生態植物浮床對養殖池塘水質的凈化效果

王延暉， 陳 杰

（河南省水產科學研究院，鄭州450044）

傳統的魚類高密度養殖模式主要依靠物理和化學的方法來凈化水質，但是設備設施與運行的成本極高，水質管理技術復雜。魚菜共生生態混養技術，通過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、磷等富營養化元素和轉化對魚類生長有害的鹽類物質，為魚的高密度養殖提供可循環利用的水資源，達到節水節能提高養魚綜合效益的目的。同時，為優化浮床凈化性能，在傳統浮床基礎上結合生物掛膜技術（基質添加復合菌），通過植物吸收、基質吸附和微生物凈化三者的協同作用，達到水體凈化的目的。本實驗通過植物浮床面積梯度對比，分析養殖池塘水體水質的變化，探索適合池塘養殖水體的魚菜共生模式。

1 材料與方法

1.1 材料

放養魚種為同一池塘中養殖的健康黃河鯉魚，每個池塘放養50 kg，約200尾，所有池塘由同一個養殖場工人進行養殖。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，每個泡沫板上面16個空穴，空穴底部有小孔，可栽種16棵水培蔬菜。泡沫板可通過拼接來調整種植面積與池塘面積的比例（覆蓋率）。

1.2 方法

試驗在河南省水產科學研究院科研中心基地進行。試驗分植物組、掛膜組和對照組。植物組為在浮床空穴中填充1/3體積的基質，固定菜苗；掛膜組為在基質中額外添加3%～5%的復合菌。植物組和掛膜組覆蓋率分設三組：10%、15%、20%。

試驗時間為2018年8月上旬至10月上旬，為期3個月，每半個月在上午9:00取1次水樣進行水質分析。

1.3 指標測定

pH值用HANNA便攜式pH計現場測定，氨氮、亞硝酸鹽、總磷用德國SEAL AA3-連續流動分析儀測定，總氮用島津TOC-V CPH分析儀測定。

2 結果與分析

2.1 TP

如圖1所示，對照組（沒有栽培水培蔬菜）總磷含量隨養殖生產進行逐漸升高，而植物組水體中總磷的升速較緩，15%植物組總磷含量持續下降，20%植物組總磷含量前期下降迅速，后期略有增長。同時，采用生物掛膜后，除10%掛膜組總磷含量略有增加，其余兩個掛膜組總磷含量均持續下降，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

對照組與實驗組pH值變幅為7.5～8.8，均為弱堿性。就同一日期相比，對照組pH值相對高于植物組和掛膜組。植物組和掛膜組在植物生長期間，pH變化基本無規律且差異不明顯（表1）。

表1 各組池塘水體pH值的變化

2.3 NH4+-N

隨時間增加，對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%植物組從試驗開始1.02 mg/L下降到0.249 mg/L，氨氮去除效果最好；同時，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，隨著時間增加，各組之間總氮含量變化趨勢基本相同，均出現兩個上升期，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。總體來看，植物組和掛膜組對隨著植物生長和有機物分解產生的NO2-—N均有明顯的抑制作用，在試驗結束時，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，可以達到很好的凈化養殖池塘水質的效果。選擇合適的水培蔬菜品種對于能否達到良好的凈化效果至關重要時，經過前期的試驗，本實驗最終選擇了空心菜、莧菜、荊芥進行種植，主要考慮以下幾點：一是一次栽培可多次采摘；二是抗蟲抗病耐澇能力強；三是生長旺盛根系發達。

在本實驗過程中，放養了較大規格的魚進行試驗，因為大規格試驗魚適應性強，食量大，能產生較多糞便用于肥水，為蔬菜的初期生長提供大量養分。另外，放養鯉魚品種主要原因是鯉魚很少攝食草根，對水培蔬菜根系影響小。

由于水培蔬菜的凈水作用，漁業生產過程中換水次數明顯減少，一般精養池塘每年至少換水10次以上，而采用魚菜生態混養每年最多換水3次。試驗表明，由于植物生長對藻類的抑制作用，栽培水培蔬菜的池塘沒有發生大規模藍藻水華，而一般精養池塘很容易發生藍藻水華。其次，由于池塘換水次數較少，使得養殖水環境相對較穩定，水生生物多樣性增加，養殖水體藻相穩定，因而養殖魚類體質健壯，疾病發生較少。

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