紫萍与青萍不同条件下营养成分研究

紫萍与青萍不同条件下营养成分研究

摘要:以紫背浮萍和青萍为材料,研究了氨氮、硝酸氮浓度对其生长的影响。结果表明紫背浮萍和青萍的生长都会随非离子态氨浓度增加受抑制程度逐渐增加,浮萍可以利用硝酸根离子作为氮源。利用凯氏定氮法及索氏抽提等方法测定了其体内粗蛋白质、粗脂肪等营养物质含量。数据显示野生紫背浮萍和野生青萍中粗蛋白含量分别为24.4%和22.1%,粗脂肪含量分别为1.92%和1.42%,粗纤维含量分别为0.71%和0.52%。

关键词:浮萍;生长速度;营养物质

 

 近年来,水体营养化加剧了水草的生长,水草的种群密度若达到有害程度势必会影响天然水体的有效利用,造成水体中的生态破坏[1] 。因此,必须采取一些措施来限制某些水草的生长。其中,机械或人工采集清除这些植物是非常有效的方法[2],这就产生了一大批可收割的水草物质,若自然抛弃这些水草物质,它们会在适当环境下再扎根生长,从而使水草生长过盛问题更加复杂,所以,对这些收割的水草物质加以利用既保护了生态平衡,又可实现废弃物的经济效益。

1.引言

 废水中携带的无机氮磷等植物营养物质大量排入可导致天然水域的富营养化污染,因此要对废水进行脱氮除磷的深度处理,同时氮磷也是工农业生产的重要资源,应回收利用。利用大型水生植物如凤眼莲、浮萍等处理污水不仅投资费用低,管理维护简单,而且具有污水氮磷资源化的潜力[3-5]。其中浮萍生长速度快,组织氮磷[6]含量高,营养丰富,生物体易于加工处理且用途广泛,近年来利用其吸收转化废水中的无机氮磷成为水处理领域的研究热点[7-9]。

2.实验材料及方法

2.1实验药品及仪器

 1)以完全培养液[10]为培养基

 2)仪器及实验材料:池塘采集的长势良好的青萍和紫萍若干;固定地点挖集的土壤若干克;150mL大桶2个;容量2.5L,直径25cm,高约12cm小盆24个;人工气候箱;烘干箱;863纳米生物助长器两个。

2.2实验方法

 2.2.1培养方法

 培养基以完全培养液为基础,pH值约为3~4,在人工气候培养箱内连续培养6~10天。根据气象资料设置培养箱内条件:光照12000lux(每日光照16h),温度28℃(白天),23℃(晚上),湿度80%(白天),70%(晚上),试验过程每天对容器中蒸发掉的水分用蒸馏水补充,使水样体积维持在2000mL左右。每天用酸碱度调整到预设起始值,并加入蒸馏水以保证充足的水分。

 2.2.2测定方法

 利用灼烧法测定灰分含量,凯氏定氮法测定N含量,同时用索氏抽提法测定其中粗脂肪含量及粗纤维含量。

3.实验结果分析

对紫背浮萍和青萍粗蛋白、粗脂肪、灰分等进行了测定,结果如下表:

表1 各实验组实验材料不同营养成分含量

 紫萍 青萍

各营养成分含量(%) 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

粗蛋白质 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

粗纤维 0.52 0.61 0.93 1.22 0.71 0.23 0.42 0.61 1.22 0.53

 表2 浮萍营养物质含量

营养成分各实验组平均含量 粗蛋白(%) 粗脂肪(%) 粗纤维(%) 灰分(%)

野生紫萍  24.4  1.92  0.71  3.61

培养紫萍  27.0  1.07  0.32  3.20

野生青萍  22.1  1.42  0.53  3.12

培养青萍  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养的青萍的蛋白含量,而培养后的青萍粗脂肪含量和粗纤维含量均略高于野生青萍的含量,灰分却于野生的青萍相差不多。同时统计学数据参见表3-1以及表3-2。

表3-1 青萍营养成分统计学分析

统计学数据及项目 平方和 Df值 平均值平方 F值 P

灰分     

组间线性对比 0.081 1 0.810 5.989 0.134

组内线性对比 0.271 2 0.135  

总和 1.081 3 0.945 5.989 0.134

粗蛋白质     

组间线性对比 23.040 1 23.040 7.361 0.113

组内线性对比 6.260 2 3.130  

总和 29.300 3 26.170 7.361 0.113

粗脂肪     

组间线性对比 1.254 1 1.254 10.031 0.087

组内线性对比 0.125 2 0.125  

总和 1.379 3 1.379 10.031 0.087

粗纤维     

组间线性对比 0.260 1 0.260 11.284 0.078

组内线性对比 0.046 2 0.023  

总和 0.306 3 0.283 11.284 0.078

表3-2 紫萍营养成分统计学分析

统计学数据及项目 平方和 Df值 平均值平方 F值 P

灰分     

组间线性对比 0.189 1 0.189 2.299 0.269

组内线性对比 0.165 2 0.082  

总和 0.354 3 0.271 2.299 0.269

粗蛋白质     

组间线性对比 8.410 1 8.410 2.915 0.290

组内线性对比 5.770 2 2.885  

总和 14.180 3 11.295 2.915 0.290#p#分页标题#e#

粗脂肪     

组间线性对比 0.922 1 0.922 29.491 0.032

组内线性对比 0.063 2 0.031  

总和 0.984 3 0.953 29.491 0.032

粗纤维     

组间线性对比 0.348 1 0.348 3.411 0.206

组内线性对比 0.204 2 0.102  

总和 0.552 3 0.450 3.411 0.206

 由以上两个表格可知,青萍组营养成分中粗纤维的显著性较其他几组显著,但是根据统计学知识得:只有P〈0.05时,显著性明显,P〉0.05时,显著性不明显或不显著。因为青萍的粗纤维显著性与0.05相比较也是不显著的,故培养后青萍的营养成分含量与培养前的青萍含量至少在实验组的实验时间段内无显著性变化。

 培养后的紫萍组营养成分测定中只有粗脂肪的显著性较为明显,其余几项均表现为P>0.05,显著性不明显。同样说明培养后紫萍的营养成分含量与培养前的紫萍含量至少在实验组的实验时间段内无显著性变化。

 当P远大于0.05时,可以说无显著性,而P远小于0.05时,则显著性明显或非常显著。

4.结论

 通过对青萍和紫背浮萍在不同培养条件下营养成分的测定及分析,可得出以下结论:

 ①实验中发现,这两种浮萍科植物粗蛋白含量高,营养丰富,适口性好,繁殖速度快。实验测得风干野生青萍的粗蛋白质为22.1%,粗灰分3.12%,粗脂肪1.98%,粗纤维0.53%;风干野生紫萍的粗蛋白质为24.4%,粗灰分3.61%,粗脂肪3.05%,粗纤维0.71%。而培养后的紫萍粗蛋白含量为27.0%,粗脂肪2.07%,粗纤维0.82%,灰分3.20%。培养后的青萍各实验组营养成分含量平均分别为粗蛋白23.7%,粗脂肪1.64%,粗纤维0.62%,灰分3.10%。

 ②浮萍的蛋白质含量可能与水域环境中的营养含量密切相关。正如各实验组中反映发现:在清澈、低营养低氮含量的水中浮萍不但生长缓慢,而且纤维、灰份和碳水化合物含量高,蛋白质含量低。相反,在富营养高氮含量的水面浮萍生长旺盛,且蛋白质含量高,粗纤维和灰份含量低。

 ③利用统计学分析手段得出结论:对于不同氮浓度条件下培养的两种浮萍植物(Lemnaceae)鲜重增加的显著性较为明显,而对于不同实验条件下培养的两种浮萍植物(Lemnaceae)营养成分方面进行统计学分析处理数据表明的显著性却不明显。说明氮浓度在实验时间内不足以引起其营养成分含量上显著的变化。至于如何引起其营养成分方面的显著性实验还要继续进行实验研究探索才可以得出进一步的结论。

参考文献:

[1] 刘松岩,何涛,周本翔. 水生植物净化受污染水体研究进展[J].安徽农业科学,2006, 34(19):5019 – 5021.

[2] 种云霄,胡洪营,钱 易. 无机氮化合物及pH值对紫背浮萍生长的影响 中国环境科学2003,23(4):417~421

[3] Gijzen H J. Anerobes, aerobes and photogrophs: A winning team for wastewater management [J]. Water Science and Technology, 2001,44(8):123-132.

[4] Reddy K R, Debusk T A. State-of –the art utilization of aquatic plants in water pollution control [J]. Water Science and Technology, 1987,19(10):61-79.

[5] Allinson G, Stagnitti F, Colville S, et al. Growth of floating aquatic macrophytes in alkaline industrial wastewater [J], Journal of Environmental Engineering, 1999,126(12):1103-1107.

[6] 屠晓翠,蔡妙珍,孙建国. 大型水生植物对污染水体的净化作用和机理[J].安徽农业科学,2006,34(12):2843-2867.

[7] Gideon Oron, Louw R Wildschut, Dan Porath. Waste  water recycling by duckweed for protein production and effluent renovation [J]. Water Science and Technology, 1984,17:803-817.

[8] 许万祥,周 岩,胡宗则.不同加工储藏方法对浮萍营养成分的影响[J].当代畜牧,1998,(3):35-36.

[9] Bergman B A, Cheng J, Classen J, et al. Nutrient removal from swine lagoon effluent by duckweed [J]. Transactions of the American Society of Agriculttural Engineering, 2000,42(2):263-269. 

[10] Rejmankova F. Comparison of Lemna gibba and Lemna minor from pro2duction ecological point of view[J ]. Aquatic Botany ,1975 ,16 : 427-433.