[发明专利]紫根凤眼莲及源头净化藻型化富营养污染水体技术

说明书

技术领域：

本发明属于中国生物技术诱导调控表达在治理藻型化富营养湖泊污染水体的综合系统应用。

本发明紫根凤眼莲是由普通凤眼莲经中国生物技术表型诱导调控表达技术诱导调控多年研究培育产生的形态巨大量变功能极大强化甚至质变的用于快速形成强势龙头生物种群源头治理世界性难题藻型化富营养水体内源有机互作恶性循环动态污染新途径的新种质材料和相关治理模式。

背景技术：

本发明利用植物抗逆性强度与根长、根量大幅度增加和根活性成正比，与地上部高度和生物量成反比的基本自然规律特性，在提超强抗逆表达为条件的有机互作表达条件下，经过云南省生态农业研究所那中元等独创的中国生物技术——作物表型诱导调控表达技术在凤眼莲上的研究应用，根据凤眼莲根系是净化污水的有效部分，比水上部分柄叶等净化能力分别可高达数倍至数十倍的特点，经反复诱导调控研究，找到了极大强化普通凤眼莲抗逆特性超表达的方法，经五年的研究培育形成了新种质材料紫根凤眼莲，又经三年在滇池、阳宗海、太湖的实验室和实地试验研究，证明了新种质材料紫根凤眼莲的广泛适应性、强大净化污水能力生态可控性和恢复水生生态系统有效性。

发明内容：

本发明紫根凤眼莲外形发生了极大的变化，与普通青年期凤眼莲相比，柄长极大缩短，仅有5-15cm左右，仅为普通凤眼莲正常柄叶长度的1/20-1/5，叶片也明显变小变厚变亮。而根系长度却可达到50cm至1m以上，且根系颜色以紫色、紫红色为主。

紫根凤眼莲净化污染功能得到了极大的强化，净化不同污染物的能力比普通凤眼莲增加了数倍至数十倍，根据江苏大学28天普通凤眼莲实验室试验，TN由18mg/L降为3.6mg/L，平均每天削减量为0.51mg/L，而紫根凤眼莲在太湖重藻区十八湾的试验，20天将TN由77.2mg/L降为8.54mg/L，平均每天削减TN3.4mg/L，紫根凤眼莲自然条件实地削减TN的能力比普通凤眼莲在实验室削减TN的能力还要高出约6.5倍。而普通凤眼莲在自然条件实地削减TN的速率还远远低于实验室的速率。普通凤眼莲无论是在实验室还是在自然水域都没有能将TN、TP削减到III类和优于III类水质的报道，而紫根凤眼莲在实验室和有一定分隔条件的自然水域，都能将一般劣V类水迅速净化为III类和优于III类甚至有的指标达I、II类水的优质水。

普通凤眼莲只能有限地抑制蓝藻，甚至在种植普通凤眼莲当年因没有形成长时间对水面的郁闭的共同抑藻作用时，蓝藻不但得不到抑制反而比非种植区水华更重。普通凤眼莲更没有直接降解蓝藻的能力。而紫根凤眼莲不但能快速抑制各种浓度的弥散水华蓝藻并能将其迅速降解，14-20天使各种不同含蓝藻量的水体，包括高达178亿/L的特种含藻水，蓝藻削减量都能达到99.9％，是普通凤眼莲的数十倍以上。

紫根凤眼莲在基本生存条件具备有适宜的光照条件情况下，不仅不消耗水中溶氧，还有增加水中溶氧的普遍现象。由于形态和功能强化乃至质变的条件，紫根凤眼莲的根系不仅基本上不会形成二次污染，而且还能为促进水生生态系统迅速恢复的小鱼小虾等提供良好的栖息繁殖的环境条件，形成小鱼小虾高密度环境生存场所；此外，紫根凤眼莲生长期根系不仅不腐烂不形成二次污染，即使在水上部柄叶干枯后三至四个月，根系在水中仍然不腐烂，而且还有明显的抑制蓝藻作用。而普通凤眼莲都要消耗水中溶氧，根系在生长过程中就会开始发臭，形成二次污染，生长期稍长因根系污染极难见鱼虾群栖生存。

紫根凤眼莲由于柄短叶小，根长根多，根活性高，根面效应显著，抗逆性显著增强，因此不仅削减富营养物及有毒有害物质能力极强，也能对重度藻型化富营养水体的快速净化有效，且繁殖速度低于普通凤眼莲，也是由于抗逆性增强，对营养物的利用效率也显著增强，在贫营养水中的存活能力又远远强于普通凤眼莲。长根小柄叶使紫根凤眼莲抗风浪能力显著增强，简易围养时的安全防逃性又可显著提高，衰老和削减污染物功能降低需捕捞时，因根系干净无味且量大，水容易自然流出，打捞后易于运输和后续分别处理利用。

本发明经过五年的培育净化研究和三年多在阳宗海、滇池乃至太湖(五里湖)等地至2010年12月5日经过了实验室和自然条件实地试验验证其功效。