生態(tài)植物浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的凈化效果

王延暉， 陳 杰

（河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院，鄭州450044）

傳統(tǒng)的魚(yú)類(lèi)高密度養(yǎng)殖模式主要依靠物理和化學(xué)的方法來(lái)凈化水質(zhì)，但是設(shè)備設(shè)施與運(yùn)行的成本極高，水質(zhì)管理技術(shù)復(fù)雜。魚(yú)菜共生生態(tài)混養(yǎng)技術(shù)，通過(guò)在生物浮床上種植水生植物，利用其龐大的根系吸收水體中的氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)化元素和轉(zhuǎn)化對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)有害的鹽類(lèi)物質(zhì)，為魚(yú)的高密度養(yǎng)殖提供可循環(huán)利用的水資源，達(dá)到節(jié)水節(jié)能提高養(yǎng)魚(yú)綜合效益的目的。同時(shí)，為優(yōu)化浮床凈化性能，在傳統(tǒng)浮床基礎(chǔ)上結(jié)合生物掛膜技術(shù)（基質(zhì)添加復(fù)合菌），通過(guò)植物吸收、基質(zhì)吸附和微生物凈化三者的協(xié)同作用，達(dá)到水體凈化的目的。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)植物浮床面積梯度對(duì)比，分析養(yǎng)殖池塘水體水質(zhì)的變化，探索適合池塘養(yǎng)殖水體的魚(yú)菜共生模式。

1 材料與方法

1.1 材料

放養(yǎng)魚(yú)種為同一池塘中養(yǎng)殖的健康黃河鯉魚(yú)，每個(gè)池塘放養(yǎng)50 kg，約200尾，所有池塘由同一個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)工人進(jìn)行養(yǎng)殖。種植蔬菜品種為空心菜、莧菜、荊芥。浮床采用景觀用泡沫板，泡沫板面積為0.75 m2/塊，每個(gè)泡沫板上面16個(gè)空穴，空穴底部有小孔，可栽種16棵水培蔬菜。泡沫板可通過(guò)拼接來(lái)調(diào)整種植面積與池塘面積的比例（覆蓋率）。

1.2 方法

試驗(yàn)在河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院科研中心基地進(jìn)行。試驗(yàn)分植物組、掛膜組和對(duì)照組。植物組為在浮床空穴中填充1/3體積的基質(zhì)，固定菜苗；掛膜組為在基質(zhì)中額外添加3%～5%的復(fù)合菌。植物組和掛膜組覆蓋率分設(shè)三組：10%、15%、20%。

試驗(yàn)時(shí)間為2018年8月上旬至10月上旬，為期3個(gè)月，每半個(gè)月在上午9:00取1次水樣進(jìn)行水質(zhì)分析。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

pH值用HANNA便攜式pH計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，氨氮、亞硝酸鹽、總磷用德國(guó)SEAL AA3-連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定，總氮用島津TOC-V CPH分析儀測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 TP

如圖1所示，對(duì)照組（沒(méi)有栽培水培蔬菜）總磷含量隨養(yǎng)殖生產(chǎn)進(jìn)行逐漸升高，而植物組水體中總磷的升速較緩，15%植物組總磷含量持續(xù)下降，20%植物組總磷含量前期下降迅速，后期略有增長(zhǎng)。同時(shí)，采用生物掛膜后，除10%掛膜組總磷含量略有增加，其余兩個(gè)掛膜組總磷含量均持續(xù)下降，尤其20%掛膜組，去除水體總磷含量效果顯著。

圖1 各組池塘水體TP含量的變化

2.2 pH值

對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組pH值變幅為7.5～8.8，均為弱堿性。就同一日期相比，對(duì)照組pH值相對(duì)高于植物組和掛膜組。植物組和掛膜組在植物生長(zhǎng)期間，pH變化基本無(wú)規(guī)律且差異不明顯（表1）。

表1 各組池塘水體pH值的變化

2.3 NH4+-N

隨時(shí)間增加，對(duì)照組和處理組水體中氨氮含量均有明顯下降。如圖2所示，植物組氨氮含量下降尤其明顯，其中，10%植物組從試驗(yàn)開(kāi)始1.02 mg/L下降到0.249 mg/L，氨氮去除效果最好；同時(shí)，10%、15%和20%掛膜組氨氮含量分別下降0.218 mg/L、0.403 mg/L和0.679 mg/L，20%掛膜組去除氨氮效果最好。

圖2 各組池塘水體NH4+-N含量的變化

2.4 TN

如圖3所示，隨著時(shí)間增加，各組之間總氮含量變化趨勢(shì)基本相同，均出現(xiàn)兩個(gè)上升期，并隨后下降。

圖3 各組池塘水體TN含量的變化

2.5 NO2--N

各組池塘水體中NO2--N濃度前期上升，后期下降?？傮w來(lái)看，植物組和掛膜組對(duì)隨著植物生長(zhǎng)和有機(jī)物分解產(chǎn)生的NO2-—N均有明顯的抑制作用，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各組池塘水體中NO2--N依舊維持在較低水平。另外，掛膜組與植物組之間沒(méi)有明顯差異。

圖4 各組池塘水體NO2--N含量的變化

3 討論

利用浮床種植水培蔬菜，可以達(dá)到很好的凈化養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的效果。選擇合適的水培蔬菜品種對(duì)于能否達(dá)到良好的凈化效果至關(guān)重要時(shí)，經(jīng)過(guò)前期的試驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)最終選擇了空心菜、莧菜、荊芥進(jìn)行種植，主要考慮以下幾點(diǎn)：一是一次栽培可多次采摘；二是抗蟲(chóng)抗病耐澇能力強(qiáng)；三是生長(zhǎng)旺盛根系發(fā)達(dá)。

在本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，放養(yǎng)了較大規(guī)格的魚(yú)進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)榇笠?guī)格試驗(yàn)魚(yú)適應(yīng)性強(qiáng)，食量大，能產(chǎn)生較多糞便用于肥水，為蔬菜的初期生長(zhǎng)提供大量養(yǎng)分。另外，放養(yǎng)鯉魚(yú)品種主要原因是鯉魚(yú)很少攝食草根，對(duì)水培蔬菜根系影響小。

由于水培蔬菜的凈水作用，漁業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中換水次數(shù)明顯減少，一般精養(yǎng)池塘每年至少換水10次以上，而采用魚(yú)菜生態(tài)混養(yǎng)每年最多換水3次。試驗(yàn)表明，由于植物生長(zhǎng)對(duì)藻類(lèi)的抑制作用，栽培水培蔬菜的池塘沒(méi)有發(fā)生大規(guī)模藍(lán)藻水華，而一般精養(yǎng)池塘很容易發(fā)生藍(lán)藻水華。其次，由于池塘換水次數(shù)較少，使得養(yǎng)殖水環(huán)境相對(duì)較穩(wěn)定，水生生物多樣性增加，養(yǎng)殖水體藻相穩(wěn)定，因而養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)體質(zhì)健壯，疾病發(fā)生較少。

試驗(yàn)表明，適宜的水培蔬菜種植面積為池塘養(yǎng)殖面積的10%～15%，面積太小，凈化水質(zhì)的效果不明顯；但也不宜太大，太大對(duì)養(yǎng)殖水體光照、水溫等影響較大，水培蔬菜面積不宜超過(guò)池塘養(yǎng)殖面積的20%。