高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

水生植物对沼泽过滤系统挂膜和无机氮转化的影响

彭昭宁,  朱妍云,  於锋,  顾志峰

downloadPDF
文章导航 > 热带生物学报  > 2025 >  16(1): 125-133
彭昭宁, 朱妍云, 於锋, 顾志峰. 水生植物对沼泽过滤系统挂膜和无机氮转化的影响[J]. 热带生物学报, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
引用本文: 彭昭宁, 朱妍云, 於锋, 顾志峰. 水生植物对沼泽过滤系统挂膜和无机氮转化的影响[J]. 热带生物学报, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
shu
PENG Zhaoning, ZHU Yanyun, YU Feng, GU Zhifeng. Effects of aquatic plants on biofilm formation and ammonia nitrogen transformation in the bog filtration System[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
Citation: PENG Zhaoning, ZHU Yanyun, YU Feng, GU Zhifeng. Effects of aquatic plants on biofilm formation and ammonia nitrogen transformation in the bog filtration System[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
shu

水生植物对沼泽过滤系统挂膜和无机氮转化的影响

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035

  • 海南大学 海洋生物与水产学院/淡水渔业海南省工程研究中心/海南省热带水生生物技术重点实验室, 海南 海口 570228 中国

基金项目: 

国家重点研发计划项目(2022YFD2401303)

海南省院士创新平台科研项目(HD-YSZX-202011)

详细信息
    第一作者:

    彭昭宁(1999-),男,海南大学海洋生物与水产学院2021级硕士研究生。E-mail:1044355637@qq.com

    通信作者:

    顾志峰(1975-),男,教授。研究方向:水产动物遗传育种。E-mail:hnugu@163.com

  • 中图分类号: S69.38

Effects of aquatic plants on biofilm formation and ammonia nitrogen transformation in the bog filtration System

  • School of Marine Biology and Aquaculture/Hainan Engineering Research Center for Freshwater Fishery/Hainan Key Laboratory of Tropical Hydrobiological Technology, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China

  • 摘要: 采用自然挂膜的形式，研究了沼泽过滤系统中不同类型的水生植物（挺水植物薄荷Mentha canadensis与石菖蒲Acorus gramineus、浮水植物圆心萍Limnobium laevigatum和沉水植物宝塔草Limnophila sessiliflora）对水体挂膜期间，以及挂膜成熟后氨氮、亚硝酸盐、硝态氮的转化关系和吸收效果。结果表明：在30 d的挂膜实验期间各处理组的氨氮质量浓度在第5天时达到峰值后下降，亚硝酸盐浓度先上升后下降，硝态氮浓度逐渐上升后略微降低，各实验组硝态氮浓度均低于对照组。4种植物中，薄荷具有最大的生物量增长，鲜质量增长量（56.87±1.81）g，株高增长量（30.7±4.12）cm，根长增长量（7.70±2.52）cm，并且对无机氮转化的促进效果和对硝态氮的吸收效果都最优（在第30天时硝态氮浓度较对照组低71.1%）。在120 h的挂膜成熟后试验中，薄荷组拥有最快的氨氮清除时间（84 h），对硝态氮的去除率达到25.6%，高于其他处理组。综上所述，在本试验中薄荷对养殖水体的氮素转化和吸收有较好的效果，研究结果能够为水产养殖循环水处理提供一种有效的过滤方法，为沼泽过滤系统的植物选择提供有效的参考。
    Abstract: Four different species of plant were compared in terms of their effects on nitrogen transformation during the microbial biofilm forming period and post-forming period in the bog filtration system in order to provide a scientific basis for the construction of an effective bog filtration system for treating aquaculture wastewater. The results showed that all the treatment groups reached a peak in concentration of ammonia nitrogen in on the 5th day and then declined, initially increased and then decreased in the concentration of nitrite, and gradually increased in the concentration of nitrate before slightly decreasing. All experimental groups have lower concentrations of nitrate compared to the control group. MC group had the highest biomass growth（fresh weight increase of（56.87 ± 1.81） g, plant height increase of（30.7 ± 4.12） cm, root length increase of（7.70 ± 2.52） cm）and had the best effect on inorganic nitrogen transformation and absorption of nitrate（with a 71.1% lower concentration of nitrate on the 30th day compared to the control group）. In the post-biofilm-forming expermient,MC group had the fastest ammonia nitrogen removal time（84 hours） and a nitrate removal rate of 25.6%, higher than the other treatment groups. In conclusion, the MC group exhibited the best performance in the transformation and absorption of nitrogen, providing an efficient filtration method for recirculating water treatment in aquaculture and offering valuable guidance for plant selection in bog filtration systems.
  • [1] BETHEL UCHENNA U, HENRY OBIAHU O, YAN Z, et al. Evaluating the effect of acute ammonia toxicity in a freshwater ecological environment on the growth and hematological functioning of Clarias gariepinus[J]. Journal of Water Supply:Research and Technology-Aqua,2022, 71(3):464-477.
    [2] CIJI A, AKHTAR M S. Nitrite implications and its management strategies in aquaculture:a review[J]. Reviews in Aquaculture, 2020, 12(2):878-908.
    [3] 寇红岩,冼健安,郭慧,等.亚硝酸盐对虾类毒性影响的研究进展[J]. 海洋科学, 2014, 38(2):107-115.
    [4] STEINBERG K, ZIMMERMANN J, STILLER K T, et al.Elevated nitrate levels affect the energy metabolism of pikeperch(Sander lucioperca) in RAS[J]. Aquaculture,2018, 497:405-413.
    [5] 邹艺娜,胡振,张建,等.鱼菜共生系统氮素迁移转化的研究与优化[J]. 环境工程学报, 2015, 9(9):4211-4216.
    [6] HARGREAVES J A. Nitrogen biogeochemistry of aquaculture ponds[J]. Aquaculture, 1998, 166(3/4):181-212.
    [7] ESPINOSA MOYA E A, ANGEL SAHAGÚN C A,MENDOZA CARRILLO J M, et al. Herbaceous plants as part of biological filter for aquaponics system[J]. Aquaculture Research, 2016, 47(6):1716-1726.
    [8]
    [9] SHI L N, KE X L, LIU Z G, et al. Effect of Houttuynia cordata floating-bed on water quality and non-specific immunity of GIFT tilapia, Oreochromis niloticus[J]. Ecological Science, 2015, 34(4):105-113,130
    [10] LAM S S, MA N L, JUSOH A, et al. Biological nutrient removal by recirculating aquaponic system:Optimization of the dimension ratio between the hydroponic&rearing tank components[J]. International Biodeterioration&Biodegradation, 2015, 102:107-115.
    [11] LENNARD W A, LEONARD B V. A Comparison of Three Different Hydroponic Sub-systems(gravel bed,floating and nutrient film technique) in an Aquaponic Test System[J]. Aquaculture International, 2006, 14(6):539-550.
    [12] DESWATI D, FEBRIANI N, PARDI H, et al. Applications of aquaponics on pakcoy(Brassica rapa L) and nila fish(Oreochromis niloticus) to the concentration of ammonia, nitrite, and nitrate[J]. Oriental Journal of Chemistry,2018, 34(5):2447-2455.
    [13] ZHENG X F, ZHANG D D, Qin J G, et al. The effect of C/N ratio on bacterial community and water quality in a mussel-fish integrated system[J]. Aquaculture Research,2018, 49(4):1699-1708.
    [14] EBELING J M, TIMMONS M B, BISOGNI J J. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic,autotrophic, and heterotrophic removal of ammonianitrogen in aquaculture systems[J]. Aquaculture, 2006,257(1/2/3/4):346-358.
    [15] HAGOPIAN D S, RILEY J G. A closer look at the bacteriology of nitrification[J]. Aquacultural Engineering, 1998, 18(4):223-244.
    [16] LYAUTEY E, LACOSTE B, TEN-HAGE L, et al. Analysis of bacterial diversity in river biofilms using 16S rDNA PCRDGGE:methodological settings and fingerprints interpretation[J]. Water Research, 2005, 39(2/3):380-388.
    [17] KANTAWANICHKUL S, PILAILA S, TANAPIYAWANICH W, et al. Wastewater treatment by tropical plants in vertical-flow constructed wetlands[J]. Water Science and Technology, 1999, 40(3):173-178.
    [18] 胡浩云,张学英.浅谈人工湿地对面源污染中氮素的去除效果[J]. 南水北调与水利科技, 2011, 9(3):142-144.
    [19] 罗国芝,吴慧芳,谭洪新.自养硝化过程去除循环水养殖系统水体中氨氮的研究进展[J]. 淡水渔业, 2019,49(2):83-88.
    [20] 郑兴,崔云亮,姚瑶,等. 5种生物滤料挂膜期间氨氮去除效果的比较[J]. 琼州学院学报, 2015, 22(2):80-84.
    [21] 陈洪斌,梅翔,高廷耀,等.受污染源水生物预处理挂膜过程研究[J]. 水处理技术, 2001, 27(4):196-199.
    [22] 崔丽娟,李伟,张曼胤,等.不同湿地植物对污水中氮磷去除的贡献[J]. 湖泊科学, 2011, 23(2):203-208.
    [23] 陈登,蔡启佳,田翠翠. 3种沉水植物根际对沉积物中典型氮循环微生物功能基因丰度的影响[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2018, 33(2

    ):314-323.
    [24] 金树权,周金波,朱晓丽,等. 10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究[J]. 农业环境科学学报,2010, 29(8):1571-1575.
    [25] HU Z, LEE J W, CHANDRAN K, et al. Effect of plant species on nitrogen recovery in aquaponics[J]. Bioresource Technology, 2015, 188:92-98.
    [26] 李天沛,汪小旵,丁为民,等.鱼菜共生系统中不同种类蔬菜对养殖尾水氮素转化的影响[J]. 农业工程学报, 2022, 38(9):247-252.
    [27] 李冬梅,龙倩雯,周志宁,等.生物-氧化铁改性砂对氨氮的强化过滤性能[J]. 中国给水排水, 2014, 30(3):5-9.
    [28] 王朝朝,殷春雨,马骏,等. DNFB-MBR工艺挂膜启动及脱氮除碳性能[J]. 水处理技术, 2022, 48(9):108-112.
    [29] 谢玉斌,权全,邹昊,等.人工湿地挺水植物净水能力的Meta分析[J]. 中国水土保持, 2021(8):50-53.
    [30] 彭磊,邢道超,王惠姗,等. 3种填料对集装箱循环水养殖废水处理的初步研究[J]. 渔业现代化, 2017,44(5):1-6.
    [31]
  • [1] 丁一鸣, 董晓杰, 马志泽, 黄光耀, 任明迅, 王文娟.  木棉稻田农林复合系统中丰富类和稀有类微生物的分布特征及影响因素 . 热带生物学报, 2025, 16(2): 270-280. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240118
    [2] 曾慧芬, 樊孝凤, 杨川, 吴志祥.  海南岛橡胶林生态系统服务功能及其价值评估分析 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-8. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240121
    [3] 杨泽昊, 胡佳艺, 赵源杰, 刘萌萌, 陈宇.  慢病毒介导的猫四连接素蛋白过表达系统的构建 . 热带生物学报, 2025, 16(1): 58-63. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240155
    [4] 唐欣然, 薛乾怀, 曾秀, 杜彦君.  秦岭地区植物系统发育和气候因子对开花物候格局的影响 . 热带生物学报, 2025, 16(2): 260-269. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240043
    [5] 吕荣婷, 刘新月, 伍巧慧, 龚文坤, 王蓓蓓.  香蕉间作绿肥对土壤氮转化及叶片酶活性的影响 . 热带生物学报, 2024, 15(4): 407-413. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240004
    [6] 张博飞, 肖玉林, 张翀, 巨晓棠.  海南典型蔬菜和果树氮素盈余指标的建立 . 热带生物学报, 2024, 15(4): 391-399. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240030
    [7] 马超越, 彭世清, 郭冬, 朱家红, 王颖.  植物原生质体分离及其瞬时转化的应用 . 热带生物学报, 2024, 15(2): 241-250. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230026
    [8] 潘国英, 文畅, 黄薇薇, 姚雪梅, 董丽丽, 周梅阳, 杨飞.  一种三回路式淡水循环养殖系统的构建及应用 . 热带生物学报, 2024, 15(1): 122-132. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230007
    [9] 刘之洋, 刘静, 宁宇, 戚仁洁, 徐海, 陈龙正.  基于Fast-Tracc方式建立苦瓜高效遗传转化体系的研究 . 热带生物学报, 2023, 14(6): 622-627. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230082
    [10] 戴云鹏, 潘晋龙, 吴宇垚, 韩昊祥, 张怀方, 陈新, 曾长英.  2种氮素的分根处理对木薯幼苗生长发育和氮效率的影响 . 热带生物学报, 2023, 14(6): 614-621. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230008
    [11] 史娴, 聂堂哲, 熊千, 刘兆鑫, 张嘉怡, 刘文杰, 乌兰, 崔嵬, 孙仲益.  基于InVEST与MaxEnt模型的海南岛红树林生态系统碳储量增量预估 . 热带生物学报, 2023, 14(3): 298-306. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2023.03.007
    [12] 刘子岭, 石耀华, 郑兴, 顾志峰.  不同养殖密度对方斑东风螺循环水中间培育效果的影响 . 热带生物学报, 2023, 14(6): 675-680. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230058
    [13] 王伟伟, 安馨媛, 陈俊菁.  根癌农杆菌介导火龙果溃疡病菌遗传转化体系的构建及转化子筛选 . 热带生物学报, 2022, 13(3): 243-248. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.03.006
    [14] 吴钟解, 唐佳, 蔡文启, 唐凯, 闫智聪, 陈石泉, 周智.  海南岛东海岸珊瑚礁生态系统中抗生素抗性基因的赋存特征 . 热带生物学报, 2022, 13(5): 464-471. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.05.006
    [15] 马振升, 吴志祥, 祁栋灵.  植物化感作用及其在橡胶复合生态系统的应用 . 热带生物学报, 2022, 13(1): 95-99. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.01.014
    [16] 李惠玲, 田建平.  茅膏菜应用的研究进展 . 热带生物学报, 2021, 12(1): 110-114. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.01.016
    [17] 王猛, 王周雯, 丁一, 徐敏, 郭攀阳, 刘成立, 李佳雪, 李涛, 韦双双, 汤华.  根癌农杆菌介导的新暗色柱节孢菌遗传转化 . 热带生物学报, 2021, 12(4): 412-418. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.04.002
    [18] 朱晓菲, 黄娇媚, 原昊, 万逸.  Class2 CRISPR-Cas系统发掘及分析方法 . 热带生物学报, 2021, 12(1): 115-123. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.01.017
    [19] 张瑜, 任瑜潇, 刘相波, 朱铭, 王爱民, 李秀保.  潜水旅游对珊瑚礁生态系统影响研究的进展 . 热带生物学报, 2021, 12(2): 261-270. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.02.016
    [20] 刘亚欣, 王宇, 杨诺, 郭桂英, 李迁, 曾纪锋, 郑继平.  乳酸乳球菌电击转化方法的优化 . 热带生物学报, 2020, 11(2): 245-250. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.016
  • 加载中
    • WeChat 点击查看大图
    计量
    • 文章访问数:  18
    • HTML全文浏览量:  1
    • PDF下载量:  0
    • 被引次数: 0
    出版历程
    • 收稿日期:  2024-03-02
    • 修回日期:  2024-04-03
    • 刊出日期:  2025-03-15

    水生植物对沼泽过滤系统挂膜和无机氮转化的影响

    doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
    • 海南大学 海洋生物与水产学院/淡水渔业海南省工程研究中心/海南省热带水生生物技术重点实验室, 海南 海口 570228 中国
      • 基金项目:

      国家重点研发计划项目(2022YFD2401303)

      海南省院士创新平台科研项目(HD-YSZX-202011)

      作者简介:

      彭昭宁(1999-),男,海南大学海洋生物与水产学院2021级硕士研究生。E-mail:1044355637@qq.com

      通讯作者: 顾志峰(1975-),男,教授。研究方向:水产动物遗传育种。E-mail:hnugu@163.com
    • 收稿日期: 2024-03-02
    • 修回日期: 2024-04-03
    • 刊出日期: 2025-03-15

    • 中图分类号: S69.38

    摘要: 采用自然挂膜的形式，研究了沼泽过滤系统中不同类型的水生植物（挺水植物薄荷Mentha canadensis与石菖蒲Acorus gramineus、浮水植物圆心萍Limnobium laevigatum和沉水植物宝塔草Limnophila sessiliflora）对水体挂膜期间，以及挂膜成熟后氨氮、亚硝酸盐、硝态氮的转化关系和吸收效果。结果表明：在30 d的挂膜实验期间各处理组的氨氮质量浓度在第5天时达到峰值后下降，亚硝酸盐浓度先上升后下降，硝态氮浓度逐渐上升后略微降低，各实验组硝态氮浓度均低于对照组。4种植物中，薄荷具有最大的生物量增长，鲜质量增长量（56.87±1.81）g，株高增长量（30.7±4.12）cm，根长增长量（7.70±2.52）cm，并且对无机氮转化的促进效果和对硝态氮的吸收效果都最优（在第30天时硝态氮浓度较对照组低71.1%）。在120 h的挂膜成熟后试验中，薄荷组拥有最快的氨氮清除时间（84 h），对硝态氮的去除率达到25.6%，高于其他处理组。综上所述，在本试验中薄荷对养殖水体的氮素转化和吸收有较好的效果，研究结果能够为水产养殖循环水处理提供一种有效的过滤方法，为沼泽过滤系统的植物选择提供有效的参考。

    English Abstract

    彭昭宁, 朱妍云, 於锋, 顾志峰. 水生植物对沼泽过滤系统挂膜和无机氮转化的影响[J]. 热带生物学报, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
    引用本文: 彭昭宁, 朱妍云, 於锋, 顾志峰. 水生植物对沼泽过滤系统挂膜和无机氮转化的影响[J]. 热带生物学报, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
    shu
    PENG Zhaoning, ZHU Yanyun, YU Feng, GU Zhifeng. Effects of aquatic plants on biofilm formation and ammonia nitrogen transformation in the bog filtration System[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
    Citation: PENG Zhaoning, ZHU Yanyun, YU Feng, GU Zhifeng. Effects of aquatic plants on biofilm formation and ammonia nitrogen transformation in the bog filtration System[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(1): 125-133. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240035
    shu

      全文HTML

    参考文献 (31)

    目录

      /

      返回文章
      返回

      版权所有：《热带生物学报》编辑部

      编辑部地址: 海南省海口市人民大道58号邮编: 100101电话: 0898-66281595

      本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发   百度统计

      x 关闭 永久关闭

      《热带生物学报》编辑部参与2025年热区高校联盟年会