结合具体药用植物分析变态根在药用植物环境适应中的意义——以浮萍科为例摘要：浮萍科，单子叶植物，除北极区外，全球均产之。浮水、微小草本，生于淡水中；植物体退化为鳞片状体，有根或无根，常以出芽法繁殖。浮萍科植物生长速度快，富含生物蛋白质和淀粉，具有较高的氮磷、有机物和重金属的吸附转移能力。浮萍作为一种新型环境及能源植物，逐渐受到广泛关注，而前人对浮萍在农业生产上尤其是与水稻共生互作方面的研究较少且存在争议。因此，笔者综述了浮萍在植物修复、饲料加工、能源生产及药用价值等方面的研究概况和应用前景，为更全面地开发浮萍植物提供参考。关键词：浮萍；污水治理；饲用价值；能源价值；药用价值；农业价值浮萍(LemnaminorL.)是一种水生生物，共 5 属 37 种，在温热带地区可以常年生长，生长繁殖快，2～7d 可以繁殖 1 代。由(3～6)mm×(2～4)mm 的叶状体和长 2～5cm、直径小于 0.5mm 的 1 条细根组成，叶状体呈绿色，背面有时呈紫色。有些种则仅有叶状体，是世界上最小的单子叶开花植物。浮萍科植物具有无性和有性两种生殖方式，在适合生长的环境下，成熟株体以分生新芽孢的方式进行繁殖，繁殖速率为指数增长模式。浮萍在温度低于5℃时进入休眠状态，如越冬前在其夹囊或开口内生椭圆形的冬芽，脱离母体沉入水底，第 2年当温度回升后重新生长，再浮出水面形成新的植株。一般 3 月下旬至 4 月底为浮萍生长高峰期，之后其生长速度和生物量趋于稳定。浮萍能够吸收大量的氮磷元素，具有净化污水的 作用，也可降解水中重金属等有毒物质。此外，浮萍所含蛋白质、淀粉以及黄酮类物质，能够用于饲料加工、新能源开发和制造药品。同时，在农业生产中也可以防止氮素流失提供农田氮素利用率。浮萍科植物生长速度快，富含生物蛋白质和淀粉，具有较高的氮磷、有机物和重金属的吸附转移能力。浮萍作为一种新型环境及能源植物，逐渐受到广泛关注，而前人对浮萍在农业生产上尤其是与水稻共生互作方面的研究较少且存在争议。因此，笔者以浮萍植物为论述对象，综述其在多个领域中的研究价值，为更全面地开发浮萍植物提供参考。一、浮萍在污水处理中的作用由于浮萍生长迅速需要吸收大量的氮磷等营养元素的特点，最初 Alaerts 等最早将浮萍处理作为一种革新技术应用到污水治理中，并取得了较好的效果。ZHOU 等]利用浮萍作为植物修复材料能够去除养猪废水中的大量营养物质，LUO 等指出污水中的营养元素经微生物硝化和反硝化之后可由浮萍直接吸收利用。水体中的氮磷去除与浮萍体内的积累，在数量上十分相似，说明水体中氮磷的去除主要是通过浮萍吸收来实现的。其吸收形式主要以铵态氮为主，而水体中的硝态氮则需要浮萍通过影响水中微生物进行硝化/反硝化作用之后才能被吸收。有研究表明，浮萍可改变水体微生态环境，发达的通气系统使根际环境富氧，利于浮萍生长，根区环境厌氧，促进硝化和反硝化作用，为浮萍提供充足的氮素营养。浮萍根系分泌物对水体中脱氮细菌具有促进作用，有利于水体氮素的净化。另外，在打捞过程中，一些附着在浮萍上的氮磷元素以及固体污染物被清除，亦达到水体的净化作用。不同浮萍种类对磷酸盐的吸收效果不同，在低浓度时，稀 脉浮萍倍速增长较快，能更快地完成对无水中磷元素的净化和修复，当磷浓度较高时，紫萍对高磷污染具有较强的耐受性，且对磷的吸收速率更快。二、浮萍的饲用价值浮萍鲜嫩适口、营养丰富，既可作为水源的清洁剂，又可作为淡水鱼的饲料。张植元等通过人工养殖紫背浮萍不仅可处理养殖污水，并且还能大面积收获作为饲料原料，将浮萍代替菜粕喂食黄金锦鲤，结果使其生长加速，肥满度上升，且上升趋势随浮萍喂养量提高而增加，形成一个可循环生态水产养殖系统。浮萍用于草鱼的喂养中，浮萍作为天然青饲料，富含各种维生素，与颗粒饲料有机结合，能达到营养互补的目的，满足草鱼在池塘集约化养殖过程中对维生素的需求。当草鱼体重是 59g，水体温度在 16～30℃时，浮萍食用量随温度的上升而增加，草鱼成活率高、成本低，经济价值高。王付民等认为浮萍对洛克沙胂具有较强的富集作用，而有机砷饲料添加剂不仅能够促进鱼类生长，抗寄生虫害，改善动物质量的作用，同时也解决了水体污染的问题。除此之外，浮萍在对鱼类的烂鲍病、肠炎病和赤皮病中具有良好的防治作用，但过量的浮萍投放也会导致水体中鱼类质量明显下降。有报道指出，在用浮萍喂养罗非鱼的时候发现，当每千克鱼喂养浮萍小于 40g 时，鱼类能正常生长，但当喂养量大于 40g 时，罗非鱼的病死率随浮萍的增加而上升。因此，在鱼类养殖过程中应密切关注水体环境和投喂量的动态平衡。浮萍干物质中粗蛋白可达到 26.3%～45.5%，可部分替代玉米和大豆等高蛋白动物饲料。与常用饲料相比，浮萍蛋白质氨基酸模式与大豆非常相似， 且赖氨酸含量很高，因此浮萍可以替代大豆饼的饲料蛋白源。王清春等在幼虫饲料中添加浮萍和添加纯麦麸的效果无显著差异，均能保证黄粉虫幼虫正常生长发育，且在成虫的饲料中用浮萍替代豆饼，能明显提高产卵数，延长寿命。目前传统饲料蛋白质价格昂贵，开发浮萍作为替代品能够降低饲料成本，可促进养殖业的发展。三、浮萍的能源价值某些浮萍品种具有较高的淀粉含量，可作为制作生物能源的原材料，以减少化石燃料对环境的污染。浮萍淀粉会因品种、生长状态和发育阶段的不同而变化，但只要对其进行科学的淀粉诱导积累，便能替代谷类作物增加生物乙醇和生物能源的产量。能源短缺逐渐成为全世界范围内所面临的问题。加之现今大部分国家依赖于传统能源(如原油、煤矿等)，已经引起了严重的大气污染和环境破坏。生物乙醇的出现，既能减缓人们对矿物燃料的依赖，又能降低对生态环境的污染，被认为是一种极具潜力的新型能源物质，但是，生物乙醇的生产主要材料是谷类作物和甘蔗，如果这些陆生作物用于能源生产，会对粮食及农业用地造成极大的压力。因此，研究者们逐渐将目光转移到水生生物，希望能够代替陆生生物生产生物能源。四、浮萍的药用价值现代医学对浮萍的研究发现，浮萍中含有黄酮类物质，如荭草素、牡荆素、木犀草苷等，具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、治疗心脑血管疾病等作用。王红等用 HPLC 法同时对 15 个产地的浮萍黄酮类成分进行分析，得出浮萍体内 4 种黄铜类含量顺序为荭草苷>牡荆苷>木犀草素>芹菜素，木犀草素和芹菜素在不同产地浮萍中的含量相对稳定，而荭草苷和牡荆苷的含 有量存在明显差异。蒋祥亮等对多个地区浮萍黄铜类含量分析结果表明，荭草素、牡荆素、木犀草苷的含量更适合作为浮萍材料测定的指标性成分，陕西和山西的浮萍药材质量较好。彭亮等研究紫萍提取物能够保护 H2O2 对内皮细胞氧化损伤的作用，说明浮萍可能具有延缓皮肤衰老的作用。李静等在浮萍水煎液对皮肤效果的实验中发现，0.5，0.25g·mL1 浮萍萃取液对小鼠背部皮肤具有延缓衰老的功能；林捷鹏等用 5%的 NaOH 溶液萃取浮萍内的叶绿素锌钠制作成的润肤霜，其表面光滑无气孔及异色斑点，在 40℃和 5℃的条件下放置 24h均未出现膏体油水分离现象，既保证了品质，又降低了成本，且工艺绿色。五、展望整合浮萍在各个领域的作用，将作为植物修复污水中的浮萍作为饲料和生物能源的原材料，既能降低污水处理系统中浮萍处理不科学的现象，又能最大化地发掘其利用价值，缓解能源紧张问题，提高其经济效益。而就浮萍在农业生产领域中的作用，笔者认为可在以下几个方面进行扩展研究：(1)由于稻田生态系统受人工干预较大，在整个水稻生长季水肥变化与自然生态系统差异较大，在这一前提下，了解浮萍的生长发育规律及其对农业生态系统的影响是其应用到农业生产上的基础；(2)在大田生产中，根据水稻在不同生育期特点施用肥料、农药及杀虫剂等物质，在此过程中，浮萍和不同时期的水稻之间、浮萍与上述主要栽培措施之间存在的内部关系与互作机理是农田浮萍开发利用的关键。(3)明确浮萍对稻作生产的影响，充分分析浮萍在稻田生态环境中的作用，制定合理的利用方式和途径是综合利用稻田浮萍的 最终目的。参考文献：[2]浮萍休眠体形成过程中的淀粉积累[J]. 赵昭,史慧娟,张楠,肖国华,刘存歧,金磊. 江苏农业科学. 2018(22)[2]体重和温度对草鱼摄食小浮萍的影响[J]. 张亚辉,龚江,梁杰锋,沈建忠,马徐发,胡莲,万成炎. 水生态学杂志. 2018(01)[3]2 种浮萍干粉对 Cd2+的吸附性能[J]. 李阳,成家杨,钟钰,唐杰. 江苏农业科学.2017(15)