【摘 要】
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氨气对生态环境有严重的破坏作用,促进大气二次颗粒物的形成,导致土壤酸化、水体富营养化和生物多样性破坏等。畜牧业作为氨气的重要来源,对人体和畜禽健康也造成严重威胁。因此,有必要持续研究开发氨气净化技术。氨气净化主要有物理净化、生物化学净化和植物净化等。其中,植物净化具有自然、环保、成本低、无二次污染等优点,符合基于自然的环境解决理念。现有植物净化氨气的研究以叶片熏蒸为主,缺乏对栽培基质的利用。因此,
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氨气对生态环境有严重的破坏作用,促进大气二次颗粒物的形成,导致土壤酸化、水体富营养化和生物多样性破坏等。畜牧业作为氨气的重要来源,对人体和畜禽健康也造成严重威胁。因此,有必要持续研究开发氨气净化技术。氨气净化主要有物理净化、生物化学净化和植物净化等。其中,植物净化具有自然、环保、成本低、无二次污染等优点,符合基于自然的环境解决理念。现有植物净化氨气的研究以叶片熏蒸为主,缺乏对栽培基质的利用。因此,本研究设置6.8 mg/m~3、12.1 mg/m~3和18.9 mg/m~3 3个氨气浓度水平,通过与熏蒸净化的比较,从氨气去除效果及植物对氨气的耐受性两个方面研究了栽培基质与菜豆树、罗汉松和九里香三种植物协同净化氨气的能力,并初步分析了净化过程中氮素的转化,探究了植物保持有效净化作用的时长。所得结论如下:（1）72 h的净化试验表明,3种植物都有去除氨气的能力,其中熏蒸净化（气体被动扩散到叶片及基质表面）效率较低,约20%-60%,植物与基质协同净化（让气体主动透过栽培基质）可将效率提高到70%-90%。不同植物的净化效果及受氨气浓度的影响有所不同。熏蒸净化下氨气浓度为6.8 mg/m~3时,菜豆树的净化效率最高,而罗汉松对12.1 mg/m~3和18.9 mg/m~3氨气的净化效果最好。协同净化下菜豆树的净化效果最好,罗汉松和九里香略差。在考察的3个氨气浓度下,植物对氨气的净化效率整体随氨气浓度增加而先增加后减小。此外,植物的存在能提高基质的净化效率。（2）3种植物对氨气污染的综合耐受能力强弱为:菜豆树＞罗汉松＞九里香。在考察的3个氨气浓度下,植物的叶片丙二醛含量、过氧化物酶活性和细胞膜透性均随氨气浓度增加而增加,植物的叶片叶绿素含量随氨气浓度增加而先增加后减少。熏蒸净化下,不同植物的生理生化指标变化率显著不同。由于栽培基质对氨气的截留,相比熏蒸净化,协同净化时植物种类对生理生化指标变化率的影响减小,氨气浓度对生理生化指标变化率的影响增强。（3）在熏蒸净化下,入口氨气浓度为6.8 mg/m~3,12.1 mg/m~3和18.9 mg/m~3时,菜豆树分别能够维持9 d以上,6 d和4 d的有效净化时长。得益于基质的净化,协同净化时菜豆树的有效净化时长增加至15 d以上,11 d和6 d。（4）从植物叶片全氮含量的变化来看,九里香对6.8 mg/m~3以下的氨气的利用率不高,对12.1 mg/m~3和18.9 mg/m~3氨气才有较好的利用效果。菜豆树和罗汉松叶片对氨气的利用效果比九里香更好,菜豆树和罗汉松叶片在达到饱和时的全氮增量约为19 mg N/（g·DW）。在熏蒸和协同两种净化方式下,叶片氮素饱和均不影响菜豆树的氨气净化能力,但叶片受损均会显著影响菜豆树的氨气净化能力。从栽培基质氮素含量的变化来看,被净化的氨气在栽培基质中主要以铵态氮的形式存在;铵态氮增量在氮素总增量中的占比与氨气浓度呈正相关关系,硝态氮增量在氮素总增量中的占比与净化时长呈正相关关系。（5）相比熏蒸净化,协同净化能够显著提高植物的氨气净化效率,提高植物可净化氨气浓度的上限。此外,协同净化还能有效减轻氨气对植物的负面影响,延长植物在氨气环境中的存活时间,发挥更长时间的净化作用,但需克服基质阻力。
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