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水生生物组合对养殖水环境的修复与应用

发表时间:2023/08/04 07:08:55  来源:农业与技术 2017年3期  作者:胡琼瑶 李文星 段炼  浏览次数:1904  
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前言

随着工农业的迅速发展、大量的污水、生物残体、化肥等进入水体,导致富营养化加剧[1]。传统的水产养殖业由于过分追求高产,残饵、生物残体、肥料和药物积累,增加了养殖水体外源性营养负荷,导致水体环境日益恶化。与其他水体一样,养殖水环境的修复可采取物理、化学和生物学的办法。其中物理修复和化学修复具有便捷、见效快、效果好的特点,但成本高并且极易出现二次污染[2]。生物修复法尽管起效慢,但耗能少,能够节约成本,并且还能够建立长期的生态平衡[3]。不同水生生物具备不同的生物学及生态学特性,将其以组合的方式应用于水质调控,能达到比单独使用更好的效果。本文主要从水生生物组合净化养殖水体的原理和应用等方面进行初步总结,并对其发展方向进行展望。

1 水生生物组合对水环境修复的作用机理与应用现状

水生植物、水生动物、微生物均被广泛应用于修复污染水体。水生植物具有吸收氮磷、富集重金属、抑制有害藻类生长等作用[4]。研究表明同一水生植物茎叶部的氮磷含量大于根部[5],可在植物越冬前通过定期收割或移植以达到除去水体中氮磷等营养元素的目的。滤食性鱼类可滤食浮游生物,通过鱼类捕获将水体中营养物质带出水体[6]。微生态制剂中的有益微生物大量繁殖可有效抑制有害致病菌或潜在致病原的生长[7],因其健康、生态环保、安全而被广泛应用于池塘水质改良和调节水质等作用。

根据水生植物、水生动物、微生态制剂各自的特点,已有较多研究将其以科学搭配的方式用于净化养殖水体,如水生植物-水生动物、水生植物-微生物和水生动物-微生物等,均取得了较好的效果。

2 水生生物组合的修复与应用

2.1 水生动物-水生植物

滤食性动物如鲢鳙等鱼类、软体动物等可滤食水中浮游性藻类、枝角类、桡足类、轮虫和有机碎屑等,能有效遏制富营养化水体中蓝藻的暴发[6]。水生植物能够以吸附、吸收和转换的方式去除水中过多的氮磷等营养物质,从而达到净化水体和修复环境的作用[8]。利用水生动物与植物在水体中的空间分布特征和生物学特性进行组合,最终通过收割移植和捕捞的方式将过多氮、磷等营养物质带出水面[9]。

邹俊良等[10]用金鱼藻、狐尾藻、螺3种水生生物单独处理和组合处理的方式进行试验,结果表明各处理组对氮、磷、氨氮、亚硝态氮等指标均有降低作用,其中组合生物处理比单独处理效果更好更具有优势。

2.2 水生动物-微生物

微生态制剂又称“有益微生物”,是从天然环境中提取、筛选、驯化、分离出来的微生物经培养后形成的含有大量有益菌的制剂,按照其微生物组种类可以分为单一微生态制剂和复合微生态制剂[11]。其作用机制是利用竞争关系选择性的让其分解水体中有害物质促进自身大量繁殖,达到抑制水体中有害致病菌的生长的目的,并兼具调节水质,平衡水体pH,增强养殖动物机体的免疫能力,促进养殖动物健康生长的作用[7]。被广泛应用的水质净化型微生态制剂主要有光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、假单胞杆菌、放线菌和硝化细菌等[11]。

水生动物-微生物组合的相关研究较少。有研究发现泼洒复合芽孢杆菌的草鱼、鲢鱅混养池塘中水质具有更为明显的净化效果[12]。此外微生态制剂还具有提高草鱼成活率、节约饲料成本从而提高水产养殖生产效率的作用[13]。但使用的微生物制剂也有一定的要求,如其投入的环境是否适合有益菌的繁殖和生长、作用对象、以及其用量等[14]。

利用微生物与水生动物科学搭配的方式,可改善养殖环境;还能促进水生动物健康生长,具有较好的经济效益和生态效益。随着不断完善和迅猛发展的生物技术,微生态制剂在水质净化方面的开发和应用前景会越来越广阔[11]。

2.3 水生植物-微生物

水生植物修复具有低成本、节能环保的特点,它们不仅具有净化水体的作用,部分種类还有较高经济价值和观赏价值[15],因而被广泛应用于净化水体和环境修复的研究和实践。高等水生植物按照其生活型可分为沉水型、漂浮型、浮叶型和挺水型4大类。不同生活型的对水体净化效果不同[16]。研究发现,利用不同水生植物的生活型组合比单一的水生植物净化效果好[17]。多种水生植物搭配使用,不仅可以充分发挥不同水生植物间优势互补的特性,保持长期稳定的净化效果,还能提高净化效率[18]。

水生植物-微生物制剂搭配也可用于水质净化。卞云斌等[19]将发现经过添加有益微生物与种植多种水生植物综合协调净化处理,水体透明度显著提高,氨氮、亚硝态氮、磷酸盐、高锰酸盐指数等均明显下降。根据微生物与高等水生植物在生态特征及能量利用方面的互补性,能有效提高对养殖水体氨氮和亚硝态氮等有害物质的去除效果[20]。

3 展望

水生生物组合能充分利用不同水生生物生物学、生态学及能量利用方面的互补性,有效提高对水体水质的调控效果,是一种生态、安全且成本较低的净化方式,其较高的处理效果与生态效益也逐渐得到了学者的肯定与认可。随着社会与经济的进一步发展,开发并利用新的、兼具经济价值的鱼类、水生植物和微生物用以净化污染水体,提高养殖从业者收入,将会是本领域进一步发展的方向。

参考文献

[1]薛飞,周维仁,徐小明.养殖水体富营养化的成因与危害[J].江苏农业科学,2005(6):121-124.

[2]刘少英,朱长波,李卓佳,文国樑,曹煜成,陈素文,等.水生植物在养殖水环境修复中的应用[J].广东农业科学,2010(3):176.

[3]李春雁,崔毅.生物操纵法对养殖水体富营养化防治的探讨[J].海洋水产研究,2002,23(1):71.

[4]陈罡.水生植物净化水体作用的研究进展[J].吉林林业科技,2016,46(6):29-31.

[5]茅孝仁,周金波.几种生态浮床常用水生植物的水质净化能力研究[J].浙江农业科学,2011(1):157-159.

[6]于瑾,朱允刚,胡金春,等.水产养殖池塘蓝藻的防治方法[J].科学养鱼,2016(6):60-61.

[7]张惠云.微生态制剂在水产养殖中的应用[J].饲料博览,2006(6):46.

[8]朱云生.池塘“鱼-菜”共生技术[J].渔业致富指南,2016(6):28.

[9]王妹,杜兴华,靳坤,蔡新华,胡秀梅.不同搭配比例的水生植物与底栖生物对湖滨湿地水质净化效果的研究[J].江西农业学报,2016,28(8):70-73.

[10]邹俊良,杨京平,杨虎.水生植物-滤食性动物用于水产养殖废水净化的研究[J].2013,39(4):444-451.

[11]吴保承,沈国强,杨春霞,张栋.微生态制剂在水质净化中的应用现状及展望[J].环境科学与技术,2010,33(12):408.

[12]白利丹,王海,李景胜,韩立忠,杨建光.复合芽孢杆菌对草鱼与鲢鳙混养的鱼种池水质的净化作用[J].水产学杂志,2015,28(2):26-31.

[13]王清芳,杨英,周志敏,查传勇.不同益生菌对草鱼生產性能的影响[J].养殖与饲料,2016(5):44-46.

[14]樊全胜,孟令杰.浅谈微生态制剂及其在水产养殖中的应用.北京水产,2004(5):38-39.

[15]胡舒馨,薄国柱.生物组合浮床治理景观水系富营养化技术研究[J].科技传播,2016(6):172.

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[17]刘足根,张萌,李雄清,卢龙,徐军.沉水-挺水植物镶嵌组合的水体氮磷去除效果研究[J].长江流域资源与环境,2015,24(Z1):171-180.

[18]高吉喜.水生植物对面源污水净化效率研究[J].中国环境科学,1997,17(30):247-251.

[19]卞云斌, 汪东冬.微生物制剂与水生植物对养殖水质的协同净化作用[J].渔业现代化,2007,34(4):16-18.

[20]伍华雯,陆开宏,钱伟,等.固定化微生物联合大型水生植物净化养殖废水的实验研究[J]. 中国水产科学,2013,20(2):316-326.

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