梨形環棱螺與伊樂藻組合的凈水效果研究

馬本賀　王海華　金武　黃濱　李燕華　李左宏　王夢杰　李彩剛

摘要：為探索梨形環棱螺與伊樂藻組合對池塘養殖尾水的凈化效果，設計了梨形環棱螺不同密度與伊樂藻組合對水體濁度、氨氮、亞硝酸鹽、磷酸鹽和pH的影響研究。結果顯示，梨形環棱螺與伊樂藻組合能在短時間內顯著降低水體濁度，提高水體透明度，并對氨氮、亞硝酸鹽和磷酸鹽等有一定調節作用，此結果可為池塘養殖水體凈化調控提供參考。

關鍵詞：梨形環棱螺;伊樂藻;池塘尾水;凈化

中圖分類號：[S949]? ? ? ? 文獻標識碼：A

池塘養殖是我國淡水養殖的主要模式，高密度、集約化養殖池塘水體含有大量的殘餌糞便，養殖尾水中氮、磷等營養元素和藻類、碎屑等有機物較多，易造成水體富營養化。為推進水產養殖業綠色高質量發展，農業農村部2021年發布了《農業農村部辦公廳關于實施水產綠色健康養殖技術推廣“五大行動”的通知》，將養殖尾水治理作為重點行動之一。

梨形環棱螺為中國特有種，是腹足綱的一種淡水螺類，群棲于河流湖泊、池塘或水田中，其抗寒、耐旱，環境適應性強。梨形環棱螺主要以有機碎屑和藻類為食，對養殖水體具有一定的凈化效果[1]。伊樂藻屬多年生沉水草本植物，其營養豐富，是河蟹、小龍蝦等動物的優良天然餌料。伊樂藻耐寒能力較強，在5℃以上就可生長，其生長過程中吸收氮、磷等營養元素，可防止藻類大面積爆發。已有研究顯示單一投放環棱螺進行水質調控，可使水體中的葉綠素和藻類數量下降，但對氮磷等營養元素去除效果有限[2]。苑博等[3]發現沉水植物與銅銹環棱螺組合在對水體總氮、總磷、氨氮等的去除和對藻類的抑制效果等方面優于沉水植物和銅銹環棱螺。目前梨形環棱螺和沉水植物組合對養殖尾水凈化作用的研究報道較為匱乏，本研究以梨形環棱螺和伊樂藻為試驗對象，探究了不同密度梨形環棱螺搭配伊樂藻對養殖尾水水質的改善效果，旨在為養殖尾水和富營養化水體的生物凈化調控提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

試驗用水和梨形環棱螺取自江西省水產科學研究所養殖池塘，選擇規格相似、外形完整、活力良好的個體，用軟毛刷輕輕除去表面附著物，放入曝氣后的自來水中暫養3 d，暫養期間不投喂，每天用流水緩慢沖去泥沙和糞便。試驗用水為距水面50 cm左右深度的泥鰍池塘水，使用浮游生物網過濾后加入玻璃缸中（50 cm×30 cm×40 cm），每個玻璃缸中加入50 L水體。伊樂藻購自新余市某養殖基地，選擇長勢良好的種株，輕緩洗去附著物，將其切成15～20 cm長的小段，每5～10段為1束。

1.2? 試驗方法

試驗分為5個梨形環棱螺密度組（螺與水體的重量體積比）和1個對照組，分別為B組（2 g/L）、C組（4 g/L）、D組（6 g/L）、E組（8 g/L）、F組（10 g/L）和A組（0 g/L），每個處理組3個重復共18個玻璃缸，每個玻璃缸分別隨機放入伊樂藻150 g，固定在玻璃缸底部花盆中。試驗期間使用空調和加熱棒控制水溫在（18±1.5）℃，自然光照射。每天觀察各組梨形環棱螺和伊樂藻的生長情況，發現死亡個體及時撈出，每天用飲用純凈水補充一次因蒸發而損失的水量。試驗周期為10 d，每天15：00取水面下10 cm處的水體100 mL用于測量水質指標，使用奧克丹多參數水質分析儀（X-Ⅱ）測定水體濁度、氨氮、亞硝酸鹽、磷酸鹽和pH，每次數據取3個重復的平均值。

2? 結果

2.1? 濁度的變化情況

水中含有的無機物微粒和浮游生物等懸浮物，使得水體變得渾濁而呈現出一定的濁度，通常水體中懸浮物越多，濁度越高，透明度也就越低。試驗過程中各組的濁度變化趨勢如圖1所示，試驗開始時的濁度為50 NTU，各組的濁度值在第1天均急劇下降。B組的濁度隨著時間的推移而持續下降，降低到8 NTU左右逐漸趨于穩定，A組的趨勢與B組相似，最后維持在18 NTU左右。C組的濁度在第4天時達到最低水平，然后上升并趨于7 NTU左右的穩定狀態;D組在第3天達到3 NTU的最低水平，在第4天開始上升，最終維持在11 NTU左右。E組和F組濁度均在在第2天達到最低水平，其后分別維持在9 NTU和13 NTU附近。隨著梨形環棱螺密度的增加，各處理組出現最低水平的時間逐漸提前，處理組濁度的穩定值均低于對照組，說明各梨形環棱螺能有效降低水體濁度，提高水體透明度。

2.2? 氨氮的變化情況

氨氮的變化趨勢如圖2所示，試驗開始時的氨氮濃度為0.19 mg/L，A組的氨氮呈現先上升后下降的趨勢，在試驗第3天達到最高值，此后開始逐漸下降，最終維持的0.05 mg/L的濃度。B組氨氮的變化與A組相似，最終濃度為0.29 mg/L，略高于初始濃度。C組表現為先上升，氨氮濃度達到0.85 mg/L后逐漸趨于平穩。D、E、F組均表現為持續上升的趨勢，且氨氮濃度隨著梨形環棱螺的密度增大而升高，表明此時梨形環棱螺的代謝超出了伊樂藻的調控能力。

2.3? 亞硝酸鹽的變化情況

各試驗組亞硝酸鹽濃度的變化趨勢基本保持一致，均有不同程度的升高。梨形環棱螺處理組在前3 天明顯升高，第4～7天波動范圍較小，第8天后又開始逐漸上升;對照組在整個試驗周期內均保持上升趨勢。從圖3可以看出亞硝酸鹽濃度與梨形環棱螺密度基本呈負相關關系，各組的亞硝酸鹽初始濃度為0.015 mg/L，試驗結束時梨形環棱螺各組亞硝酸鹽濃度在0.10～ 0.24 mg/L，對照組達到最高濃度0.62 mg/L。

2.4? 磷酸鹽的變化情況

磷酸鹽的初始濃度為2.89 mg/L，各試驗組濃度在前4天逐漸升高，梨形環棱螺組的磷酸鹽濃度在第5～7天有不同程度的下降，第8天后各試驗組小范圍波動。與各處理組不同，對照組的磷酸鹽濃度在第4天后沒有下降，其磷酸鹽濃度在第5天以后持續高于梨形環棱螺組。試驗結束時E組和F組的磷酸鹽濃度低于初始濃度，其他各組均高于初始濃度，且對照組濃度最高。

2.5? pH的變化情況

試驗初始pH為8.25，各試驗組pH隨著時間的推移呈現先降低后升高的趨勢，pH在第4～5天達到最低值，然后開始不同程度的緩慢上升，實驗結束時各組的pH均低于初始值。

3? 討論

引入螺類等軟體動物種群抑制水體富營養化進程，促進水體生態修復是在富營養化水體生態治理中的常見措施之一[2]。梨形環棱螺通過攝食水中的浮游藻類和有機碎屑，減少水體懸浮物的數量，還可以分泌黏液包裹顆粒懸浮物形成絮凝團，加速水體懸浮物的沉降[4]，試驗結果表明梨形環棱螺可以在短時間內顯著降低水體濁度，提高水體透明度。

另一方面，梨形環棱螺通過新陳代謝活動向水體中釋放了氮磷等營養元素，試驗中有螺組氨氮含量持續升高，對照組呈現相反的趨勢，說明這一時期內梨形環棱螺釋放的氮超過了伊樂藻吸收能力的上限。過高的營養鹽濃度會抑制環棱螺的代謝強度，陳靜等[5]監測了60 d中梨形環棱螺對水體環境的影響，發現水體中氨氮含量在前10天持續升高，試驗后期逐步下降。有螺組亞硝酸鹽含量緩慢上升且濃度明顯低于對照組，是因為環棱螺自身代謝基本不釋放亞硝酸鹽[4]，同時對照組伊樂藻通過光合作用提高了水中溶解氧含量，促進了水中氨氮發生亞硝化作用生成亞硝酸鹽，而環棱螺呼吸耗氧造成水體溶氧水平較低，抑制了氨氮的亞硝化作用。養殖池塘水體中過多的藻類和懸浮顆粒以及植物表面附著的懸浮物質對光線的遮擋是限制沉水植物光合作用和生長的主要因素[6]。試驗中梨形環棱螺在提高水體透明度的同時，還可以刮食伊樂藻表面附著的懸浮物質，促進了伊樂藻的光合作用和生長，間接加快了伊樂藻對磷酸鹽的吸收。

本試驗探索了短期內梨形環棱螺和伊樂藻組合對水體的凈化效果，表明在池塘養殖尾水治理中引入梨形環棱螺和伊樂藻組合可在短時間內顯著提高水體透明度，對氨氮、亞硝酸鹽和磷酸鹽有一定的調節作用。在實際生態治理中，需要根據池塘養殖尾水的水體情況進一步優化梨形環棱螺密度和沉水植物的種類。

參考文獻

[1]段曉姣，謝從新，呂元蛟，等. 梨形環棱螺的食性及其在生態溝渠中的凈水作用[J]. 漁業現代化，2013，40（2）：17-21.

[2]顧靜，王紹祥，朱宜平，等. 銅銹環棱螺對原水中藻類及營養鹽的影響[J]. 凈水技術，2012，31（5）：1-5.

[3]苑博. 兩種沉水植物與銅銹環棱螺及其組合對水體凈化的效果[D]. 河北大學碩士研究生學位論文，2020，66-69.

[4]周露洪，谷孝鴻，曾慶飛，等. 利用環棱螺調控池塘水質的實驗生態學研究[J]. 生態學雜志，2012，31（11）：29661-2975.

[5]陳靜，宋光同，汪翔，等. 不同密度銅銹環棱螺和梨形環棱螺對水體環境的影響效果[J]. 安徽農業科學，2012，（，23）：11708-11709.

[6]羅叢強，蔣東利，雷澄，等. 富營養化水體中銅銹環棱螺促進枯草生長和水質改善研究[J]. 環境生態學，2020，2（6）：27-33.

作者簡介：馬本賀（1990-），男，助理研究員，E-mail：mabenhe@126.com。

基金項目：江西省現代農業產業技術體系（JXARS-10）。

*通信作者：王海華（1971-），男，研究員，E-mail：haihuawang998@sina.com.cn。