王延暉, 陳 杰
(河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院,鄭州450044)
傳統(tǒng)的魚類高密度養(yǎng)殖模式主要依靠物理和化學(xué)的方法來凈化水質(zhì),但是設(shè)備設(shè)施與運(yùn)行的成本極高,水質(zhì)管理技術(shù)復(fù)雜。魚菜共生生態(tài)混養(yǎng)技術(shù),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(yǎng)化元素和轉(zhuǎn)化對魚類生長有害的鹽類物質(zhì),為魚的高密度養(yǎng)殖提供可循環(huán)利用的水資源,達(dá)到節(jié)水節(jié)能提高養(yǎng)魚綜合效益的目的。同時(shí),為優(yōu)化浮床凈化性能,在傳統(tǒng)浮床基礎(chǔ)上結(jié)合生物掛膜技術(shù)(基質(zhì)添加復(fù)合菌),通過植物吸收、基質(zhì)吸附和微生物凈化三者的協(xié)同作用,達(dá)到水體凈化的目的。本實(shí)驗(yàn)通過植物浮床面積梯度對比,分析養(yǎng)殖池塘水體水質(zhì)的變化,探索適合池塘養(yǎng)殖水體的魚菜共生模式。
放養(yǎng)魚種為同一池塘中養(yǎng)殖的健康黃河鯉魚,每個(gè)池塘放養(yǎng)50 kg,約200尾,所有池塘由同一個(gè)養(yǎng)殖場工人進(jìn)行養(yǎng)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(gè)泡沫板上面16個(gè)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(diào)整種植面積與池塘面積的比例(覆蓋率)。
試驗(yàn)在河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院科研中心基地進(jìn)行。試驗(yàn)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(zhì),固定菜苗;掛膜組為在基質(zhì)中額外添加3%~5%的復(fù)合菌。植物組和掛膜組覆蓋率分設(shè)三組:10%、15%、20%。
試驗(yàn)時(shí)間為2018年8月上旬至10月上旬,為期3個(gè)月,每半個(gè)月在上午9:00取1次水樣進(jìn)行水質(zhì)分析。
pH值用HANNA便攜式pH計(jì)現(xiàn)場測定,氨氮、亞硝酸鹽、總磷用德國SEAL AA3-連續(xù)流動(dòng)分析儀測定,總氮用島津TOC-V CPH分析儀測定。
如圖1所示,對照組(沒有栽培水培蔬菜)總磷含量隨養(yǎng)殖生產(chǎn)進(jìn)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(xù)下降,20%植物組總磷含量前期下降迅速,后期略有增長。同時(shí),采用生物掛膜后,除10%掛膜組總磷含量略有增加,其余兩個(gè)掛膜組總磷含量均持續(xù)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
對照組與實(shí)驗(yàn)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(guī)律且差異不明顯(表1)。
表1 各組池塘水體pH值的變化
隨時(shí)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(yàn)開始1.02 mg/L下降到0.249 mg/L,氨氮去除效果最好;同時(shí),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
如圖3所示,隨著時(shí)間增加,各組之間總氮含量變化趨勢基本相同,均出現(xiàn)兩個(gè)上升期,并隨后下降。
圖3 各組池塘水體TN含量的變化
各組池塘水體中NO2--N濃度前期上升,后期下降??傮w來看,植物組和掛膜組對隨著植物生長和有機(jī)物分解產(chǎn)生的NO2-—N均有明顯的抑制作用,在試驗(yàn)結(jié)束時(shí),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
利用浮床種植水培蔬菜,可以達(dá)到很好的凈化養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的效果。選擇合適的水培蔬菜品種對于能否達(dá)到良好的凈化效果至關(guān)重要時(shí),經(jīng)過前期的試驗(yàn),本實(shí)驗(yàn)最終選擇了空心菜、莧菜、荊芥進(jìn)行種植,主要考慮以下幾點(diǎn):一是一次栽培可多次采摘;二是抗蟲抗病耐澇能力強(qiáng);三是生長旺盛根系發(fā)達(dá)。
在本實(shí)驗(yàn)過程中,放養(yǎng)了較大規(guī)格的魚進(jìn)行試驗(yàn),因?yàn)榇笠?guī)格試驗(yàn)魚適應(yīng)性強(qiáng),食量大,能產(chǎn)生較多糞便用于肥水,為蔬菜的初期生長提供大量養(yǎng)分。另外,放養(yǎng)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(yè)生產(chǎn)過程中換水次數(shù)明顯減少,一般精養(yǎng)池塘每年至少換水10次以上,而采用魚菜生態(tài)混養(yǎng)每年最多換水3次。試驗(yàn)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(fā)生大規(guī)模藍(lán)藻水華,而一般精養(yǎng)池塘很容易發(fā)生藍(lán)藻水華。其次,由于池塘換水次數(shù)較少,使得養(yǎng)殖水環(huán)境相對較穩(wěn)定,水生生物多樣性增加,養(yǎng)殖水體藻相穩(wěn)定,因而養(yǎng)殖魚類體質(zhì)健壯,疾病發(fā)生較少。
試驗(yàn)表明,適宜的水培蔬菜種植面積為池塘養(yǎng)殖面積的10%~15%,面積太小,凈化水質(zhì)的效果不明顯;但也不宜太大,太大對養(yǎng)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(yǎng)殖面積的20%。