不同比例“魚腥草-薄荷-空心菜”浮床對吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘環(huán)境的影響

鄭堯 裘麗萍 胡庚東 孟順龍 范立民 宋超 李丹丹

摘要[目的]采用“魚腥草-薄荷-空心菜”三明治模型浮床對吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘開展水質(zhì)凈化研究。[方法]2017年6—10月對魚腥草、薄荷、空心菜進行三明治模型不同配比（植物種植比例為1∶1∶1，占比10%和20%）研究，測定CODMn、Chla、TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TP、PO43--P等水質(zhì)指標(biāo)和底質(zhì)TN、TP指標(biāo)。[結(jié)果]2017年7—9月三明治塘CODMn、Chla、TN、NO2--N、TP、PO43--P顯著下降，對磷的去除效果較好，種植初期和后期容易造成水質(zhì)TN、Chla等指標(biāo)上升。[結(jié)論]構(gòu)建三明治浮床時，10%浮床種植面積的凈水效果較20%浮床種植面積好。

關(guān)鍵詞水質(zhì);底泥;池塘;原位修復(fù)

中圖分類號S964.3文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611（2019）01-0080-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.01.025

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

中草藥能夠調(diào)控池塘水質(zhì)[1-3]，改善池塘微生物群落結(jié)構(gòu)[4]，可作為抗生素的有效替代品，增強魚類免疫能力與抗病能力[5-7]。迄今為止，篩選出的適合池塘種植的中草藥品種有魚腥草、薄荷、虎杖、水芹、大蒜、薏苡、紫蘇、黃花水龍、夏枯草、菖蒲、狼把草等。筆者所在課題組采用空心菜對池塘水質(zhì)進行凈化[8-9]，近期水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明中草藥對池塘水/底質(zhì)的凈化效果與經(jīng)濟蔬菜（如空心菜等）相類似。筆者改變水質(zhì)凈化方式，采用“空心菜-水芹”、“中草藥-水芹”輪作方式，實現(xiàn)全年對水質(zhì)進行凈化[10]，針對不同植物在不同季節(jié)對不同養(yǎng)殖品種池塘水質(zhì)的凈化效果，2016年采用5%“魚腥草-空心菜-魚腥草”模型進行試驗，結(jié)果表明此種三明治模型能顯著降低吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘水體中TOC、CODMn、TN、TP指標(biāo)和底泥中TN、TP指標(biāo)[11]，但在配比上需要進一步研究。

前期研究結(jié)果表明魚腥草（HouttuyniacordataThunb）和空心菜能顯著降低池塘中TN、NO3--N、NH4+-N;TP、CODMn含量。薄荷（MenthahaplocalyxBriq.）能顯著降低水中TN、NO3--N、NH4+-N、PO43--P等水質(zhì)指標(biāo)。筆者利用魚腥草、薄荷、空心菜進行三明治模型不同配比研究，進一步優(yōu)化三明治模型參數(shù)，以期為池塘水質(zhì)凈化提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料與設(shè)計

試驗于2017年6—10月在淡水漁業(yè)研究中心宜興屺亭基地進行，選擇吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘9口[對照組、種植面積分別占水面面積10%（試驗組Ⅰ）和20%的三明治試驗組（試驗組Ⅱ）各3口，每口0.13hm2，水深2m），5月初放養(yǎng)魚苗45000尾/hm2，搭配少量鳙魚225尾/hm2，鰱魚150尾/hm2。飼料投喂量占魚體質(zhì)量的3%，每天投喂3次，以30min吃完為標(biāo)準(zhǔn)，后期投喂量根據(jù)魚體大小做適量調(diào)整，試驗塘與對照塘養(yǎng)殖期間管理和病害防治一致。

浮床浮體部分為PVC材料（d=50mm）制成的圓管（長2m），圍成面積4m2的正方形，中間部分用一層網(wǎng)孔（直徑30mm）的網(wǎng)片，選用魚腥草、薄荷和空心菜苗置于網(wǎng)片上（寬20cm，長30cm），再用孔（直徑10mm）的一層致密網(wǎng)片，防止魚啃食幼根。

1.2采樣和水/底質(zhì)參數(shù)測定

采樣時間固定為每月18日上午10：00左右。通過采集對照塘（對照組）、10%（試驗組Ⅰ）和20%（試驗組Ⅱ）三明治浮床種植塘水樣500mL（五點法），按《水和廢水監(jiān)測分析方法》測量CODMn（高錳酸鉀-草酸鈉滴定法）、Chla（丙酮提取法和分光光度計法）、TN（堿性過硫酸鉀氧化-紫外分光光度計法）、NH4+-N（納氏試劑光度法）、NO3--N（酚二磺酸光度法）、NO2--N（N-（1-萘基）-乙二胺光度法）、TP（硝酸-硫酸消解法）、PO43--P（鉬酸銨法）等水質(zhì)指標(biāo)。同時，采集底泥樣本100g，對底泥樣本的TN、TP含量進行分析，TN含量的測定采用凱氏定氮法;TP含量的測定采用高氯酸-硫酸消化法。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，使用SPSS11.0統(tǒng)計軟件進行ANOVA分析（LSD法檢驗），P<0.05差異顯著。

2結(jié)果與分析

由表1可知，2017年6月試驗組Ⅰ和ⅡCODMn、Chla、TN、TP、PO43--P顯著上升，試驗組ⅡNH4+-N、NO2--N、NO3--N顯著上升。7月，試驗組Ⅰ和ⅡCODMn、Chla、TP、PO43--P顯著下降，試驗組ⅡTN含量和試驗組ⅠNH4+-N顯著含量下降。8月，試驗組Ⅰ和ⅡCODMn、Chla、TP、PO43--P顯著下降，試驗組ⅡTN含量和試驗組ⅠNH4+-N顯著下降;試驗組ⅠChla、NH4+-N、NO2--N、TP顯著下降，試驗組ⅡTP、PO43--P顯著下降。9月，所有檢測指標(biāo)均顯著下降，試驗組ⅠChla顯著低于試驗組Ⅱ，但試驗組ⅠTN、NO3--N、TP顯著高于試驗組Ⅱ。10月，Chla、TN、NH4+-N顯著上升，試驗組ⅡNO3--N顯著上升，試驗組ⅡCODMn顯著下降，試驗組Ⅰ和ⅡNO2--N、TP、PO43--P顯著下降。

對三明治塘（試驗組Ⅰ和Ⅱ）底泥TN、TP進行分析，結(jié)果表明2017年6—7月試驗組Ⅱ、8—9月試驗組ⅠTN含量顯著下降，但試驗組ⅡTN含量顯著上升（圖1）;2017年6—7月試驗組Ⅰ和ⅡTP含量顯著下降（圖2），但8、10月試驗組ⅡTP含量顯著上升。三明治塘總重、成活率及平均體重顯著高于對照組，且餌料系數(shù)降低（表2）。

3討論

從水質(zhì)和底質(zhì)指標(biāo)來看，種植初期和后期容易造成水質(zhì)TN、Chla、NH4+-N、NO2--N等指標(biāo)上升，2017年8、10月份20%三明治種植塘（試驗組Ⅱ）底質(zhì)TN、TP含量有所上升。前期研究表明8%空心菜，5%魚腥草適合進行推廣[3，5-6]，2016年采用5%三明治塘（魚腥草-空心菜-魚腥草）對羅非魚養(yǎng)殖池塘進行水/底質(zhì)凈化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能顯著降低吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘水體中TOC、CODMn、TN、TP指標(biāo)和底泥中TN、TP指標(biāo)。該試驗結(jié)果表明，養(yǎng)殖前期因為中草藥植物的投入使得部分水質(zhì)指標(biāo)（如TN、Chla）上升，10月因中草藥植物枯萎死亡形成水體營養(yǎng)物質(zhì)而導(dǎo)致水質(zhì)和底質(zhì)所測指標(biāo)上升（20%三明治TN、TP）。該試驗結(jié)果表明，當(dāng)構(gòu)建三明治浮床時，試驗組Ⅰ的凈水效果較試驗組Ⅱ好。

研究表明，空心菜[12]、水花生[13]、苦草、水芹[14]對總磷的去除效果較好，植物根系附近附著大量微生物，微生物降解作用對水體氮元素的去除率在60%以上[15]，根系釋放氧氣，有利于敞水區(qū)好氧菌（氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌）和浮床區(qū)反硝化細(xì)菌和氨化細(xì)菌的生存[16]，在浮床下懸掛菌種強化填料（如異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌可去除NO3--N）可提高生態(tài)浮床的脫氮率[17]。河蚌[18]和河蜆[19]也能起到水質(zhì)凈化的效果。如果需要對三明治模型要素進行進一步優(yōu)化，可以在冬季選擇常青植物（薄荷、水芹、黃菖蒲、千屈菜等），在中層放置河蚌、河蜆，浮床下面懸掛彈性填料，做到技術(shù)集成并在合適區(qū)域進行示范、推廣。

4結(jié)論

2017年7—9月三明治塘CODMn、Chla、TN、NO2--N、TP、PO43--P顯著下降，對磷的去除效果較好，種植初期和后期易造成水質(zhì)TN、Chla等指標(biāo)上升。

參考文獻

[1]鄭堯，趙志祥，邴旭文，等.種植虎杖對吉富羅非魚養(yǎng)殖水質(zhì)和底質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（15）：116-119.

[2]鄭堯，趙志祥，邴旭文，等.魚腥草種植對吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘污染物的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2017，33（32）：140-144.

[3]鄭堯，邴旭文，范立民，等.浮床栽培魚腥草對吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2016，32（14）：26-31.

[4]史麗娜，可小麗，劉志剛，等.羅非魚-魚腥草共生養(yǎng)殖池塘沉積物菌群結(jié)構(gòu)與功能特征[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2015，31（14）：64-73.

[5]鄭堯，邴旭文，裘麗萍，等.浮床栽培魚腥草對吉富羅非魚膽汁液中八種免疫因子的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2016，35（9）：1680-1685.

[6]鄭堯，胡庚東，裘麗萍，等.浮床栽培魚腥草對吉富羅非魚血清免疫因子的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報，2017，33（10）：950-954.

[7]鄭堯，陳家長.水產(chǎn)動物中草藥成分的應(yīng)用基礎(chǔ)[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2018，34（8）：123-128.

[8]邴旭文，陳家長.浮床無土栽培植物控制池塘富營養(yǎng)化水質(zhì)[J].湛江海洋大學(xué)學(xué)報，2001，21（3）：29-33.

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

[10]鄭堯，陳家長，胡庚東，等.“空心菜-水芹”輪作對養(yǎng)殖池塘水質(zhì)和底質(zhì)環(huán)境的影響[J].上海海洋大學(xué)學(xué)報，2018，27（1）：98-105.

[11]鄭堯，趙志祥，陳家長，等.“魚腥草-空心菜-魚腥草”三明治模型對吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘水質(zhì)和底質(zhì)的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017，48（S1）：155-158.

[12]金樹權(quán)，周金波，朱曉麗，等.10種水生植物的氮磷吸收和水質(zhì)凈化能力比較研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2010，29（8）：1571-1575.

[13]楊雁，李永梅，王自林，等.漂浮栽培水生植物對入滇河流污水中磷的去除效果研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2010，29（9）：1763-1769.

[14]向文英，彭穎.重慶冬季水芹浮床對富營養(yǎng)化水體的修復(fù)[J].環(huán)境工程學(xué)報，2015，9（11）：5393-5398.

[15]王超，王永泉，王沛芳，等.生態(tài)浮床凈化機理與效果研究進展[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2014，14（2）：112-116.

[16]吳偉，胡庚東，金蘭仙，等.浮床植物系統(tǒng)對池塘水體微生物的動態(tài)影響[J].中國環(huán)境科學(xué)，2008，28（9）：791-795.

[17]湯茵琪，李陽，常素云，等.好氧反硝化菌強化生態(tài)浮床對水體氮與有機物凈化機理[J].生態(tài)學(xué)雜志，2017，36（2）：569-576.

[18]張根芳，張文府，梅凱先.河蚌的凈水作用和淡水珍珠產(chǎn)業(yè)的碳匯貢獻[J].科學(xué)養(yǎng)魚，2017（10）：54-55.

[19]朱小龍.河蜆對富營養(yǎng)水體水質(zhì)改善作用及生態(tài)學(xué)意義[D].無錫：江南大學(xué)，2015.