空心菜浮床對東平湖鯉養殖池塘水質的凈化作用

張志山，朱樹人，楊玲

山東省淡水水產遺傳育種重點實驗室，山東省淡水漁業研究院，山東 濟南 250017

空心菜浮床對東平湖鯉養殖池塘水質的凈化作用

張志山，朱樹人，楊玲

山東省淡水水產遺傳育種重點實驗室，山東省淡水漁業研究院，
山東 濟南 250017

[摘要]為研究浮床空心菜(IpomoeaaquaticaForsk)對池塘水體的凈化作用，選擇東平湖鯉魚種養殖池塘，設置了試驗池A和對照池B，分別選取A池的4個位點(1、2、3、4)和B池的1個位點(5)采集水樣，通過測定水樣中溶解氧、pH及營養鹽(總磷、總氮、氨氮、亞硝酸鹽)等理化指標分析浮床空心菜對水體凈化作用的影響。結果表明，隨著浮床空心菜的生長，浮床空心菜可增加池水溶氧、吸收水中營養鹽，降低氨氮和亞硝酸鹽，從而起到凈化水質的作用。

[關鍵詞]空心菜(IpomoeaaquaticaForsk)；水質；凈化作用

空心菜(IpomoeaaquaticaForsk)原名蕹菜，又名蓊菜、空筒菜、竹葉菜，為旋花科番薯屬一年生或多年生草本植物，開白色喇叭狀花，因為莖中空，故名“空心菜”。原產東亞，主要分布于亞洲溫熱帶地區，對土壤要求不嚴，適應性廣，旱地水田、溝邊地角都可栽植，夏季火熱高溫仍能生長，但不耐寒，遇霜莖葉枯死，高溫無霜地區可終年栽培[1,2]。本研究以東平湖鯉魚種養殖池為研究對象，參照空心菜對富營養化水體的凈化作用[3~12]和水體中種植空心菜對水體氨氮的影響[13~16]，分析了浮床空心菜種植與水體中的幾個重要的理化因子的關系，探討了東平湖鯉的健康養殖模式，以期為浮床空心菜的大面積推廣種植提供可借鑒的參考依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

空心菜購自山東省濟南市水族市場。東平湖鯉取自野生東平湖鯉親本人工繁育的F1代，為體長10cm左右的魚種。

1.2試驗方法

試驗池塘A和空白對照池B(山東省淡水漁業研究院西郊基地)均在5月初開始放養東平湖鯉，A池在7月中旬開始浮床栽培空心菜，浮床面積約占池塘的20%，自7月21日到9月9日，每周取樣1次，對A池中靠近栽培空心菜的1號和2號點，遠離栽培空心菜的3、4號點，以及B池(不設置浮床空心菜，5號點)中進行采集水樣。試驗池塘中定時投喂餌料養魚，在不換水的情況下采集水樣，連續對A池塘(1、2、3、4號點)和B池塘(5號點)水質進行檢測，探討池水理化指標的變化規律。

1.3指標測定方法

溶解氧測定用碘量法；pH測定采用玻璃電極法；營養鹽含量采用流動分析儀(型號：QuikChem 8500)測定，其中總磷含量測定用10-115-01-3-A方法；總氮含量測定用10-107-04-3-A方法；氨氮含量測定用10-107-06-2-A方法；硝氮含量測定用10-107-04-1-A方法。

2結果與分析

2.1溶解氧(DO)

各池溶解氧的變化趨勢見圖1。由圖1可以看出，各池的溶氧變化趨勢基本一致。在不進行人為增氧的情況下，水中溶解氧來自空氣中氧氣的溶解和植物的光合作用。由于植物的光合作用，栽培浮床空心菜的A池塘(取樣點1、2、3、4)溶解氧明顯比無浮床空心菜的B池塘(取樣點5)溶解氧高。隨著浮床空心菜的生長，光合作用加強有利于池塘溶氧量的提高，然而，隨著池中殘餌糞便的增加，分解消耗大量溶氧，水中溶氧出現下降趨勢。浮床空心菜的生長有利于水中溶解氧的增加，生長到一定程度后其光合作用就受到影響，而養殖魚類的呼吸作用、夜間浮床空心菜的呼吸作用和池中微生物氧化也會消耗大量的氧氣，導致溶解氧的下降。從2個池塘溶解氧的變化趨勢可以看出，浮床空心菜對A池塘不同取樣點的溶氧量影響不大，但與未種植浮床空心菜的B池塘相差較大。

圖1　試驗各池DO變化

2.2pH

各池pH的變化趨勢見圖2。由圖2可以看出，設置浮床空心菜的A池(1、2、3、4號點)pH在一定時間段內出現下降的趨勢，隨后呈現波動趨勢，B池(5號點)pH變化呈現波動趨勢。pH的變化主要是由于水中游離CO2和碳酸鹽的平衡系統決定的。CO2的增減又是由于水中生物呼吸作用、有機質的氧化作用和植物光合作用決定的。A池的浮床空心菜進行光合作用會吸收水體中的CO2，這會使A池pH適當地升高，但隨著浮床空心菜生長到一定階段，光合作用會受到一定限制，吸收CO2的能力不再增加，而夜間空心菜的呼吸作用釋放的CO2增多，另外隨著投喂殘餌逐漸增多，腐殖質過多，生物氧化會釋放較多的CO2，促使pH降低。這符合養殖水體中pH的變化規律，通常是降低的。從這些pH的變化規律中可以看出，設置浮床空心菜可以使池塘的pH適當地降低，可以優化池水中的pH，使池水pH穩定在魚類最適水平，有利于魚類的生長。

圖2　試驗各池pH變化

2.3總氮(TN)和總磷(TP)

試驗各池總氮含量變化如圖3所示。A池中4個取樣點均出現下降趨勢，而對照組B池出現先略微上升趨勢，隨后下降。測量的初始值，A池中4個取樣點TN含量依次是1.102、1.027、1.032、1.018mg/L，對照組B池TN含量為0.934mg/L。試驗結束時，A中取樣點1、2、3、4總氮含量為0.475、0.458、0.467、0.452mg/L，B池中最低為0.675mg/L。試驗結束時，浮床空心菜(1、2、3、4)和空白對照(B池)的總氮去除率分別為56.9%、55.4%、54.7%、55.6%和27.7%，A池中4個取樣點總氮的變化趨勢一樣，并且總氮去除率無明顯差異。試驗結果表明浮床空心菜對水體中總氮有著顯著的吸收作用，可以起到凈化水質的作用。

圖3　試驗各池總氮含量變化

試驗各池總磷含量變化如圖4所示。A池和B池總磷均出現下降趨勢。測量的初始值，A池中取樣點1、2、3、4號總磷含量分別為0.440、0.473、0.476、0.479mg/L，B池取樣點5號0.377mg/L。試驗結束時，A中取樣點1、2、3、4總磷含量為0.037、0.038、0.035、0.041mg/L，B池總磷含量為0.207mg/L。試驗結束時，浮床空心菜(A池1、2、3、4號)和空白對照(B池)的總磷去除率分別為91.6%、92.0%、92.6%、91.4%和45.1%，A池中4個取樣點總磷的變化趨勢一樣，并且總磷去除率無明顯差異，A池與B池總磷去除率差異明顯。試驗結果表明，浮床空心菜可以吸收水體中的總磷，更好地凈化水體。

圖4　試驗各池總磷含量變化

2.4亞硝酸鹽和氨氮

各池亞硝酸鹽含量變化趨勢如圖5所示。池塘A中1、2、3、4取樣點亞硝酸鹽濃度的變化范圍分別為0.003～0.027、0.002～0.025、0.003～0.025、0.003～0.022mg/L。對照組B池，5號點亞硝酸鹽濃度的變化范圍分別為0.015～0.020mg/L。隨著浮床空心菜的生長，A池中亞硝酸鹽濃度先急劇下降，下降到一定程度，會有升有降。試驗結束時，浮床空心菜(A池1、2、3、4號)和空白對照(B池)的亞硝酸鹽去除率分別為81.5%、84.0%、88.0%、86.4%和25.0%。A池亞硝酸鹽去除率明顯與B池不同，1、2與3、4號亞硝酸鹽去除率無明顯差異。

圖5　試驗各池亞硝酸鹽含量變化

各試驗池氨氮含量變化趨勢如圖6所示，1、2、3、4號取樣點氨氮濃度變化范圍分別為0.200～1.020、0.201～1.130、0.208～1.140、0.211～1.171mg/L。對照組B池，5號點氨氮濃度的變化范圍分別為0.561～0.865mg/L。在試驗結束時，浮床空心菜(A池1、2、3、4號)和空白對照(B池)的氨氮去除率分別為80.4%、82.2%、81.8%、82.0%和34.2%。A池氨氮去除率明顯與B池不同，1、2與3、4號氨氮去除率無明顯差異。

圖6　試驗各池氨氮含量變化

3討論

養殖水體惡化是引起魚類發病的主要原因之一，而導致養殖水體惡化的主要因素是氨氮和亞硝酸鹽含量超標。池水中N、P的主要來源為人為投餌和魚類代謝物，浮床空心菜生長較快，具有較強的吸收積累水體中N、P等營養物質的能力[17,18]，轉化成空心菜自身的結構組成物質，控制水體中的氨氮和亞硝酸鹽以凈化水質，保持健康養殖水體。

試驗結束時，A池中浮床空心菜對總氮的去除率為55.65%，與周小平等[19]研究結果相比偏低。這是因為試驗后期，部分空心菜死亡并腐爛分解，釋放出一定含量的氮素。同時，夏季高溫，浮床空心菜和水體的蒸騰作用較強引起水量減少，間接增加了總氮的濃度。

水體中高濃度的氨氮和亞硝酸鹽直接導致魚類的免疫力下降，嚴重時會導致魚類死亡。因此合理地控制池塘的氨氮和亞硝酸鹽水平是管理中非常重要的環節，本研究通過栽培空心菜很好地把池塘氨氮的水平控制在1mg/L以下，亞硝酸鹽水平控制在0.1mg/L以下，這為東平湖鯉的健康養殖提供了一個基礎參考。

從研究結果看，栽培空心菜可以顯著提高水體的水質，對氮、磷及亞硝酸鹽也有明顯的吸收凈化作用，可以減少養殖過程中池塘換水，節約水資源，降低東平湖鯉的發病率。同時也發現，試驗池塘(A)中的不同地點(1、2、3、4)凈化作用無明顯差異。淡水池塘種植空心菜，除了凈化水質以外，還可以定期采摘，作為飼料投喂魚類，或作為蔬菜出售提高經濟效益。本研究為東平湖鯉提供了一個健康養殖的模式，也為淡水養殖池塘節約水資源、提高養殖效益提供參考依據。

[參考文獻]

[1]郎強.空心菜及栽培要點[J].現代農業,2009,(3):7.

[2]黎華壽,聶呈榮,方文杰,等.浮床栽培植物生長特性的研究[J].華南農業大學學報,2003,(2):12~15.

[3]武艷.水生經濟植物浮床在水產養殖廢水凈化中的應用[D].上海：華東師范大學,2011.

[4]陳家長，孟順龍，胡庚東，等.空心菜浮床栽培對集約化養殖魚塘水質的影響[J].生態與農村環境學報,2010,(3):155~159.

[5]邴旭文,陳家長.浮床無土栽培植物控制池塘富營養化水質[J].湛江海洋大學學報,2001，(3):29~33.

[6]汪松美，周曉紅，儲金宇，等.空心菜浮床+仿生植物系統對污染物去除效果[J].環境科學與技術,2013，(3):78~82.

[7]李文祥,李為,林明利,等.浮床水蕹菜對養殖水體中營養物的去除效果研究[J].環境科學學報,2011，(8):1670~1675.

[8]吳湘,楊肖娥,李廷強,等.漂浮植物對富營養化景觀水體的凈化效果研究[J].水土保持學報,2007，(5):128~132.

[9]胡綿好,袁菊紅,楊肖娥.溫度對植物浮床凈化富營養化水體能力的影響[J].環境科學學報,2011，(2):283~291.

[10]李今，呂田，華江環，人工浮床水培空心菜生長特性及其在養殖廢水凈化中的應用[J].湖南師范大學自然科學學報,2014，(4)：22~27.

[11]楊曉玲,郭金耀.水蕹菜對富營養化養殖水的凈化作用研究[J].作物雜志，2012，(1)：49~52.

[12]周真明,陳燦瑜,葉青,等.浮床植物系統對富營養化水體的凈化效果[J].華僑大學學報(自然科學版)，2010，(5):576~579.

[13]吳黎明,叢海兵,王霞芳,等.3種浮床植物及人工水草去除水中氮磷的研究[J].環境科技，2010，(3)：12~16.

[14]羅固源,鄭劍鋒,許曉毅,等.4種浮床栽培植物生長特性及吸收氮磷能力的比較[J].環境科學學報，2009，(2)：285~290.

[15]劉佳,劉永立,葉慶富,等.水生植物對水體中氮、磷的吸收與抑藻效應的研究[J].核農學報,2007，(4):393~396，332.

[16]唐瑩瑩,李秀珍,周元清,等.浮床空心菜對氮循環細菌數量與分布和氮素凈化效果的影響[J].生態學報,2012，(9):2837~2846.

[17]宋超，陳家長，戈賢平，等.浮床栽培空心菜對羅非魚養殖池塘水體中氮和磷的控制[J].中國農學通報,2011，(23):70~75.

[18]胡雄，謝從新，何緒剛，等.幾種空心菜在富營養池塘中的生長特性和去除氮磷效果比較[J].漁業現代化,2010，(3):9~14.

[19]周小平,王建國,薛利紅,等.浮床植物系統對富營養化水體中氮、磷凈化特征的初步研究[J].應用生態學報,2005，(11):195~199.

[文獻標識碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)15-0039-05

[中圖分類號]X52;S912