水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)凈化效果研究

蔣陽(yáng)陽(yáng) 榮朝振 吳明林 崔凱 周蓓蓓 汪翔 孫永旭 馬仁勝 阮守云 李海洋

摘要 為研究水稻對(duì)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)凈化效果及對(duì)魚類產(chǎn)量的影響，設(shè)計(jì)2個(gè)處理，分別為水稻浮床組（試驗(yàn)組）和常規(guī)養(yǎng)殖組（對(duì)照組）。試驗(yàn)期間，定期檢測(cè)2個(gè)試驗(yàn)池塘水質(zhì)理化指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)計(jì)養(yǎng)殖魚類產(chǎn)量、成活率及水稻產(chǎn)量。結(jié)果表明：試驗(yàn)組平均水溫略低于對(duì)照組，透明度（SD）高于對(duì)照組；試驗(yàn)初期，試驗(yàn)組溶解氧（DO）含量高于對(duì)照組，中后期DO含量低于對(duì)照組。水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）、化學(xué)耗氧量（CODMn）的平均去除率分別為30.6%、29.6%、27.9%、21.0%和15.6%。試驗(yàn)組不同養(yǎng)殖魚類成活率均高于對(duì)照組，養(yǎng)殖魚類產(chǎn)量22 557.15 kg/hm2，浮床水稻產(chǎn)量5 234.57 kg/hm2。

關(guān)鍵詞 池塘養(yǎng)殖；浮床種稻；水質(zhì)凈化

中圖分類號(hào) S 949? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2024）12-0096-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.020

Research on the Purification Effect of Rice Floating Bed on Water Quality in Aquaculture Ponds

JIANG Yang-yang1， RONG Chao-zhen2， WU Ming-lin1 et al

（1. Institute of Aquaculture， Anhui Academy of Agricultural Sciences/Anhui Key Laboratory of Aquaculture Enhancement， Hefei， Anhui 230031;2. Hefei Livestock and Aquaculture Technology Promotion Center， Hefei， Anhui 230001）

Abstract To study the effect of rice on water purification and fish yield in aquaculture ponds， two treatments were designed， namely the rice floating bed group （experimental group） and the conventional aquaculture group （control group）. During the experiment， the physical and chemical indicators of water quality in two experimental ponds were regularly tested. After the experiment， the yield of farmed fish， survival rate， and rice yield were counted.The results showed that the average water temperature of the experimental group was slightly lower than that of the control group， and the transparency （SD） was higher than that of the control group;in the early stage of the experiment， the dissolved oxygen （DO） content in the experimental group was higher than that in the control group， and in the middle and later stages， the DO content was lower than that in the control group. During the experiment， the average removal rates of total phosphorus （TP）， total nitrogen （TN）， ammonia nitrogen （NH4+-N）， nitrite nitrogen （NO2--N）， and chemical oxygen demand （CODMn） in the aquaculture pond water by rice floating bed were 30.6%， 29.6%， 27.9%， 21.0%， and 15.6%， respectively.The survival rate of different cultured fish in the experimental group was higher than that in the control group，with a fish yield of 22 557.15 kg/hm2 and a floating bed rice yield of 5 234.57 kg/hm2.

Key words Pond aquaculture;Floating bed rice cultivation;Water purification

基金項(xiàng)目 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-45，CARS-46）；合肥市關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)“揭榜掛帥”項(xiàng)目（GJ2022QN09）；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2023YL023）；肥西縣科技特派員專項(xiàng)（202302）；肥西縣稻漁產(chǎn)業(yè)發(fā)展科技特派團(tuán)（202203）。

作者簡(jiǎn)介 蔣陽(yáng)陽(yáng)（1987—），男，安徽天長(zhǎng)人，助理研究員，碩士，從事池塘健康養(yǎng)殖研究。

*通信作者，研究員，從事水產(chǎn)健康養(yǎng)殖研究。

收稿日期 2023-10-27

水產(chǎn)品是人類膳食蛋白質(zhì)的重要來(lái)源，含有豐富的維生素、必需脂肪酸和礦物質(zhì)，是全球公認(rèn)的最健康的食物之一。聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織2020年發(fā)布的《世界漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖狀況》報(bào)告顯示：全球人均水產(chǎn)品消費(fèi)量已經(jīng)創(chuàng)下20.5 kg的紀(jì)錄，水產(chǎn)品消費(fèi)占全球人口動(dòng)物蛋白攝入量的16.67%。目前我國(guó)已成為全球最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖國(guó)家，是唯一的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量超過(guò)捕撈產(chǎn)量的國(guó)家［1］。據(jù)《2023中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)到6 865.9萬(wàn)t，其中養(yǎng)殖產(chǎn)量5 565.5萬(wàn)t，占總產(chǎn)量81.1%［2］。在漁業(yè)經(jīng)濟(jì)全球化過(guò)程中，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、食品安全和營(yíng)養(yǎng)作出了重大貢獻(xiàn)。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)方式多元化的今天，池塘養(yǎng)殖扮演著重要角色。2022年全國(guó)淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量3 289.8萬(wàn)t，占淡水產(chǎn)品總產(chǎn)量的96.6%；淡水池塘養(yǎng)殖面積262.5萬(wàn)hm2，占淡水養(yǎng)殖總面積的52.2%；淡水池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)到2 414.3萬(wàn)t，占淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的73.4%。安徽省水產(chǎn)品總產(chǎn)量234.6萬(wàn)t，池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量120.7萬(wàn)t，占總產(chǎn)量的51.4%；淡水養(yǎng)殖面積41.1萬(wàn)hm2，池塘養(yǎng)殖面積19.2萬(wàn)hm2，占總面積的46.7%［2］?？梢?jiàn)，淡水池塘養(yǎng)殖是我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要形式及水產(chǎn)品供應(yīng)的主要來(lái)源，產(chǎn)業(yè)地位極其重要。

淡水池塘養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了較為嚴(yán)重的水環(huán)境問(wèn)題。當(dāng)前，我國(guó)池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量和效益的提高主要通過(guò)大幅提高魚類的放養(yǎng)密度及增加商品飼料的投入量來(lái)實(shí)現(xiàn)，過(guò)多的殘餌、糞便以溶解和顆粒物的形式滯留在池塘中，這些物質(zhì)本身及分解后產(chǎn)生的氮、磷等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)污染物會(huì)在不同程度上造成池塘養(yǎng)殖環(huán)境的惡化，導(dǎo)致病害頻發(fā)、養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)增大、水產(chǎn)品品質(zhì)下降等問(wèn)題。2019年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等十部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見(jiàn)》中明確指出要“以漁凈水、以漁控水、修復(fù)水域生態(tài)環(huán)境”，要將綠色發(fā)展理念貫穿水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)全過(guò)程［3］。2022年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《“十四五”全國(guó)漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中也提出了要以綠色生態(tài)為發(fā)展目標(biāo)［4］。因此，及時(shí)有效地凈化養(yǎng)殖池塘水質(zhì)，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量，減少病害，保障水產(chǎn)品質(zhì)量安全已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

生物浮床技術(shù)是一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)型農(nóng)業(yè)新技術(shù)，該技術(shù)是在浮床載體上種植水生植物，通過(guò)水生植物發(fā)達(dá)的根系及根際微生物群落，經(jīng)過(guò)吸收、吸附和降解作用，有效消除養(yǎng)殖水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，達(dá)到凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體的目的。不同于傳統(tǒng)物理和化學(xué)水質(zhì)調(diào)控方法，生物浮床凈化水體具有成本低廉、節(jié)約能源及處理高效等優(yōu)點(diǎn)。水稻是我國(guó)重要的糧食作物，也是唯一可以淹水種植的糧食作物，對(duì)水體氮磷養(yǎng)分具有較強(qiáng)的吸收利用能力［5］。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者開展了水稻對(duì)養(yǎng)殖水體環(huán)境原位修復(fù)及異位治理的大量研究［6］。李鳳博等［7］研究發(fā)現(xiàn)，在黃顙魚精養(yǎng)池塘種植高稈水稻，養(yǎng)殖水體中TN、TP比不種水稻池塘分別降低95.95%、84.47%；周元等［8］研究發(fā)現(xiàn)，利用稻田異位治理可以明顯降低養(yǎng)殖水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，對(duì)NO3--N和TP吸收尤為顯著。筆者通過(guò)在精養(yǎng)池塘中架設(shè)水稻浮床，定期檢測(cè)養(yǎng)殖水體理化指標(biāo)，試驗(yàn)期結(jié)束后統(tǒng)計(jì)養(yǎng)殖魚類產(chǎn)量、成活率及水稻產(chǎn)量，研究水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)凈化效果及綜合產(chǎn)出的影響，以期為水稻浮床在池塘養(yǎng)殖中的推廣應(yīng)用及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在國(guó)家大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系合肥綜合試驗(yàn)站依托單位安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院崗集試驗(yàn)示范基地開展（117°12′24″E，31°57′14″N）。2口試驗(yàn)池塘面積均為0.67 hm2，東西走向，長(zhǎng)方形，四周無(wú)遮擋，池底平坦，平均水深2.0 m。池塘進(jìn)排水獨(dú)立，電力設(shè)施完備，每口池塘安裝1臺(tái)3.0 kW葉輪式增氧機(jī)。養(yǎng)殖水源為地下水，水質(zhì)符合國(guó)家漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)（GB 11607—1989）。試驗(yàn)設(shè)試驗(yàn)組和對(duì)照組，試驗(yàn)組池塘中架設(shè)水稻浮床，面積300 m2，水稻浮床覆蓋面積約占池塘面積的4.5%，對(duì)照組未架設(shè)水稻浮床。

1.2 試驗(yàn)池塘魚種放養(yǎng)情況

試驗(yàn)組和對(duì)照組池塘均采用草魚、鯽魚混養(yǎng)模式，搭配放養(yǎng)濾食性花白鰱，魚種放養(yǎng)規(guī)格和數(shù)量基本保持一致。3月中下旬開始，陸續(xù)投放試驗(yàn)魚種，草魚放養(yǎng)規(guī)格為（553.3±14.1） g/尾，放養(yǎng)數(shù)量4 500 尾/hm2；異育銀鯽放養(yǎng)規(guī)格為（23.1±4.3） g/尾，放養(yǎng)數(shù)量16 500尾/hm2；白鰱放養(yǎng)規(guī)格為（301.2±9.5） g/尾，放養(yǎng)數(shù)量2 100尾/hm2；花鰱放養(yǎng)規(guī)格為（904.4±9.7） g/尾，放養(yǎng)數(shù)量1 050尾/hm2。

1.3 浮床制作方法

試驗(yàn)選擇的床體材料為聚苯乙烯泡沫板（EPS），單個(gè)泡沫板長(zhǎng)度×寬度×厚度規(guī)格為85 cm×85 cm×12 cm，每塊泡沫板上有16個(gè)直徑約為12 cm的種植孔，底部鏤空。利用鉸鏈螺絲將泡沫板拼接成浮床，采用6×10個(gè)泡沫板為1個(gè)浮床單元的拼接模式，共拼接制作7個(gè)浮床單元，浮床總面積約為300 m2。拼接過(guò)程中特別注意每塊泡沫板之間的連接，保證鉸鏈螺絲牢固，在每個(gè)浮床單元下安裝防護(hù)網(wǎng)，保護(hù)水稻根系，防止被草食性魚類啃食。拼接完成后在試驗(yàn)池塘中使用竹竿扦插固定浮床，確保工人可以安全地在浮床上完成水稻秧苗移栽。

1.4 水稻秧苗移栽

試驗(yàn)選擇的水稻品種為“綠稻24號(hào)”，該品種由安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育，具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等特點(diǎn)。水稻秧苗前期在溫棚內(nèi)培育，長(zhǎng)到5～6 cm高時(shí)，于6月下旬進(jìn)行移栽。使用前1年池塘冬季清塘出的淤泥作為水稻秧苗的栽培基質(zhì)，一方面可將養(yǎng)殖池塘中廢棄物再利用，另一方面清塘出的淤泥中富含氮磷等養(yǎng)分，確保水稻秧苗移栽后能順利生根分蘗。每個(gè)種植孔洞底部覆蓋40目紗網(wǎng)，以防栽培基質(zhì)流入池塘。在每個(gè)種植孔洞中移栽3～5株水稻秧苗，再用塘泥壓實(shí)秧苗根部。

1.5 日常管理

試驗(yàn)組和對(duì)照組池塘飼料投喂和病害防控等管理措施基本一致。每天投喂28%蛋白質(zhì)含量的混養(yǎng)魚硬顆粒飼料，日投喂量為存塘吃食性魚類總體重的3%～5%，具體根據(jù)水溫、天氣及吃食情況適時(shí)調(diào)整投喂量。每天定時(shí)巡塘，觀察養(yǎng)殖魚類活動(dòng)情況，根據(jù)需要適時(shí)開啟增氧機(jī)。試驗(yàn)期間，試驗(yàn)組和對(duì)照組池塘不換水，只補(bǔ)充因蒸發(fā)和滲透消耗的水，試驗(yàn)組浮床水稻不施化肥和農(nóng)藥。及時(shí)做好2口試驗(yàn)池塘的養(yǎng)殖管理記錄，特別記錄死亡魚類。

1.6 樣品采集與分析

7月1日—10月15日，每隔15 d分別采集試驗(yàn)組和對(duì)照組池塘水質(zhì)樣品1次，共采集8次。采用5點(diǎn)取樣法，在池塘四周及中央各設(shè)1個(gè)采樣點(diǎn)。于采樣當(dāng)日10：30左右各取5個(gè)采樣點(diǎn)水面下50、100 cm的水質(zhì)樣品500 mL，混合后作為該試驗(yàn)池塘的水樣。分別檢測(cè)試驗(yàn)組和對(duì)照組池塘水體水溫、溶解氧（DO）、pH、透明度（SD）、總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）和化學(xué)耗氧量（CODMn）等理化指標(biāo)，其中，水溫、DO含量、pH采用便攜式水質(zhì)分析儀（HQ40D，HACH，美國(guó)）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；SD采用塞氏盤現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；TP、TN、NH4+-N、NO2--N及CODMn含量分別采用過(guò)鉬酸銨分光光度法、堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法、納氏比色法、N-1-萘基-乙二胺光度法、高錳酸鉀法，具體檢測(cè)流程及方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）（增補(bǔ)版）》執(zhí)行。10月下旬收割浮床水稻，統(tǒng)計(jì)水稻產(chǎn)量。12月下旬，干塘捕撈，統(tǒng)計(jì)2口試驗(yàn)池塘的養(yǎng)殖產(chǎn)量，并計(jì)算成活率。

1.7 數(shù)據(jù)處理

使用EXCEL 2019軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體水溫、DO含量、pH和SD的影響

試驗(yàn)期間每次采樣時(shí)，對(duì)2口試驗(yàn)池塘水體的水溫、DO含量、pH及SD進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，其平均值見(jiàn)表1。在浮床水稻種植期間，試驗(yàn)池塘的水溫在25.3～32.6 ℃，對(duì)照池

塘的水溫在25.1～33.1 ℃，試驗(yàn)池塘平均水溫28.30 ℃，對(duì)

照池塘平均水溫28.50 ℃。試驗(yàn)池塘和對(duì)照池塘的水溫動(dòng)態(tài)變化如下圖1所示，整體呈先升高后降低趨勢(shì)，從7月16日開始，試驗(yàn)組的水溫均低于對(duì)照組，在高溫季節(jié)浮床有一定的遮陰降溫作用。

從圖2可見(jiàn)，試驗(yàn)池塘水體DO含量為5.4～8.9 mg/L，對(duì)照池塘水體DO為5.9～8.2 mg/L。試驗(yàn)池塘平均DO含量為6.84 mg/L，對(duì)照池塘平均DO含量為7.14 mg/L。試驗(yàn)初期，試驗(yàn)組DO含量高于對(duì)照組；試驗(yàn)中后期，試驗(yàn)組DO含量低于對(duì)照組。

從圖3可見(jiàn)，試驗(yàn)組和對(duì)照組池塘水體pH為7.4～8.2，試驗(yàn)組池塘水體平均pH為7.68，對(duì)照組池塘水體平均pH為7.78。

從圖4可見(jiàn)，試驗(yàn)組池塘水體SD為19.4～35.3 cm，對(duì)照組池塘水體SD為13.6～35.7 cm。試驗(yàn)組池塘水體平均SD為25.84 cm，對(duì)照組池塘水體平均SD為21.91 cm。隨著養(yǎng)殖的開展，池塘水體中富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越來(lái)越多，各組水體SD整體呈下降趨勢(shì)。7月16日后，試驗(yàn)組池塘水體SD均高于同期對(duì)照組池塘。

2.2 水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體TP、TN質(zhì)量濃度的影響

從圖5可見(jiàn)，試驗(yàn)期間，試驗(yàn)組池塘水體TP質(zhì)量濃度平均值為（0.57±0.16） mg/L，變化范圍為0.39～0.89 mg/L；對(duì)照組池塘水體TP質(zhì)量濃度平均值為（0.82±0.29） mg/L，變化范圍為0.36～1.13 mg/L。在試驗(yàn)期間對(duì)照組池塘水體TP質(zhì)量濃度總體呈上升趨勢(shì)，試驗(yàn)組池塘水體TP質(zhì)量濃度呈先升后降趨勢(shì)。水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體TP有較好的去除效果，平均去除率為30.6%，試驗(yàn)?zāi)┢谌コ蔬_(dá)45.8%。

從圖6可見(jiàn)，試驗(yàn)組和對(duì)照組池塘水體TN質(zhì)量濃度平均值分別為（3.31±0.94）、（4.71±1.95） mg/L，其質(zhì)量濃度分別為1.81～4.38、1.74～6.98 mg/L。隨著養(yǎng)殖的開展，各試驗(yàn)組水體TN質(zhì)量濃度總體呈上升趨勢(shì)。自7月16日起，試驗(yàn)組池塘水體TN質(zhì)量濃度低于對(duì)照組，說(shuō)明架設(shè)水稻浮床對(duì)水體TN有較好的凈化效果，試驗(yàn)?zāi)┢谌コ蕿?3.5%，平均去除率29.6%。

2.3 水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體NH4+-N、NO2--N質(zhì)量濃度的影響

從圖7可見(jiàn)，試驗(yàn)期間試驗(yàn)組池塘水體NH4+-N質(zhì)量濃度平均值為（0.47±0.14） mg/L，變化范圍為0.26～0.69 mg/L；對(duì)照組池塘水體NH4+-N質(zhì)量濃度平均值為（0.66±0.19） mg/L，變化范圍為0.33～0.91 mg/L。7月31日至10月14日試驗(yàn)組池塘水體NH4+-N質(zhì)量濃度均低于對(duì)照組。水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體NH4+-N平均去除率27.9%，試驗(yàn)?zāi)┢谌コ蔬_(dá)60.4%。

從圖8可見(jiàn)，試驗(yàn)組池塘水體NO2--N質(zhì)量濃度平均值為（0.020±0.009） mg/L，波動(dòng)范圍為0.008～0.039 mg/L；對(duì)照組池塘水體NO2--N質(zhì)量濃度平均值為（0.026±0.013） mg/L，變化范圍為0.009～0.045 mg/L。在試驗(yàn)期間各組池塘水體NO2--N質(zhì)量濃度總體呈上升趨勢(shì)。8月30日前，試驗(yàn)組、對(duì)照組池塘水體NO2--N質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)大致相同，往后波動(dòng)較大。水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體NO2--N平均去除率為21.0%，試驗(yàn)?zāi)┢谌コ蔬_(dá)44.4%。

2.4 水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體CODMn質(zhì)量濃度的影響

從圖9可見(jiàn)，試驗(yàn)期間，試驗(yàn)組池塘水體CODMn質(zhì)量濃度平均值為（19.04±4.50） mg/L，變化范圍為11.4～23.8 mg/L；對(duì)照組池塘水體CODMn質(zhì)量濃度平均值為（22.55±6.23） mg/L，變化范圍為11.1～28.1 mg/L。水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體CODMn平均去除率15.6%，試驗(yàn)?zāi)┢谌コ蕿?4.7%。

2.5 魚類及水稻產(chǎn)量

10月下旬收割浮床水稻，統(tǒng)計(jì)水稻產(chǎn)量。12月下旬干塘捕撈，統(tǒng)計(jì)2口試驗(yàn)池塘的養(yǎng)殖產(chǎn)量，并計(jì)算成活率。試驗(yàn)期間各組魚類及水稻產(chǎn)量見(jiàn)表2。

由表2可知，試驗(yàn)組池塘養(yǎng)殖草魚、鯽魚、白鰱和花鰱成活率均高于對(duì)照組，試驗(yàn)組池塘養(yǎng)殖魚類總產(chǎn)量22 557.15 kg/hm2，其中包括吃食性魚類產(chǎn)量17 549.25 kg/hm2，濾食性魚類產(chǎn)量5 007.90 kg/hm2；對(duì)照組池塘養(yǎng)殖魚類總產(chǎn)量21 646.35 kg/hm2，其中包括吃食性魚類產(chǎn)量16 526.10 kg/hm2，濾食性魚類產(chǎn)量5 120.25 kg/hm2。此外，試驗(yàn)組浮床水稻總產(chǎn)量156.80 kg，浮床產(chǎn)稻谷522.67 g/m2，折合產(chǎn)量5 234.57 kg/hm2。

3 討論

3.1 水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的凈化效果

水溫是池塘水體一種重要的水生態(tài)環(huán)境因子，直接可以影響?zhàn)B殖魚類的生長(zhǎng)與攝食情況［9］。試驗(yàn)期間，試驗(yàn)池塘平均水溫比對(duì)照池塘低0.20 ℃，說(shuō)明浮床覆蓋在池塘水面上有一定的遮陽(yáng)降溫作用，但是由于該試驗(yàn)中水稻浮床覆蓋面積僅占池塘面積的4.5%，覆蓋面積更大可能降溫效果更好。有研究表明，生物浮床覆蓋在水面上，占據(jù)部分水體氣液相接觸面積，因此會(huì)降低養(yǎng)殖池塘水體空氣溶解量［10］。此外，浮床遮陽(yáng)會(huì)阻礙水體中藻類的光合作用，且水生植物根系呼吸及根系周圍硝化微生物的耗氧會(huì)進(jìn)一步降低水體DO含量［11］。也有研究表明，當(dāng)生物浮床在池塘中覆蓋面積低于池塘水面的20%時(shí)，對(duì)池塘養(yǎng)殖水體DO含量影響不明顯［12］。

該試驗(yàn)初期，試驗(yàn)池塘水體DO含量略高于對(duì)照組，中后期試驗(yàn)組DO含量略低于對(duì)照組，可能是由于試驗(yàn)初期浮床水稻生長(zhǎng)時(shí)，植

株能夠?qū)⒐夂献饔卯a(chǎn)生的氧氣運(yùn)送至根部，增加水體溶氧［5］，

而試驗(yàn)中后期，試驗(yàn)組養(yǎng)殖魚類密度更大，耗氧量更多，因此水體中溶解氧含量低于對(duì)照組。養(yǎng)殖池塘水體SD的高低主要取決于水體中懸浮物的多少，同時(shí)也與藻類數(shù)量、殘餌及糞便等密切相關(guān)［13］。該試驗(yàn)中，隨著養(yǎng)殖的開展，池塘中殘餌和魚類代謝物逐漸增加，水體中富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也越來(lái)越多，導(dǎo)致各組水體SD整體呈下降趨勢(shì)。試驗(yàn)池塘水體平均SD比對(duì)照池塘高17.9%，這可能由于水稻發(fā)達(dá)的根系大量過(guò)濾了養(yǎng)殖水體中的懸浮物［14］。

磷元素是水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵調(diào)控因子之一，在精養(yǎng)池塘中，磷的增加以外源投入的飼料為主。運(yùn)用浮床植物系統(tǒng)中的微生物處理富營(yíng)養(yǎng)化水體中的磷，主要依靠脫硫弧菌、無(wú)色桿菌、芽孢桿菌等微生物的生物絮凝作用［15］。李鳳博等［7］研究發(fā)現(xiàn)，池塘種稻能顯著降低黃顙魚精養(yǎng)塘水體TP含量的84.5%。周世玲等［16］研究發(fā)現(xiàn)，浮床水稻對(duì)低、中、高濃度污水的TP去除率分別為69.4%、72.3%、55.1%。該試驗(yàn)中，水稻浮床對(duì)試驗(yàn)組池塘水體TP平均去除率為30.6%，與上述研究相比有所降低，可能與水稻浮床覆蓋面積、池塘水體富營(yíng)養(yǎng)化程度有關(guān)。

氮失衡是影響?zhàn)B殖池塘水體環(huán)境的主要問(wèn)題之一，水體中冗余的氮主要來(lái)源于殘餌、魚類代謝廢物［7］。孫志萍［17］研究發(fā)現(xiàn)，在黃顙魚養(yǎng)殖池塘中種植水稻，池塘水體TN、NH4+-N和NO2--N含量分別降低了58.1%、89.9%和62.8%，水稻能顯著改善養(yǎng)殖水體氮循環(huán)。在利用水稻浮床修復(fù)不同濃度污水的研究中發(fā)現(xiàn)，水稻對(duì)低濃度污水的TN、NH4+-N去除率分別為54.5%、67.2%；對(duì)中濃度污水的TN、NH4+-N去除率分別為71.0%、75.6%；對(duì)高濃度污水的TN、NH4+-N去除率分別為66.3%、72.7%［16］。在該試驗(yàn)中，隨著養(yǎng)殖的開展，各試驗(yàn)組水體TN、NH4+-N和NO2--N質(zhì)量濃度總體呈上升趨勢(shì)。在試驗(yàn)組池塘中架設(shè)水稻浮床，對(duì)池塘養(yǎng)殖水體TN、NH4+-N和NO2--N平均去除率分別為29.6%、27.9%和21.0%。水稻可能通過(guò)生長(zhǎng)同化吸收及促進(jìn)水中含氮的顆粒物沉降和反硝化等途徑降低養(yǎng)殖水體中氮含量［18］。

養(yǎng)殖池塘水體中的COD主要來(lái)源于飼料殘餌、魚類代謝產(chǎn)物和死亡生物殘?bào)w，反映養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等還原性有機(jī)物含量直接影響?zhàn)B殖魚類的病害及生長(zhǎng)情況。有研究發(fā)現(xiàn)，池塘種稻可以顯著降低養(yǎng)殖池塘水體COD含量，在水稻收獲期，COD去除率達(dá)到47.5%［7］。該試驗(yàn)中，水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘水體CODMn的平均去除率為15.6%。水體中COD的去除包括化學(xué)氧化、礦化及沉淀等過(guò)程，起主要作用的是微生物的耗氧降解途徑［19］。浮床上種植的水稻，利用其發(fā)達(dá)的根際泌氧能力，通過(guò)通氣組織將氧氣輸送擴(kuò)散到根際，在根區(qū)形成一個(gè)微域的氧化圈，促進(jìn)根際好氧微生物群落的新陳代謝，降低了水體中COD含量。

3.2 水稻浮床對(duì)養(yǎng)殖池塘產(chǎn)量及收益的影響

在羅非魚的養(yǎng)殖試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，生物浮床上種植水雍菜不僅可以提高羅非魚成活率和特定生長(zhǎng)率，還能顯著提高飼料利用率，進(jìn)而達(dá)到環(huán)保、增值效果［11］。而在池塘工程化循環(huán)水的研究中發(fā)現(xiàn)，水生植物的應(yīng)用能較好地改善養(yǎng)殖水質(zhì)，提升養(yǎng)殖效益［20］。該試驗(yàn)中，通過(guò)在試驗(yàn)組設(shè)置生物浮床種植水稻，改善了池塘水生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)養(yǎng)殖魚類生長(zhǎng)，降低病害發(fā)生率，試驗(yàn)組養(yǎng)殖魚類成活率均高于對(duì)照組，且總產(chǎn)量比對(duì)照組提高了910.8 kg/hm2。

該試驗(yàn)中，試驗(yàn)組聚苯乙烯泡沫浮床上種植的水稻產(chǎn)量達(dá)到5 234.57 kg/hm2，與陶玲等［21］在陶粒載體浮床上種植的水稻產(chǎn)量5 900 kg/hm2相比有一定差距，可能是與水稻品種、種植密度及養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化程度有關(guān)。水稻是重要的糧食作物，浮床種稻可將水體中大量營(yíng)養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)化為水稻干物質(zhì)并收割移除，既可使池塘水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到循環(huán)利用，又能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，穩(wěn)糧增收、生態(tài)環(huán)保效果顯著。

3.3 水稻浮床在池塘養(yǎng)殖應(yīng)用中存在的問(wèn)題及展望

雖然聚苯乙烯泡沫浮床制造工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但其使用壽命較短且易產(chǎn)生白色污染［22］。該試驗(yàn)中，工人在浮床上移栽水稻秧苗時(shí)，聚苯乙烯浮床出現(xiàn)拼接鉸鏈松動(dòng)及泡沫板斷裂等現(xiàn)象，穩(wěn)定性相對(duì)較差。因此，在今后可以選擇穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的高密度聚乙烯（HDPE）材料作為浮床的床體。此外，因養(yǎng)殖池塘開闊，四周無(wú)遮擋，水面風(fēng)浪相比稻田較大，試驗(yàn)后期部分浮床水稻出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。水稻種植在浮床上，其根系始終浸泡在水中，而且扎根不深，無(wú)法曬田，因此相對(duì)于常規(guī)水稻種植，浮床稻要選擇根系發(fā)達(dá)、抗倒伏、莖稈支撐力強(qiáng)的水稻品種［23］。

有研究發(fā)現(xiàn)，使用單一植物的凈化水質(zhì)能力有限，而組合式生態(tài)浮床對(duì)養(yǎng)殖水體氮磷、藻類毒素的去除率較高，有較好的水處理效果［24］。因此，可以考慮在水稻浮床下吊養(yǎng)貝類，利用水生植物和水生動(dòng)物協(xié)同凈化養(yǎng)殖池塘水質(zhì)。此外，微生物是生態(tài)浮床凈化水質(zhì)的重要組成部分，未來(lái)應(yīng)深入研究與氮磷吸附、分解相關(guān)微生物的篩選及固定化技術(shù)［22］，在水稻浮床下引入人工填料，固化分解能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的特定微生物，以提高水稻浮床水質(zhì)凈化效率。

參考文獻(xiàn)

［1］ 聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織.2020年世界漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖狀況：可持續(xù)發(fā)展在行動(dòng)［R］.羅馬：聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織，2020.

［2］ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)漁政管理局，全國(guó)水產(chǎn)技術(shù)推廣總站，中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì).2023中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2023.

［3］ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，生態(tài)環(huán)境部，自然資源部，等.關(guān)于加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見(jiàn)［EB/OL］.（2019-01-11）［2023-04-25］.http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2019-10/22/content_5443445.htm.

［4］ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部.“十四五”全國(guó)漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃［EB/OL］.（2022-01-06）［2023-04-25］.http：//www.moa.gov.cn/govpublic/YYJ/202201/t2022 0106_6386439.htm.

［5］ 孫志萍，秦琳，劉耀斌，等.水稻對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)效應(yīng)及其研究進(jìn)展［J］.中國(guó)水稻科學(xué)，2018，32（5）：509-518.

［6］ 馮金飛，李鳳博，吳殿星，等.稻作系統(tǒng)對(duì)淡水養(yǎng)殖池塘富營(yíng)養(yǎng)化的修復(fù)效應(yīng)及應(yīng)用前景［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（16）：4480-4487.

［7］ 李鳳博，馮金飛，周錫躍，等.魚塘種稻對(duì)養(yǎng)殖水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除作用研究［J］.中國(guó)水稻科學(xué)，2015，29（2）：174-180.

［8］ 周元，朱建強(qiáng)，李谷，等.稻田對(duì)池塘養(yǎng)殖肥水的吸收利用效果研究［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30（5）：78-81.

［9］ 蔣陽(yáng)陽(yáng)，李海洋，崔凱，等.池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)調(diào)控技術(shù)研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，49（2）：131-138.

［10］ 任照陽(yáng)，鄧春光.生態(tài)浮床技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007（S1）：261-263.

［11］ 劉邦輝，方彰勝，丁悅秀，等.魚-菜共生養(yǎng)殖模式對(duì)羅非魚生長(zhǎng)性能、水質(zhì)和浮游生物的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，49（6）：140-145.

［12］ 陳家長(zhǎng)，孟順龍，胡庚東，等.空心菜浮床栽培對(duì)集約化養(yǎng)殖魚塘水質(zhì)的影響［J］.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，26（2）：155-159.

［13］ 趙曉杰.新型陶粒浮床在池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用效果研究［D］.武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

［14］ 楊坤，侯冠軍，趙秀俠，等.水生動(dòng)植物協(xié)同凈化系統(tǒng)對(duì)鱖魚養(yǎng)殖池塘水質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2023，35（7）：1709-1719.

［15］ 趙婉婉，郭麗蕓，吳偉.水生植物根系生態(tài)化學(xué)特性及其生態(tài)響應(yīng)研究進(jìn)展［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（3）：231-236.

［16］ 周世玲，房巖，孫剛，等.浮床水稻對(duì)水中N、P的去除作用［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，40（3）：123-124.

［17］ 孫志萍.池塘種稻對(duì)養(yǎng)殖池塘水體養(yǎng)分和氧的調(diào)控效應(yīng)［D］.杭州：浙江大學(xué)，2018.

［18］ LI S，LI H，LIANG X Q，et al.Rural wastewater irrigation and nitrogen removal by the paddy wetland system in the Tai Lake region of China［J］.Journal of soils and sediments，2009，9（5）：433-442.

［19］ MERLIN G，PAJEAN J L，LISSOLO T.Performances of constructed wetlands for municipal wastewater treatment in rural mountainous area［J］.Hydrobiologia，2002，469（1）：87-98.

［20］ 蔣陽(yáng)陽(yáng)，李海洋，崔凱，等.池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖模式生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益分析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，61（9）：1887-1890.

［21］ 陶玲，朱建強(qiáng)，李曉麗，等.魚稻共生條件下陶粒載體水稻浮床提高細(xì)菌活性及多樣性［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33（13）：227-234.

［22］ 陳進(jìn)樹.國(guó)內(nèi)生態(tài)浮床研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，23（1）：21-23.

［23］ 朱志成.水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水面種植水稻技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.種子科技，2023，41（4）：49-51.

［24］ 周文宗，吳華莉，涂尾龍，等.不同類型生態(tài)浮床對(duì)水質(zhì)的凈化效果［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（3）：262-266.