2种养殖模式下植物浮床对养殖水体的净化效果

摘要 在主养草鱼（Ctenopharyngodon idella），套养少量鲤鱼（Cyprinu carpio）、鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙鱼（Aristichthys nobilis）的池塘（面积0.67 hm2）以及主养加州鲈（Micropterus salmoides）、套养少量鲢鱼和鳙鱼的相同面积池塘中，分别设置4.0 m×4.0 m×2.5 m的聚乙烯编织布围隔，围隔内设置水葫芦（Eichhornia crassipes） 浮床（SH）和空心菜（Ipomoea aquatica Forsk） 浮床（KC）及对照（T），研究水葫芦和空心菜对主养草鱼和加州鲈池塘水体的净化效果。结果发现：水葫芦和空心菜对不同渔业模式养殖水体均有较好的净化作用。草鱼池塘中植物浮床对氨氮、亚硝态氮和总氮（TN）的最大去除率平均值分别为75.00%、47.93%和38.34%，但对总磷（TP）无去除效果。加州鲈池塘中植物浮床对氨氮、亚硝态氮和TN的最大去除率平均值分别为95.73%、80.00%和21.74%。不同植物对不同渔业模式下的水质净化效果存在一定差异。草鱼池塘中水葫芦对氨氮的去除效果比空心菜更好，而对TN的去除效果较差。加州鲈池塘中水葫芦对亚硝态氮和TN的去除效果较空心菜更差。不同养殖模式下的水质状况及其变化趋势不同，而不同水生植物的生长特点及人为管护措施均可能影响水质净化效果，故应依据养殖生产需求选择适宜的水生植物种类及管护措施。

关键词 生物浮床；营养盐；淡水池塘养殖

中图分类号 S 949  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）07-0095-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.024

Purification Effect of Plant Floating Beds on Aquaculture Water Body under Two Kinds of Culture Patterns

LIU Chao，SUN Lu-feng，DU Xing-hua et al

（Shandong Freshwater Fisheries Research Institute/Shandong Provincial Key Laboratory of Freshwater Aquaculture Genetic Breeding/Scientific Observing and Experiment Station of Fishery Resources and Environment in the Lower Reaches of the Huang River，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Jinan，Shandong 250113）

Abstract In the culture ponds，4.0 m × 4.0 m × 2.5 m polyethylene woven cloth enclosures were set up，respectively in the pond（0.67 hm2） with the main species of Ctenopharyngodon idella and a small amount of Cyprinu carpio，Hypophthalmichthys molitrix and Aristichthys nobilis，and the pond（0.67 hm2） with the main species of Micropterus salmoides and a small amount of H.molitrix and A.nobilis .In the enclosures，Eichhornia crassipes floating bed （SH） and Ipomoea aquatica Forsk floating bed （KC） were set up，respectively，and a blank control （T） were set up.The purification effects of E.crassipes and I.aquatica Forsk on the water body of culture pond with C.idella as main species and M.salmoides as main species were investigated.The research results showed that E.crassipes and I.aquatica Forsk had a good purification effect on water bodies of different aquaculture models.The maximum removal rate average of plants on ammonia nitrogen，nitrite nitrogen and TN in the culture ponds of C.idella were 75.00%，47.93% and 38.34% respectively，but they had no removal effect.The maximum removal rate average of plants on ammonia nitrogen，nitrite nitrogen and TN in the culture ponds of M.salmoides were 95.73%，80.00% and 21.74% respectively.The water purification effect with different plants under different culture models had some differences.The removal effect of E.crassipes on ammonia nitrogen in the culture pond of C.idella was better than that of I.aquatica Forsk，the removal effect on TN was worse.The removal effect of E.crassipes on nitrite nitrogen and TN in the culture ponds of M.salmoides was worse than that of  I.aquatica Forsk.The water quality and its change trend were different in different culture models were different，and the growth characteristics of different aquatic plants and man-made management and protection measures might affect the purification effect.Therefore，appropriate species of aquatic plant and management and protection measures  should be selected  according to the demands of fishery production.

Key words Biological floating bed;Nutrient salt;Freshwater pond culture

基金项目 山东省农业重大应用技术创新项目（SD2019YY008）；山东省重点研发计划项目（2019GSF109111）；山东省鱼类产业技术体系环境调控岗基金资助项目（SDAIT-12-07）。

作者简介 刘超（1980—），男，山东济宁人，副研究员，硕士，从事水域生态环境研究。通信作者，研究员，博士，从事水产增养殖与环境评价研究。

收稿日期 2022-04-19

为稳定我国水产品产量，促进渔业增效、渔民增收，池塘养殖往往追求高产，但现有的内陆池塘设备陈旧落后，水质控制功能较差，难以有效调控池塘水质，严重影响水产养殖效益［1］。除了饵料是养殖水体营养盐的重要来源外，沉积物也是内陆养殖池塘水体中氮和磷的重要来源［2］。沉积物作为池塘养殖水体污染的内源，其氮、磷负荷是影响水环境的重要因素。张弘杰等［3］研究表明氮、磷负荷可通过沉积物-上覆水界面迁移转化，从而影响太湖沉积物中氮磷营养盐。为控制内陆池塘水产养殖污染，目前主要通过物理、化学和生物手段进行池塘养殖水体净化处理，其中生物净化处理养殖尾水技术因其绿色环保、不会对养殖品种产生影响等优势被广泛应用于水环境修复中［4-7］。植物浮床系统是生物净化处理养殖尾水技术中典型的代表［8］。植物浮床是指在养殖水体中种植大型经济类或者观赏类水生植物，植物生长过程中可以吸收和固定氮、磷，通过收割将养殖水体中的氮、磷转移出水体，从而达到净化水质的目的。在养殖过程中，针对不同的养殖对象，其饲喂投入和养殖管理等差异较大，对环境的调控需求亦不同［9-11］。笔者在主养草鱼（Ctenopharyngodon idella）和加州鲈（Micropterus salmoides） 2种养殖池塘水体中栽种水葫芦和空心菜浮床，利用不同植物浮床净化2种养殖模式淡水池塘水体，并对比其净化效果，旨在为构建健康养殖模式提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在山东省济宁市任城区2口面积0.67 hm2的养殖池塘进行：一个池塘主养草鱼，并套养少量鲤鱼（Cyprinu carpio）、鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙鱼（Aristichthys nobilis），另一个池塘主养加州鲈并套养少量鲢鱼和鳙鱼。2个池塘分别设置4.0 m×4.0 m×2.5 m的双面涂塑高密度聚乙烯编织布围隔［12］，围隔内水生植物密布在1.0 m×1.0 m带双层网的PVC管浮床。试验期间，水深1.5～1.7 m。试验用水葫芦（Eichhornia crassipes）由养殖场越冬保存暂养扩繁；空心菜（Ipomoea aquatica Forsk）购自市场，试验前7 d以带网浮床暂养于试验池塘。

1.2 试验方法 试验于2019年8月23日开始，9月8日结束，共历时16 d。试验共设置对照（T）、水葫芦浮床（SH）和空心菜浮床（KC）3个处理，并选择主养草鱼（C）和主养加州鲈（J）2种养殖模式池塘（表1），每个处理3个重复。生物浮床处理浮床覆盖面积均为25%，水生植物密布在1.0 m×1.0 m带双层网的PVC管浮床中。

1.3 样品采集与测定

试验期间放置植物浮床后立即采集初始水样，随后在1、2、4、8、12和16 d时分别采集试验围隔内的表层水样，现场使用YSI-MP556型水质仪测量水温（WT）、溶氧量（DO）和pH，参照《水和废水监测方法》［13］测定氨氮（NH4+-N）、亚硝态氮（NO2--N）、总氮（TN）和总磷（TP）的含量。同时，参照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）［14］，评价水质状况。

1.4 数据统计与分析

试验数据使用Excel 2010软件和SPSS 21.0统计软件进行单因素方差分析（ANOVA）及Duncan多重比较，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 水体理化指标变化

试验期间各试验水体理化指标变化见图1。从图1可以看出，受采样季节及天气状况的影响，各试验水体理化指标随时间的推移呈上下波动（P<0.05），其中主养草鱼与加州鲈池塘水体温度分别为28.4～30.9和28.5～31.4 ℃。试验初养殖池塘水体中DO含量较高，主养草鱼与加州鲈池塘水体中DO含量分别为（10.44±0.86）和（11.40±0.71） mg/L，此后显著下降（P< 0.05）。主养草鱼与加州鲈池塘水体pH分别为7.73～8.69和7.72～8.67，二者无明显差异。

2.2 NH4+-N浓度变化

从图2可以看出，试验期间不同处理水体中NH4+-N浓度均先上升后下降，植物浮床对2种养殖水体中NH4+-N均有显著去除效果（P<0.05）。其中，试验初主养草鱼养殖池塘水体中NH4+-N浓度显著低于主养加州鲈养殖池塘（P<0.05），分别属于地表水Ⅲ类和劣Ⅴ类水质；试验末CT处理对NH4+-N的最大去除率显著低于JT处理（P<0.05）；CT处理NH4+-N浓度显著高于JT处理（P<0.05），属地表水Ⅱ类水质；2种养殖池塘不同植物处理NH4+-N浓度试验初期有所上升、8 d后显著下降，CSH、CKC、JSH和JKC处理NH4+-N的最大去除率分别为82.98%、67.02%、94.84%和96.61%，且除了CKC处理水体为地表水Ⅱ类水质外，均达到地表水Ⅰ类水质；加州鲈池塘植物处理对NH+4-N的最大去除率显著高于草鱼池塘植物处理，草鱼池塘CSH处理NH+4-N最大去除率显著高于CKC处理（P<0.05）；各植物处理对水体中NH4+-N的最大去除率均显著高于对照（P<0.05）。