水生生物組合對養(yǎng)殖水環(huán)境的修復與應(yīng)用

胡瓊瑤++李文星++段煉

摘 要：生物修復技術(shù)因環(huán)保、有利于建立生態(tài)平衡而被普遍用于養(yǎng)殖水體修復。不同水生生物具備不同的生物學及生態(tài)學特性，將其以組合的方式應(yīng)用于水質(zhì)調(diào)控，能達到比單獨使用更好的效果。本文綜述了水生動物-水生植物、水生動物-微生態(tài)制劑以及水生植物-微生態(tài)制劑等組合方式對養(yǎng)殖水環(huán)境的修復與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水生生物組合；水生植物；水生動物；微生物制劑；水環(huán)境修復；水質(zhì)凈化

中圖分類號：S96 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170229061

前言

隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展、大量的污水、生物殘體、化肥等進入水體，導致富營養(yǎng)化加劇[1]。傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)由于過分追求高產(chǎn)，殘餌、生物殘體、肥料和藥物積累，增加了養(yǎng)殖水體外源性營養(yǎng)負荷，導致水體環(huán)境日益惡化。與其他水體一樣，養(yǎng)殖水環(huán)境的修復可采取物理、化學和生物學的辦法。其中物理修復和化學修復具有便捷、見效快、效果好的特點，但成本高并且極易出現(xiàn)二次污染[2]。生物修復法盡管起效慢，但耗能少，能夠節(jié)約成本，并且還能夠建立長期的生態(tài)平衡[3]。不同水生生物具備不同的生物學及生態(tài)學特性，將其以組合的方式應(yīng)用于水質(zhì)調(diào)控，能達到比單獨使用更好的效果。本文主要從水生生物組合凈化養(yǎng)殖水體的原理和應(yīng)用等方面進行初步總結(jié)，并對其發(fā)展方向進行展望。

1 水生生物組合對水環(huán)境修復的作用機理與應(yīng)用現(xiàn)狀

水生植物、水生動物、微生物均被廣泛應(yīng)用于修復污染水體。水生植物具有吸收氮磷、富集重金屬、抑制有害藻類生長等作用[4]。研究表明同一水生植物莖葉部的氮磷含量大于根部[5]，可在植物越冬前通過定期收割或移植以達到除去水體中氮磷等營養(yǎng)元素的目的。濾食性魚類可濾食浮游生物，通過魚類捕獲將水體中營養(yǎng)物質(zhì)帶出水體[6]。微生態(tài)制劑中的有益微生物大量繁殖可有效抑制有害致病菌或潛在致病原的生長[7]，因其健康、生態(tài)環(huán)保、安全而被廣泛應(yīng)用于池塘水質(zhì)改良和調(diào)節(jié)水質(zhì)等作用。

根據(jù)水生植物、水生動物、微生態(tài)制劑各自的特點，已有較多研究將其以科學搭配的方式用于凈化養(yǎng)殖水體，如水生植物-水生動物、水生植物-微生物和水生動物-微生物等，均取得了較好的效果。

2 水生生物組合的修復與應(yīng)用

2.1 水生動物-水生植物

濾食性動物如鰱鳙等魚類、軟體動物等可濾食水中浮游性藻類、枝角類、橈足類、輪蟲和有機碎屑等，能有效遏制富營養(yǎng)化水體中藍藻的暴發(fā)[6]。水生植物能夠以吸附、吸收和轉(zhuǎn)換的方式去除水中過多的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，從而達到凈化水體和修復環(huán)境的作用[8]。利用水生動物與植物在水體中的空間分布特征和生物學特性進行組合，最終通過收割移植和捕撈的方式將過多氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)帶出水面[9]。

鄒俊良等[10]用金魚藻、狐尾藻、螺3種水生生物單獨處理和組合處理的方式進行試驗，結(jié)果表明各處理組對氮、磷、氨氮、亞硝態(tài)氮等指標均有降低作用，其中組合生物處理比單獨處理效果更好更具有優(yōu)勢。

2.2 水生動物-微生物

微生態(tài)制劑又稱“有益微生物”，是從天然環(huán)境中提取、篩選、馴化、分離出來的微生物經(jīng)培養(yǎng)后形成的含有大量有益菌的制劑，按照其微生物組種類可以分為單一微生態(tài)制劑和復合微生態(tài)制劑[11]。其作用機制是利用競爭關(guān)系選擇性的讓其分解水體中有害物質(zhì)促進自身大量繁殖，達到抑制水體中有害致病菌的生長的目的，并兼具調(diào)節(jié)水質(zhì)，平衡水體pH，增強養(yǎng)殖動物機體的免疫能力，促進養(yǎng)殖動物健康生長的作用[7]。被廣泛應(yīng)用的水質(zhì)凈化型微生態(tài)制劑主要有光合細菌、芽孢桿菌、酵母菌、乳酸菌、假單胞桿菌、放線菌和硝化細菌等[11]。

水生動物-微生物組合的相關(guān)研究較少。有研究發(fā)現(xiàn)潑灑復合芽孢桿菌的草魚、鰱鱅混養(yǎng)池塘中水質(zhì)具有更為明顯的凈化效果[12]。此外微生態(tài)制劑還具有提高草魚成活率、節(jié)約飼料成本從而提高水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)效率的作用[13]。但使用的微生物制劑也有一定的要求，如其投入的環(huán)境是否適合有益菌的繁殖和生長、作用對象、以及其用量等[14]。

利用微生物與水生動物科學搭配的方式，可改善養(yǎng)殖環(huán)境；還能促進水生動物健康生長，具有較好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。隨著不斷完善和迅猛發(fā)展的生物技術(shù)，微生態(tài)制劑在水質(zhì)凈化方面的開發(fā)和應(yīng)用前景會越來越廣闊[11]。

2.3 水生植物-微生物

水生植物修復具有低成本、節(jié)能環(huán)保的特點，它們不僅具有凈化水體的作用，部分種類還有較高經(jīng)濟價值和觀賞價值[15]，因而被廣泛應(yīng)用于凈化水體和環(huán)境修復的研究和實踐。高等水生植物按照其生活型可分為沉水型、漂浮型、浮葉型和挺水型4大類。不同生活型的對水體凈化效果不同[16]。研究發(fā)現(xiàn)，利用不同水生植物的生活型組合比單一的水生植物凈化效果好[17]。多種水生植物搭配使用，不僅可以充分發(fā)揮不同水生植物間優(yōu)勢互補的特性，保持長期穩(wěn)定的凈化效果，還能提高凈化效率[18]。

水生植物-微生物制劑搭配也可用于水質(zhì)凈化。卞云斌等[19]將發(fā)現(xiàn)經(jīng)過添加有益微生物與種植多種水生植物綜合協(xié)調(diào)凈化處理，水體透明度顯著提高，氨氮、亞硝態(tài)氮、磷酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)等均明顯下降。根據(jù)微生物與高等水生植物在生態(tài)特征及能量利用方面的互補性，能有效提高對養(yǎng)殖水體氨氮和亞硝態(tài)氮等有害物質(zhì)的去除效果[20]。

3 展望

水生生物組合能充分利用不同水生生物生物學、生態(tài)學及能量利用方面的互補性，有效提高對水體水質(zhì)的調(diào)控效果，是一種生態(tài)、安全且成本較低的凈化方式，其較高的處理效果與生態(tài)效益也逐漸得到了學者的肯定與認可。隨著社會與經(jīng)濟的進一步發(fā)展，開發(fā)并利用新的、兼具經(jīng)濟價值的魚類、水生植物和微生物用以凈化污染水體，提高養(yǎng)殖從業(yè)者收入，將會是本領(lǐng)域進一步發(fā)展的方向。

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