和碳水化合物含量高,蛋白質含量低。相反,在富營養高氮含量的水面浮萍生長旺盛,且蛋白質含量高,粗纖維和灰份含量低。
③利用統計學分析手段得出結論:對于不同氮濃度條件下培養的兩種浮萍植物(Lemnaceae)鮮重增加的顯著性較為明顯,而對于不同實驗條件下培養的兩種浮萍植物(Lemnaceae)營養成分方面進行統計學分析處理數據表明的顯著性卻不明顯。說明氮濃度在實驗時間內不足以引起其營養成分含量上顯著的變化。至于如何引起其營養成分方面的顯著性實驗還要繼續進行實驗研究探索才可以得出進一步的結論。
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