二溴海因和活性炭對水培綠藻的影響

袁博　胡勝平　程龍　鄭逢杰　史盈盈　劉淼　趙蘭枝

摘要 ? ?本文以綠蘿為試驗材料，研究不同濃度二溴海因和活性炭對水培綠藻的影響。結(jié)果表明，在一定時間內(nèi)，二溴海因50mg/L +活性炭2 g/L除藻效果最好，且不會對植物的生長發(fā)育造成不良影響，對營養(yǎng)液電導(dǎo)率的影響也較小;適宜濃度的活性炭和二溴海因除藻效果優(yōu)良，濃度過低除藻效果不明顯，濃度過高影響植物正常生長，所以在除藻過程中掌握合適的濃度范圍是關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞 ? ?綠蘿（Epipremnum aureum）;綠藻;水培;二溴海因;活性炭

中圖分類號 ? ?TU991.21 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）19-0130-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Effects ?of ?Dibromohydantion ?and ?Activated ?Carbon ?on ?Hydroponic ?Green ?Algae

YUAN Bo ? ?HU Sheng-ping ? ?CHENG Long ? ?ZHENG Feng-jie ? ?SHI Ying-ying ? ?LIU Miao ? ?ZHAO Lan-zhi *

（College of Horticulture and Landscape Architecture，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang Henan 453003）

Abstract ? ?In this paper，the effects of dibromohydantion and activated carbon on the hydroponic green algae were studied by using Epipremnum aureum as experimental materials.The results showed that，within a certain period of time，dibromohydantion 50 mg/L+activated carbon 2 g/L had the best green algae removal effect，and would not cause adverse effects on the growth and development of plants，and the effect on the conductivity of nutrient solution was small.Activated carbon and dibromohydantion with appropriate concentration have good green algae removal effect，while too low concentration has no obvious green algae removal effect，and too high concentration affects the normal growth of plants.Therefore，it is the key to grasp the appropriate concentration range in the green algae removal process.

Key words ? ?Epipremnum aureum;green alga;hydroponic;dibromohydantion;activated carbon

我國水培花卉的應(yīng)用廣泛，水培花卉可以達(dá)到根葉共賞的效果，且不受時間、空間和土地限制[1]。但是水培營養(yǎng)液中容易滋生綠藻，綠藻會影響植物的正常生長。滕筱萱[2]認(rèn)為，藻類的繁殖會導(dǎo)致水體透明度降低，造成水質(zhì)惡化，危害人類和生態(tài)系統(tǒng)的健康，制約社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。抑制綠藻繁殖一直是植物水培中的一個關(guān)鍵問題。目前，化學(xué)除藻應(yīng)用較普遍，除藻效果好、見效快，如趙蘭枝等[3]和熊自立等[4]用硫酸銅除藻，但硫酸銅會影響水培植物的生長，產(chǎn)生一定的毒害作用;物理除藻在蔬菜水培生產(chǎn)中應(yīng)用較多，但存在規(guī)模大、成本高等問題，適宜大范圍應(yīng)用。

二溴海因是一種特殊的溴化劑，分子式是C5H6Br2N2O2，為白色或淡黃色結(jié)晶性粉末，主要作為消毒、殺菌、滅藻劑應(yīng)用，可有效殺滅各種真菌、病毒、藻類等，應(yīng)用前景廣闊[5]。活性炭是優(yōu)良的吸附劑，具有物理吸附和生物降解作用，除藻是利用活性炭的吸附原理[6]。綠蘿（Epipremnum aureum）是天南星科藤芋屬多年生蔓性草本觀葉植物，生長適宜溫度為18～25 ℃，喜溫暖濕潤氣候，適宜散射光照射，忌強(qiáng)光直射[7]。綠蘿的繁殖方式多樣，易于成活，既可用于盆花生產(chǎn)，又可作為水培生產(chǎn)。本研究對二溴海因和活性炭聯(lián)合除藻、活性炭除藻、二溴海因除藻效果進(jìn)行觀察比較，探討綠蘿水培除藻的有效方法，以期為無土栽培中除藻提供理論依據(jù)。

1 ? ?材料和方法

1.1 ? ?試驗材料

試驗材料來自于河南科技學(xué)院花卉基地，選擇生長健壯、無病蟲害、株型大小及粗度均勻的盆栽綠蘿，株高約25 cm。將盆栽綠蘿從盆中取出，剔除根際泥土，用清水沖洗干凈，并去除老根、病根，用0.5%高錳酸鉀浸泡消毒15 min，再用清水反復(fù)沖洗干凈備用。水培營養(yǎng)液為改良式霍格蘭營養(yǎng)液。二溴海因為海瑞達(dá)牌二溴海因（網(wǎng)上購買），有效溴含量為36%～44%;活性炭為3～5 mm顆粒狀。二溴海因用分析天平進(jìn)行稱量，研磨成粉末狀備用。

1.2 ? ?試驗設(shè)計

試驗共設(shè)8個處理，即改良式霍格蘭營養(yǎng)液對照（CK）、二溴海因25 mg/L+活性炭2 g/L（A）、二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L（B）、二溴海因75 mg/L+活性炭2 g/L（C）、二溴海因25 mg/L（D）、二溴海因50 mg/L（E）、二溴海因75 mg/L（F）、活性炭2 g/L（G）。3次重復(fù)，采用完全隨機(jī)方式排列，每個重復(fù)放置2株生長健壯的綠蘿，共計48株。研究二溴海因和活性炭對水培綠蘿中綠藻以及綠蘿葉片葉綠素含量、綠蘿根活力、營養(yǎng)液電導(dǎo)率等的影響。

1.3 ? ?試驗方法

試驗于2019年3月開始，在河南科技學(xué)學(xué)院水培實驗室進(jìn)行。室內(nèi)平均溫度為20～25 ℃，相對濕度為70%～80%，晴天室內(nèi)光照為3 500 lx，陰天室內(nèi)光照為1 500 lx，水培pH值6.0～7.5。

先對綠蘿進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，試驗容器采用400 mL透明塑料瓶，用記號筆標(biāo)記水位線，每7 d需添加1次營養(yǎng)液，使水位與初始保持一致。前期在清水中馴化7 d（培養(yǎng)容器用黑塑料薄膜包裹，創(chuàng)造黑暗環(huán)境），隨后轉(zhuǎn)入1/2營養(yǎng)液中培養(yǎng)5 d，再轉(zhuǎn)入全營溶液中進(jìn)行試驗。每天定時觀察水培溶液中綠藻的含量和植物的生長勢。每7 d進(jìn)行1次綠藻葉綠素、營養(yǎng)液電導(dǎo)率測定，試驗結(jié)束時測1次綠蘿葉片葉綠素含量和根活力。綠藻葉綠素的測定采用丙酮法測定[8]，葉片葉綠素測定采用丙酮法[9]，根活力的測定采用TTC法[10]，營養(yǎng)液電導(dǎo)率采用DDS-320型精密電導(dǎo)率儀測定。

1.4 ? ?數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行處理，并用 DPS軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和分析。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?不同處理對綠藻葉綠素a含量的影響

綠藻的主要光合色素是葉綠素，其中葉綠素a居多。葉綠素a存在于所有的浮游植物中，約占有機(jī)物干重的1%～2%，是估算綠藻生物量的一個重要指標(biāo)[7]。

由表1可知，同一時間各二溴海因和活性炭處理組的綠藻葉綠素含量均低于對照組，說明各二溴海因和活性炭處理都能抑制綠藻，但抑制程度不同。在單用二溴海因組（處理D、E、F）中，處理E（二溴海因50 mg/L）綠藻葉綠素a含量最少，處理D（二溴海因25 mg/L）綠藻葉綠素a含量最高，說明二溴海因50 mg/L除藻效果最好。在二溴海因+活性炭組（處理A、B、C）中，處理B（二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L）中的綠藻葉綠素a含量最低，處理A（二溴海因25 mg/L+活性炭2 g/L）綠藻葉綠素a含量最高，說明二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L處理的除藻效果最好。

經(jīng)過方差分析可知，第7天時，綠藻葉綠素a含量由低到高的順序依次為處理B<處理E<處理C<處理F<處理G<處理A<處理D

2.2 ? ?不同處理對綠蘿葉片葉綠素含量的影響

葉綠素是衡量植物生長狀況的一項重要指標(biāo)，葉綠素含量高時葉片呈綠色，葉綠素含量低時葉片發(fā)黃。葉綠素含量越高，光合作用越強(qiáng)，植物生長越好。不同濃度的二溴海因和活性炭處理對葉片葉綠素的影響效果不同。

由表2可知，不同處理對綠蘿葉片葉綠素a、葉綠素b含量的影響不同。經(jīng)過方差分析可知，各個處理之間差異顯著。葉綠素a的含量由高到低依次為處理A>處理B>處理G>CK>處理D>處理E>處理F>處理C;葉綠素b的含量由高到低依次為處理A>處理B>處理G>處理D>CK>處理E>處理F>處理C。處理A（二溴海因25 mg/L+活性炭2 g/L）綠蘿葉綠素含量最高，其中葉綠素a含量為4.43 mg/g、葉綠素b含量為5.45 mg/g;處理B（二溴海因50 mg/L+活性炭 2 g/L）次之，葉綠素a含量為4.28 mg/g，葉綠素b含量為4.52 mg/g。

由顯著性分析可知，處理A（二溴海因25 mg/L+活性炭2 g/L）與處理B（二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L）之間葉綠素a含量差異不顯著，與其他處理相比較有顯著差異;處理A（二溴海因25 mg/L+活性炭2 g/L）綠蘿葉綠素b含量與其他處理之間差異達(dá)極顯著水平。與對照相比，處理A、B、G的葉綠素a、b含量均較高，說明這3個處理對植物生長無影響;處理C（二溴海因75 mg/L+活性炭2 g/L）和處理F（二溴海因75 mg/L）綠蘿葉綠素a、b含量均明顯降低，可能是二溴海因濃度過高，對植物生長產(chǎn)生了一定的影響，降低了葉片葉綠素的含量。

2.3 ? ?不同處理對綠蘿根活力的影響

根活力是反映植物對于水培條件適應(yīng)能力的重要指標(biāo)之一。根活力的高低可用TTC還原強(qiáng)度表示，TTC還原強(qiáng)度越強(qiáng)，根活力越高;TTC還原強(qiáng)度越弱，根活力越低。

由表3可知，不同處理對綠蘿根活力的影響具有顯著差異，經(jīng)過方差分析比較，不同處理根活力從高到低依次為：處理G>處理A>處理B>處理D>處理E>CK>處理C>處理F。處理G（活性炭2 g/L）TTC還原強(qiáng)度最強(qiáng)，綠蘿根活力最高，植物生長最強(qiáng)，說明活性炭基本不會傷害植物根系，可以吸附營養(yǎng)液中有害物質(zhì)，從而提高根系活力;處理F（二溴海因75 mg/L）TTC還原強(qiáng)度最弱，根活力最低，植物生長最弱。

單用二溴海因處理時，各處理綠蘿根活力的大小為處理D（二溴海因25 mg/L）>處理E（二溴海因50 mg/L）>處理F（二溴海因75 mg/L）;二溴海因+活性炭處理組，各處理綠蘿根活力的大小為處理A（二溴海因25 mg/L+活性炭2 g/L）>處理B（二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L）>處理C（二溴海因75 mg/L+活性炭2 g/L）。綠蘿的根活力隨著二溴海因濃度的增加而下降。從整體趨勢看，處理C（二溴海因75 mg/L+活性炭2 g/L）和處理F（二溴海因75 mg/L）TTC還原強(qiáng)度較CK弱，其余處理TTC還原強(qiáng)度均高于CK，說明二溴海因濃度過高會對植物根系造成一定的傷害。

2.4 ? ?不同處理對營養(yǎng)液電導(dǎo)率的影響

由圖1可知，同一時間內(nèi)，營養(yǎng)液中營養(yǎng)元素吸收量從大到小依次為：處理B、處理C、處理F>處理A、處理E>處理D、處理G>CK。由動態(tài)變化可知，各個處理的電導(dǎo)率均隨時間的推移逐漸下降，但下降幅度不同。與對照相比，處理B和處理C的電導(dǎo)率下降較大，處理D和處理G的電導(dǎo)率下降較小。總體來說，不同處理對營養(yǎng)液電導(dǎo)率的影響不同，變動幅度不大，基本都處于適宜范圍內(nèi)。說明二溴海因和活性炭對營養(yǎng)液電導(dǎo)率的影響不大，不影響植物的正常生長。

3 ? ?結(jié)論與討論

不同濃度的二溴海因和活性炭處理對去除綠藻有一定作用，但是對綠藻的抑制程度不同。二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L的除藻效果最好，且在14 d內(nèi)除藻效果最好，超過14 d除藻效果會降低。二溴海因25 mg/L+活性炭2 g/L、二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L、活性炭2 g/L與對照相比綠蘿葉綠素含量均較高，均不會對植物的生長造成影響。活性炭處理的TTC還原強(qiáng)度最高、根活力最高，其次是低濃度二溴海因處理，還原強(qiáng)度均比對照高，說明這幾個處理都不會影響植物根系生長。在同一時間內(nèi)，不同濃度二溴海因和活性炭處理對營養(yǎng)液電導(dǎo)率的影響不同，但是基本都處于適宜范圍內(nèi)，說明各處理對營養(yǎng)液的電導(dǎo)率影響不大。綜上所述，二溴海因50 mg/L+活性炭2 g/L除藻效果最好，對營養(yǎng)液電導(dǎo)率的影響不大，不影響植物的正常生長。活性炭和二溴海因作為水培花卉中去除綠藻的除藻劑，對去除綠藻有明顯的作用，二溴海因的處理效果更優(yōu)于活性炭，但二溴海因具體的除藻持續(xù)時間還有待進(jìn)一步研究。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 張曉東.水培花卉栽培技術(shù)要點[J].現(xiàn)代園藝，2016（24）：34.

[2] 滕筱萱.有害藻華的發(fā)展過程及影響因素[J].生物化工，2017，3（5）：98-104.

[3] 趙蘭枝，張霈霈，馬杰，等.水培中抑制綠藻生長的方法研究[J].南方園藝，2011，22（6）：3-5.

[4] 熊自立，王法格，張淑東，等.硫酸銅防治綠藻試驗[J].長江蔬菜，2002（1）：42-43.

[5] 張亨.二溴海因在農(nóng)業(yè)中的消毒殺菌應(yīng)用研究進(jìn)展[J].寧波化工，2013（1）：7-12.

[6] 陳衛(wèi)，王磊磊，林濤，等.活性炭深度處理技術(shù)的化學(xué)安全性及影響因素研究[J].中國工程科學(xué)，2008（5）：32-37.

[7] 石濱.水培綠蘿的養(yǎng)殖方法[J].現(xiàn)代園藝，2016（21）：61-62.

[8] 姜欣欣.浮游植物葉綠素a測定方法的改進(jìn)[J].海峽科學(xué)，2010（6）：134-135.

[9] 張志良，瞿偉菁.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[10] 喬富廉主編.植物生理學(xué)實驗分析測定技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2002：133-135.