季索菲，趙秀俠，侯冠軍，方婷，高遠(yuǎn)，王芬

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)研究所，安徽 合肥230031；2.水產(chǎn)增養(yǎng)殖安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥230031；3.安徽萬水源水產(chǎn)養(yǎng)殖科技有限公司，安徽 宿州234200）

黃河鯉（Cyprinuscarpiohaematopterus），屬鯉形目（Cypriniformes），鯉科（Cyprinidae），鯉亞科（Cyprininae），鯉屬（Cyprinus），鯉 亞 屬（Cyprinus），鯉 種（Cyprinuscarpio）。同淞江鱸魚（Trachidermusfasciatus）、興凱湖鲌魚（Culterdabryishinkainensis）、松花江鱖魚（Sinipercachuatsi）被共譽(yù)為我國四大淡水名魚。其肉質(zhì)細(xì)膩鮮美，是故黃河原有的優(yōu)質(zhì)魚類[1]。與普通鯉魚相比，黃河鯉生長速度快、抗病能力強(qiáng)、營養(yǎng)豐富，深受廣大養(yǎng)殖戶和消費(fèi)者的青睞，市場前景良好[2]。

池塘養(yǎng)殖是目前黃河鯉養(yǎng)殖使用最多的一種方式，但是飼料中只有20%～50%的氮和15%～60%的磷被魚體吸收[3]，大量的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)容易使養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化。且氨對于黃河鯉魚的血清抗氧化性能及紅細(xì)胞微核會產(chǎn)生有害的影響，降低消化道和肝胰臟中的蛋白酶的活性[4-5]，嚴(yán)重的情況還會造成死亡。目前，處理水體的主要方法有直接換水、增氧和植物凈化。換水和物理增氧是最常用的方法。一般每天更換10%左右的水，增氧機(jī)可增加水體的溶解氧，促進(jìn)池水對流、氧化，使有毒氣體溢出[6]。利用植物凈化水體的研究越來越受到人們的重視，植物凈化水體的原理主要是利用植物對氮磷等營養(yǎng)元素的吸收和根系微生物對污染物的降解來達(dá)到凈化水質(zhì)的目的[7]。另外，植物凈化還具有很好的景觀效果和環(huán)境友好性，應(yīng)用前景較好。

該文將主要研究植物對黃河鯉養(yǎng)殖廢水的處理結(jié)果，植物選擇有經(jīng)濟(jì)價值的水芹，空心菜，水稻、蓮藕，在改善水體環(huán)境的同時，增加經(jīng)濟(jì)效益，既有利于控制污染物排放，又可變廢為寶，實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)，同時又便于管理，具有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)雙重效益，而且符合中國鄉(xiāng)村發(fā)展的趨勢[8]。

1 材料與方法

1.1 生態(tài)池構(gòu)建

該試驗(yàn)設(shè)置兩個養(yǎng)殖池塘，分為對照池（傳統(tǒng)養(yǎng)殖池塘）和試驗(yàn)池，傳統(tǒng)養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖期采用換水方式，養(yǎng)殖廢水直接排放養(yǎng)殖基地蓄水池。試驗(yàn)池塘養(yǎng)殖廢水采用植物凈化循環(huán)利用方式。具體構(gòu)造如圖1所示，兩個養(yǎng)殖池面積相同，均為648 m2。兩個養(yǎng)殖池為東西走向的長方形（36 m×18 m）；池底平坦，底質(zhì)為粘土，淤泥深約15～20 cm，池深2.5 m，養(yǎng)殖水深2 m；堤埂為水泥磚混結(jié)構(gòu)，寬1 m。兩個養(yǎng)殖池均配備1.5 kW增氧機(jī)各1臺。試驗(yàn)池養(yǎng)殖廢水經(jīng)3個植物凈化池進(jìn)行處理，單個植物池面積相同，均為96 m2（12 m×8 m），分別種植水芹+空心菜，水稻，蓮藕。

1.2 池塘消毒

池塘清整，清除塘內(nèi)雜物，魚種放養(yǎng)前15 d按每667 m2用塊狀生石灰150 kg化漿后全池均勻潑灑進(jìn)行消毒，清塘7 d后注水，注水口用60目篩絹布過濾，防止敵害生物、野雜魚（卵）進(jìn)池，注入新水0.8 m。

1.3 魚類放養(yǎng)

3月1日分別向傳統(tǒng)養(yǎng)殖池塘和試驗(yàn)養(yǎng)殖池塘各投放972尾規(guī)格150 g的黃河鯉魚種，體質(zhì)健壯、活動力強(qiáng)、規(guī)格相對整齊。4月5日，投放濾食性魚類鰱魚、鳙魚和吃食性鯽魚，放養(yǎng)數(shù)量（規(guī)格）依次為100尾（150 g/尾）、30尾（250 g/尾）和30尾（150 g/尾）；魚種放養(yǎng)前用5%濃度食鹽溶液浸浴10 min嚴(yán)格消毒。

1.4 植物栽種

5月28日，植物池1號種植水芹和空心菜，采用在單獨(dú)盆內(nèi)種植，總盆數(shù)為648盆，單個盆面積30 cm×30 cm，深13 cm，植物池2號種植水稻，種植方式與1號池相同。植物池3號種植蓮藕，蓮藕種植面積為96 m2。

1.5 飼養(yǎng)管理

黃河鯉采用投餌機(jī)投喂，飼料為浮性膨化顆粒料，蛋白質(zhì)含量28%～32%，每日投喂兩次，分別為7：00和16：00，投喂量約為黃河鯉體重的5%；養(yǎng)殖期間適時開增氧機(jī)進(jìn)行增氧，從芒種時開始晴天每天中午開機(jī)1～2 h，陰雨天氣隨時開機(jī)，連陰雨天氣夜間保持開機(jī)一定時間，保持池塘水質(zhì)肥、活、嫩、爽，防止泛塘。

1.6 水體調(diào)控

5—6月養(yǎng)殖池塘水位由0.8 m逐漸加水至1.8 m，7—9月水位控制在1.8 m。對照池7—9月每10天換水1次、每次換水為15 cm、整個養(yǎng)殖期換水9次，試驗(yàn)池僅在8月中旬換水1次、換水15 cm；對照池和試驗(yàn)池7—9月因自然蒸發(fā)各補(bǔ)水3次，每次補(bǔ)水量相同。

1.7 水質(zhì)檢測方法

水體中氨氮，亞硝酸氮、總氮、pH值、溶解氧等采用奧克丹W-1便攜式水質(zhì)檢測儀每個月測定一次。每個池塘設(shè)置3個采樣點(diǎn)，同一池塘采集的水樣等量混合均勻后進(jìn)行水質(zhì)測定。

1.8 生長性能的計(jì)算

放養(yǎng)魚類的生長參數(shù)計(jì)算方法如公式①～④所示：

FCR（Feed Conversion Rate），SGR（Specific Growth Rate）和WG（WeightGain）分別為餌料系數(shù)，特定生長率和增重率，N0和Nt分別表示放養(yǎng)魚的起始和最終數(shù)量，W0和Wt是起始和最終的平均質(zhì)量。t是飼養(yǎng)天數(shù)，為200 d；Ln是自然對數(shù)；Df是飼料干重（g）。

1.9 數(shù)據(jù)處理

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 22.0軟件處理，顯著性水平設(shè)置為P<0.05，圖表采用Origin 8.0進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)

圖2和圖3是2018年5月至10月期間測定的5個池塘的氨氮和總磷的濃度。氨氮主要來源于剩餌、死亡動植物尸體的含氮物質(zhì)經(jīng)微生物分解產(chǎn)生。2018年5月至10月期間，池塘1的氨氮濃度保持在0.061～0.069 mg/L之間，養(yǎng)殖池2的氨氮濃度保持在0.059～0.068 mg/L之間，兩者之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)氨氮濃度高于0.071 mg/L時，黃河鯉組織抗氧化酶活性和非特異性免疫降低；高于0.143 mg/L血清抗氧化酶活性降低[9]。氨氮濃度過高會威脅養(yǎng)殖個體的健康，破壞養(yǎng)殖池塘的生態(tài)環(huán)境。該試驗(yàn)池的水體經(jīng)過植物池凈化后，氨氮濃度逐漸降低，第3個植物池的氨氮濃度最低，在0.021~0.065 mg/L之間，與試驗(yàn)池養(yǎng)殖水體之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義差異。數(shù)據(jù)表明經(jīng)過換水和植物凈化養(yǎng)殖廢水均能使養(yǎng)殖水體中的氨氮濃度保持在黃河鯉健康生活的安全范圍內(nèi)。

在人工養(yǎng)殖水體中，磷的來源以餌料和肥料為主，一般餌料占磷總輸入的50%左右，肥料占10%～20%。此外，動植物尸體、底泥沉積物的釋放及糞便對水體中的磷的增加也有貢獻(xiàn)。磷對黃河鯉健康的危害較氨氮小很多，但是養(yǎng)殖廢水排放會使周邊水體富營養(yǎng)化。養(yǎng)殖水體中磷的消耗除了生物吸收利用、養(yǎng)殖體收獲及隨水流失外，主要由化學(xué)沉淀與吸附沉淀積聚在沉積物中，占磷總耗量的50%～80%。該試驗(yàn)過程中，養(yǎng)殖池總磷含量在0.029～0.035 mg/L之間，與對照池中的總磷含量無顯著性差異。另外，試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，隨著植物池對水體的逐級凈化，水體中的總磷含量亦逐漸降低，第3個養(yǎng)殖池中的總磷為0.01～0.0315 mg/L，與養(yǎng)殖池水體中總磷含量有顯著性差異。

亞硝酸鹽是養(yǎng)殖過程中水體檢測的一個重要參數(shù)，該試驗(yàn)過程中，亞硝酸鹽含量較低，僅在初始未栽種植物和放養(yǎng)魚類前，測定亞硝酸鹽濃度為0.01 mg/L，在栽種植物后，均未檢測到，儀器檢測限度為0.005 mg/L，表明水體中亞硝酸鹽濃度極低，對黃河鯉的健康養(yǎng)殖沒有影響。

圖2 不同月份測定的氨氮濃度

圖3 不同月份測定的總磷濃度

養(yǎng)殖水體溶氧低、氨氮和亞硝酸鹽氮濃度高三者協(xié)同作用，是誘發(fā)魚類發(fā)病的主要因素。在本實(shí)驗(yàn)中，氨氮和亞硝酸鹽濃度均較低，除了植物的吸收外，還與水體中較高的含氧量有關(guān)。該試驗(yàn)期間，養(yǎng)殖池內(nèi)的含氧量主要通過曝氣進(jìn)行，而凈化池內(nèi)的溶氧主要是植物通過光合作用提供，讓好氧微生物大量生長，促使有機(jī)氮分解為無機(jī)氮，使植物對氮的吸收加快，氮的去除率得到了最大化[10]。較高的溶氧量保障了養(yǎng)殖生物擁有良好的生存環(huán)境。上述結(jié)果說明，植物凈化對水中氨氮和亞硝酸鹽具有良好的去除效果，可以有效保障養(yǎng)殖池中黃河鯉的健康生長。

另外，從圖2和圖3清楚的發(fā)現(xiàn)，在溫度較高的7月和8月，氨氮和總磷的去除效果均比其他月份好。主要是因?yàn)樵跍囟容^高的情況下，植物生長速率快，對氮磷的吸收快。

國內(nèi)外對于池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的研究已經(jīng)有很多，該系統(tǒng)的應(yīng)用也在逐步推廣?，F(xiàn)有研究證明池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)對水體中氨氮、亞硝酸鹽和總磷等有著良好的去除效果，經(jīng)凈化的養(yǎng)殖尾水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)較高，運(yùn)行期間能夠確保養(yǎng)殖水體中的氨氮和亞硝酸鹽在黃河鯉健康生長的范圍內(nèi)，減少了養(yǎng)殖過程中由于排放未經(jīng)凈化的養(yǎng)殖尾水對環(huán)境造成的影響。董學(xué)鵬等設(shè)計(jì)的池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖包括生態(tài)養(yǎng)殖凈化區(qū)、水質(zhì)凈化區(qū)和、養(yǎng)殖水槽3部分，生態(tài)養(yǎng)殖凈化區(qū)采用水生蔬菜浮床和鰱、鳙、南美白對蝦，水質(zhì)凈化區(qū)采用水生蔬菜等進(jìn)行凈化，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖水體循環(huán)利用的目標(biāo)[11]。英國南安普頓郡Test Valley虹鱒養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖廢水經(jīng)濕地進(jìn)行凈化，濕地和養(yǎng)殖池塘面積比例達(dá)到1∶1，處理后，懸浮物總量明顯下降，總氮和總磷去除率80%[12]。在本試驗(yàn)期間，試驗(yàn)池和對照池都會補(bǔ)充因蒸發(fā)而減少的水量，另外，試驗(yàn)池?zé)o養(yǎng)殖廢水排放，而對照池（池塘養(yǎng)殖池塘）整個養(yǎng)殖周期換水9次，對照池養(yǎng)殖用水量是實(shí)驗(yàn)池的9倍。試驗(yàn)池比對照池在很大程度上減少了水資源的浪費(fèi)。

2.2 生長性能

從水質(zhì)參數(shù)可以看出，無論是傳統(tǒng)的換水還是循環(huán)水養(yǎng)殖，都能使水質(zhì)保持在黃河鯉健康生長的范圍內(nèi)，但是傳統(tǒng)的換水在換水的時候水質(zhì)變化較大，對養(yǎng)殖對象有一定的刺激；而循環(huán)水養(yǎng)殖的水體水質(zhì)基本無變化，對養(yǎng)殖對象毫無影響。在該試驗(yàn)中，試驗(yàn)池養(yǎng)殖黃河鯉個體平均增長速率達(dá)到5.1 g/d，特定生長率為1.09，是對照池的1.6倍。對照池塘收獲吃食性魚類產(chǎn)量為938.6 kg，餌料系數(shù)為1.378，其中黃河鯉魚產(chǎn)量為930.3 kg、成活率93.83%；試驗(yàn)池塘收獲吃食性魚類產(chǎn)量為1 107.8 kg，餌料系數(shù)為1.168，其中黃河鯉魚產(chǎn)量為1 094.6 kg、成活率96.10%；試驗(yàn)池塘餌料系數(shù)比對照池塘餌料系數(shù)降低15.24%、試驗(yàn)池塘黃河鯉魚生長速度比對照池塘黃河鯉魚生長速度提高14.9%。由此可見，本循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)在成活率以及魚體生長速度等方面均優(yōu)于常規(guī)池塘養(yǎng)殖，從而導(dǎo)致試驗(yàn)池的經(jīng)濟(jì)效益高于對照池。從表2可以看出，試驗(yàn)池的經(jīng)濟(jì)效益比對照池塘（傳統(tǒng)養(yǎng)殖池塘）經(jīng)濟(jì)效益提高11.2%。

表1 魚類生長性能

成活率和餌料系數(shù)是重要數(shù)值，直接關(guān)系到養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)效益，也是養(yǎng)殖戶比較關(guān)心的數(shù)值，試驗(yàn)池黃河鯉的成活率和餌料系數(shù)分別為96.10%和1.168，分別是對照池的1.02倍和84.76%。

表2 經(jīng)濟(jì)效益概算

3 結(jié)論

在經(jīng)過植物凈化后，養(yǎng)殖廢水中的營養(yǎng)鹽得到了有效地凈化吸收，使養(yǎng)殖水體中的氮、磷等保持在黃河鯉等魚類健康生長范圍內(nèi)，節(jié)約了養(yǎng)殖用水，減少了廢水排放對外界的污染。植物循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與常規(guī)的換水養(yǎng)殖系統(tǒng)相比，具有低換水量、低餌料系數(shù)，高成活率、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。作為一項(xiàng)有效的水處理技術(shù)，用于水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的凈化回用和無污染排放，無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都是可行的。