本发明涉及污染水体的生态处理领域，特别是涉及一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法，尤其是一种诱导球根状灯心草根系表面铁膜的形成与强化人工湿地除磷效能的方法。
背景技术：
人工湿地主要是由水生植物组合和基质材料构建而成，通过物理、化学和微生物三者协同作用净化水质。目前，利用人工湿地系统可以去除的污染物种类比较多，其不但可以去除一般的城市生活污水中的常规污染物，同时还能够去除一些难降解的有机污染物，包括含酚废水、多环芳烃、石油烷烃等有毒有害物。人工湿地污水处理技术因其运行管理方便、生态环保、成本低廉、景观美化等优点，同时兼具良好的环境效益与经济效益，目前已被广泛应用于工业废水、生活污水、养殖废水、石油开采废水以及水体富营养化治理等多个领域。
由于湿地的除磷主要依靠基质吸附，除磷效能低下，不能满足出水水质目标的需求。目前，主要从预处理设施(降低进水中氮磷负荷)、基质、植物筛选与配置等方面提高人工湿地除磷的效果，比如：增设高效沉淀池、填充高炉渣与煤渣等。但该方法易于导致工艺冗长，运行管理不便，且造成建设成本提高、施工复杂等问题。
湿地植物是人工湿地系统的重要组成部分，湿地植物重要的特征之一是根系具有氧化能力，能够把大气中的氧高效地运输到根表，使根际形成一个具有高氧化特性的区域。根系的泌氧功能将根系附近的fe(ii)氧化成fe(iii)并沉积在根系表面，形成明显可见的铁氧化物胶膜。因其具有较大的表面积并带有正负电荷基团，可以通过吸附和共沉淀等作用，显著提高湿地植物消减污染物的能力，尤其是对磷的吸收转化能力。
因此，可通过扩增植物根系系统与诱导植物根系表面铁膜的形成，强化人工湿地除磷效果，以此降低人工湿地的建设成本，延长湿地寿命。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有人工湿地技术中植物吸收转化效果差、根系系统微生物种类和数量较少、主要依靠基质除磷所面临的基质饱和等问题，提供一种植物耐污性能强、植物根系系统微生物丰富性和多样性提高、水体修复效果好、成本低廉、生态环保的基于植物根系系统强化人工湿地除磷的方法，还提供一种步骤简单、操作方便、生产成本较低的植物根系系统扩增与根系表面铁膜诱导形成的联合方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种植物根系系统扩增与根系表面铁膜诱导的方法，包括如下步骤：
采用含有生根粉的毛根诱导液修复球根状灯心草受损根系与诱导毛根的生长，完成植物根系系统扩增，其中，所述毛根诱导液中生根粉浓度为100～150mg/l；
将完成物根系系统扩增的根系系统，在低磷环境下的铁膜诱导液中培养，诱导根系系统表面形成铁膜，其中，所述铁膜诱导液的浓度为120～150mg/l，所述的低磷环境中磷浓度为0.03～0.05mmol/l。
本发明还提供了一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法，包括如下步骤：
a、在室温条件下，将球根状灯心草幼苗在装有含有生根粉的毛根诱导液的人工湿地床中进行复壮与毛根扩增培养，通过调节湿地床的水位诱导根系的延伸与生长，待植物长出大量的不定根、毛根和新的植株后，完成植物根系系统扩增，其中，所述毛根诱导液中生根粉浓度为100～150mg/l；
b、在完成植物根系系统扩增后在人工湿地床中加入铁膜诱导液，控制湿地床底部中do含量，诱导根系系统表面形成铁膜，其中，人工湿地内铁膜诱导液处于在低磷环境中，所述铁膜诱导液中fe(ii)浓度为120～150mg/l，所述的低磷环境中磷浓度为0.03～0.05mmol/l；
c、将经步骤a、步骤b依次培育处理后的球根状灯心草在人工湿地内用于污水处理，强化除磷效能。
优选地，在步骤a中，球根状灯心草根系系统扩增培养步骤包括：
将球根状灯心草幼苗按照10～20株/m2的种植密度栽种于生根粉浓度为100～150mg/l的毛根诱导液的人工湿地床中，水位控制在植物根系系统完全被水淹没位置，即植物根系完全被水淹没，进行植物培养；
培养2～3d待植物长势良好后，根据植物根系生长状况调控人工湿地床中水位高度，将水位维持在根系浸没高度为1.5～2.0cm，待球根状灯心草适应生长后，继续培育，直至球根状灯心草根系毛根覆盖率在90％左右且培养期间植物生长良好时停止植物根系系统扩增培养。
优选地，在步骤b中，诱导球根状灯心草根系系统表面形成铁膜包括以下步骤：
在可控光温的生长室中，将人工湿地床中原营养液放空，用自来水清洗2～3次，重新加入自来水，水位维持在正常高水位位置，水中ph控制在3.5～6.5；
在do含量低于0.2mg/l时，加入铁浓度为120～150mg/l、磷浓度为0.03～0.05mmol/l的铁膜诱导液，保持球根状灯心草根系系统浸没在铁膜诱导液中，诱导时间为5～7d，至根系系统出现红棕色完成根系表面铁膜诱导。
优选地，所述人工湿地床由pvc板焊接而成，所述人工湿地床两端填有粒径为3～5cm的碎石分别作为布水与集水区，中间部分填有沸石和陶粒作为基质；且工程人工湿地构建时，先使用模块化的人工湿地床进行植物根系系统扩增及诱导根系系统表面形成铁膜，再根据通过模块化拼装组合成人工湿地床完成工程人工湿地构建。
优选地，所述人工湿地床的规格为长×宽×高为1.5m×1.5m×0.5m，所述碎石粒径为3～5cm，所述基质的填充厚度为45cm。
优选地，所述毛根诱导液的组分包括600～650mg/l的kno3、500～550mg/l的mgso4·7h2o、800～1000mg/l的ca(no3)2·4h2o、0.20～0.35mg/l的nh4h2po4、2.50～3.50mg/l的mnso4·h2o、0.05～0.15mg/l的cuso4·5h2o、0.15～0.25mg/l的znso4·7h2o、以及0.05～0.15mg/l的(nh4)6mo7o24·4h2o。
优选地，所述铁膜诱导液为fe(ii)-edta溶液。
优选地，在植物根系系统扩增培养及诱导球根状灯心草根系系统表面形成铁膜时，环境温度为18～27℃，每天处于光照下12h、处于黑暗中12h，光照强度为200～360μmol/(m2·s)，相对湿度为65％～75％。
优选地，在控制湿地床底部中do含量时，所述do含量通过设置人工湿地床表面的可调节的有孔盖板进行调控，所述do浓度通过设置在人工湿地床内的溶解氧监测探头进行实时监测。
优选地，所述人工湿地床为四周及底面开孔、无盖的正方体或长方体的箱体结构，模块规格为长×宽为0.5～1.0m×0.5～1.0m，高度、基质填料均按照目标人工湿地工程设计要求进行设置。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
本发明使用含有生根粉的毛根诱导液进行球根状灯心草根系的扩增，不仅可以促进植物根系毛根的二次生长和诱导，同时还可对诱导过程中，受损根系的修复以及毛根系统的复壮作用，增强根系活力，保障扩增培养形成的根系系统的健康和稳定性，并且可保证植物上部的良好生长，有利于植物在湿地运行过程中较好的适应环境，缩短适应期。同时通过人为的调控人工湿地床中液位高度，诱导球根状灯心草根系的纵向延伸，促进根系毛根的生长以及根系表面形成铁膜。
本发明不仅工艺简单、操作简单、成本低廉可以进行大规模推广应用，而且可以通过诱导球根状灯心草根系表面铁膜的形成提高人工湿地系统的除磷效果，同时庞大的根系系统，为微生物的生长提供更多的附着位点，提升了植物根系系统微生物丰富性和多样性，促进除磷生化反应的进行，且根系表面铁膜可作为植物营养元素的储存库，提高植物的抗逆性与环境适应能力。同时该方法对于经济性植物和景观植物均适用，具有良好的经济、环境和生态效益，同时可收到良好的景观效果。
在工程应用中，本发明使用模块化的人工湿地床进行根系扩增及铁膜诱导，再根据工程需要通过模块化组合完成工程人工湿地构建，避免植物移栽过程中根系的损伤以及受其他环境因素的影响导致铁膜数量和厚度的损坏，保证根系表面铁膜的物理与化学性质的原生性和完整性。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明通过植物根系系统的扩增与诱导强化形成根系表面铁膜，实现提高人工湿地除磷效果。所述植物根系系统的扩增是通过含有生根粉的毛根诱导液修复球根状灯心草受损根系与诱导毛根的生长，产生根系发达、数量丰富、根系良好的根系系统；所述根系表面铁膜的诱导是基于扩增完成的根系系统，在低磷条件下，在铁膜诱导液中培养，诱导产生铁膜厚度适宜且长势良好的植物。
具体地，本发明提供了一种植物根系系统扩增与根系表面铁膜诱导的方法，包括如下步骤：
采用含有生根粉的毛根诱导液修复球根状灯心草受损根系与诱导毛根的生长，完成植物根系系统扩增，其中，所述毛根诱导液中生根粉浓度为100～150mg/l；将完成物根系系统扩增的根系系统，在低磷环境下的铁膜诱导液中培养，诱导根系系统表面形成铁膜，其中，所述铁膜诱导液的浓度为120～150mg/l，所述的低磷环境中磷浓度为0.03～0.05mmol/l。
进一步，本发明还提供了一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法，包括如下步骤：
a、在室温条件下，将球根状灯心草幼苗在装有含有生根粉的毛根诱导液的人工湿地床中进行复壮与毛根扩增培养，通过调节湿地床的水位诱导根系的延伸与生长，待植物长出大量的不定根、毛根和新的植株后，完成植物根系系统扩增。其中，所述毛根诱导液中生根粉浓度为100～150mg/l。
b、在完成植物根系系统扩增后，将毛根诱导液放空，用清水洗净后，根据根系表面铁膜诱导的最佳条件，在人工湿地床中加入铁膜诱导液，保证植物根部完全浸泡其中。控制湿地床底部中do含量，诱导根系系统表面形成铁膜，保障铁膜诱导的条件，直至植物根系表面出现红棕色，且植物上部不发黄、不枯萎为最佳。其中，人工湿地内铁膜诱导液处于在低磷环境中，所述铁膜诱导液中fe(ii)浓度为120～150mg/l，所述的低磷环境中磷浓度为0.03～0.05mmol/l。
c、将经步骤a、步骤b依次培育处理后的球根状灯心草在人工湿地内用于污水处理，强化除磷效能。
优选地，在步骤a中，球根状灯心草根系系统扩增培养步骤包括：
1)、将球根状灯心草幼苗按照10～20株/m2的种植密度栽种于生根粉浓度为100～150mg/l的毛根诱导液的人工湿地床中，进行复壮与扩增培养，水位控制在植物根系系统完全被水淹没位置，即植物根系系统被完全淹没，进行植物培养。环境温度为18～27℃，每天处于光照下12h、处于黑暗中12h，光照强度为200～360μmol/(m2·s)，相对湿度为65％～75％。
优选地，所述人工湿地床由pvc板焊接而成，所述人工湿地床两端填有粒径为3～5cm的碎石分别作为布水与集水区，中间部分填有沸石和陶粒作为基质。在工程人工湿地构建时，先使用模块化的人工湿地床进行植物根系系统扩增及诱导根系系统表面形成铁膜，再根据通过模块化拼装组合成工程人工湿地床完成工程人工湿地构建。
所述人工湿地床为四周及底面开孔、无盖的正方体或长方体的箱体结构，模块规格为长×宽为0.5～1.0m×0.5～1.0m，高度与目标人工湿地一致，内部基质填料均按照目标人工湿地设计要求进行设置。更优选地，所述人工湿地床的规格为1.5m×1.5m×0.5m。所述碎石粒径为3～5cm，所述基质的填充厚度为45cm。
所述毛根诱导液的组分包括600～650mg/l的kno3、500～550mg/l的mgso4·7h2o、800～1000mg/l的ca(no3)2·4h2o、0.20～0.35mg/l的nh4h2po4、2.50～3.50mg/l的mnso4·h2o、0.05～0.15mg/l的cuso4·5h2o、0.15～0.25mg/l的znso4·7h2o、以及0.05～0.15mg/l的(nh4)6mo7o24·4h2o。
2)、培养2～3d待植物长势良好后，通过调节出水阀门，根据根系生长情况调控人工湿地床中水位高度，将水位维持在根系浸没高度为1.5～2.0cm，诱导植物毛根纵向延伸，促使植物根系毛根生长；
3)、待球根状灯心草适应生长后，继续培育，直至球根状灯心草根系毛根覆盖率在90％左右且培养期间植物生长良好时停止植物根系系统扩增培养。
进一步，在步骤b中，诱导球根状灯心草根系系统表面形成铁膜包括以下步骤：
1)、在可控光温的生长室中，将人工湿地床中原营养液放空，用自来水清洗2～3次，重新加入自来水，水位维持在正常高水位位置，根据铁膜诱导的最优化条件，水中ph控制在3.5～6.5(不能低于3.5)，环境温度为18～27℃，每天处于光照下12h、处于黑暗中12h，光照强度为200～360μmol/(m2·s)，相对湿度为65％～75％。
2)、在do含量低于0.2mg/l时，加入铁浓度为120～150mg/l、磷浓度为0.03～0.05mmol/l的铁膜诱导液，保持球根状灯心草根系系统浸没在铁膜诱导液中，诱导时间为5～7d，至根系系统出现红棕色完成根系表面铁膜诱导，整个过程水面上植物不发黄、不枯萎为最佳。
优选地，所述铁膜诱导液为fe(ii)-edta溶液。本发明使用fe(ii)-edta溶液作为铁膜诱导液，含fe(ii)营养液与土壤溶液中铁的存在形式一致，淹水环境中fe(iii)含量较少，fe(ii)在根表形成的铁膜稳定性强，比较结实，厚度大。而若采用feso4或者fecl2溶液fe(ii)稳定性差，在ph为6.5的营养液中很容易被氧化。本发明采用fe(ii)-edta作为铁源，容易解离，在有氧和氧化性物质供应时解离的fe(ii)易被氧化，导致在释放氧化性物质的植物根系表面形成铁膜。
本发明是在磷饥饿的条件下进行根系表面铁膜的诱导，在磷胁迫条件可以减少植物初生根的伸长，促进次生根的发育，同时毛根可以增大跟表面积，有利于作物吸收养分。并且缺磷环境提高了根系活力，相应增加了根系释放氧化性物质的能力，营养液中没有磷素存在，缺少了形成稳定络合物的“桥梁”，在这种环境中，二价铁较容易被氧化为三价铁而在根表沉积，促进植物根系表面铁膜的形成。
优选地，在控制湿地床底部中do含量时，所述do含量通过设置人工湿地床表面的可调节的有孔盖板进行调控，所述do浓度通过设置在人工湿地床内的溶解氧监测探头进行实时监测。
本发明中根系系统扩增与诱导灯心草根系表面铁膜的形成用于强化人工湿地系统除磷效能的技术原理如下：
根系表面铁膜是具有正负电荷的胶体膜，对水体中的阴阳离子具有较好的富集作用，可以减轻重金属对植物的危害，保护植物的良好生长，同时根系表面铁膜可增强根系活力及活化根表细菌的作用，促使细菌对有机碳的降解、矿化，加速根系中碳的循环转化，保证光合作用碳的供应，维持植物的生长和增强植物的抗逆性。
根系表面铁膜可增强对水体中污染物质的直接或间接吸附作用，同时根系的扩增为微生物提供更多的附着点位，提高了根系表面的生物丰富度和多样性，显著提升微生物的硝化反硝化效率，增强效果。
本发明使用含有生根粉的毛根诱导液进行球根状灯心草根系的扩增，不仅可以促进植物根系毛根的二次生长和诱导，同时还可对诱导过程中，受损根系的修复以及毛根系统的复壮作用，增强根系活力，保障扩增培养形成的根系系统的健康和稳定性，并且可保证植物上部的良好生长，有利于植物在湿地运行过程中较好的适应环境，缩短适应期。同时通过人为的调控人工湿地床中液位高度，诱导球根状灯心草根系的纵向延伸，促进根系毛根的生长以及根系表面形成铁膜。
本发明不仅工艺简单、操作简单、成本低廉可以进行大规模推广应用，而且可以通过诱导球根状灯心草根系表面铁膜的形成提高人工湿地系统的除磷效果，同时庞大的根系系统，为微生物的生长提供更多的附着位点，提升了植物根系系统微生物丰富性和多样性，促进除磷生化反应的进行，且根系表面铁膜可作为植物营养元素的储存库，提高植物的抗逆性与环境适应能力。同时该方法对于经济性植物和景观植物均适用，具有良好的经济、环境和生态效益，同时可收到良好的景观效果。
本发明可通过模块化的人工湿地床进行工程应用，避免植物移栽过程中根系的损伤以及受其他环境因素的影响导致铁膜数量和厚度的损坏，保证根系表面铁膜的物理与化学性质的原生性和完整性。
实施例1
在本实施例中，先通过含有生根粉的毛根诱导液进行植物根系系统的扩增及其受损根系的复壮，产生根系发达、数量丰富、根系良好的根系系统；后将扩增好的根系系统进行根系表面铁膜的诱导。
本实施例中进行植物根系系统扩增与诱导根系系统表面形成铁膜的步骤如下：
(1)根系系统扩增：在1.5m×1.5m×0.5m的pvc人工湿地床中进行，人工湿地床中种植20株(种植密度为16株/m2)球根状灯心草，床体两端15cm处填入粒径3～5cm的碎石分别作为布水与集水区，中间部分填入沸石和陶粒作为基质，高度为45cm；取含有生根粉的毛根诱导液注入人工湿地床中进行扩增培养，加入生根粉浓度为100mg/l的毛根诱导液，水位控制在根系与水面刚接触位置，即植物根系系统被完全淹没，培养2～3d待植物长势良好后，通过调节出水阀门，根据根系生长情况调控人工湿地床中水位高度，将水位维持在根系淹没高度为1.5～2.0cm，诱导植物毛根纵向延伸，促使植物根系毛根生长，待球根状灯心草适应生长后，继续培育至球根状灯心草根系毛根覆盖率在90％左右且培养期间植物生长良好时停止植物根系系统扩增培养。
(2)根系表面铁膜诱导：将人工湿地床中原营养液放空，用自来水清洗2～3次，加入自来水，水位维持在正常较高水位，根据铁膜诱导的最优化条件，将其置于环境温度为18～27℃，每天处于光照下12h、处于黑暗中12h，光照强度为200～360μmol/(m2·s)，相对湿度为65％～75％。ph为3.5～5.0，do含量低于0.2mg/l时，加入铁浓度为120mg/l、磷浓度为0.03mmol/l的铁膜诱导液—fe(ii)-edta溶液，保证植物根系完全浸泡在其中，进行根系表面铁膜诱导，诱导时间为7d，直至根表出现红棕色，且水面上植物不发黄、不枯萎为佳。
利用本实施例的诱导方法强化人工湿地净化水质效果，具体操作步骤如下：
将原有的培养液放干，抽取污水至人工湿地床中，污水水质如下表1所示，属于劣v类。
表1：实验用污水水质
将污水放入人工湿地床中，直至污水淹至人工湿地床的排水口。污水放入后，共运行60d，水力停留时间为3d。当cod的含量下降至不再变化后，更换新一批污水，直至每批污水的cod下降规律稳定后，实验停止。前期第0、2、4、6、10、24h取水样，测定污水中的cod、氨氮、tn、tp含量，每个水样平行测3次，后每隔一天，取水样测定其中的水质指标。同时将本实施例中有根系表面铁膜与有无根系表面铁膜、对照组系统进行对比分析，结果如下表2所示。
表2：不同根系系统对污染水体修复的效果对比
结果表明，本实施例的方法对cod、氨氮、tn、tp的去除效率分别为89.26％、70.28％、61.29％、75.56％，其中有根系表面铁膜的系统，对于提高了人工湿地系统的除磷效率有着独特的优势，在强化人工湿地系统除磷效能具有良好的应用前景和推广价值。
实施例2
在本实施例中，先通过含有生根粉的毛根诱导液进行植物根系系统的扩增及其受损根系的复壮，产生根系发达、数量丰富、根系良好的根系系统；后将扩增好的根系系统进行根系表面铁膜的诱导。
本实施例中进行植物根系系统扩增与诱导根系系统表面形成铁膜的步骤如下：
(1)根系系统扩增：在1.5m×1.5m×0.5m的pvc人工湿地床中进行，人工湿地床中种植20株(种植密度为16株/m2)球根状灯心草，床体两端15cm处填入粒径3～5cm的碎石分别作为布水与集水区，中间部分填入沸石和陶粒作为基质，高度为45cm；取含有生根粉的毛根诱导液注入人工湿地床中进行扩增培养，加入生根粉浓度为100mg/l的毛根诱导液，水位控制在根系与水面刚接触位置，即植物根系系统被完全淹没，培养2～3d待植物长势良好后，通过调节出水阀门，根据根系生长情况调控人工湿地床中水位高度，将水位维持在根系淹没高度为1.5～2.0cm，诱导植物毛根纵向延伸，促使植物根系毛根生长，待球根状灯心草适应生长后，继续培育，直至球根状灯心草根系毛根覆盖率在90％左右且培养期间植物生长良好时停止植物根系系统扩增培养。
(2)根系表面铁膜诱导：将人工湿地床中原营养液放空，用自来水清洗2～3次，加入自来水，水位维持在正常较高水位，根据铁膜诱导的最优化条件，将其置于环境温度为18～27℃，每天处于光照下12h、处于黑暗中12h，光照强度为200～360μmol/(m2·s)，相对湿度为65％～75％。ph为3.5～5.0，do含量低于0.2mg/l时，加入铁浓度为120mg/l、磷浓度为0.05mmol/l的铁膜诱导液—fe(ii)-edta溶液，保证植物根系完全浸泡在其中，进行根系表面铁膜诱导，诱导时间为7d，直至根表出现红棕色，且水面上植物不发黄、不枯萎为佳。
利用本实施例的诱导方法强化人工湿地净化水质效果，具体操作步骤如下：
将原有的培养液放干，抽取污水至人工湿地床中，污水水质如表1所示，属于劣v类。将污水放入人工湿地床中，直至污水淹至人工湿地床的排水口。污水放入后，共运行60d，水力停留时间为3d。当cod的含量下降至不再变化后，更换新一批污水，直至每批污水的cod下降规律稳定后，实验停止。前期第0、2、4、6、10、24h取水样，测定污水中的cod、氨氮、tn、tp含量，每个水样平行测3次，后每隔一天，取水样测定其中的水质指标。同时将本实施例中有根系表面铁膜与有无根系表面铁膜、对照组系统进行对比分析，结果如下表3所示。
表3：不同根系系统对污染水体修复的效果对比
结果表明，本实施例的方法对cod、氨氮、tn、tp的去除效率分别为92.34％、75.28％、65.21％、78.09％，其中有根系表面铁膜的系统，其出水水质可达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)的iii类标准，显著提高了人工湿地系统的除磷效率。
实施例3
在本实施例中，先通过含有生根粉的毛根诱导液进行植物根系系统的扩增及其受损根系的复壮，产生根系发达、数量丰富、根系良好的根系系统；后将扩增好的根系系统进行根系表面铁膜的诱导。
本实施例中进行植物根系系统扩增与诱导根系系统表面形成铁膜的步骤如下：
(1)根系系统扩增：在1.5m×1.5m×0.5m的pvc人工湿地床中进行，人工湿地床中种植20株(种植密度为16株/m2)球根状灯心草，床体两端15cm处填入粒径3～5cm的碎石分别作为布水与集水区，中间部分填入沸石和陶粒作为基质，高度为45cm；取含有生根粉的毛根诱导液注入人工湿地床中进行扩增培养，加入生根粉浓度为100mg/l的毛根诱导液，水位控制在根系与水面刚接触位置，即植物根系被完全淹没，培养2～3d待植物长势良好后，通过调节出水阀门，根据根系生长情况调控人工湿地床中水位高度，将水位维持在根系淹没高度为1.5～2.0cm，诱导植物毛根纵向延伸，促使植物根系毛根生长，待球根状灯心草适应生长后，继续培育，直至球根状灯心草根系毛根覆盖率在90％左右且培养期间植物生长良好时停止植物根系系统扩增培养。
(2)根系表面铁膜诱导：将人工湿地床中原营养液放空，用自来水清洗2～3次，加入自来水，水位维持在正常较高水位，根据铁膜诱导的最优化条件，将其置于环境温度为18～27℃，每天处于光照下12h、处于黑暗中12h，光照强度为200～360μmol/(m2·s)，相对湿度为65％～75％。ph为3.5～5.0，do含量低于0.2mg/l时，加入铁浓度为150mg/l、磷浓度为0.05mmol/l的铁膜诱导液—fe(ii)-edta溶液，保证植物根系完全浸泡在其中，进行根系表面铁膜诱导，诱导时间为7d，直至根表出现红棕色，且水面上植物不发黄、不枯萎为佳。
利用本实施例的诱导方法强化人工湿地净化水质效果，具体操作步骤如下：
将原有的培养液放干，抽取污水至人工湿地床中，污水水质如表1所示，属于劣v类。将污水放入人工湿地床中，直至污水淹至人工湿地床的排水口。污水放入后，共运行60d，水力停留时间为3d。当cod的含量下降至不再变化后，更换新一批污水，直至每批污水的cod下降规律稳定后，实验停止。前期第0、2、4、6、10、24h取水样，测定污水中的cod、氨氮、tn、tp含量，每个水样平行测3次，后每隔一天，取水样测定其中的水质指标。同时将本实施例中有根系表面铁膜与有无根系表面铁膜、对照组系统进行对比分析，结果如下表4所示。
表4：不同根系系统对污染水体修复的效果对比
结果表明，本实施例的方法对cod、氨氮、tn、tp的去除效率分别为93.19％、75.36％、65.09％、77.26％，其中有根系表面铁膜的系统，其出水水质可达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)的iii类标准，对于提高了人工湿地系统的除磷效率有着独特的优势，在强化人工湿地系统除磷效能具有良好的应用前景和推广价值。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。