摘要：为研究芹菜对沼液净化处理效果， 设计不同浓度沼液水培芹菜栽培试验， 分析植株生物量及沼液净化效果。结果表明：水芹菜在高浓度沼液中可正常生长， 并且对沼液净化效果显着， 其中在稀释20倍沼液中净化效果最好， COD、NH4 -N、TP去除率都达到了90%以上， 在稀释5倍沼液中芹菜生长效果最好。因此， 合理开展水芹栽培净化沼液是可行的， 既可净化养殖场废水， 又可回收沼液中营养物质， 实现经济效益与生态效益最大化。
关键词：植物净化； 沼液； 芹菜； 净化；
近年来， 随着养殖业治理整顿， 体系改革， 畜禽养殖业朝着规模化、集约化方向发展， 由此而带来的集中高浓度废水排放， 成为养殖业不可忽视的问题。目前普遍通过沼气处理工程作为畜禽养殖粪污治理模式， 其产生的沼液COD、总氮、氨氮、总磷依然较高， 无法达到养殖污染物排放的标准[1].针对沼液末端污水处理问题， 越来越多的专家和学者侧重于采用高效低耗的生物处理法， 通过水生植物净化水质， 利用水生植物的吸附降解作用去除水体中的污染物， 达到净化污水效果。本研究采用芹菜作为栽培植物开展沼液净化试验， 其具有喜湿润、耐肥、耐寒等特性， 试验采用品种为福建白梗芹菜， 属福州市地方品种， 株型较小， 叶柄细长， 黄绿色， 空心生长期较短， 适于秋季栽培。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验沼液为合作基地养殖场粪污厌氧发酵处理后出水， 沼液浓度见表1.试验植株选用南方当地品种福建白梗芹菜， 先将植株放置在稀释20倍沼液中驯化培养， 一周后开始正式试验。
表1 摇供试沼液的特性
1.2 试验方法
试验培养箱采用塑料材质， 尺寸为445mm×303mm×252mm, 将沼液按不同倍数稀释， 分别为5倍、10倍、20倍；每个培养箱加25L受试液， 每个浓度设3个平行， 并设1组不栽植株作为空白试验[2].液面上选用聚苯乙烯泡沫塑料板 （400mm×280mm） 作为浮板， 板面均匀钻取8个间距10mm, 直径1mm孔的孔洞。将芹菜用蒸馏水冲洗干净， 用海绵固定根部， 插入定植篮内， 放置孔内， 根部保持完全浸入受试液中。试验过程不添加任何化学、生物肥料， 每隔3d用蒸馏水补充由蒸腾损失的水分， 每7d补充1次养分， 每箱各补充1L沼液， 每7d测定1次水样， 每次取样时先搅动多次使种植箱内的水均匀， 28d后收获[3,4,5].
试验过程中， 观察植物生长情况， 统计成活率， 收获后采集植物对各项指标进行检测， 主要包括植物株高、根长鲜重、干重、重金属、茎叶及根系植物体中氮磷含量。
2 结果与分析
2.1 不同浓度沼液栽培芹菜净化效果
2.1.1 不同浓度沼液水培COD去除效果
通过28d的水培试验， 不同浓度沼液中COD含量都有变化， 结果见图1.而COD去除率最高的是Q3组稀释20倍沼液， 去除率最高达到93.0%;其次是Q1沼液稀释5倍， 去除率达到88.7%;最后是Q2组稀释10倍， 去除率为85.4%;所有组去除效果分别为Q3>Q1>Q2.COD去除率在低浓度沼液中较高， 另外2个较高浓度沼液环境中， 其去除率差距较小， 说明在沼液浓度较低状态下种植水培植物， 其COD的处理效果较明显。
图1 COD去除效果
2.1.2 不同浓度沼液水培NH4 -N去除效果
通过水培试验不同浓度沼液中NH4 -N去除都有显着效果， Q3>Q2>Q1, 去除率分别为95.3%、81.7%、78.4%.从图2可以看出Q3组稀释20倍沼液中NH4 -N去除率最高， 整体去除效率趋于稳定， 由此可见低浓度沼液环节中栽培芹菜对NH4 -N去除效率更高。
图2 NH4 -N去除效果
2.1.3 不同浓度沼液水培TP去除效果
从图3可以看出水培实验过程中Q3组稀释20倍的沼液中TP去除效率最高， 去除率达95.4%;其次是Q2、Q1, 分别为75.6%、59.1%, 其中Q3组沼液中TP在菜苗生长各个阶段去除率都最高。可见植物对TP的吸收能力与沼液浓度有直接关系， 低浓度沼液栽培植株吸收TP效率更高。
图3 TP去除效果
2.2 芹菜生长指标
2.2.1 不同浓度沼液栽培植株生长情况
试验从驯化期开始每7d检测植株株高及根长生长情况的变化， 如图4所见， 芹菜经过前期沼液驯化后， 在高浓度沼液中都可以正常生长， 幼苗阶段生长速率较慢， 总体差异不明显， 后期生长快速。其中Q2组生长速率最高， 株高达83.07cm, 根长为20.69cm, 茎叶幼细， 颜色黄绿；Q1组虽然株高不是最高， 但是整体植株粗壮， 颜色深绿。而浓度最低的稀释20倍Q3组植株生长速率最低， 颜色黄绿。由此可见， 是在稀释10倍沼液浓度范围中芹菜长势最好， 浓度过低则会导致植株缺少养分， 植株会加强根部养分吸收， 导致根长较长而株高较低， 茎叶发育迟缓；浓度过高也会抑制其生长。
图4 植株株高根长生产情况
2.2.2 不同浓度沼液对植株生物量及有机质等的影响情况
由表2可知， 试验结束时， 各组植株的茎叶生物量大小为Q1>Q3>Q2, 其Q1组的茎叶生物增长量最高， 达0.276kg/m2, 有机质含量检测分析的结果也符合这一趋势。Q1试验组有机质、氮、磷、钾含量均高于其他2组， 其对沼液水体中养分物质的吸收利用效果最明显。而植株根部生物量大小为Q3>Q1>Q2, 其进一步印证在养分不足的情况下， 芹菜植株注重根部吸收养分生长， 养分积累主要在根部。所有实验组其植株有机质、氮、磷、钾含量在根部的分布均高于茎叶部分。
表2 摇不同浓度沼液对植株生物量影响
3 结论
（1） 通过不同浓度沼液栽培芹菜试验， 可得出芹菜具有较强耐污性， 可以在高浓度沼液中栽培成活， 且净化效果良好， 沼液稀释20倍水培芹菜COD去除率最高；稀释5倍的沼液水培芹菜经济效益最好， 生物增长量达0.276kg/m2.因此利用芹菜净化处理沼液的方案是可行的。
（2） 芹菜的TN、TP去除率都较高；同时由于沼液水培过程中N素需求量大， 沼液稀释20倍水培芹菜由于缺N等因素叶片偏黄， 稀释5倍芹菜植株矮小粗壮， 叶片呈深绿色，
因此， 在开展沼液水培种植前需要对沼液进行配肥处理后再利用。
参考文献
[1] 贺锋， 吴振斌。水生植物在污水处理和水质改善中的应用[J].植物学通报， 2003, 20 （6） :641-647.
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