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(duì)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(duì)魚腥草、薄荷、空心菜進(jìn)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(duì)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(shí)，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(hào)S964.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)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(shí)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(qiáng)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(duì)池塘水質(zhì)進(jìn)行凈化[8-9]，近期水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明中草藥對(duì)池塘水/底質(zhì)的凈化效果與經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)全年對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化[10]，針對(duì)不同植物在不同季節(jié)對(duì)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(jìn)行試驗(yàn)，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(jìn)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(jìn)行三明治模型不同配比研究，進(jìn)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(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年6—10月在淡水漁業(yè)研究中心宜興屺亭基地進(jìn)行，選擇吉富羅非魚養(yǎng)殖池塘9口[對(duì)照組、種植面積分別占水面面積10%（試驗(yàn)組Ⅰ）和20%的三明治試驗(yàn)組（試驗(yàn)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(yàn)塘與對(duì)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(shí)間固定為每月18日上午10：00左右。通過采集對(duì)照塘（對(duì)照組）、10%（試驗(yàn)組Ⅰ）和20%（試驗(yàn)組Ⅱ）三明治浮床種植塘水樣500mL（五點(diǎn)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(jì)法）、TN（堿性過硫酸鉀氧化-紫外分光光度計(jì)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(shí)，采集底泥樣本100g，對(duì)底泥樣本的TN、TP含量進(jìn)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(jì)與分析

試驗(yàn)結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，使用SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行ANOVA分析（LSD法檢驗(yàn)），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(yàn)組Ⅰ和ⅡCODMn、Chla、TN、TP、PO43--P顯著上升，試驗(yàn)組ⅡNH4+-N、NO2--N、NO3--N顯著上升。7月，試驗(yàn)組Ⅰ和ⅡCODMn、Chla、TP、PO43--P顯著下降，試驗(yàn)組ⅡTN含量和試驗(yàn)組ⅠNH4+-N顯著含量下降。8月，試驗(yàn)組Ⅰ和ⅡCODMn、Chla、TP、PO43--P顯著下降，試驗(yàn)組ⅡTN含量和試驗(yàn)組ⅠNH4+-N顯著下降;試驗(yàn)組ⅠChla、NH4+-N、NO2--N、TP顯著下降，試驗(yàn)組ⅡTP、PO43--P顯著下降。9月，所有檢測指標(biāo)均顯著下降，試驗(yàn)組ⅠChla顯著低于試驗(yàn)組Ⅱ，但試驗(yàn)組ⅠTN、NO3--N、TP顯著高于試驗(yàn)組Ⅱ。10月，Chla、TN、NH4+-N顯著上升，試驗(yàn)組ⅡNO3--N顯著上升，試驗(yàn)組ⅡCODMn顯著下降，試驗(yàn)組Ⅰ和ⅡNO2--N、TP、PO43--P顯著下降。

對(duì)三明治塘（試驗(yàn)組Ⅰ和Ⅱ）底泥TN、TP進(jìn)行分析，結(jié)果表明2017年6—7月試驗(yàn)組Ⅱ、8—9月試驗(yàn)組ⅠTN含量顯著下降，但試驗(yàn)組ⅡTN含量顯著上升（圖1）;2017年6—7月試驗(yàn)組Ⅰ和ⅡTP含量顯著下降（圖2），但8、10月試驗(yàn)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(duì)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(yàn)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(jìn)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(duì)羅非魚養(yǎng)殖池塘進(jìn)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(yàn)結(jié)果表明，養(yǎng)殖前期因?yàn)橹胁菟幹参锏耐度胧沟貌糠炙|(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(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)構(gòu)建三明治浮床時(shí)，試驗(yàn)組Ⅰ的凈水效果較試驗(yàn)組Ⅱ好。

研究表明，空心菜[12]、水花生[13]、苦草、水芹[14]對(duì)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(duì)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(qiáng)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(duì)三明治模型要素進(jìn)行進(jìn)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(jìn)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(duì)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。

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