种植水生植物对养殖池塘水质的影响

种植水生植物对养殖池塘水质的影响

韦崇胜1,李娟2，唐洪玉2

（1.重庆长寿区葛兰镇农业服务中心，重庆 长寿 401220；2.西南大学，重庆 北碚 400700）

为了解决鱼塘常常出现的水体富营养化问题，在重庆北碚区静观镇选取2口池塘种植水生蔬菜，另外选取2口对照池塘进行试验。每月对这4口池塘进行水生生物与水化学指标测定，分析研究养鱼池塘种植水生植物对水质的影响。结果表明：试验各点的碱度、硬度、COD和pH值、透明度均较稳定，有一定的缓冲性，处于主养鱼类的适宜范围内，溶氧、pH值、透明度等略高于对照组；池塘的氮、硝态氮、亚硝态氮、三态氮合计以及总磷均要低于对照组的；而浮游生物的种类和生物量也较对照组的多。所以，从本试验可以看出种植水生植物可以改善池塘的水质。

水生蔬菜；净水；池塘水质

20世纪90年代以来，我国渔业生产进入快速发展时期，随着养殖规模不断扩大，我国水产品总产量自1990年起一直稳居世界首位。但高密度、集约化的养殖也带来了养殖水体的自身污染，主要是在有限的水体中投入大量的饲料，其残渣剩饵与养殖鱼类的排泄物极易在微生物作用下分解出大量对鱼类生存有害的氨与硝酸盐等，导致水体富营养化。水体污染促使病原体大量滋生，进而引起各种水生动物疾病的频繁发生，新病原层出不穷，抗生素的使用一方面可以抑制甚至杀死病原体，另一方面又会引入新的污染及产生新的耐药菌株，如此形成养殖生产中的恶性循环，从而制约了水产养殖业的发展。因此，控制养殖水体污染，维护水体的生态平衡，实现水体的良性循环已势在必行，虽然目前已经有一些关于池塘种植水生蔬菜方面的研究，但是还缺少种植水生蔬菜后对养殖池塘水质影响方面的研究[1-6]。

1 试验原理

在养殖水体中种植的水生蔬菜，扎根水中，能将水体中的耗氧有机物质转化成养分吸收掉，因此不用施肥，也不用单独管理，省钱又省力。通过水面网箱种植蔬菜，由初级生产者——蔬菜通过固氮、固磷作用，将氮磷结合到有机化合物中，从而以植物的同化吸收将封闭养殖的氮磷代谢始末点联系起来，形成鱼菜共生的氮磷循环，产生了营养物质再循环的生态效应，在确保不影响养殖效益，或略有增加收益的基础上，实现养殖水体有机营养物质的部分消减、降解，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应，让鱼和蔬菜之间达到一种和谐的生态平衡关系[7]。

2 材料方法

试验选在重庆市北碚区静观镇进行，在试验池塘种植水生蔬菜（空心菜），参与试验的鱼塘面积共计100×667 m2。选择了4口池塘进行水生生物与水化学指标测定，分析研究养鱼池塘种植水生植物对水质的影响。

2.1 池塘选定

试验总共选取了4口池塘，其中1口鱼鳖混养池（4 000 m2）和常规鱼池（3 330 m2）作为对照，不种植空心菜，而主养罗非鱼池（5 000 m2）和主养中华倒刺鲃池（8 325 m2）种植空心菜。鱼类养殖密度及其管理方式完全按照池塘养鱼常规养殖进行。种埴空心菜的浮床采用2 m×4 m网箱围成，种植面积不超过池塘面积的30%[2]，中华倒刺鲃池设置种菜网箱16个，种植面积128 m2，罗非鱼池设置种菜网箱28个，种植面积224 m2。网箱固定漂浮于池塘水面，水深30～40 cm。共设置6个采样点，1号采样点为中华倒刺鲃池距离空心菜网箱15 m处，2号采样点为中华倒刺鲃池空心菜网箱附近；3号采样点为罗非鱼池距离空心菜网箱15 m处，4号采样点为罗非鱼池空心菜网箱附近，5号采样点为未种菜的常规养殖池，6号采样点为未种菜的鱼鳖混养池。

2.2 水质测定方法

定期检测常规水质指标，包括水温、溶解氧、pH值、透明度、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、硝酸盐、亚硝酸盐、可溶性磷酸盐、总碱度、总硬度。水温和溶解氧采用上海梅特勒-托利有限公司的溶解氧测定仪测定；pH值采用上海三信仪表厂的SX823型pH计测定；透明度采用黑白塞氏盘测定；化学需氧量采用HJ/Y399-2007快速消解分光光度法测定；氨氮采用HJ535-2009纳氏试剂分光光度法测定；总氮采用HJ636-2012纳氏试剂分光光度法测定；总磷采用GB11893-89钼酸铵分光光度法测定；硝酸盐采用HJ/T346-2007紫外分光光度法测定；亚硝酸盐采用GB7493-87分光光度法测定；可溶性磷酸盐HJ670-2013连续流动-钼酸铵分光光度法测定；总碱度采用酸碱滴定法测定；总硬度采用乙二胺四乙酸二钠滴定法测定。

2.3 水生生物测定

浮游动物和浮游植物的测定参照赵文[8]的方法。

2.4 池塘管理

各养殖池塘进行常规养殖管理。

3 结果与分析

3.1 试验池塘的水质参数

从表1可见，北碚区静观镇池塘池水的总碱度在2.87～3.84 mmol/L之间，硬度基本上在1.2 mmol/L，pH值在6.7～7.3之间，COD值在18.2～25.9之间，透明度在23～34之间，DO值在4.1～6.7之间。从整个观测期间数据看，各点的碱度、硬度、COD值和pH值、透明度均较稳定，有一定的缓冲性，处于主养鱼类的适宜范围内。各鱼池监测的溶解氧均能满足各类养殖鱼类的需求，但相对鱼类快速生长对溶氧的需求来说，溶氧含量偏低。在高温季节，种菜网箱附近水温较未种菜地区略低，而在低温季节种菜网箱附近水温略高，说明种植蔬菜有利保持水温稳定，有利鱼类生长。

3.2 试验池塘的三态氮和总磷、总氮

从表2、表3可见，在三种无机态氮中都是以氨态氮最多。6个点的三种无机氮总量的平均值为0.4～4.18 mg/L，其中氨态氮为 0.29～3.81 mg/L，硝酸氮 0.07～0.46 mg/L，亚硝酸氮较低，为 0.0012～0.06 mg/L。总磷含量普遍较低，几种养殖模式总磷含量变化幅度均不大，其范围仅为0.0025～0.0048 mg/L。各池氮磷比值（指三种无机氮总和与总磷的比值）都很大，有些甚至超过1 000，如果按照可溶性磷酸盐来计算，比值更大。而在淡水藻类平均组成中，氮磷比值约为7，可见这些鱼池水中氮素营养是偏多的，磷则过少，因此磷很可能是这些池塘初级生产力的限制因素，限制有益藻类的生长，影响水体溶氧量。

养殖水体中的无机氮 NO3--N、NO2--N、和NH4+-N在养殖水中的比例组成状况，是衡量养殖水体无机氮转化程度高低的标志[9]。表2结果显示：北碚区静观镇几种养殖模式三态无机氮之间的转化程度不高，其中NO3--N占CN的8.7%～25.6%;NO2--N占CN的0.27%～3.7%;NH4+-N则占CN的71.3%～90.9%。通常精养鱼池的三态氮中，总氨态氮占60%左右，亚硝态氮占15%左右，硝态氮占25%左右。当水体有效氮不变，如总氨比例下降，则硝态氮比例上升，说明水体溶氧条件好，硝化作用强，池塘物质循环快，水体良好。

几种养殖模式没有施用任何肥料，池水中无机氮含量平均能保持如此高的水平，一方面是由于使用了大量的配合饵料，另一方面是由于养殖密度大，鱼类和浮游动物的排泄量也很大。

表1 养殖池塘的水化学参数

表2 试验池塘的氮磷元素含量mg/L

表3 试验池塘的氮磷平均值mg/L

从表3还可以看出，2、4号种菜附近水样的氨氮、硝态氮、亚硝态氮、三态氮合计以及总磷均要低于1、3号远离种菜点的水样；同时，鱼菜共生池塘（1、2、3、4号试验鱼塘）都低于5号、6号未种水生蔬菜的普通池。表明水生蔬菜对水体中的氮磷有一定吸收作用，起到净化水质的作用。

各池氮磷比值（指三种无机氮总和与总磷的比值）在153.6～906.7之间，如果按照可溶性磷酸盐来计算，比值更大。而在淡水藻类平均组成中，氮磷比值约为7，可见这些鱼池水中氮素营养是偏多的，磷则过少，因此磷很可能是这些池塘初级生产力的限制因素，从而限制有益藻类的生长，影响水体溶氧量。

3.3 试验池塘的浮游生物

各采样点水体营养元素丰富，9月、10月、11月的浮游生物均较为丰富，由表4可见，2、4号种菜网箱附近的浮游生物种类较未种菜点水样多，但生物量有所减少。说明该处水质营养元素减少，浮游动植物数量减少，但多样性上升，由此看出，种菜过后水质有所改善。

4 小结

表4 各试验点浮游生物种类数与生物量

由于水中蔬菜有一定遮阴避风效果，种植附近较未种植蔬菜附近水温相对稳定，有利于鱼类生长；蔬菜吸收水中二氧化碳，其附近点的pH值较其他地方的略高，更适合鱼类生长。同时蔬菜光合作用产生氧气，使得其附近的溶氧要略高于其他地方，更有利于鱼类健康生长。池塘水中氨氮、硝态氮、亚硝态氮以及总氮的含量，种菜点附近均值要低于其他地方，说明鱼池中种植水培蔬菜能够很好地吸收利用水体中的氮磷等营养元素[10]，对水质净化有一定作用。水中浮游生物在种植点附近的种类数要多于未种植点，生物量要低于未种植点，可见种植点附近水中营养元素被蔬菜吸收，水质得到一定程度净化。

池塘鱼菜共生养殖体系以饲料投入为主，由此产生大量残饵、粪便代谢产物等，既是鱼类营养源，也是蔬菜直接或间接的营养源，发挥了“鱼、菜”两种不同生产方式潜在的能量与生态互补性，形成一种“养、种、净化”三合一的新型生产模式。水体作为载体或介质，实现高密度养殖及蔬菜的周年生产，提高了产品的品质和安全性，与其他养殖模式比较，体现了净化过程中自身增值，可立体化生产，节水省地，适用性广。2016年重庆市北碚区静观镇每个网箱种植空心菜全年带来的收益为120～160元，在获得养殖鱼类收益的基础上，全年该项种植收入也颇丰。此外，水质改善有助鱼类的更快生长，养殖鱼类的单位产量平均增加5%。

鱼菜共生使得养鱼废水和污染物在生产系统中得到的净化和利用，减少对环境的污染，具有明显的生态效益。鱼菜共生养殖模式的应用，有利于提高经济效益，同时也是水产业实现可持续发展的重要途径。

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[6]范伟，陈斐.鱼菜结合池塘生态养鱼 [J].农家顾问，2014（2）：49-50.

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