淺談水生蔬菜的非食用性功能

周火強　弭寶彬

摘 要：水生蔬菜是我國的傳統優勢產業，不僅具有高價值的食用及加工特性，在園林景觀、水體富營養化和重金屬污染的防治方面也具有重要作用。綜述了水生蔬菜的相關作用，總體而言，水生蔬菜的產業發展除需要一定的市場調節外，更離不開政策的大力扶持。

關鍵詞：水生蔬菜；景觀作用；水體富營養化；生態效應；重金屬污染

中圖分類號：S645.1 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3547（2015）12-0001-05

中國現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，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量最大的國家，種植面積和產量占全世界的比重都超過 80%，在國際上處于領先地位。與其他大田蔬菜相比，水生蔬菜種植具有明顯的優勢，水生蔬菜產量可達到普通溫室蔬菜的 5 倍、大田蔬菜的20 倍[2]，高產優勢明顯；水生蔬菜的化學污染相比其他蔬菜及農作物低或甚至沒有，易生產綠色食品和有機食品；國內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，有利于出口創匯[3]。

我國目前已構建長江流域、珠江流域和黃河流域3個現代化的水生蔬菜產業帶，其中長江、珠江流域是我國水生蔬菜種植和加工的優勢區域[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、加工及出口創匯需求外，還有著重要的生態效益及人文景觀效益。本文就水生蔬菜的景觀、水體富營養化處理、重金屬吸收等生態效應進行論述。

1 水生蔬菜的人文景觀效應

在園林中，按水生植物的生活習性、生態環境，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的觀賞效果，在園林水體造景中應用較多，相較于傳統的水生花卉，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、生態習性及主要分布。

水生蔬菜文化底蘊深厚。例如，蓮屬植物有蓮（Nelumbo nucifera Gaertn）和美洲黃蓮（Nelumbo lutea Pers）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，它在我國傳統詩詞、歌賦、散文、小說、繪畫、雕刻、建筑等眾多文化領域有廣泛體現，也是現代文化藝術作品的重要描述對象[9]，我國蓮資源豐富，比如倪學明等[10]在《中國蓮》一書中對125 個蓮品種進行了分類和較詳細的描述。蓮還與佛教有著千絲萬縷的聯系，很多佛像造型與蓮關系密切，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，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“曲院風荷”，立意突出荷葉的碧、荷花的紅、熏風的香、環境的涼，具有“碧、紅、香、涼”的意境美。荷花花型復雜，有單瓣、復瓣、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的觀賞價值，園林景觀設計中可以充分考慮利用。

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，適應能力較強，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。夏季抽生花莖，開暗紅色小花，觀賞性較強。

2 水生蔬菜對富營養化水體的凈化作用

近年來，化肥的大量使用和生活污水的無節制排放，使得水體富營養化趨勢加重，我國沿海多次發生赤潮現象，內湖及河流發生嚴重的水華現象，造成水體中魚蝦的大量死亡，經濟損失嚴重。為治理水體的富營養化，我國曾引進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制擴繁，曾一度引起其對我國生態系統的嚴重入侵，對我國本土的生物多樣性造成了嚴重威脅。水體富營養物質主要是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 超標而導致的富營養化，一般研究表明，P是水體富營養化的限制因子[13]。研究發現，水體中P的去除率與植物生長速率及植物體內的P濃度密切相關，植物體中P的濃度越高，植物去除水體中P的能力越強[14]。

據2010年《中國水資源公報》數據顯示，我國地表水污染嚴重，在26個重點監控湖泊中，營養狀態為重度富營養的有1個、中度富營養的有2個、輕度富營養的有11個、其余均為中營養[15]。目前常用的判斷水體富營養化的指標為：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，淡水中細菌總數超過

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，稱為植物修復技術[17]。植物對富營養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，保持生態穩定等作用。為了保持其較高的凈化效率，植物生物量必須定期進行移除，否則被植物吸收、同化的營養鹽會通過降解重新返回水體。利用水生植物治理或修復富營養化水體，具有投資少、能耗小、對環境擾動小、植物資源可以作為食品和飼料回收再利用等優點。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生長的水生蔬菜，不僅可以在一定程度上彌補濕地等利用植物處理時冬季凈化效果明顯下降的缺點，而且還可以生產出具有很高經濟價值的水生蔬菜，并通過生物堆肥發酵技術處理將高有機物含量的積泥轉化成高效有機肥，以達到資源的可循環利用[18]。

水蕹菜是較為常見的一種處理水質的水生植物，朱斌等[19]的研究表明，水蕹菜在95篇的研究論文中出現的頻率是第6位，是水生蔬菜中研究最多的凈化水質的物種，水生蔬菜中的茭白、菱角、水芹和藕也都有較高的出現頻率。水蕹菜因對生長環境要求簡單、耐受能力強，常用來處理富營養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 的去除量分別達到了每年204.80、24.62 g/m2，并可收獲蔬菜 50 kg/m2，環境效益和經濟效益十分顯著。

沈治蕊等[21]在僅占全湖面積5.15%的小范圍內種植水芹、水蕹菜、黃花菜、睡蓮等水生植物，種植1個月后發現，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。

胡綿好等[22]采用生態浮床栽培水芹和豆瓣菜2種水生蔬菜，研究二者對富營養化水體的凈化效果及處理后的品質。結果表明，2種水生蔬菜都對富營養化水體有較強凈化能力。處理20 d時，水芹對富營養化水體中的TN、NH4+-N、TP、CODMn（用高錳酸鉀作化學氧化劑測定的化學需氧量）、葉綠素a的去除率分別達到76.86%、69.39%、90.45%、95.03%和89.81%，豆瓣菜對這些指標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化水體的水質[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、滲透調節以及活性氧的平衡。重金屬是化學元素周期表中密度大于4.5 g/cm3的金屬元素的統稱，與環境污染相關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、轉運進根系中、通過根系繼續向上部運輸。

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。挺水植物香蒲根內部不同生理組織（主要指薄壁組織、韌皮部和木質部）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，發現重金屬主要集中于植株根部，且超出安全食用的最高標準，而莖、葉中含量相對較低，符合安全食用標準。

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 水生蔬菜的生態效應

魚菜共生養殖、魚鱉養殖等生產模式中利用漂浮裝置，在養殖水面上種植水生蔬菜，吸收利用養殖所投但未被消化吸收的養料，凈化水體環境，減少水華現象的發生，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濟收入。苗欣等[26]在工廠化養鱉—水培蔬菜綜合生產系統中成功利用水培蔬菜從養鱉廢水中吸收利用營養物，起到了凈化養鱉廢水的作用。

有研究表明，水生蔬菜種植面積占水體環境的30%左右時，既可凈化環境，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，普通的竹木結構穩定性不夠、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，研發可重復使用的浮力大、造價低、輕盈的環境友好型新型漂浮裝置是水生蔬菜推廣應用的重要支撐。

水生蔬菜作為我國的特菜，所創造的價值與生產規模極不相符，怎樣將水生蔬菜產業真正發展成具有國際競爭力的王牌產業，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，以健康為理念的產品及深加工少之又少，產品附加值低，雖在國內有一定的消費市場，但效益不高，而在國際上知名度有限，難以將水生蔬菜產業做大做強?；诖朔N現狀，國家應從宏觀層面出臺對水生蔬菜生產、銷售、加工等有利的相關政策，鼓勵科研院所對現有水生蔬菜種質資源進行收集、改良，促進品種更新換代。開展品種選育工作時，在注重產量及抗逆性的同時，更應注重品質性狀的選育，尤其是針對現今社會“富貴病”發病人群多的現狀，選育低脂、高纖維等品種；對規?；?、產業化的水生蔬菜生產基地，解決其生產過程的安全質量、銷售及存儲問題，對有實力的一批加工企業，鼓勵其走出國門；針對不同消費人群、不同消費習慣、不同消費能力進行特定產品的深加工；根據不同消費區域的生活、文化習慣，投其所好，創造適應當地特色的產品。

參考文獻

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

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

[3] 何建軍，陳學玲，關健，等.發展水生蔬菜改善生態環境增加農民收入[J].農產品加工，2010（11）：71-73.

[4] 周火強，王日勇，譚放軍，等.湖南水生蔬菜產業發展優勢、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用[J].長江蔬菜，2009（16）：98-99.

[7] 柯衛東，黃新芳，劉義滿，等.水生蔬菜種質資源收集、保存、鑒定與利用[M]//柯衛東.水生蔬菜研究.武漢：湖北科學技術出版社，2009.

[8] 何建軍，陳學玲，關健，等.水生蔬菜與休閑農業[J].農產品加工，2013（3）：50-51.

[9] 倪學明，趙家榮，王秋圃，等.中國蓮[M].北京：科學出版社，1987.

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

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

[12] 何建軍，陳學玲，關健，等.發展水生蔬菜全程產業鏈建設環境美好型新農村[J].蔬菜，2013（6）：1-3.

[13] 胡綿好.水生經濟植物浮床技術改善富營養化水體水質的研究[D].上海：上海交通大學，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：南京林業大學，2013.

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

[16] 梁晶晶.復合微生物和水生植物聯合修復富營養化水體的研究[D].寧波：寧波大學，2009.

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

[18] 宋海亮.水生植物濾床技術改善富營養化水體水質的研究[D].南京：東南大學，2005.

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

[20] 由文輝，劉淑媛，錢曉燕.水生經濟植物凈化受污染水體研究[J].華東師范大學學報：自然科學版，2000（1）：99-102.

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

[22] 胡綿好，袁菊紅，楊肖娥.水生蔬菜對富營養化水體凈化及資源化利用[J].湖泊科學，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化水體生物修復研究[D].武漢：華中農業大學，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展[J].長江蔬菜，2012（16）：1-5.

[25] 何舞，王春華，李明陽，等.Pb、Cd、Hg復合污染對蕹菜生長和重金屬累積規律的影響[J].江西農業學報，2011，23（12）：41-44.

[26] 苗欣，崔紹榮，苗香雯.工廠化養鱉-水培蔬菜綜合生產系統中的營養物質循環與氣體交換[J].農業工程學報，2000，16（2）：140.