組合型植物浮床對(duì)池塘水質(zhì)的調(diào)控作用

鐘文武　吳敬東　趙樹?！》纻ァ≈茴！罟馇濉±钪竞椤?yán)燕群　劉躍天

摘要：常規(guī)池塘養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化、養(yǎng)殖尾水的超標(biāo)排放等問題，是制約池塘養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的重要因素。以鳳眼藍(lán)+狐尾藻和黑麥草+蕹菜為受試植物，用聚氯乙烯（PVC）管及聚乙烯（PE）網(wǎng)片制成浮床，分析2種組合型植物浮床對(duì)常規(guī)養(yǎng)殖池塘水體中總磷含量、總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮含量及亞硝酸鹽氮含量的調(diào)控作用。結(jié)果表明，在鳳眼藍(lán)+狐尾藻、黑麥草+蕹菜組合植物的生長(zhǎng)旺盛期，池塘總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)均能達(dá)到SC/T 9101—2007《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)池塘總磷含量也有較好的調(diào)控效果。鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床對(duì)總磷含量、高錳酸鹽指數(shù)的調(diào)控作用優(yōu)于黑麥草+蕹菜浮床，而黑麥草+蕹菜浮床對(duì)總氮和氨氮含量的調(diào)控作用要優(yōu)于鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床。

關(guān)鍵詞：植物浮床;水質(zhì);富營(yíng)養(yǎng);養(yǎng)殖尾水;調(diào)控

中圖分類號(hào)：X52文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）07-0255-05

“進(jìn)、 養(yǎng)、 排” 作為池塘養(yǎng)殖的主要形式一直延續(xù)至今，隨著水產(chǎn)品市場(chǎng)需求量的不斷增大，水體養(yǎng)殖密度隨著增加，殘余餌料、魚類代謝廢物、外源性污染物的不斷積累與底泥的釋放[1]，使養(yǎng)殖水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，魚類疾病多發(fā)，質(zhì)量安全難以保障，并且超標(biāo)養(yǎng)殖尾水的排放加劇了周圍水體的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程[2]。目前，池塘養(yǎng)殖環(huán)境問題已經(jīng)成為淡水養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的一大瓶頸。迫于環(huán)境保護(hù)的大趨勢(shì)，水庫、湖泊大水面禁養(yǎng)與網(wǎng)箱、圍欄大面積拆除政策相繼出臺(tái)，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式勢(shì)必要被淘汰，接踵而來的將是養(yǎng)殖模式和養(yǎng)殖技術(shù)的革新、新養(yǎng)殖品種的選育等。更加嚴(yán)格的養(yǎng)殖尾水排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，亟需養(yǎng)殖戶轉(zhuǎn)變舊的養(yǎng)殖觀念，以環(huán)保為第一要?jiǎng)?wù)，擇優(yōu)選擇養(yǎng)殖品種，用新的養(yǎng)殖技術(shù)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖尾水的達(dá)標(biāo)排放是淡水池塘養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的必由之路。隨著池塘養(yǎng)殖環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究日益受到重視，諸如魚菜共生循環(huán)水養(yǎng)殖模式[3-4]、微生物修復(fù)技術(shù)[5-7]、底泥改良修復(fù)技術(shù)[8-9]等原位凈化與修復(fù)手段及人工濕地系統(tǒng)[10-11]異位凈化手段被應(yīng)用于池塘養(yǎng)殖上，取得了較好成效，都已成為當(dāng)下淡水健康養(yǎng)殖的研究重點(diǎn)。

本試驗(yàn)基地右所漁場(chǎng)位于云南省洱源縣洱海主要入湖河道永安江旁，占地面積7.33 hm2，池塘面積5.53 hm2，作為滇西片區(qū)主要的魚苗繁育生產(chǎn)供應(yīng)基地，其養(yǎng)殖尾水是否達(dá)標(biāo)排放與洱海的保護(hù)治理息息相關(guān)。本研究旨在探索組合型植物浮床對(duì)右所漁場(chǎng)常規(guī)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的調(diào)控作用，也為傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)型、養(yǎng)殖技術(shù)的革新提供一種思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以鳳眼藍(lán)+狐尾藻和蕹菜+黑麥草作為受試植物，通過“魚菜共生”試驗(yàn)進(jìn)行池塘養(yǎng)殖環(huán)境生態(tài)修復(fù)研究。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)與浮床設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)選擇云南省大理州漁業(yè)工作站右所漁場(chǎng)的2個(gè)養(yǎng)殖池塘作為試驗(yàn)點(diǎn)，每個(gè)池塘中放養(yǎng)的魚種體長(zhǎng)為8～10 cm，養(yǎng)殖本底條件基本一致。按照魚塘面積的10%設(shè)置受試植物浮床，2種組合植物的種植比例為1 ∶1，浮床由聚氯乙烯（PVC）管（直徑為50 mm）及聚乙烯（PE）網(wǎng)片制成，每個(gè)浮床的面積為3.3 m2。本試驗(yàn)的基本設(shè)置見表1。

1.3 水樣采集時(shí)間、檢測(cè)指標(biāo)及檢測(cè)方法

本試驗(yàn)時(shí)間為2018年6—11月。2個(gè)試驗(yàn)塘均設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)，分別位于進(jìn)水口、池塘中央及排水口。在試驗(yàn)期間，于每月中旬采集水樣進(jìn)行檢測(cè)。水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)如下：pH值、溶解氧（DO）含量，用哈希便攜式測(cè)定儀測(cè)定;透明度（SD），用透明度盤測(cè)定;高錳酸鹽指數(shù)（CODMn），參照GB 11892—1989《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定 酸性法》進(jìn)行測(cè)定;總氮（TN）含量，參照HJ 636—2012《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》進(jìn)行測(cè)定;總磷（TP）含量，參照GB 11893—1989《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》進(jìn)行測(cè)定;氨氮（NH+4-N）含量，參照HJ 535—2009《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法》進(jìn)行測(cè)定;亞硝酸鹽氮（NO-2-N）含量，參照GB 7493—1987《水質(zhì) 亞硝酸鹽氮的測(cè)定分光光度法》進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)殖水體中pH值、溶解氧含量及透明度的變化

由表2可以看出，在試驗(yàn)周期內(nèi)，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池的pH值在7.07～8.31之間變化，蕹菜+黑麥草浮床池的pH值在6.91～8.70之間變化，2個(gè)試驗(yàn)塘間的pH值差異不大;蕹菜+黑麥草浮床池的DO含量范圍為4.03～7.47 mg/L，優(yōu)于鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池;鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池的透明度在13～43 cm之間變化，在浮床植物生長(zhǎng)旺盛期，水體透明度明顯增加，至90 d時(shí)，水體透明度達(dá)到43 cm，而蕹菜+黑麥草浮床池的透明度在11～25 cm 之間變化，至60 d時(shí)，水體透明度為25 cm。

2.2 不同養(yǎng)殖水體中總磷含量的變化

通過測(cè)定得出監(jiān)測(cè)周期內(nèi)鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床和黑麥草+蕹菜浮床試驗(yàn)池中總磷含量的變化情況。如圖1所示，在試驗(yàn)期間，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池的平均總磷含量為0.153～0.384 mg/L;隨著試驗(yàn)的推進(jìn)，池塘總磷含量的下降趨勢(shì)明顯，至90 d時(shí)降到最低值，為0.153 mg/L，符合GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);在試驗(yàn)的中后期，總磷含量又呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，至120 d時(shí)，總磷含量為0.291 mg/L，相對(duì)于90 d時(shí)的0.153 mg/L增加了0.138 mg/L，至150 d時(shí)，總磷含量為0.281 mg/L，相對(duì)于90 d時(shí)的0.153 mg/L增加了0.128 mg/L。在試驗(yàn)期間，黑麥草+蕹菜浮床的平均總磷含量為0.305～0.471 mg/L，一開始的下降趨勢(shì)明顯，至90 d時(shí)，池塘中總磷含量降至最低值，為0.305 mg/L;在試驗(yàn)的中后期，總磷含量又呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，至120 d時(shí)，總磷含量為0.351 mg/L，相對(duì)于90 d時(shí)的0.305 mg/L增加了0.046 mg/L，至150 d時(shí)，總磷含量為0.353 mg/L，相對(duì)于90 d時(shí)的0.305 mg/L增加了0.048 mg/L。

2.3 不同養(yǎng)殖水體中總氮含量的變化

通過測(cè)定得出監(jiān)測(cè)周期內(nèi)鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床和黑麥草+蕹菜浮床試驗(yàn)池中總氮含量的變化情況。如圖2所示，在試驗(yàn)期間，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池的平均總氮含量為1.48～3.16 mg/L ;在浮床植物生長(zhǎng)前期，池塘總氮含量略有升高，30 d時(shí)達(dá)到最大值，為3.16 mg/L;在之后2個(gè)月內(nèi)，總氮含量呈明顯的下降趨勢(shì)，至90 d時(shí)降到最低值，為1.48 mg/L;在試驗(yàn)后期，池塘總氮含量相對(duì)于90 d時(shí)明顯增大，至120 d時(shí)，總氮含量為3.01 mg/L，相對(duì)于90 d時(shí)的1.48 mg/L增加了1.53 mg/L，至150 d 時(shí)，總氮含量為2.96 mg/L，相對(duì)于90 d時(shí)的1.48 mg/L增加了1.48 mg/L。黑麥草+蕹菜浮床池平均總氮含量為1.95～4.00 mg/L;在試驗(yàn)初期，池塘總氮含量有所增大，30 d時(shí)達(dá)到最大值，為 4.00 mg/L;之后呈明顯的下降趨勢(shì)，至90 d時(shí)降至最低值，為1.95 mg/L，在試驗(yàn)后期，池塘總氮含量與90 d時(shí)相比明顯升高。

2.4 不同養(yǎng)殖水體中高錳酸鹽指數(shù)的變化

通過測(cè)定得出監(jiān)測(cè)周期鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床和黑麥草+蕹菜浮床試驗(yàn)池中高錳酸鹽指數(shù)的變化情況。由圖3可以看出，在試驗(yàn)期間，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池的平均高錳酸鹽指數(shù)為10.35～19.69 mg/L，隨著浮床植物的生長(zhǎng)，池塘高錳酸鹽指數(shù)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，至90 d時(shí)降至最低值，為10.35 mg/L，與試驗(yàn)初期相比下降了9.34 mg/L，90 d以后則呈升高趨勢(shì)。黑麥草+蕹菜浮床池的平均高錳酸鹽指數(shù)為14.81～17.20 mg/L，30 d時(shí)達(dá)到最大值，為17.20 mg/L;之后呈緩慢下降趨勢(shì)，90 d時(shí)降至最低值，為14.80 mg/L，與試驗(yàn)初期相比下降了2.16 mg/L，而在試驗(yàn)中后期，高錳酸鹽指數(shù)呈緩慢上升的趨勢(shì)。

2.5 不同養(yǎng)殖水體中氨氮含量的變化

通過測(cè)定得出監(jiān)測(cè)周期內(nèi)鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床和黑麥草+蕹菜浮床試驗(yàn)池中氨氮含量的變化情況。由圖4可以看出，在試驗(yàn)期間，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池的平均氨氮含量為0.51～1.07 mg/L，在試驗(yàn)前中期，池塘的氨氮含量略有下降，在試驗(yàn)后期氨氮含量明顯增加，至120 d時(shí)達(dá)到最大值，為1.07 mg/L。黑麥草+蕹菜浮床池的平均氨氮含量為0.48～0.91 mg/L，在試驗(yàn)進(jìn)行到30 d 時(shí)，氨氮含量達(dá)到最大值，為0.91 mg/L;之后呈明顯的下降趨勢(shì)，至90 d時(shí)，氨氮含量降至0.58 mg/L，相對(duì)于30 d時(shí)的0.91 mg/L下降了0.33 mg/L;至150 d時(shí)，氨氮含量為0.48 mg/L，相對(duì)于30 d時(shí)的0.91 mg/L 下降了0.43 mg/L。

2.6 不同養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽氮含量的變化

通過測(cè)定得出試驗(yàn)周期內(nèi)鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床和黑麥草+蕹菜浮床試驗(yàn)池中亞硝酸鹽氮含量的變化情況。由圖5可以看出，在監(jiān)測(cè)期間，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池中的平均亞硝酸鹽氮含量為0.024～0.043 mg/L，到試驗(yàn)中后期，亞硝酸鹽氮含量出現(xiàn)了明顯增大的趨勢(shì)，至120 d時(shí)達(dá)到最大值，為0.043 mg/L，與試驗(yàn)初期相比增加了0.016 mg/L;黑麥草+蕹菜浮床池中的平均亞硝酸鹽氮含量為0.011～0.032 mg/L，在整個(gè)試驗(yàn)過程中，亞硝酸鹽氮含量持續(xù)降低，生長(zhǎng)旺盛期下降明顯，至150 d時(shí)，亞硝酸鹽含量為0.011 mg/L，與試驗(yàn)初期相比下降了0.020 mg/L。

3 討論

本試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南省大理州洱源縣右所鎮(zhèn)，由于平均氣溫偏低，單品種的蕹菜種植長(zhǎng)勢(shì)較慢，經(jīng)濟(jì)價(jià)值偏低?；诖?，本研究選擇黑麥草+蕹菜和鳳眼藍(lán)+狐尾藻作為受試植物，以探討植物浮床對(duì)常規(guī)養(yǎng)殖池塘常見理化指標(biāo)的影響，同時(shí)明確經(jīng)浮床處理的常規(guī)養(yǎng)殖池塘尾水能否按照養(yǎng)殖尾水排放標(biāo)準(zhǔn)排放。

氮、磷作為養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵因子[12-13]，是水生植物生長(zhǎng)所必需的重要營(yíng)養(yǎng)元素，水上浮床的介入為水生植物從養(yǎng)殖水體吸收氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供了支撐，對(duì)于減輕養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化程度有較好的作用[14-15]。高錳酸鹽指數(shù)是衡量水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)之一，其濃度反映了水體中可被氧化的有機(jī)物、無機(jī)物含量。本試驗(yàn)研究了鳳眼藍(lán)+狐尾藻和黑麥草+蕹菜浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘中總磷、總氮、氨氮、亞硝酸鹽氮及高錳酸鹽指數(shù)的調(diào)控作用，通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，組合型植物浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘目標(biāo)水質(zhì)因子均有較大影響。在受試植物初育期，總磷、總氮含量和高錳酸鹽指數(shù)的下降不明顯，這可能是由于受試植株還處于生長(zhǎng)適應(yīng)期，根系不夠發(fā)達(dá)，植株生物量的增加不大，對(duì)氮磷的吸收利用較少，隨著生長(zhǎng)的加快，植物根系逐漸增長(zhǎng)，對(duì)水體中氮磷的吸收利用能力增強(qiáng)。在受試植物生長(zhǎng)旺盛期（90 d），鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池中總磷含量降至0.153 mg/L，符合GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，黑麥草+蕹菜浮床池中的總磷含量降至最低值，為0.305 mg/L。此外，在受試植物生長(zhǎng)旺盛期（90 d），鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池中的總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)分別降至1.48、10.35 mg/L，均達(dá)到SC/T 9101—2007《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，黑麥草+蕹菜浮床池的總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)分別下降至1.95、14.80 mg/L，均達(dá)到SC/T 9101—2007《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在生長(zhǎng)旺盛的季節(jié)，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床和黑麥草+蕹菜浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘中的氨氮有一定的去除作用，黑麥草+蕹菜浮床對(duì)氨氮的去除能力明顯優(yōu)于鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床。由于受氣候條件的影響，浮床植物的生長(zhǎng)旺盛期持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，在試驗(yàn)進(jìn)行到90 d后，浮床植物生長(zhǎng)開始減緩、衰退，2個(gè)試驗(yàn)池塘水體總磷含量、總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮含量出現(xiàn)了回升趨勢(shì)，而黑麥草+蕹菜浮床池中的亞硝酸鹽氮在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)維持在較低水平，可見該養(yǎng)殖水體對(duì)亞硝酸鹽氮的控制作用優(yōu)于鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床池。試驗(yàn)結(jié)果表明，處于生長(zhǎng)旺盛期的植物浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體中常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)有較好的控制作用，根據(jù)實(shí)際的養(yǎng)殖條件、氣候條件，選擇合適的受試植物進(jìn)行植物浮床的生態(tài)修復(fù)，是實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖尾水達(dá)標(biāo)排放的有效途徑之一。

從常規(guī)養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)可以看出，對(duì)于傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖，在養(yǎng)殖中后期，由于魚體生長(zhǎng)代謝廢物的累積、過剩餌料的分解等因素，池塘水體中的污染物濃度隨著魚類生長(zhǎng)速度的加快而出現(xiàn)增大的趨勢(shì)[16-17]，而植物浮床植物的介入，對(duì)養(yǎng)殖池塘水體中總磷含量、總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮含量及亞硝酸鹽氮含量有較好的調(diào)控作用，從而起到降低氮、磷負(fù)荷的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，浮床植物的吸收和固氮、解磷微生物的作用是養(yǎng)殖水體中氮和磷去除的主要途徑[18-20]。本試驗(yàn)僅針對(duì)受試植物浮床池塘水體水質(zhì)的變化，未對(duì)受試植物的生物量進(jìn)行測(cè)定，關(guān)于受試植物在生長(zhǎng)過程中吸收利用氮磷的比例，以及在試驗(yàn)過程中是否存在固氮、解磷微生物的作用還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床和黑麥草+蕹菜浮床對(duì)常規(guī)養(yǎng)殖池塘水體中總磷、總氮、氨氮、亞硝酸鹽氮含量及高錳酸鹽指數(shù)的調(diào)控作用。結(jié)果表明，在鳳眼藍(lán)+狐尾藻生長(zhǎng)旺盛期，池塘總磷含量符合GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)均能達(dá)到淡水養(yǎng)殖廢水排放的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);在黑麥草+蕹菜生長(zhǎng)旺盛期，對(duì)池塘水體總磷含量也有較好的控制作用，總氮含量、高錳酸鹽指數(shù)均能達(dá)到淡水養(yǎng)殖廢水排放的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床對(duì)總磷含量、高錳酸鹽指數(shù)的調(diào)控作用優(yōu)于黑麥草+蕹菜浮床，而黑麥草+蕹菜浮床對(duì)總氮、氨氮及亞硝酸鹽氮含量的調(diào)控作用要優(yōu)于鳳眼藍(lán)+狐尾藻浮床。根據(jù)實(shí)際的養(yǎng)殖條件，擇優(yōu)選擇受試品種、在養(yǎng)殖過程中融入植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)生態(tài)健康養(yǎng)殖、尾水達(dá)標(biāo)排放的有效途徑之一。

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