人工浮床水培空心菜生長(zhǎng)特性及其在養(yǎng)殖廢水凈化中的應(yīng)用

李今　呂田　華江環(huán)

摘要通過(guò)野外實(shí)驗(yàn)，比較了人工浮床水培空心菜和土培空心菜的生長(zhǎng)特性，并研究了不同生長(zhǎng)狀況下人工浮床水培空心菜對(duì)魚塘養(yǎng)殖廢水中氮磷的去除能力和對(duì)浮游藻類的抑制作用.結(jié)果表明：在水溫為22～30 ℃條件下，培養(yǎng)60天，人工浮床水培空心菜生長(zhǎng)優(yōu)于土培空心菜，平均株高和葉片葉綠素含量分別是土培的1.152倍和1.25倍.整個(gè)試驗(yàn)周期中，人工浮床水平空心菜對(duì)魚塘養(yǎng)殖廢水中氨氮、總氮和總磷的平均去除率分別為16.1%、35.4%和33.2%，對(duì)浮游藻類的抑制率最高可達(dá)到20.02%，且隨著空心菜生長(zhǎng)速率的降低，其對(duì)氮磷氨氮、總氮和總磷的去除率和對(duì)浮游藻類的抑制作用逐漸降低.

關(guān)鍵詞空心菜；人工浮床；生長(zhǎng)特性；養(yǎng)殖廢水；凈化

中圖分類號(hào)S636～9；X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1000-2537（2014）02-0022-06

在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，底質(zhì)餌料與大量排泄物的不斷沉積使水體有機(jī)負(fù)荷不斷增加，水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇，最終導(dǎo)致養(yǎng)殖水體發(fā)生惡化，影響水產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展[1].利用水生植物治理富營(yíng)養(yǎng)化水體，具有成本低、能耗小、治理效果較好、對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小、易管理等優(yōu)點(diǎn)[2-4].空心菜浮床系統(tǒng)能有效去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中的氮磷[5-7]，對(duì)水體中藻類的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用[8-9].將原來(lái)在陸地上種植的草本植物種植到水面，擴(kuò)大了植物可種植范圍，且能取得與陸地種植相仿，甚至更高收獲量與景觀效果[10-11].

本文通過(guò)野外實(shí)驗(yàn)研究比較了人工浮床水培空心菜和土培空心菜的生長(zhǎng)特性，并著重研究了不同生長(zhǎng)狀況下人工浮床水培空心菜對(duì)魚塘養(yǎng)殖廢水中氮磷的去除能力和對(duì)浮游藻類的抑制作用，以期為養(yǎng)殖水體中規(guī)模推廣空心菜浮床系統(tǒng)提供理論支撐.

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk.），又名空心菜、藤菜，為旋花科甘薯屬一年生草本植物.喜溫暖濕潤(rùn)，耐炎熱，產(chǎn)量高，原產(chǎn)中國(guó)，現(xiàn)已作為蔬菜廣泛栽培，同時(shí)也是一種比較好的飼料[12].空心菜的生命期可分為生長(zhǎng)期約21天、旺盛期約21天和衰亡期21天[13].本實(shí)驗(yàn)人工浮床水培和土培的植物為泰國(guó)柳葉空心菜（一種常見(jiàn)的空心菜品種）.水培試驗(yàn)水域?yàn)辄S石市西塞山區(qū)大排山村面積約2 000 m2（100 m×200 m）的養(yǎng)殖池塘，為流動(dòng)水源，其中進(jìn)水口與養(yǎng)殖污水排口相連，池塘測(cè)定水質(zhì)指標(biāo)為：pH 6.88，NH3-N 5.20 mg/L，TN 8～32 mg/L，TP 1.67 mg/L，為劣Ⅴ類水[14]（GB3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值》，劣Ⅴ類：NH3-N>2.0 mg/L，TP>0.4 mg/L，TN>2.0 mg/L）.

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1空心菜的培育將空心菜的種子播到泥土中，待株高至20 cm時(shí)，移栽至人工浮床中.

1.2.2人工浮床制作與空心菜的栽培水培空心菜的栽培：人工浮床材料為竹排，按大小為1.5 m×3 m制作，將育種好的空心菜移栽于竹排上，每3株一茬，茬間距0.2 m，插在竹排間隙中，并固定.池塘按4×3個(gè)等間距安放竹排.土培空心菜的栽培：在移栽空心菜前施雞糞15 000 kg/hm2 [15]，在1.5 m×3 m的土壤中按間距0.2 m種植.

1.3測(cè)定方法

1.3.1空心菜生理指標(biāo)測(cè)定每隔15 d，隨機(jī)選擇每個(gè)竹排中的空心菜10株，分別測(cè)量其株高、根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)、節(jié)數(shù)，并記錄其生長(zhǎng)情況，實(shí)驗(yàn)周期60 d.葉綠素含量測(cè)定采用分光光度Arnon公式法[16]，根活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法[17-18].土培植株測(cè)量方法同水培.

1.3.2水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定試驗(yàn)開(kāi)始后每隔15 d取水樣測(cè)定水溫、pH、TN、TP、NH3-N 和OD值，每次取樣150 mL，重復(fù)3 次，試驗(yàn)周期為60 d.其中總氮的測(cè)定用過(guò)硫酸鉀氧化紫外分光光度法[19]，銨態(tài)氮的測(cè)定用納氏試劑光度法[19]，總磷的測(cè)定用鉬銻抗光度法[19]，pH的測(cè)定用玻璃電極法[19]，藻類生物量的測(cè)定采用650 nm分光光度法[19].

2結(jié)果與分析

2.1人工浮床水培與土培空心菜生長(zhǎng)特性的對(duì)比

2.2不同生長(zhǎng)狀況下人工浮床水培空心菜對(duì)魚塘養(yǎng)殖廢水中氮磷及浮游藻類的去除率

人工浮床水培空心菜在生長(zhǎng)過(guò)程中，對(duì)養(yǎng)殖廢水中氮磷去除率分別為：NH3-N，8.29%～20.01%；TN，29.26%～30.10%；TP，20.71%～50.45%，對(duì)浮游藻類的去除率為9.09%～14.29%.前15 d，對(duì)TP、TN、NH3-N的去除率最高，分別為51.45%、38.1%、20.02%，對(duì)水體中浮游藻類抑制作用最強(qiáng)，為20.02%.前30 d，各指標(biāo)的去除率均高于后30 d的去除率.在第61天各指標(biāo)的去除率均最低.

3結(jié)論與討論

從整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期看，人工浮床水培空心菜比土培空心菜生長(zhǎng)得好.自移栽到人工浮床上后，成活率極高，生長(zhǎng)周期大致為60 d，其中前30 d為生長(zhǎng)旺盛期，后30 d為衰亡期；其生長(zhǎng)能力很強(qiáng)，植株平均株高生長(zhǎng)速率為0.747 3 cm/d.

人工浮床水培空心菜在生長(zhǎng)過(guò)程中，其對(duì)魚塘養(yǎng)殖廢水中氮磷的去除率分別為：NH3-N，8.29%～20.01%；TN，29.26%～30.10%；TP，20.71%～50.45%，對(duì)浮游藻類的去除率為9.09%～14～29%，其中前15天對(duì)TP、TN、NH3-N的去除率最高，分別為51.45%、38.1%、20.02%，隨著空心菜生長(zhǎng)速率的降低，其對(duì)TP、TN、NH3-N的去除效率和對(duì)浮游藻類的抑制作用也逐漸降低.據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算可得，30 株/m2空心菜對(duì)TN和TP 的吸收量分別為108.69 g/m3和29.57 g/m3.根據(jù)中國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-20026）標(biāo)準(zhǔn)[19]，僅從氮磷看，30 株/m2 的空心菜可分別將108.69 m3 和197.14 m3的水由Ⅴ類水質(zhì)指標(biāo)提升到Ⅲ類.因此，空心菜是一種可用于富營(yíng)養(yǎng)化水體水質(zhì)凈化的優(yōu)良植物，可有效凈化養(yǎng)殖廢水，同時(shí)由于其具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可作為養(yǎng)殖水體中浮床植物的首選植物物種之一.

研究表明，空心菜的吸收氮磷和抑藻能力明顯高于其他植物[24-26].只有蘆葦在N、P直接吸收量上高于空心菜，但蘆葦?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值不如空心菜.金魚藻在單株的TP吸收量上略高于空心菜[27]，卻由于其單位面積產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及空心菜，故在吸收總量上不占優(yōu)勢(shì).用養(yǎng)殖廢水培養(yǎng)空心菜，不僅能凈化養(yǎng)殖池塘水質(zhì)，而且能帶來(lái)不小的經(jīng)濟(jì)效益.采用每21 d采收1 次留茬15 cm的采收方式，人工浮床水培空心菜可每次獲得2.00 kg/m2的產(chǎn)量[13]，按100 m2池塘計(jì)算2個(gè)月可收割空心菜600 kg.研究結(jié)果表明人工浮床水培空心菜生長(zhǎng)優(yōu)于土培空心菜，平均株高和葉片葉綠素含量分別是土培的1.152倍和1.25倍，而黃婧等研究也表明水培空心菜鮮重為土培的3.54倍，干重為土培的1.12倍[1]，因此，人工浮床水培空心菜的生長(zhǎng)速率比土培大，植株生物量比土培高，且具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在水污染控制，特別是養(yǎng)殖廢水凈化中具有很大的應(yīng)用前景.

參考文獻(xiàn)：

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（編輯王健）

研究表明，空心菜的吸收氮磷和抑藻能力明顯高于其他植物[24-26].只有蘆葦在N、P直接吸收量上高于空心菜，但蘆葦?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值不如空心菜.金魚藻在單株的TP吸收量上略高于空心菜[27]，卻由于其單位面積產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及空心菜，故在吸收總量上不占優(yōu)勢(shì).用養(yǎng)殖廢水培養(yǎng)空心菜，不僅能凈化養(yǎng)殖池塘水質(zhì)，而且能帶來(lái)不小的經(jīng)濟(jì)效益.采用每21 d采收1 次留茬15 cm的采收方式，人工浮床水培空心菜可每次獲得2.00 kg/m2的產(chǎn)量[13]，按100 m2池塘計(jì)算2個(gè)月可收割空心菜600 kg.研究結(jié)果表明人工浮床水培空心菜生長(zhǎng)優(yōu)于土培空心菜，平均株高和葉片葉綠素含量分別是土培的1.152倍和1.25倍，而黃婧等研究也表明水培空心菜鮮重為土培的3.54倍，干重為土培的1.12倍[1]，因此，人工浮床水培空心菜的生長(zhǎng)速率比土培大，植株生物量比土培高，且具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在水污染控制，特別是養(yǎng)殖廢水凈化中具有很大的應(yīng)用前景.

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（編輯王健）

研究表明，空心菜的吸收氮磷和抑藻能力明顯高于其他植物[24-26].只有蘆葦在N、P直接吸收量上高于空心菜，但蘆葦?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值不如空心菜.金魚藻在單株的TP吸收量上略高于空心菜[27]，卻由于其單位面積產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及空心菜，故在吸收總量上不占優(yōu)勢(shì).用養(yǎng)殖廢水培養(yǎng)空心菜，不僅能凈化養(yǎng)殖池塘水質(zhì)，而且能帶來(lái)不小的經(jīng)濟(jì)效益.采用每21 d采收1 次留茬15 cm的采收方式，人工浮床水培空心菜可每次獲得2.00 kg/m2的產(chǎn)量[13]，按100 m2池塘計(jì)算2個(gè)月可收割空心菜600 kg.研究結(jié)果表明人工浮床水培空心菜生長(zhǎng)優(yōu)于土培空心菜，平均株高和葉片葉綠素含量分別是土培的1.152倍和1.25倍，而黃婧等研究也表明水培空心菜鮮重為土培的3.54倍，干重為土培的1.12倍[1]，因此，人工浮床水培空心菜的生長(zhǎng)速率比土培大，植株生物量比土培高，且具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在水污染控制，特別是養(yǎng)殖廢水凈化中具有很大的應(yīng)用前景.

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（編輯王?。?