Giải phóng Photpho do Phân Hủy của Cây Thực Vật trong Đầm Lầy

Wetlands - Tập 34 - Trang 1191-1196 - 2014
Rani Menon1,2, Marjorie M. Holland1
1Department of Biology, The University of Mississippi, University, USA
2Department of Chemical Engineering, Texas A &M University, College Station, USA

Tóm tắt

Các hoạt động nông nghiệp là nguồn gây ô nhiễm không điểm chính, dẫn đến sự phú dưỡng. Các đầm lầy nhân tạo có thực vật được sử dụng như một thực hành quản lý tốt nhất để thu giữ chất dinh dưỡng từ nước thải nông nghiệp. Tuy nhiên, cây cối sẽ thải ra chất dinh dưỡng trở lại vào hệ thống khi chúng phân hủy sau khi già cỗi, ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ chất dinh dưỡng của một đầm lầy nhân tạo. Thông tin này rất quan trọng để lựa chọn thực vật một cách có trọng tâm và để cải thiện hiệu quả của đầm lầy nhân tạo. Một thí nghiệm tại nhà kính đã được thực hiện để nghiên cứu sự giải phóng photpho bởi các loài thực vật thủy sinh ngọt phổ biến - Juncus effusus, Carex lurida và Dichanthelium acuminatum var. acuminatum trong quá trình phân hủy thực vật. Các vi sinh vật với văn hóa hỗn hợp của ba loài này cho thấy tỷ lệ giữ photpho cao hơn so với các vi sinh vật với văn hóa đơn loài. Kết quả cho thấy rằng các loài thực vật khác nhau về hiệu suất loại bỏ chất dinh dưỡng khi được trồng trong văn hóa hỗn hợp so với các biện pháp văn hóa đơn loài, cho thấy hiệu suất loại bỏ chất dinh dưỡng thay đổi theo thành phần loài thực vật. Do đó, các loài thực vật có thể đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tỷ lệ loại bỏ photpho của các đầm lầy nhân tạo có thực vật.

Từ khóa

#nông nghiệp #ô nhiễm không điểm #đầm lầy nhân tạo #thu giữ chất dinh dưỡng #photpho #thực vật thủy sinh

Tài liệu tham khảo

American Public Health Association (APHA) (1998) Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th edn. American Public Health Association, Washington Aoi T, Hayashi T (1996) Nutrient removal by water lettuce (Pisitia stratiotes). Water Science and Technology 34:407–412 Bouldin J, Farris J, Moore M, Smith S, Stephens W, Cooper C (2005) Evaluated fate and effects of atrazine and lambda‐cyhalothrin in vegetated and unvegetated microcosms. Environmental Toxicology 20:487–498 Boyd CE (1969) Production, mineral nutrient absorption, and biochemical assimilation by Justicia americana and Alternanthera philoxeroides. Archives of Hydrobiology 66:139–160 Boyd CE, Hess LW (1970) Factors Influencing shoot production and mineral nutrient levels in Typha latifolia. Ecology 51:296–300 Brisson J, Chazarenc F (2009) Maximizing pollutant removal in constructed wetlands: should we pay more attention to macrophyte species selection? Science of the Total Environment 407:3923–3930 Brix H, Schierup HH (1989) The use of aquatic macrophytes in water-pollution control. Ambio 18:100–107 Carpenter SR, Caraco NF, Correll DL, Howarth RW, Sharpley AN, Smith VH (1998) Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen. Ecological Applications 8:559–568 Cooper C, Moore M, Bennett E, Smith S Jr, Farris J, Milam C, Shields F Jr (2004) Innovative uses of vegetated drainage ditches for reducing agricultural runoff. Water Science and Technology 49:117–123 Delgado M, Bigeriego M, Guardiola E (1993) Uptake of Zn, Cr and Cd by water hyacinths. Water Research 27:269–272 Garver EG, Dubbe DR, Pratt DC (1988) Seasonal patterns in accumulation and partitioning of biomass and macronutrients in Typha spp. Aquatic Botany 32:115–127 Hammer DA, Bastian RK (1989) Wetlands ecosystems: natural water purifiers. In: Hammer DA (ed) Constructed wetlands for wastewater treatment. Lewis publishers, Chelsea, pp 5–19 Howarth R, Chan F, Conley DJ, Garnier J, Doney SC, Marino R, Billen G (2011) Coupled biogeochemical cycles: eutrophication and hypoxia in temperate estuaries and coastal marine ecosystems. Frontiers in Ecology and the Environment 9:18–26 Kadlec RH, Knight RL (1996) Treatment wetlands. CRC. Baca Raton, Florida Kao JT, Titus JE, Zhu WX (2003) Differential nitrogen and phosphorus retention by five wetland plant species. Wetlands 23:979–987 Kröger R, Holland MM, Moore M, Cooper C (2007) Plant senescence: A mechanism for nutrient release in temperate agricultural wetlands. Environmental Pollution 146:114–119 Maine MA, NL S é, Lagger SC (2004) Chromium bioaccumulation: comparison of the capacity of two floating aquatic macrophytes. Water Research 38:1494–1501 Menon R, Holland MM (2013) Phosphorus retention by Juncus effusus, Carex lurida and Dichanthelium acuminatum var. acuminatum in freshwater wetlands. Water, Air, Soil Pollution 224:1602. Menon R, Jackson CR, Holland MM (2013) The Influence of Vegetation on Microbial Enzyme Activity and Bacterial Community Structure in Freshwater Constructed Wetland Sediments. Wetlands:1–14. Moshiri G (1993) Constructed wetlands for water quality improvement. Lewis Publishers, Boca Raton Murphy R, Riley JP (1962) A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Analytica Chimica Acta 27:31–36 Reddy KR, O’Connor GA, Schelske CL (1999) Phosphorus biogeochemistry in subtropical ecosystems. CRC, Boca Raton Richardson CJ, Marshall PE (1986) Processes controlling movement, storage, and export of phosphorus in a fen peatland. Ecological Monographs 56:279–302 Schindler DW (2006) Recent advances in the understanding and management of eutrophication. Limnology and Oceanography 51:356–363 Sharpley A, S Rekolainen, H Tunney, O Carton, P Brookes and A Johnston (1997) Phosphorus in agriculture and its environmental implications. p. 1–53. Phosphorus loss from soil to water. Proceedings of a workshop, Wexford, Irish Republic, 29–31 September 1995. CAB International Tanner CC (1996) Plants for constructed wetland treatment systems - A comparison of the growth and nutrient uptake of eight emergent species. Ecological Engineering 7:59–83 Tyler H, Moore M, Locke M (2012) Potential for phosphate mitigation from agricultural runoff by three aquatic macrophytes. Water, Air, & Soil Pollution 223:4557–4564 USDA and NRCS (2007) The PLANTS Database (http://plants.usda.gov). National Plant Data Center, Baton Rouge, Lousiana. Vymazal J (1996) Constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic the first 5 years experience. Water Science and Technology 34:159–164 Vymazal J (2007) Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. Science of the Total Environment 380:48–65 White SA, Taylor MD, Damrel DZ (2012) Floral colonization of a free-water surface constructed wetland System in Grady County, Georgia. Castanea 77:159–171 Zazo JA, Paull JS, Jaffe PR (2008) Influence of plants on the reduction of hexavalent chromium in wetland sediments. Environmental Pollution 156:29–35