精品 毕业论文 毕业设计七种植物在NO3NH4+为5050湿地下的生长与竞争.docx

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精品毕业论文毕业设计七种植物在NO3NH4+为5050湿地下的生长与竞争

毕业论文

2011届

七种植物在NO3-/NH4+为50/50湿地下的生长与竞争

学生姓名

学号

院系生命科学学院

专业生物科学

指导教师

完成时间

植物在NO3-/NH4+为50/50湿地下的生长与竞争

摘要

本文在NO3-/NH4+为50/50的情况下，研究芦竹、芦苇、美人蕉、菩提子、千屈菜、杭子梢、合萌、白茅等8种湿地植物的生长与竞争。

1）8种植物在相同条件下独立培养时表明：

芦竹、白茅、美人蕉的生物量大于芦苇、菩提子、杭子梢、合萌的生物量（P<0.05）。

芦竹、白茅、美人蕉三种植物间无差异，千屈菜、芦苇、菩提子、杭子梢、合萌五种植物间无差异。

株高和冠幅的大小与生物量基本保持一致。

2）8种植物混合种植时表明：

菩提子、芦竹、美人蕉、千屈菜的生物量大于杭子梢、白茅、芦苇、合萌的生物量（P<0.05）。

芦竹、白茅、美人蕉、千屈菜四种植物间无差异，芦苇、菩提子、杭子梢、合萌四种植物间无差异。

株高和冠幅的大小与生物量基本保持一致。

在湿地植物选种的过程中，单独种植时选择芦竹、美人蕉、千屈菜、白茅、菩提子这几种生长优势大的湿地植物比较有利。

混合种植时选择芦竹、美人蕉、千屈菜、菩提子这几种竞争优势强的湿地植物比较有利。

关键词美人蕉，芦竹，生物量

THEGROWTHANDCOMPETITIONAMONGEightKINDSOFPLANTSINWETGROUNDINTHERATIOOFNO3-/NH4+TO50/50

ABSTRACT

Inthispaper,thestudyofbambooreed,reed,canna,PuTizi,thousandsofdishesQu,Hangzhousub-Pins,togetherMeng,Imperataandother8speciesofwetlandplant

growthandcompetitioninthenutrientsolutionsof（NO3-/NH4+）50/50.1）8independentplantsculturedunderthesameconditionsthat:

ThebiomassofArundodonax,Imperatacylindrical,cannaisgreaterthanthebiologicalreed,PuTizi,Hangzhousub-Pins,co-Meng（P<0.05）.Arundodonax,Imperatacylindrical,Cannawasnodifferencebetweenthethreeplants,reeds,PuTizi,Hangzhousub-Pins,co-Mengwasnodifferencebetweenthefiveplants.Heightandcrownsizeandbiomassremainedconsistent.2）8mixedplantingspeciesthat:

ThebiomassofPuTizi,Arundodonax,Canna,thousandsofQuHangzhoucuisineisgreaterthanthebiologicalchildshoot,Imperatacylindrical,reed,co-Meng（P<0.05）.Arundodonax,Imperatacylindrical,canna,fourplantthousandsofflexiondidnotdifferbetweenfood,reed,PuTizi,Hangzhousub-Pins,co-Mengwasnodifferencebetweenthefourplants.Heightandcrownsizeandbiomassremainedconsistent.Intheselectionofwetlandplants,TheselectionofindividualplantofArundodonax,Canna,thousandsofflexionvegetables,Imperata,PuTizibigadvantageofthesetypesofgrowthandmorefavorablewetlandplants.Theselectionofmixedplantingofbambooreed,canna,thousandsofflexionvegetables,PuTizistrongcompetitiveadvantageofthesetypesofwetlandplantsmorefavorable.

KeywordsCanna,Arundodonax,biomass

目录

摘要I

ABSTRACTII

前言1

1材料和方法2

1.1实验材料2

1.1.1芦竹2

1.1.2芦苇3

1.1.3菩提子3

1.1.4美人蕉3

1.1.5白茅4

1.1.6合萌4

1.1.7杭子梢4

1.1.8千屈菜5

1.2样地分析及栽培情况5

1.3营养液的配方6

2测定方法6

2.1生物量的测定6

2.2株高和冠幅的测量7

2.2.1株高测量7

2.2.2冠幅测量7

3结果和分析7

3.1在NO3-/NH4+为50/50的湿地下8种植物生物量的比较7

3.2在NO3-/NH4+为50/50的湿地下8种植物生长分析11

3.2.1在NO3-/NH4+为50/50的湿地下8种植物株高比较11

3.2.2在NO3-/NH4+为50/50的湿地下8种植物冠幅比较14

4分析与结论17

参考文献18

致谢19

前言

植物是人工湿地系统的重要组成部分，它可以吸收污水中的营养元素、吸附和富集重金属及有毒、有害物质；其根系可以为微生物提供巨大的物理表面，同时向根区输送氧气，促进根区的氧化还原反应及好氧微生物的新陈代谢，并形成好氧、缺氧和厌氧区，实现脱氮功能；植物的根系还可以在填料中形成许多微小的气室或间隙，增强填料的疏松度，从而加强填料的渗透性能；此外，植物还可以降低由于季节、昼夜的变化而导致的温差，在冬季可以有效防止结冰[1-4]。

通过对人工湿地植物株高、生物量等的研究，可以更好的了解湿地植物的生长与竞争，为人工湿地植物资源的合理配置与污水处理提供理论依据。

人工湿地（Constructedwetland）是根据对天然湿地系统的研究，借鉴天然湿地系统原理，由人工建造而成的具有可控性和工程化性质的湿地系统[5]。

是通过人为控制，利用湿地复杂特殊的物理、化学和生物综合功能净化废水。

人工湿地既吸收了天然湿地系统的复杂而高效的净化污染物的功能，又能保护天然生态环境，是一种新型的污水生态处理技术。

由于它具有独特的净化机理和功能；再者它的实用性非常广，现已被广泛地用于处理生活污水、城乡景观水、养殖废水、农业径流、工业废水、垃圾渗滤液等[6]。

实践证明它是一种简便有效的生态工程型污水处理技术，具有广阔的应用前景。

本实验所选物种是在舟山人工湿地中生长较好的8种植物，分属于四个功能群：

C3、C4、L和F。

其中C3包括芦竹、芦苇，C4包括白茅，菩提子。

L包括杭子梢和合萌，F包括美人蕉和千屈菜。

芦苇、美人蕉、千屈菜、菩提子等八种植物是中国南北方人工湿地建设中普遍应用的植物，多生长在沼泽地、水旁湿地和河边、沟边，现各地广泛栽培，在维持湿地生态系统平衡和物种多样性方面起着重要作用。

人工湿地研究从生态学方面进行人工湿地研究的较多，而从人工湿地形态动态变化方面进行的研究相对较少。

生态系统生产力水平是生态系统功能的重要表现形式，而植物群落的生产力则是生态系统生产力的基础。

因此研究植物群落物种多样性与生产力的关系[7]，对于阐明植物多样性对生态系统功能的作用具有重要意义。

目前人工湿地植物的研究还属于起步阶段，人们对人工湿地的整体作用以及人工湿地植物某个物种的作用进行了较多的研究，然而对于人工湿地植物物种间相互关系的研究甚少。

我认为我们应该把物种多样性的研究扩展到人工湿地植物上来，人工湿地也是一个生态系统，研究人工湿地植物的多样性能够更加了解湿地这个生态系统的功能。

人工湿地新型污水处理技术具有投入少、成本低、易维护、净化效果好等多种优点，但以往的人工湿地往往只注重从工程方面提高净化效果，而没有从植物资源及其合理配置的角度来统筹优化，这就在很大程度上制约了人工湿地废水处理的效果。

所以我认为研究植物间的多样性及其生长与竞争的关系。

可以使人工湿地植物资源得到更合理的配置，从而提高人工湿地的废水处理效果。

目前，发展中国家和地区湿地的研究相对较少；另外从生态学方面进行人工湿地研究的较多，而从人工湿地形态动态变化和营养吸收方面进行的研究相对较少。

本文通过对八种湿地植物在人工湿地中生长动态等的分析为景观配置过程中湿地植物的选种等方面奠定一定的基础。

1材料和方法

1.1实验材料

本实验选取了八种湿地植物，种植于绍兴文理学院生命科学学院实验基地供研究。

1.1.1芦竹

芦竹又称荻芦竹、江苇、旱地芦苇，禾本科芦竹属植物，是一种多年生草本植物，具粗壮的根状茎。

秆直立，有分枝。

叶稍无毛；叶舌膜质，截平，顶端具短纤毛；叶片条状披针形，扁平，长30～60cm，宽2～6cm，边缘粗糙圆锥花序大型，长30～60cm；小穗含花2～4花，小穗轴无毛；颖膜质，披针形；外稃膜质，具3～5脉；第一外稃长8～10mm，上部的渐次变小，脊上无毛；雄蕊3；子房无毛。

花果期10～12月。

生于河堤两旁及池塘边。

在我国分布甚广，北起辽宁，南至广西，生产最多的是江浙。

它的适应能力很强，也易于繁殖，即耐旱又耐涝，即耐热又耐寒，无论是沼泽地、河滩地、河岸、沙荒或旷野地上都能生长，在贫瘠的土地也能生长，不用施肥防病虫害，而且生长在污水地带还可以净化污水。

1.1.2芦苇

多年水生或湿生的高大禾草，生长在灌溉沟渠旁、河堤沼泽地等，世界各地均有生长。

它的植株高大，地下有发达的匍匐根状茎。

茎秆直立，秆高1～3米，节下常生白粉。

叶鞘圆筒形，无毛或有细毛。

叶舌有毛，叶片长线形或长披针形，排列成两行。

叶长15-45厘米，宽1-3．5厘米。

圆锥花序分枝稠密，向斜伸展，花序长10一40cm，小穗有小花4—7朵；颖有3脉，一颖短小，二颖略长；第一小花多为雄性，余两性；第二外样先端长渐尖，基盘的长丝状柔毛长6—12mm；内稃长约4mm，脊上粗糙[8]。

具长、粗壮的匍匐根状茎，以根茎繁殖为主。

芦叶、芦花、芦茎、芦根、芦笋均可入药。

1.1.3菩提子

　菩提子为多年生植物，作为草鱼饵料，有较高的经济利用价值，其在人工湿地中的去污能力也正在被研究利用[9]。

春天生苗，茎高三、四尺，叶如黍，开红白花，呈穗状；夏秋之间结实，圆而色白，有坚壳，如珐琅质，俗用为念佛之数珠，故称菩提子。

秆直立，高1～1.5m，丛生，分枝多，基部节上生根。

叶互生；叶片长10～40cm，宽1.5～3cm，先端尖，基部阔心形，中脉粗厚明显，边缘粗糙；叶舌短；叶鞘抱茎。

总状花序自上部叶鞘内侧抽出，1至数个成束；花单性，雌雄同株，雄小穗复瓦状排列于穗轴上，雌小穗位于雄小穗下方，包被于卵形硬质总苞中，成熟后渐变珠状。

花期7～8月，果期9～10月。

1.1.4美人蕉

美人蕉属约55种。

主产于美洲，亚洲及非洲的热带地区。

有人曾报道[10-11]我国亦有美人蕉的野生类型。

美人蕉多年生进立草本，高1-2米，植株无毛，有粗壮的根状茎，为姜目，美人蕉科。

花期：

夏、秋季，花语：

坚实的未来，花色：

白·红·黄·杂色。

原产印度，现在我国南北各地常有栽培。

美人蕉品种很多，到19世纪初已有近千个品种。

常见的品种有：

大花美人蕉，又名法国美人蕉，是美人蕉的改良种，株高15米，茎叶均被白粉，叶大，阔椭圆形，长40厘米左右，宽20厘米左右总花梗长，小花大，色彩丰富，花萼、花瓣被白粉，瓣化瓣直立不弯曲。

1.1.5白茅

又称茅，分布于全世界热带和亚热带地区[12]。

禾本科，白茅属多年生草本，花穗上密生白毛。

有长根状茎，叶片条形或条状披针形，根茎可以吃，也可入药，叶子可以编蓑衣。

生于低山带平原河岸草地、沙质草甸、荒摸与海滨。

也属为害茶园、桑园、果园、橡胶园和苗圃等的旱地恶性杂草。

广泛分布于热带至温带地区，中国普遍地区都能种植。

株高25～80厘米；须根；茎节上有长柔毛；根状茎长，叶片主脉明显，叶鞘边缘与鞘口有纤毛；圆锥花序分枝紧密；小穗基部密生银丝状长柔毛，颖果成熟后，自柄上脱落。

适应性强，耐荫、耐瘠薄和干旱，喜湿润疏松土壤，在适宜的条件下，根状茎可长达2～3米以上，能穿透树根，断节再生能力强。

1.1.6合萌

合萌是一种优良的豆科牧草，亦可用作绿肥[13-14]，半灌木状草本。

茎直立，圆柱形，质软中空。

双数羽状复叶，小叶20对以上，矩圆形，长3～8mm，宽l～3mm，全缘，总状花序腋生，花少数，膜质苞片2.花萼二唇形，花冠黄色带紫纹，旗瓣近圆形，雄蕊10，子房无毛有柄。

荚果条状矩圆形，有6～10荚节。

种子肾形，黑褐色。

花期7～8月，果期9～10月。

生于温暖湿润的塘边，溪边和平原水稻田埂边。

全县各地均有分布。

干燥除皮的茎（梗通草）可入药，可治小便不利，乳汁不通，尿路尿路感染，肝炎，肠炎，痢疾，夜盲症，结膜炎，荨麻疹。

1.1.7杭子梢

各地均产，苏南较普遍，产生于山坡、山沟、林缘或疏林下；华北、华东地区及辽宁、江西、福建、陕西、甘肃。

高约2m，幼枝近圆柱形，密被绢毛。

复叶互生，3小叶，椭圆形至长圆形，叶背有淡黄色柔毛。

花紫色，排成腋生密集总状花序，花梗在萼下有关节。

小灌木，高达2米；幼枝密生白色短毛。

顶生小叶椭圆形或卵形，长3—6．5厘米，宽1．5—4厘米，顶端圆或微凹，有短尖，基部圆形，表面无毛，脉纹明显，背面有淡黄色柔毛，侧生小叶较小。

总状花序腋生；花梗细，长可达1厘米，有关节和绢毛；花萼阔钟状，萼齿4，中间2萼齿三角形，有柔毛；花冠紫色。

荚果斜椭圆形，长约1．2厘米，脉纹明显，边缘有毛。

花果期6—9月。

植株强健，喜光也略耐阴。

根系发达，萌芽力强，易更新。

花序美丽，可供园林观赏及作水土保持植物。

茎皮纤维可作绳索．枝条可编制筐篓；嫩叶可作牲畜饲料及绿肥。

1.1.8千屈菜

千屈菜．别名为败毒草、娱蚣草、对叶莲，属于千屈菜科多年生挺水植物。

多年生草本，高30～100厘米，全体具柔毛，有时无毛。

茎直立，多分枝，有四棱。

叶对生或3片轮生，狭披针形，长4～6厘米，宽8～15毫米，先端稍钝或短尖，基部圆或心形，有时稍抱茎。

总状花序顶生；花两性，数朵簇生于叶状苞片腋内；花萼筒状，长6～8毫米，花瓣，紫红色，长椭圆形，基部楔形；蒴果椭圆形，全包于萼内，成热时2瓣裂；种子数多细小，花期7～8月。

清热，凉血，破经通瘀。

可治痢疾，血崩，溃疡。

1.2样地分析及栽培情况

本实验在绍兴文理学院生命科学学院实验基地进行，本实验于2009年4月初开始采集芦竹、芦苇、白茅、菩提子、杭子梢、野豌豆、美人蕉、千屈菜八种植物的幼苗，栽培于沙盆中，每盆栽8株，同排沙盆间距约0.5米。

按沙盆的编号，有计划地将植物幼苗按不同比例进行人工定量培养，每种比例各有6个重复组。

分别在NO3-/NH4+为50/50和0/100的营养液下栽培，两种处理各有3个重复组。

在植物幼苗生长过程中,定期进行田间管理,使植物在接近于自然生境的条件下生长，包括根据天气和土壤水分状况定期浇水，定期除草、灌溉营养液，并在之后两个月定期（每两周）对植物进行株高、冠幅及生物量的测量。

为研究这八种亚热带植物在NO3-/NH4+为50/50的营养条件下的生态机理提供资料，为多样性植物配置与栽培模式建立提供依据。

1.3营养液的配方

表1-1不同N比例营养配方

化合物A贮存液质量B定容C每50L溶液中取D每50L溶液中取称量g贮存液体积的ml贮存液体积的ml

大量营养NO3-/NH4+50/50NO3-/NH4+0/100

KNO3101.11L5600

Ca（NO3）2.4H2O236.161L11200

CaCl2.2H2O147.031L23803500

（NH4）2SO41321L14002800

KH2PO41361L700700

MgSO4.7H2O246.491L14001400

KCl74.551L36404200

微量营养

H3BO30.7731L100100

MnSO4.7H2O0.1691L100100

ZnSO4.7H2O0.2881L100100

CuSO4.5H2O0.0621L100100

FeSO4.7H2O0.041L100100

Na2EDTA（10%Fe）3535

（注：

每次往每盆植物中灌溉营养液200ml）

在N形态试验中，1LHoagland营养液中含112mgN，假设栽培盆的容水量为7L，则每盆每7天需N为112×7=784mg，实验分（NO3-：

NH4+）50/50和（NO3-：

NH4+）0/100两个处理各100盆。

2测定方法

2.1生物量的测定

生物量的测定是把一定样方内全部植物割下称重（根系全部挖出称重）求得。

这种方法称刈割法。

剪割完成后，把各层样品按根、茎、叶（光合系统）等器官分开（有条件或需要时，可按种类分开），测定鲜重。

然后用感量0.1g天平取各层鲜重20g左右，在烘箱中80℃烘至恒重（24-48h），在干燥器中冷却后用感量0.01g天平称干重。

并分别测量根茎叶的鲜重和干重。

总生物量=根茎叶重量之和

地上部分生物量=茎叶重量之和

地下部分生物量=根重

2.2株高和冠幅的测量

2.2.1株高测量

由植株的基部立尺，量至植株自然生长的最高点，量取多次取平均值。

2.2.2冠幅测量

冠幅指树冠的幅度,专用于乔木调查时树木的测量,严格测量时要用皮尺,树冠外缘垂直投影最宽处的距离，一般分为东西冠幅、南北冠幅。

选通过树干在树下量树冠投影的长度,然后再通过树干与长度垂直量投影的树冠的宽度.。

冠幅=长度*宽度

3结果和分析

3.1在NO3-/NH4+为50/50的湿地下8种植物生物量的比较

在NO3-/NH4+为50/50及其他生长条件一致的情况下，分别将八种湿地植物种植在不同培养缸中，培养一段时间后，由于不同的植物对水分和矿质养分的吸收不同，和在形态、生理和生化变量方面的不同导致植物的生物量表现出较大的差异性，我们分别对芦竹、杭子梢等八种植物的生物量进行测量，将所得的数据处理后绘制成表3-1和图3-1，表3-2和表3-3.

表3-1八种植物单种时各种生物量的比较

地下部分的生物量重

/（g.株）

地上部分的生物量

/（g.株）

总生物量

/（g.株）

根冠比

芦竹

14.04±10.44

21.82±11.85

35.87±22.05

0.64

芦苇

3.03±1.42

6.42±4.78

9.46±6.10

0.57

白茅

17.73±12.79

16.22±11.94

33.96±24.62

1.63

菩提子

2.90±1.65

4.76±0.30

7.67±1.85

0.80

杭子梢

1.60±0.79

4.68±2.55

6.28±3.27

0.37

合萌

1.16±1.11

5.06±4.68

6.23±5.76

0.21

美人蕉

13.43±10.35

18.23±13.89

31.67±23.15

0.72

千屈菜

9.44±5.40

12.84±5.34

22.27±10.01

0.64

图3-1在NO3-/NH4+为50/50的湿地下八种植单种生物量比较

分析比较图3-1及表3-1，我们可以发现，八种植物生物量芦竹、白茅、美人蕉的生物量明显比其他几种植物大。

合萌、杭子梢的生物量明显要少。

进行一步进行方差分析（表3-2，3-3）表明：

显著水平P<0.01存在极显著差异,在5%显著水平上分析得，芦竹、白茅、美人蕉的生物量大于芦苇、菩提子、杭子梢、合萌四种植物的生物量（P<0.05）。

芦竹、白茅、美人蕉三种植物间无显著差异，千屈菜、芦苇、菩提子、杭子梢、合萌五种植物间无显著差异。

结合图3-1发现芦竹、白茅、美人蕉的生物量明显要比其他几种植物大，可见，芦竹、白茅、美人蕉对水分和矿质养分的吸收都比较好。

表3-2NO3-/NH4+为50/50的湿地下八种植物单种时生物量方差分析表

变异来源

平方和

自由度

均方

F值

显著水平

处理间

14550.3268

7

2078.6181

8.379

0

处理内

22326.6271

90

248.0736

总变异

36876.954

97

表3-3NO3-/NH4+为50/50的湿地下八种植物单种时生物量显著性水平比较

处理

均值

5%显著水平

1%极显著水平

芦竹

35.86826

　a

　A

白茅

32.82713

　a

　AB

美人蕉

31.66778

　a

　AB

千屈菜

22.27051

　ab

　ABC

芦苇

9.45667

　b

　BC

菩提子

6.46333

　b

　BC

杭子梢

6.27924

　b

　BC

合萌

6.22698

　b

　C

在NO3-/NH4+为50/50及其他生长条件一致的情况下，将八种湿地植物种植在同一培养缸中，培养一段时间后，分别对芦竹、杭子梢等八种植物的生物量进行测量，将所得的数据处理后绘制成表3-4和图3-2，表3-5和表3-6。

表3-4.八种植物混种时各种生物量的比较

地下部分的生物量

/（g.株）

地上部分的生物量

/（g.株）

总生物量

/（g.株）

根冠比

芦竹

18.00±4.59

22.30±6.22

40.30±10.54

0.55

芦苇

0.92±1.73

0.64±1.18

1.56±2.67

0.83

白茅

3.10±2.56

1.33±2.81

4.44±5.16

0.58

菩提子

22.82±7.43

23.81±9.29

46.63±16.44

0.96

杭子梢

2.80±2.36

6.37±3.92

9.18±6.11

0.50

合萌

0.21±0.23

0.96±0.96

1.16±1.08

0.00

美人蕉

12.45±4.45

26.28±15.67

38.74±19.99

0.56

千屈菜

9.30±3.35

19.60±12.12

28.89±15.34

0.63

图3-2在NO3