周火強(qiáng)，弭寶彬

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，長沙，410125）

中國現(xiàn)有水生蔬菜地方品種已超過300個，常見水生蔬菜主要包括蓮藕、茭白、慈姑、荸薺、菱角、芡實、豆瓣菜、莼菜、水芹、蒲菜、水芋、水蕹菜等，在植物學(xué)上分屬于10科12屬[1]。除豆瓣菜是起源于歐洲地中海沿岸，在我國栽培100多a外，其余都屬于我國原產(chǎn)，栽培歷史在1 000 a以上。中國是世界上水生蔬菜種植面積和產(chǎn)量最大的國家，種植面積和產(chǎn)量占全世界的比重都超過80%，在國際上處于領(lǐng)先地位。與其他大田蔬菜相比，水生蔬菜種植具有明顯的優(yōu)勢，水生蔬菜產(chǎn)量可達(dá)到普通溫室蔬菜的5倍、大田蔬菜的20倍[2]，高產(chǎn)優(yōu)勢明顯；水生蔬菜的化學(xué)污染相比其他蔬菜及農(nóng)作物低或甚至沒有，易生產(chǎn)綠色食品和有機(jī)食品；國內(nèi)水生蔬菜價格只有國際市場的10%左右，國際銷售市場前景看好，有利于出口創(chuàng)匯[3]。

我國目前已構(gòu)建長江流域、珠江流域和黃河流域3個現(xiàn)代化的水生蔬菜產(chǎn)業(yè)帶，其中長江、珠江流域是我國水生蔬菜種植和加工的優(yōu)勢區(qū)域[4]，包括長江、錢塘江、珠江、閩江、瀾滄江和紅水河等江河流域，以洞庭湖、鄱陽湖、巢湖、太湖、洪澤湖、高郵湖等湖泊周邊地區(qū)分布最為集中[5]。水生蔬菜除滿足我國的食用、加工及出口創(chuàng)匯需求外，還有著重要的生態(tài)效益及人文景觀效益。本文就水生蔬菜的景觀、水體富營養(yǎng)化處理、重金屬吸收等生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行論述。

1 水生蔬菜的人文景觀效應(yīng)

在園林中，按水生植物的生活習(xí)性、生態(tài)環(huán)境，將其分為浮葉植物（浮葉花卉）、挺水植物（挺水花卉）、沉水植物（觀賞水草）、海生植物（紅樹林）以及沿岸耐濕的喬灌木等濱水植物[6]。除滿足鮮食及生產(chǎn)加工外，有的水生蔬菜還因外形奇特、花色艷麗等而具有很強(qiáng)的觀賞效果，在園林水體造景中應(yīng)用較多，相較于傳統(tǒng)的水生花卉，給人耳目一新的感覺，取得較好造景效果。目前，在園林水體造景中應(yīng)用比較多的水生蔬菜有蓮藕、慈姑、莼菜、芡實和荸薺等[7，8]。表1為常見水生蔬菜的別名、生態(tài)習(xí)性及主要分布。

水生蔬菜文化底蘊(yùn)深厚。例如，蓮屬植物有蓮（Nelumbo nuciferaGaertn）和美洲黃蓮（Nelumbo luteaPers）2個種，包括藕蓮、子蓮和花蓮，其文字可考的歷史超過了3 000 a，它在我國傳統(tǒng)詩詞、歌賦、散文、小說、繪畫、雕刻、建筑等眾多文化領(lǐng)域有廣泛體現(xiàn)，也是現(xiàn)代文化藝術(shù)作品的重要描述對象[9]，我國蓮資源豐富，比如倪學(xué)明等[10]在《中國蓮》一書中對125個蓮品種進(jìn)行了分類和較詳細(xì)的描述。蓮還與佛教有著千絲萬縷的聯(lián)系，很多佛像造型與蓮關(guān)系密切，比如觀音的蓮花座等；而且在埃及、意大利、印度及泰國等國家，蓮都具有很重要的地位，古埃及人把熱帶睡蓮作為太陽的象征來崇拜。蓮還與國民的生活息息相關(guān)，在我國享有盛名的蘇州園林，有很多以蓮為主題，如杭州西湖十景之一的“曲院風(fēng)荷”，立意突出荷葉的碧、荷花的紅、熏風(fēng)的香、環(huán)境的涼，具有“碧、紅、香、涼”的意境美。荷花花型復(fù)雜，有單瓣、復(fù)瓣、重瓣、重臺、千瓣等，有大花型、小花型，花色有紅、白、粉、黃等[11]。

水芹有很多近親物種，比如山芹（Angeli sieboldi），是一種常見雜草，春季開花，顏色鮮黃，在田間很醒目；苦水芹（Cardamine pratensis）適合生長于潮濕草地及酸沼園，植株低矮，葉片羽狀分裂，花小型，白到玫瑰紅色；菥蓂（菥蓂屬）包括一些適合于巖石園生長的種類，其中遏藍(lán)菜（Thlaspi arvense）因果莢大且圓，具有較高觀賞價值而栽植；此外，南芥（南芥屬）為庭園觀賞植物，它的花雖小但量多，有白、黃、粉紅或紫色。這些水生蔬菜都具有較強(qiáng)的觀賞價值，園林景觀設(shè)計中可以充分考慮利用。

表1 常見水生蔬菜簡介

慈姑葉形奇特，葉片著生基部，出水成劍形，葉片箭頭狀，全緣，葉柄較長，中空；沉水葉多呈線狀，花莖直立，多單生，上部著生輪生狀圓錐花序，適應(yīng)能力較強(qiáng)，可作水邊、岸邊的綠化材料，也可作為盆栽觀賞。

莼菜為叢生狀水中莖，再生分枝。葉深綠色、橢圓形、互生，長 6～10 cm，每節(jié) 1～2片，浮生在水面或潛在水中，嫩莖和葉背有膠狀透明物質(zhì)。夏季抽生花莖，開暗紅色小花，觀賞性較強(qiáng)。

2 水生蔬菜對富營養(yǎng)化水體的凈化作用

近年來，化肥的大量使用和生活污水的無節(jié)制排放，使得水體富營養(yǎng)化趨勢加重，我國沿海多次發(fā)生赤潮現(xiàn)象，內(nèi)湖及河流發(fā)生嚴(yán)重的水華現(xiàn)象，造成水體中魚蝦的大量死亡，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。為治理水體的富營養(yǎng)化，我國曾引進(jìn)鳳眼蓮等繁殖速度快、吸收量大的物種，但因這些外來物種的無節(jié)制擴(kuò)繁，曾一度引起其對我國生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重入侵，對我國本土的生物多樣性造成了嚴(yán)重威脅。水體富營養(yǎng)物質(zhì)主要是P，其次是N，還有C、微量元素或維生素等，因此，控制水體富營養(yǎng)化最主要的就是控制水體中N和P的量[12]，我國被污染的水體中有95%以上是因N、P超標(biāo)而導(dǎo)致的富營養(yǎng)化，一般研究表明，P是水體富營養(yǎng)化的限制因子[13]。研究發(fā)現(xiàn)，水體中P的去除率與植物生長速率及植物體內(nèi)的P濃度密切相關(guān)，植物體中P的濃度越高，植物去除水體中P的能力越強(qiáng)[14]。

據(jù)2010年《中國水資源公報》數(shù)據(jù)顯示，我國地表水污染嚴(yán)重，在26個重點監(jiān)控湖泊中，營養(yǎng)狀態(tài)為重度富營養(yǎng)的有1個、中度富營養(yǎng)的有2個、輕度富營養(yǎng)的有11個、其余均為中營養(yǎng)[15]。目前常用的判斷水體富營養(yǎng)化的指標(biāo)為：N濃度大于0.2 mg/L，P濃度大于 0.01 mg/L，生化需氧量（BOD5）含量大于 10 mg/L，pH 值為 7～9，淡水中細(xì)菌總數(shù)超過104個/mL，以及葉綠素 a濃度大于 10 μg/L[16]。

利用植物對水體中的N、P、懸浮物、有機(jī)物及重金屬等的吸附、沉淀、吸收、富集濃縮等作用，使N、P從水體中脫離的方法，稱為植物修復(fù)技術(shù)[17]。植物對富營養(yǎng)水體的凈化作用主要集中在以下幾個方面：吸附作用；降解作用；過濾、沉淀作用；對藻類的抑制作用；減少擾動，保持生態(tài)穩(wěn)定等作用。為了保持其較高的凈化效率，植物生物量必須定期進(jìn)行移除，否則被植物吸收、同化的營養(yǎng)鹽會通過降解重新返回水體。利用水生植物治理或修復(fù)富營養(yǎng)化水體，具有投資少、能耗小、對環(huán)境擾動小、植物資源可以作為食品和飼料回收再利用等優(yōu)點。相較而言，水培蔬菜和水培花卉能處理污水，起到凈化效果，因此，逐漸被應(yīng)用在各種污水處理中。水生蔬菜中的菱角、水芹、水蕹菜和豆瓣菜等對N、P具有很好的吸收能力[18]。

通過選擇適合不同季節(jié)生長的水生蔬菜，不僅可以在一定程度上彌補(bǔ)濕地等利用植物處理時冬季凈化效果明顯下降的缺點，而且還可以生產(chǎn)出具有很高經(jīng)濟(jì)價值的水生蔬菜，并通過生物堆肥發(fā)酵技術(shù)處理將高有機(jī)物含量的積泥轉(zhuǎn)化成高效有機(jī)肥，以達(dá)到資源的可循環(huán)利用[18]。

水蕹菜是較為常見的一種處理水質(zhì)的水生植物，朱斌等[19]的研究表明，水蕹菜在95篇的研究論文中出現(xiàn)的頻率是第6位，是水生蔬菜中研究最多的凈化水質(zhì)的物種，水生蔬菜中的茭白、菱角、水芹和藕也都有較高的出現(xiàn)頻率。水蕹菜因?qū)ιL環(huán)境要求簡單、耐受能力強(qiáng)，常用來處理富營養(yǎng)水體及受重金屬污染的水體。有研究表明，采用水培水蕹菜處理富營養(yǎng)化河水，對TP（總磷）、TN（總氮）的去除率分別為73.1%和64.5%，采用無土栽培的水蕹菜處理生活污水，同樣對TP、TN具有很好的去除效果。由文輝等[20]在富營養(yǎng)化水體中，輪作水蕹菜和水芹，對水體中TN、TP的去除量分別達(dá)到了每年204.80、24.62 g/m2，并可收獲蔬菜 50 kg/m2，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

沈治蕊等[21]在僅占全湖面積5.15%的小范圍內(nèi)種植水芹、水蕹菜、黃花菜、睡蓮等水生植物，種植1個月后發(fā)現(xiàn)，湖中TN、TP含量都降低了50%左右，藻類密度降低了63.2%，水體透明度提高了1倍，處理效果非常明顯，且增添了湖面的景觀效應(yīng)。

胡綿好等[22]采用生態(tài)浮床栽培水芹和豆瓣菜2種水生蔬菜，研究二者對富營養(yǎng)化水體的凈化效果及處理后的品質(zhì)。結(jié)果表明，2種水生蔬菜都對富營養(yǎng)化水體有較強(qiáng)凈化能力。處理20 d時，水芹對富營養(yǎng)化水體中的 TN、NH4+-N、TP、CODMn（用高錳酸鉀作化學(xué)氧化劑測定的化學(xué)需氧量）、葉綠素a的去除率分別達(dá)到76.86%、69.39%、90.45%、95.03%和89.81%，豆瓣菜對這些指標(biāo)的去除率與水芹十分接近，表明水芹和豆瓣菜均能顯著改善富營養(yǎng)化水體的水質(zhì)[22]。

3 水生蔬菜對水體重金屬的處理作用

重金屬在水生植物體中通過根系向上運輸和富集，會影響植株的光合作用、呼吸代謝、滲透調(diào)節(jié)以及活性氧的平衡。重金屬是化學(xué)元素周期表中密度大于4.5 g/cm3的金屬元素的統(tǒng)稱，與環(huán)境污染相關(guān)的重金屬元素主要是指 Hg、Cd、Pd、Cr以及類金屬As等生物毒性顯著的元素[17]。水生植物對重金屬的吸收和富集有 3種模式：吸附在根的外圍、轉(zhuǎn)運進(jìn)根系中、通過根系繼續(xù)向上部運輸。

水生植物不同部位對重金屬的累積能力不同，根部的重金屬含量一般都比莖、葉部位高。研究表明，菱根部Cu、Zn和Cr含量分別為葉部的2.2倍、2.3倍和2.8倍。挺水植物香蒲根內(nèi)部不同生理組織（主要指薄壁組織、韌皮部和木質(zhì)部）對Cd、Cu、Pb和Zn的吸收能力不同,其中薄壁組織對上述重金屬累積量最大[23，24]。由文輝等[21]在 Cu、Cd、Pb 和Zn重金屬污染水域輪種水蕹菜、水芹，發(fā)現(xiàn)重金屬主要集中于植株根部，且超出安全食用的最高標(biāo)準(zhǔn)，而莖、葉中含量相對較低，符合安全食用標(biāo)準(zhǔn)。

何舞等[25]通過試驗研究在不同 pH值條件下，土壤中Pb、Cd、Hg 3種重金屬在蕹菜中的累積特征。研究表明，在適宜pH值水平下，中低濃度的Pb、Cd、Hg混合污染有利于水蕹菜的生長；隨著pH值升高，水蕹菜的生物量變小，根莖短且易受病蟲為害。研究結(jié)果表明，水蕹菜是耐Cd植物，水蕹菜中的Cd含量易受到土壤中重金屬含量和土壤pH值的影響。

4 水生蔬菜的生態(tài)效應(yīng)

魚菜共生養(yǎng)殖、魚鱉養(yǎng)殖等生產(chǎn)模式中利用漂浮裝置，在養(yǎng)殖水面上種植水生蔬菜，吸收利用養(yǎng)殖所投但未被消化吸收的養(yǎng)料，凈化水體環(huán)境，減少水華現(xiàn)象的發(fā)生，提高水體透明度，增加單位體積的水體容魚量，同時收獲的水生蔬菜也可增加經(jīng)濟(jì)收入。苗欣等[26]在工廠化養(yǎng)鱉—水培蔬菜綜合生產(chǎn)系統(tǒng)中成功利用水培蔬菜從養(yǎng)鱉廢水中吸收利用營養(yǎng)物，起到了凈化養(yǎng)鱉廢水的作用。

有研究表明，水生蔬菜種植面積占水體環(huán)境的30%左右時，既可凈化環(huán)境，又不會減少水體的利用空間。目前推廣的難點可能在于漂浮裝置的選擇上，普通的竹木結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠、浮力有限，而高性能的漂浮管道價格較高、前期投入大、回收成本慢，限制了其推廣使用。因此，研發(fā)可重復(fù)使用的浮力大、造價低、輕盈的環(huán)境友好型新型漂浮裝置是水生蔬菜推廣應(yīng)用的重要支撐。

水生蔬菜作為我國的特菜，所創(chuàng)造的價值與生產(chǎn)規(guī)模極不相符，怎樣將水生蔬菜產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展成具有國際競爭力的王牌產(chǎn)業(yè)，值得我們深入思考。我國的水生蔬菜主要還是以鮮食或初級加工為主，以健康為理念的產(chǎn)品及深加工少之又少，產(chǎn)品附加值低，雖在國內(nèi)有一定的消費市場，但效益不高，而在國際上知名度有限，難以將水生蔬菜產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)?；诖朔N現(xiàn)狀，國家應(yīng)從宏觀層面出臺對水生蔬菜生產(chǎn)、銷售、加工等有利的相關(guān)政策，鼓勵科研院所對現(xiàn)有水生蔬菜種質(zhì)資源進(jìn)行收集、改良，促進(jìn)品種更新?lián)Q代。開展品種選育工作時，在注重產(chǎn)量及抗逆性的同時，更應(yīng)注重品質(zhì)性狀的選育，尤其是針對現(xiàn)今社會“富貴病”發(fā)病人群多的現(xiàn)狀，選育低脂、高纖維等品種；對規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的水生蔬菜生產(chǎn)基地，解決其生產(chǎn)過程的安全質(zhì)量、銷售及存儲問題，對有實力的一批加工企業(yè)，鼓勵其走出國門；針對不同消費人群、不同消費習(xí)慣、不同消費能力進(jìn)行特定產(chǎn)品的深加工；根據(jù)不同消費區(qū)域的生活、文化習(xí)慣，投其所好，創(chuàng)造適應(yīng)當(dāng)?shù)靥厣漠a(chǎn)品。

[1]曹碚生，江解增.我國水生蔬菜生產(chǎn)科研現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].中國蔬菜，2002（5）：1-3.

[2]阮文麗，劉樂承.發(fā)展水生蔬菜在湖北省新農(nóng)村建設(shè)中的作用[J].長江蔬菜，2012（16）：147-149.

[3]何建軍，陳學(xué)玲，關(guān)健，等.發(fā)展水生蔬菜改善生態(tài)環(huán)境增加農(nóng)民收入[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2010（11）：71-73.

[4]周火強(qiáng)，王日勇，譚放軍，等.湖南水生蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢、制約因素及對策[J].辣椒雜志，2014（1）：33-36.

[5]柳驊，夏宜平.水生植物造景[J].中國園林，2003（3）：59-66.

[6]鄭慧俊.淺談水生蔬菜的景觀應(yīng)用[J].長江蔬菜，2009（16）：98-99.

[7]柯衛(wèi)東，黃新芳，劉義滿，等.水生蔬菜種質(zhì)資源收集、保存、鑒定與利用[M]//柯衛(wèi)東.水生蔬菜研究.武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[8]何建軍，陳學(xué)玲，關(guān)健，等.水生蔬菜與休閑農(nóng)業(yè)[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2013（3）：50-51.

[9]倪學(xué)明，趙家榮，王秋圃，等.中國蓮[M].北京：科學(xué)出版社，1987.

[10]柯衛(wèi)東，黃新芳，李雙梅，等.水生蔬菜種質(zhì)資源研究概況[J].長江蔬菜（增刊），2001：15-21.

[11]趙鳳亮.高效凈化富營養(yǎng)化水體能源植物的篩選及其生理生態(tài)基礎(chǔ)[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.

[12]何建軍，陳學(xué)玲，關(guān)健，等.發(fā)展水生蔬菜全程產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)環(huán)境美好型新農(nóng)村[J].蔬菜，2013（6）：1-3.

[13]胡綿好.水生經(jīng)濟(jì)植物浮床技術(shù)改善富營養(yǎng)化水體水質(zhì)的研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2008.

[14]劉燕.太湖常見水生植物及群落對水體凈化能力研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2013.

[15]梁團(tuán)偉.利用水生植物控制平原水庫富營養(yǎng)化的試驗研究[D].青島：青島理工大學(xué)，2012.

[16]梁晶晶.復(fù)合微生物和水生植物聯(lián)合修復(fù)富營養(yǎng)化水體的研究[D].寧波：寧波大學(xué)，2009.

[17]羅競，柯衛(wèi)東，劉玉平，等.水生蔬菜在水體修復(fù)中的應(yīng)用概況[J].長江蔬菜，2013（18）：37-41.

[18]宋海亮.水生植物濾床技術(shù)改善富營養(yǎng)化水體水質(zhì)的研究[D].南京：東南大學(xué)，2005.

[19]朱斌，陳飛星，陳曾奇.利用水生植物凈化富營養(yǎng)化水體的研究進(jìn)展[J].上海環(huán)境科學(xué)，2002，21（9）：564-568.

[20]由文輝，劉淑媛，錢曉燕.水生經(jīng)濟(jì)植物凈化受污染水體研究[J].華東師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2000（1）：99-102.

[21]沈治蕊，卞小紅，趙燕.南京煦園太平湖富營養(yǎng)化及其防治[J].湖泊科學(xué)，1997，9（4）：377-379.

[22]胡綿好，袁菊紅，楊肖娥.水生蔬菜對富營養(yǎng)化水體凈化及資源化利用[J].湖泊科學(xué)，2010，22（3）：416-420.

[23]胡朝華.鳳眼蓮為主體的水生植物對銅污染與富營養(yǎng)化水體生物修復(fù)研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[24]熊春暉，盧永恩，歐陽波，等.水生蔬菜重金屬污染與防治研究進(jìn)展[J].長江蔬菜，2012（16）：1-5.

[25]何舞，王春華，李明陽，等.Pb、Cd、Hg復(fù)合污染對蕹菜生長和重金屬累積規(guī)律的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，23（12）：41-44.

[26]苗欣，崔紹榮，苗香雯.工廠化養(yǎng)鱉-水培蔬菜綜合生產(chǎn)系統(tǒng)中的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)與氣體交換[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2000，16（2）：140.