不同底质和扦插方式对沉水植物恢复生长的影响

第29卷第4期2017年7月常州大学学报（自然科学版）JournalofChangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.29No.4Jul.2017文章编号：2095-0411(2017)04-0087-06不同底质和扦插方式对沉水植物恢复生长的影响马梦洁、李定龙、张毅敏12,杨飞2(1.常州大学环境与安全工程学院，江苏常州213164;.环境保护部南京环境科学研究所，江苏南京210042)摘要：研究了不同底质（黑泥、黄泥、河沙）和不同扦插方式（正向扦插、反向扦插、水平放置）对轮叶黑藻和马来眼子菜顶枝断枝恢复生长的影响。结果表明：轮叶黑藻和马来眼子菜最大株高和最大相对生长速率均出现在黑泥底质下，两植物的不定根数量和根系长度最大值出现在黄泥底质下；不同底质对轮叶黑藻和马来眼子菜平均每株所再生分枝数、分枝生物量的影响从大到小为黑泥、黄土、河沙。从扦插方式对沉水植物生长繁殖看，在反向扦插条件下，马来眼子菜生长停止，黑藻生长缓慢，但促进了其不定根、分枝提前生成；在水平放置条件下，两种植物所生成的不定根数量和分枝数最多。关键词：轮叶黑藻；马来眼子菜;底质；扦插方式中图分类号：X17文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.2095-0411.2017.04.014EffectofDifferentSedimentsandCuttingWaysontheGrowthofSubmergedMacrophytesMAMengjie1,LIDinglong1,ZHANGYimin1'2,YANGFei2(1.SchoolofEnviromentalandSafetyEngineering,ChangzhouUniversity,Changzhou213164,Chi­na;2.NanjingInstituteofEnvironmentalSciences,MinistyofEnvironmentalProtection,Nanjing210042,China)Abstract:Theeffectofdifferentsediments(blackclay，loess，sand)anddifferentcuttingways(upwardcutting，downwardcutting，horizontalplacing)onthegrowthofhydrilaandpotamogetonmaLaianuswereinvestigated.TheresultsshowedthatthegreatestheightandRGRofhydrilaverticUlataandpotamogetonmaLaianusoccurredintheblackclay;thedifferentsedimentssignificantlyaffectedthenumberandthelengthofadventitiousrootsoftwosubmergedmacrophytes(P0.05),whichofgreatestvalueoccurredintheloess;thesedimentssuitableforthenumberandbiomassofhydrilaverticUlataandpotamogetonmaLaianyswereintheorderofblackclay，loess,收稿日期=2016-10-27。基金项目：国家“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项（2012ZX07101-007);工苏省环保科研重点研究课题(2013038)。作者简介：马梦洁（991一)，女，浙江宁波人，硕士生。通讯联系人：李定龙（1963一)，E-mail:[e-mail]•88•常州大学学报（自然科学版)2017年sand.Thedifferentcuttingwayshadinfluentsonthegrowthoftwosubmergedmacrophytes.Pota-mogetonmaLaianusstoppeddevelopingandhydrilagrewslowlyunderthereversecuttageconditions?wheretheadventitiousrootsandclonaframetsgeneratedinadvancehowever.Thenumberofadventitiousrootsandclonalrametsproducedwasmostinthehorizontalplacing.Keywords：yydriUaverticUlata；potamogetonmaLaianms；sediments;cuttingways恢复沉水植物是湖泊生态系统修复的重要手段之一。然而退化的湖泊生态系统的自我恢复能力丧失，必须人工重建沉水植物。根系顺利扎根定居是沉水植物重建成功的重要标志。影响沉水植物根系生长与活力的最主要因素就是底质特性。底质不仅是沉水植物生根、繁殖并能够稳定生长的基本条件[-2],而且为沉水植物提供各类营养元素以及微量元素35]，因此沉水植物的恢复与底质条件具有密切的联系。水生植物的茎受到外界因素（风浪、水流、水鸟摄食等）和人类活动的干扰，易产生断枝[67]，因此断枝是沉水植物繁殖的重要方式。断枝可通过扦插方式插人土壤、泥炭、蛭石等基质中，促其生根、发芽，生长为完整植株。有研究指出插扦过程中区分植物形态学上端和下端，易于形成不定根从而影响生存繁殖[9]。目前，关于扦插方式对植物生长的研究主要集中在陆生木本植物，而对水生草本植物的研究相当稀少。由于轮叶黑藻和马来眼子菜是多年生草本植物，在中国南北各省的湖泊、池沼及水流缓慢的河流中均有分布，因此，文章以轮叶黑藻和马来眼子菜为研究对象。1材料与方法1.实验材料实验所用的马来眼子菜和黑藻取自高邮水生植物种植基地，选取健康完整的植株带回实验室，自来水将泥沙冲洗干净，并在温室内培养驯化7d;之后，挑选长势一致的15cm黑藻顶枝和30cm马来眼子菜顶枝做为实验材料。实验所涉及到的黑泥、黄泥和河沙分别取自涌湖湖中央、涌湖湖边上和人湖河道。3种底质特性具体见表1，表2。3种底质采集后经筛选，去除其中的植物残体和石块等杂质。表13种底质氮磷含量及有机质质量分数类型TP/(g•kg-1)TN/(g•kg-1)有机质质量比/%黑泥1238士0.0043.115士0.00812.409士0.005黄泥0.760士0.0072.036士0.0057.408士0.004河沙0.205士0.0061010士0.0032.249士0.005表2不同底质的粒度分布及平均粒径粒径0.02〜丄0^m/%10〜丄00^m/%100〜1000^m/%d(0.5)//am黑泥32.69士4.5658.23士3.236.23士1.3817.08士1.23黄泥18.75士3.2364.07士2.4717.18士2.4936.85士4.35河沙0.23士0.043.91士2.3492.41士168326.23士3.431.2实验设计采用3种扦插方式（正向扦插、反向扦插、水平放置）和3种底质（黑泥、黄土、河沙）共9个处理，每个处理设置3个重复。实验系统构建：将3种不同底质平铺人上口径16cm、下口径10cm、高125cm的实验小花盆中，底质厚度为10cm。底质铺好后，放置于长X宽X高为4.5mX1.4mX1.2m的环形水槽中，并沿槽壁慢慢注人自来水，水深为1m。待7d稳定后，分别用3种扦插方式将植物顶枝移栽于不同底质中。实验时间第4期马梦洁，等：不同底质和扦插方式对沉水植物恢复生长的影响•89•2015年7月15日一2015年8月30日，历时45d,在常州大学温室中进行，温度控制在30±2°C。沉水植物移栽：将预培养的15cm黑藻顶枝和30cm马来眼子菜顶枝分别按正插、倒插、水平放置移栽到实验小花盆中，每盆移栽10枝顶枝。其中，正插、倒插插人5cm深底质中，水平放置的植物均与底质接触（半埋于底质中）1.3测试指标与方法实验进行45d后，收获植株，分别统计株高、总生物量、分枝数、不定根数量、根系长度。利用式（1)计算相对生长速率R=(lnW2-lnWi)/t⑴式中：WiS初始生物量，g;W2为结束时生物量，g;t为时间，d。2结果与分析2.1不同底质特性不同扦插方式对沉水植物生长的影响从扦插方式对植物株高和相对生长速率的影响看，水平放置处理的轮叶黑藻断枝的株高均高于正向扦插处理的黑藻断枝和反向扦插处理的黑藻断枝，且差异显著（P0.05)反向扦插处理的黑藻其生长高度明显较实验前发生了明显变化(P0.05)图1(a))。从图2(a)看出，反向扦插处理的轮叶黑藻的R值显著低于另外两种扦插处理的轮叶黑藻的Rgr值。马来眼子菜最大株高和R出现在水平放置，但与黑藻不同的是，反向扦插处理的马来眼子菜生长高度较实验前没有明显的变化，几乎处于停滞状态而且靠近底质的部位出现白化现象（图1(b)),R值为一0.012g*g^d\说明反向扦插处理的马来眼子菜在实验期间生长缓慢甚至不能存活。这可能与生长激素的极性运输有关，在倒插条件下，生长素无法从形态学下端逆向运输到形态学上端，导致了断枝生长较正向扦插和水平放置缓慢，甚至处于停滞状态。叹正向杆插□反向扞插S3水平放置不同底质不同底质(a)轮叶黑藻（b)马来眼子菜图1不同底质特性不同扦插方式对沉水植物株高的影响从底质类型对植物株高和相对生长速率R的影响看，黑泥TN、TP、有机质含量分别是黄土、河沙的163,1.53,1.67倍和6.03,3.08,5.5倍，两种植物的株高和R的最大值出现在黑泥，在河沙底质下最小。这与已有的研究结论一致，氮、磷、有机质含量较高的滇池草海底泥中的黑藻和金鱼藻株高较高[10]，邓^^1等[11]在研究中也发现，相比黏度，有机质含量更有利于黑藻高度的增长。但有研究指出，黑藻在过高的有机质含量的底质下长得不好，因为黑藻对有机质（如甲烷、硫化物等)分解释放植物毒素比较敏感，导致其不能生长[12]。Slivra等指出黑藻最适宜在有机质含量在7%左右的底质下生存，超•90•常州大学学报（自然科学版)2017年ea正向扦插□反向扦插闷水平放置(a)轮叶黑藻（b)马来眼子菜图2不同底质特性不同扦插方式对沉水植物相对生长速率RGR的影响过13%有机质底泥下，黑藻不能繁殖扩增[11]。2.2不同底质特性不同扦插方式对沉水植物根系形态的影响从扦插方式对植物根系形态的影响看，两植物反向扦插处理的不定根形成时间比正向扦插处理组早1〜2d(表4)说明反向扦插有利于不定根的提早形成，这与杜珲[13]所研究的大聚藻、空心莲子菜、蕹菜所得结论相一致。由于水平放置处理的断枝与养分、水分接触范围最大，具备生根条件的部位最多，因而形成的不定根数量多于反向扦插处理组和正向扦插处理组（表4)有利于植物的定居。从图3看出，正向扦插处理和水平放置的黑藻和马来眼子菜平均根长显著优于反向扦插（P0.05)表3不同底质下不同扦插方式对沉水植物不定根形成时间和数量的影响植物种类底质扦插方式不定根形成时间不定根数量（根/株）正向扦插第9天10.6黑泥反向扦插第7天6.0水平放置第10天151正向扦插第8天12.4黑藻黄土反向扦插第7天7.8水平放置第9天18.3正向扦插第12天9河沙反向扦插第10天7水平放置第10天12.3正向扦插第7天7黑泥反向扦插第6天4水平放置第8天10正向扦插第7天9.2马来眼子菜黄土反向扦插第5天5.3水平放置第7天12正向扦插第9天6河沙反向扦插第7天4水平放置第8天8.2从底质类型对植物根系形态影响看，黄泥下轮叶黑藻和马来眼子菜不定根形成时间早于黑泥和河第4期马梦洁，等：不同底质和杆插方式对沉水植物恢复生长的影响•91•网正向扞插□反向扞插的水平放置0.8r國黄土不同底质(a)轮叶黑藻河沙0.610.20黑泥1黄土不同底质(b)马来眼子菜河沙图4不同底质和不同扦插方式对沉水植物分枝的影