李猛，馬旭洲，王武

(上海海洋大學(xué)水產(chǎn)種質(zhì)資源發(fā)掘與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201306)

網(wǎng)箱養(yǎng)魚是內(nèi)陸水域集約化魚類養(yǎng)殖的一種重要方式，但在養(yǎng)殖過程中需要投喂大量的人工配合飼料。研究表明，用人工配合飼料每生產(chǎn)1 kg魚，約有800 g有機(jī)物、70 g氮(N)和14 g磷(P)通過各種形式進(jìn)入水體，極易導(dǎo)致水域富營(yíng)養(yǎng)化［1］。近年來，以高等水生植物為核心的生物修復(fù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生活污水［2-3］、工業(yè)廢水［4］、養(yǎng)殖污水［5］、富營(yíng)養(yǎng)化湖泊和河道［6-7］等水體的污染防治中，謝田等［8-10］、胡家文等［11］先后在網(wǎng)箱內(nèi)栽培沉水植物 (金魚藻、菹草)，試圖利用沉水植物的凈化作用緩解網(wǎng)箱養(yǎng)魚區(qū)的富營(yíng)養(yǎng)化，但試驗(yàn)結(jié)果并不理想。主要是因?yàn)槌了参飳?duì)水深和水下光照條件的要求都很嚴(yán)格，在網(wǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)速度慢，而水生植物凈化能力與生物增加量有密切關(guān)系［12］。

大薸Pistia stratiotes L.又名大萍、水蓮、肥豬草、水芙蓉，隸屬于天南星科Araceae、大薸屬Pistia，為多年生漂浮性的水生草本植物。將大薸栽培于養(yǎng)魚網(wǎng)箱內(nèi)，利用大薸吸收水中營(yíng)養(yǎng)鹽，通過采收大薸將營(yíng)養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)移出水體，可在一定程度上緩解傳統(tǒng)網(wǎng)箱的污染問題，并將此種養(yǎng)殖模式的網(wǎng)箱稱為環(huán)保型生態(tài)網(wǎng)箱。水體中N、P等營(yíng)養(yǎng)元素的大量增加是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因，對(duì)N、P的遷移轉(zhuǎn)化與控制研究是解決富營(yíng)養(yǎng)化問題的關(guān)鍵。本研究中，作者通過分析比較生態(tài)網(wǎng)箱與傳統(tǒng)網(wǎng)箱N、P的輸入和回收情況，旨在為探求一種零排放的環(huán)保型生態(tài)網(wǎng)箱提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2011年8—10月在湖北省宜昌市英武長(zhǎng)江生態(tài)漁業(yè)有限公司三峽庫區(qū)養(yǎng)殖基地(北緯30°46'，東經(jīng)111°19')進(jìn)行。試驗(yàn)網(wǎng)箱為基地養(yǎng)魚網(wǎng)箱，規(guī)格為5.0 m×4.0 m×2.5 m。試驗(yàn)魚為基地網(wǎng)箱內(nèi)的長(zhǎng)吻鮠Leiocassis longirostris幼魚，體質(zhì)量為(217.86±36.01)g。試驗(yàn)用大薸采自基地。試驗(yàn)用飼料為“錦峰”牌長(zhǎng)吻鮠配合飼料，由廣東泰峰膨化飼料有限公司生產(chǎn)，飼料營(yíng)養(yǎng)成分見表1。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 生態(tài)網(wǎng)箱為水面栽培大薸的網(wǎng)箱，對(duì)照網(wǎng)箱為蓋遮陽布的傳統(tǒng)網(wǎng)箱，每組網(wǎng)箱均設(shè)4個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)用魚經(jīng)過魚篩分箱，挑選出規(guī)格均勻的長(zhǎng)吻鮠幼魚放入網(wǎng)箱，放養(yǎng)密度為45尾/m2。每天投喂2次 (6:00、17:00)人工配合飼料，投飼量以投飼后10～15 min內(nèi)吃完為準(zhǔn)。試驗(yàn)共進(jìn)行60 d，試驗(yàn)期間，水溫為24～30℃，pH為6.5～7.4，溶氧大于5.0 mg/L。生態(tài)網(wǎng)箱內(nèi)的大薸，每20 d采收一次。

表1 長(zhǎng)吻鮠配合飼料的營(yíng)養(yǎng)成分Tab.1 The approximate compositions of formulated feed for Leiocassis longirostris w/%

1.2.2 采樣及分析 試驗(yàn)開始和結(jié)束前24 h停止投喂，從每個(gè)網(wǎng)箱隨機(jī)選取40尾魚稱重，并取4尾魚進(jìn)行分析。定期從生態(tài)網(wǎng)箱采收大薸，稱重后取樣分析。

飼料和試驗(yàn)魚樣品，采用105℃干燥恒重法測(cè)定其中的干物質(zhì)，采用凱式定氮法測(cè)定N含量，采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定P含量［13］。大薸植株樣品，經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后，采用凱式定氮法測(cè)定N含量，采用釩鉬黃比色法測(cè)定P含量［14］。

1.2.3 計(jì)算方法

式中:Wt為試驗(yàn)第t天時(shí)魚體或大薸質(zhì)量 (g);W0為初始魚體或大薸質(zhì)量 (g);t為試驗(yàn)時(shí)間(d)。

N(P)利用率=［收獲長(zhǎng)吻鮠的N(P)量-初始長(zhǎng)吻鮠的N(P)量］/飼料的N(P)量×100%，

N(P)輸入總量=放養(yǎng)長(zhǎng)吻鮠的N(P)量+放養(yǎng)大薸的N(P)量+飼料的N(P)量，

N(P)回收總量=收獲長(zhǎng)吻鮠的N(P)量+收獲大薸的N(P)量，

N(P)回收率=N(P)回收總量/N(P)輸入總量×100%。

本研究中，N、P輸入只考慮網(wǎng)箱養(yǎng)殖活動(dòng)本身對(duì)水體N、P的增加量，這些項(xiàng)包括投放的長(zhǎng)吻鮠幼魚、養(yǎng)殖期間投放的配合飼料以及生態(tài)網(wǎng)箱初始放養(yǎng)的大薸。對(duì)其他途徑輸入的N、P量都沒有考慮在內(nèi)，如降雨、承雨面積內(nèi)地表徑流的輸入以及生活在庫區(qū)旁邊周圍居民排放的大量生活污水，因?yàn)檫@些因素對(duì)于養(yǎng)殖區(qū)與非養(yǎng)殖區(qū)的作用都一樣存在，與網(wǎng)箱養(yǎng)殖活動(dòng)本身對(duì)水體N、P增加量沒有直接關(guān)系。此外，網(wǎng)箱設(shè)置區(qū)域水深40 m左右，在回收項(xiàng)目中，底泥沉積也沒有被考慮。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示 (mean±S.D.)，并用SPSS 16.0軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩組網(wǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)吻鮠的生長(zhǎng)性能

從表2可見:生態(tài)網(wǎng)箱、傳統(tǒng)網(wǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)吻鮠的初始平均體質(zhì)量分別為221.09、214.62 g，收獲時(shí)平均體質(zhì)量分別為342.28、334.09 g，兩組網(wǎng)箱間均無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網(wǎng)箱與傳統(tǒng)網(wǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)吻鮠的平均日增重、增重率和特定生長(zhǎng)率之間均無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網(wǎng)箱與傳統(tǒng)網(wǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)吻鮠的存活率分別為98.94%和98.33%，生態(tài)網(wǎng)箱稍高于傳統(tǒng)網(wǎng)箱，但兩組間也無顯著差異 (P＞0.05)。綜上可見，生態(tài)網(wǎng)箱與傳統(tǒng)網(wǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)吻鮠的生長(zhǎng)性能無顯著差異，生態(tài)網(wǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)吻鮠的生長(zhǎng)并沒有因網(wǎng)箱水面栽培了大薸而受到過多影響。

2.2 大薸的放養(yǎng)和收獲情況

從表3可見:生態(tài)網(wǎng)箱、傳統(tǒng)網(wǎng)箱的飼料使用量分別為186.0 kg和183.5 kg，兩組網(wǎng)箱間無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網(wǎng)箱初始投放大薸的質(zhì)量為34.75 kg，試驗(yàn)期間大薸共采收3次，收獲總質(zhì)量為189.5 kg，收獲總質(zhì)量是初始投放質(zhì)量的5.44倍;大薸凈增重為154.25 kg，特定生長(zhǎng)率為2.82%/d。

2.3 兩組網(wǎng)箱N、P的輸入和回收情況

從表4、表5可以看出，飼料和收獲的長(zhǎng)吻鮠分別是兩組網(wǎng)箱N、P輸入和回收的主要項(xiàng)目。在輸入項(xiàng)中，飼料、放養(yǎng)長(zhǎng)吻鮠的N、P量，兩組網(wǎng)箱間均無顯著差異 (P＞0.05)。在回收項(xiàng)中，收獲長(zhǎng)吻鮠的N、P量，兩組網(wǎng)箱間無顯著差異 (P＞0.05)。生態(tài)網(wǎng)箱和傳統(tǒng)網(wǎng)箱中N的回收率分別為47.80%和44.36%，兩組網(wǎng)箱間無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網(wǎng)箱和傳統(tǒng)網(wǎng)箱中P的回收率分別為35.01%和32.53%，兩組網(wǎng)箱間差異顯著 (P＜0.05)。生態(tài)網(wǎng)箱和傳統(tǒng)網(wǎng)箱中N的利用率分別為26.87%和25.37%，P的利用率分別為15.82%和15.55%，生態(tài)網(wǎng)箱的N、P利用率均略高于傳統(tǒng)網(wǎng)箱，但兩組網(wǎng)箱間均無顯著差異 (P＞0.05)。大薸對(duì)水中N、P的凈移除量分別為257.32、67.08 g，有助于緩解網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)水域造成的污染問題。

表2 兩組網(wǎng)箱中長(zhǎng)吻鮠的生長(zhǎng)性能表現(xiàn)Tab.2 Growth performance of Leiocassis longirostris in different cages

表3 飼料使用量及大薸的放養(yǎng)和收獲情況Tab.3 Food consumption，and stocking and harvesting information in Pistia stratiotes

表4 兩組網(wǎng)箱N的投入和回收情況Tab.4 The input and recycle of N in different cagesg/20 m2(箱)

3 討論

大薸是漂浮生長(zhǎng)在水流相對(duì)平緩湖泊上的植物類群，植株根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)、繁殖迅速，能快速有效地吸收富營(yíng)養(yǎng)化水體中大量存在的溶解態(tài)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) (N、P)，對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化治理和污水處理具有重要作用［15-19］。婁敏等［16］研究表明，在同等條件下，大薸去除水體中N、P的能力和抑制藻類的作用強(qiáng)于鳳眼蓮和紫萍?？梢?，大薸對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體具有較好的凈化作用。

表5 兩組網(wǎng)箱P的投入和回收情況Tab.5 The input and recycle of P in different cages g/20 m2(箱)

李芳柏等［20］研究表明，漂浮植物美人蕉、蕹菜對(duì)水體中P的去除率均大于對(duì)水體中N的去除率。水生植物能夠通過根系吸附作用降低水體中的N、P含量，對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體起到凈化、修復(fù)作用［21］。本試驗(yàn)中，生態(tài)網(wǎng)箱與傳統(tǒng)網(wǎng)箱相比，N回收率無顯著差異，P回收率差異顯著，原因可能是大薸對(duì)P的富集能力強(qiáng)于對(duì)N的富集能力，導(dǎo)致生態(tài)網(wǎng)箱中通過采收大薸和收獲長(zhǎng)吻鮠從水體中轉(zhuǎn)移出的P占P輸入總量的比率與傳統(tǒng)網(wǎng)箱相比略有升高，而通過采收大薸和收獲長(zhǎng)吻鮠從水體中轉(zhuǎn)移出的N占N輸入總量的比率與傳統(tǒng)網(wǎng)箱相比則無明顯變化。

大薸與網(wǎng)箱養(yǎng)魚顯示出很好的可結(jié)合性:大薸可在水庫、湖泊的平緩水面上漂浮生長(zhǎng)，大薸被投放于網(wǎng)箱后能夠快速生長(zhǎng)，不需要很多的前期投入和輔助手段，投入運(yùn)行非常便捷;大薸生存范圍廣，在中國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)一年四季都可存活，實(shí)現(xiàn)了全年不間斷地修復(fù);大薸收割十分容易，簡(jiǎn)單的工具就能將其從水面撈起，從而能夠?qū)、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從水體中去除，降低水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度;網(wǎng)箱養(yǎng)殖的魚類一般為底層魚類，對(duì)外界光照敏感，通常需要遮陽以確保養(yǎng)殖魚類的正常生長(zhǎng)，在網(wǎng)箱表層水體栽培大薸，可起到遮陽的作用，且不影響網(wǎng)箱養(yǎng)魚的養(yǎng)殖密度以及養(yǎng)殖過程中的日常管理。水葫蘆現(xiàn)已被用于制作飼料［22］、堆制肥料［23］、發(fā)酵生產(chǎn)沼氣［24］等。大薸營(yíng)養(yǎng)成分豐富，可以借鑒水葫蘆的利用，根據(jù)其自身特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大薸的資源化利用。大薸根莖都很柔嫩，含粗纖維少，從網(wǎng)箱里撈上來的大薸可打漿或切碎混以糠麩作為豬飼料;也可作為綠肥，合理施用，對(duì)農(nóng)作物起到增產(chǎn)作用;亦可植于池塘、水池中點(diǎn)綴水面，有觀賞價(jià)值。

通過計(jì)算大薸對(duì)水中N、P的移除量以及網(wǎng)箱養(yǎng)殖長(zhǎng)吻鮠N、P的輸入和輸出總量，從理論上得出網(wǎng)箱面積與大薸栽培面積比為1∶32～35時(shí)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)箱養(yǎng)殖長(zhǎng)吻鮠N、P的零排放。值得指出的是，本研究對(duì)如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)箱養(yǎng)殖長(zhǎng)吻鮠零排放，在理論上提出了大薸應(yīng)該栽培的面積，而對(duì)按照預(yù)期的栽培面積，是否會(huì)對(duì)養(yǎng)魚有影響以及引發(fā)生態(tài)災(zāi)害、堵塞河道等方面還有待于深入探討。

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