荷花“红巨子”对富营养水体氮、磷的吸收及生理反应研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

水体富营养化是一种水体污染现象oecd（organization for economic cooperationand development）把富营养化定义为“水体营养盐增加引起的一系列征兆变化，其中藻类和大型植物生产力的增加、水质恶化和其他征兆变化破坏了水的利用”。^【1-2】水体富营养化不仅危害人类身体健康而且制约社会经济发展，因此治理水体富营养化，恢复其综合功能是全球关注的热点问题。

富营养化水体的治理目前有物理净化法、化学净化法、微生物净化法、植物净化法，其中植物净化法（植物修复技术）具有投入成本低、易操作、效果佳、生态景观效果好等优势，日益被广泛应用。目前已有学者证实，水生植物可以大量吸收水中的氮磷，进而降低水体的富营养化程度，如紫根水葫芦^【3】、美人蕉^【4】。

荷花是我国传统名花中唯一的水生花卉，其花色艳丽、姿态清雅，具有很高的观赏价值、经济价值和药用价值，其文化内涵深厚，深受人们喜爱，在园林中应用广泛；同时荷花具有净化水体的作用，是建造人工湿地的重要材料。在刘旭富等人的实验中，荷花多与其他湿生植物搭配进行自然污水的净化处理，结果表明，荷花具有一定的吸收氮磷的作用^【5】。在何连生等人利用荷花治理白洋淀水体实验中，结果表明，荷花单独也能够对富营养水体有一定的净化作用^【6】。

2. 研究的基本内容和问题

一、研究的目标、内容和拟解决的关键问题

1、研究目标

3. 研究的方法与方案

二、研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

1、研究方法

依据植物学、植物生理学、细胞生物学、园艺植物生物技术、excel数据处理等理论知识和实践知识作为基础，通过控制变量法等方法进行实验。

2、技术路线

荷花‘红巨子’种苗定植

三种浓度富营养水处理

植物体：叶绿素含量，氮、磷含量，部分生理指标

底泥：氮、磷含量

水体：氮、磷含量

数据处理，得出荷花品种‘红巨子’对不同浓度富营养水与底泥中氮、磷净化的效果与荷花植株在不同浓度富营养水体下的生长状态

3、实验方案

3.1、试验地点

试验在南京农业大学艺莲苑塑料棚内进行，采用室内避雨盆栽试验，以籽播‘红巨子’幼苗为材料，在自然光照条件下养护。

3.2、试验材料

选取健康的荷花‘红巨子’种藕，挑选生长状态一致的荷花幼苗上盆栽植，所用花盆为380标准口径聚乙烯塑料无孔花盆。盆内加入半盆无化工污染的土壤，注水深度为高出土面约8cm，每周查看4次水位，水位低于8cm，用去离子水补齐水位。

3.3、试验处理

本次试验拟设置高、中、低3个浓度水平富营养水，具体浓度与所选试剂见下表。设置在相同环境下但培养未加入富营养水的荷花为空白对照。每处理5次重复，单盆为1个重复。空白对照组三盆，不加入富营养水。分别测定水体透明度、浊度、TN、TP、PH、电导率；底泥氮、磷含量；荷花叶叶绿素含量、叶片宽度、植物体氮、磷含量等。

高浓度富营养化水的配方

元素	浓度(mg/L)	试剂	数量（mg/L）
N	30	KNO3 NH4Cl	108.2 57.85
P	3	KH2PO4	13.16

中浓度富营养化水的配方

元素	浓度(mg/L)	试剂	数量（mg/L）
N	20	KNO3 NH4Cl	72.14 38.58
P	2	KH2PO4	8.78

低浓度富营养化水的配方

元素	浓度(mg/L)	试剂	数量（mg/L）
N	10	KNO3 NH4Cl	36.07 19.29
P	1	KH2PO4	4.39

3.4、采样方法

实试验期间，每周取盆内水样及荷花植物体组织。

水样采集方法：使用干净带塞玻璃试管，并且提前将试管浸泡在1：9的稀盐酸中过夜。分别装取水样，带回实验室及时测定。

土样采集方法：使用干净小勺取少量底泥，放在干净蒸发皿上，至于烘箱中烘干，用研钵磨成粉状待用。

植物组织采收方法：剪下植物体后用去离子水洗净植物组织表面残留物。干样105℃ 杀青30min，70-80℃烘干至恒重，用研钵磨成粉状待用。鲜样取下后立马放于冰盒内带回实验室，储存在-40℃冰柜中，并尽快测取数据。

3.5 、测定内容与方法

水体的总氮浓度测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度计法。水体的总磷浓度测定采用钼酸铵分光光度计法。底泥氮磷含量测定采用凯氏定氮法测定土壤全氮含量，氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定全磷含量。植株组织内总氮含量测定首先将分析纯的硫酸和过氧化氢加入植物组织中消煮，将消煮后的滤液用流动分析仪测定全氮含量。植物组织内总磷含量测定，首先将植物组织用优级纯硝酸浸提后放入微波消解仪进行消解，使用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）测定磷含量。植物体叶绿素含量测量采用95%乙醇浸提法。采用氮蓝四唑（NBT）法测定超氧化物岐化酶（SOD）。采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）的活性。丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法。

3.6 、数据的处理与分析

利用Excle2007及IBM SPSS Statistics对试验数据进行统计分析，采用LSD法对各个处理之间进行差异显著性比较。

4、可行性分析

许多研究者都曾经做过利用和花处理富营养水体的实验，结果表明荷花具有很好的修复富营养水体的能力。并且在做本实验之前，本人曾参与过类似实验，同样得出荷花具有修复富营养水体能力的结论，且荷花可以正常生长。因此本实验具有一定的可行性。

4. 研究创新点

三、特色或创新之处

本项目研究对象有特色，荷花是我国的传统名花，不仅仅有着极高的观赏价值，也有着净化水体的功效。本实验不仅仅研究荷花是否具有修复富营养水体的能力，更着重探究荷花品种‘红巨子’对不同浓度的富营养水与底泥氮磷去除效果以及荷花在不同浓度富营养水体下的生长状况，总结出适合采用荷花进行富营养水体修复的水体氮、磷浓度范围。

5. 研究计划与进展

四、研究计划及预期进展

2018年4月-6月实验前准备，确定实验方案、目标。

2018年6月中旬进行荷花的栽培定植。