浮床栽培野生蔬菜对养殖池塘水质的净化效果

周晓琳+王建湘+张建国

摘 要：通过在养殖池塘进行5种野生蔬菜的浮床栽培，测定栽培过程中养殖池塘的水质变化情况，并对野生蔬菜的安全品质进行研究。结果表明，浮床栽培野生蔬菜能显著改善富营养化水体的水质，同时蔬菜品质也符合食用标准，具有广阔的发展前景。

关键词：浮床栽培；野生蔬菜；富营养化；净化

中图分类号：X52 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.02.015

Purification of Aquaculture Pond Water by Wild Vegetables Cultivated on Floating-beds

ZHOU Xiao-lin，WANG Jian-xiang，ZHANG Jian-guo

（College of Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic， Changsha，Hunan 410127， China）

Abstract： As planting 5 wild vegetables on floating-beds in aquaculture pond water， water quality change in the process of cultivation was determined， and the safety quality of wild vegetables was also analyzed. The results showed that planting wild vegetables on floating-beds had significant effect on improving the quality of eutrophicated water. Vegetable quality was according with standards of edible， and had a broad development prospects.

Key words： floating-beds cultivation； wild vegetables； eutrophication；purification

在水环境中，建立一个长期稳定的水质净化系统，保证循环养殖环境质量是发展水产养殖业的一个重要方面。池塘养殖是我国水产养殖的主要方式，而养殖池塘的生态环境相当复杂。在养殖过程中，投饲、鱼类排泄、生物残骸及分解产生的氮磷等化合物和蛋白质等都会引起池塘的富营养化，造成养殖池塘环境的恶化。利用植物来净化湖泊富营养化水体及污水处理的工作已开展多年[1-8]，并取得了很好的效果，但是在养殖池塘利用浮床栽培技术，栽种适应性强的野生蔬菜来净化水质方面的应用研究还不多。本研究选择适合湖南栽培的野生蔬菜（富贵菜、人参菜、紫背菜、豆瓣菜、水芹菜等）作为研究材料， 研究其在养殖池塘浮床水湿生境条件下， 对水质的净化作用。

1 材料和方法

1.1 水培载体浮床的构建

采用100 cm×100 cm×5 cm 的聚苯乙烯泡沫板， 按间距20 cm、孔径 12cm 打孔， 用于栽种植物。先用清水将预培养好的植株根系清洗干净， 再移栽到试验浮床泡沫板载体上， 在植株茎基部包裹适量海绵， 将栽培好植物的泡沫板放入受试水体， 用竹片和软绳连接起来。浮床整体组装完成后， 四周固定， 水培载体浮床即构建完成[9]。

1.2 试验养殖池塘水体环境

试验在湖南省望城卓柱生态农业公司内的一个养殖池塘内进行。池塘面积约1 000 m2， 平均水深约1.50 m， 试验前测定的水体主要水质指标如表1所示， 参照GB3838—2002[10] 。

1.3 试验材料

富贵菜、人参菜、紫背菜、豆瓣菜、水芹菜等均采自湖南省农业科学院蔬菜基地。

1.4 试验方法和测定方法

选取大小均一、长10 cm左右的幼苗枝条，基部剪成45°，斜面浸入700 mg·L-1的NAA溶液中30 s，定植于日本园式配方营养液（1/2剂量）的塑料桶中进行预培养生根，塑料桶外壁涂1层黑色油漆。待植株生根成活并长出4～6片新叶后，再选取长势基本一致的植物苗定植于浮床，浮床栽培总面积为100 m2。试验期间不施肥料， 植物营养完全来源于水体。

试验从2011年5月16日开始，每7 d取一次水样，共测水样5次。测定池塘当中的TN、NH3-N、TP、COD、pH值。蔬菜采收时检测蔬菜营养品质及重金属Cu、Pb、Cd、Zn的含量，同时判定浮床无土栽培蔬菜是否符合无公害标准。

水样TN的测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB11894—89）；水样中NH3-N采用纳氏试剂光度法（GB7479—87）测定；水样TP的测定采用钼酸铵分光光度法（GB11893一89）；水样中COD的测定采用重铬酸盐法（GB11914—89）；酸碱度采用pH计（ HANNA，HI98127） 测定。重金属含量采用ICP-MS测定[11]。

2 结果与分析

2.1 野生蔬菜的生长状况

在整个试验过程中，供试的5种野生蔬菜均对富营养化水体的环境条件有较强的适应性，在富营养化水体中都可以正常生长（表2）。

2.2 供试蔬菜对富营养化水质的净化能力

2.2.1 供试蔬菜对养殖池塘水体中TN、NH3-N的去除效果 水中TN含量变化如图1所示。野生蔬菜对水体中TN的总去除率为72.4%，5次测定去除率分别为10.2%，38.5%，61.4%，70.1%，72.4%。对TN的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.254 7x + 10.855 （R2 = 0.933 9）。

水中NH3-N的含量变化如图2所示，野生蔬菜对水体中NH3-N的总去除率为64.0%，5次测定去除率分别为9.0%，38.8%，56.1%，60.4%，64.0%。对NH3-N的去除率随着时间变化的方程为：

y =-0.188 2 x + 9.105 2 （R2 = 0.910 1）

从图1、图2可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TN、NH3-N含量显著下降，其中，在野生蔬菜生长旺盛期对TN、NH3-N去除效果明显。

2.2.2 供试蔬菜对养殖池塘水体中TP的去除效果 水中TP的含量变化如图3所示，野生蔬菜对水体中TP的总去除率为34.9%，5次测定去除率分别为3.5%，14.0%，25.6%，32.6%，34.9%。对TP的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.009 6 x + 0.869 5 （R2 = 0.965 8）

从图3可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TP含量有明显下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中能很好地吸收富营养化水体中的氮磷等营养物质。

2.2.3 供试蔬菜对养殖池塘水体化学耗氧量的影响 水体化学耗氧量变化如图4所示，随着野生蔬菜的生长，水体中化学耗氧量5次测定去除率分别为2.2%，11.9%，17.3%，24.7%，26.6%。对COD的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.366 5 x + 44.052（R2 =0.971 2）

从图4可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，化学耗氧量有下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中对水体中COD的去除有一定的作用。

本试验中，pH值变化不大，相比栽培前略微降低了，由原来的6.9降至6.5。总氮、总磷、氨氮、化学需氧量4个参数的比较说明，野生蔬菜生长对富营养化水体有净化作用，且效果相对明显。本次试验栽培面积仅为养殖池塘水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。

2.2.4 蔬菜品质安全分析 浮床栽培的野菜其重金属含量测定结果见表3。野生蔬菜在栽培过程中对富营养化水体中的重金属有一定的吸收作用，但吸收量很小，在本试验的研究条件下，野生蔬菜完全符合WHO&FAO允许食用标准，可以食用。

3 结论与讨论

在本试验中，养殖水体中的总氮、总磷、氨氮等物质含量的变化规律均呈现降低的趋势，在降低过程中总体呈现先慢后快再变缓的趋势，在第2、3周中，各指标的降低速度较快，而在最后一周中各指标的含量则变化不大。产生该动态变化规律的原因可能主要与植物生长状态有关。野生蔬菜在浮床种植初期还存在一定的适应性，生长较缓慢，但随着植物的生长量逐渐增加，对于水体净化效果也越来越明显。在生长后期，植物的生长量放缓，对于水体的净化能力也逐渐减缓，因而在整个过程中会出现先缓后快再缓的过程。

栽培面积只占整个水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。研究表明，浮床栽培野生蔬菜对养殖池塘富营养化具有较为明显的改善作用，尤其在野生蔬菜生长旺盛期对水体的TN、TP等有较好的去除作用，对养殖池塘的水体有很好的净化作用。同时，野生蔬菜作为蔬菜市场上的特色蔬菜，其经济效益相当可观，具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 李文祥，李为，林明利，等. 浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究[J].环境科学学报，2011，31（8）：1 670-1 675.

[2] 周念.几种常见野生蔬菜的生态功能利用研究进展[J].广东农业科学，2012，15：42-45.

[3] 宋超.刘盼，朱华，等.水芹对富营养化水体的净化效果研究[J].水生态学杂志，2011，32（3）：145-148.

[4] 姚朋，张媛.太湖水域富营养化之生态恢复初探[J].山西农业科学，2008（12）：135-136.

[5] 由文辉.水生经济植物净化受污染水体研究[J].华东师范大学学报：自然科学版，2000（1）：99-102.

[6] 常会庆，徐晓峰，王世华，等.几种植物对城市尾水中重金属的去除效果研究[J].河南农业科学，2012（10）：89-93.

[7] 高军侠，党宏斌，姜灵彦，等.凤眼莲修复农村微污染小型水域研究[J].河南农业科学，2013（5）：82-85.

[8] 邴旭文，陈家长. 浮床无土栽培植物控制池塘富营养化水质[J].湛江海洋大学学报，2001，21（3）：29-33.

[9] 许桂芳.浮床栽培十种观赏植物在富营养化水体中的适应性研究[J].北方园艺，2010（9）：94-95.

[10] 国家环保总局.地表水环境质量标准GB3838—2002[S].北京：中国标准出版社，2002.

[11] 黄亮，李伟，吴莹，等.长江中游若干湖泊中水生植物体内重金属分布[J].环境科学研究，2002，15（6）：1-4.

y = -0.254 7x + 10.855 （R2 = 0.933 9）。

水中NH3-N的含量变化如图2所示，野生蔬菜对水体中NH3-N的总去除率为64.0%，5次测定去除率分别为9.0%，38.8%，56.1%，60.4%，64.0%。对NH3-N的去除率随着时间变化的方程为：

y =-0.188 2 x + 9.105 2 （R2 = 0.910 1）

从图1、图2可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TN、NH3-N含量显著下降，其中，在野生蔬菜生长旺盛期对TN、NH3-N去除效果明显。

2.2.2 供试蔬菜对养殖池塘水体中TP的去除效果 水中TP的含量变化如图3所示，野生蔬菜对水体中TP的总去除率为34.9%，5次测定去除率分别为3.5%，14.0%，25.6%，32.6%，34.9%。对TP的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.009 6 x + 0.869 5 （R2 = 0.965 8）

从图3可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TP含量有明显下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中能很好地吸收富营养化水体中的氮磷等营养物质。

2.2.3 供试蔬菜对养殖池塘水体化学耗氧量的影响 水体化学耗氧量变化如图4所示，随着野生蔬菜的生长，水体中化学耗氧量5次测定去除率分别为2.2%，11.9%，17.3%，24.7%，26.6%。对COD的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.366 5 x + 44.052（R2 =0.971 2）

从图4可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，化学耗氧量有下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中对水体中COD的去除有一定的作用。

本试验中，pH值变化不大，相比栽培前略微降低了，由原来的6.9降至6.5。总氮、总磷、氨氮、化学需氧量4个参数的比较说明，野生蔬菜生长对富营养化水体有净化作用，且效果相对明显。本次试验栽培面积仅为养殖池塘水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。

2.2.4 蔬菜品质安全分析 浮床栽培的野菜其重金属含量测定结果见表3。野生蔬菜在栽培过程中对富营养化水体中的重金属有一定的吸收作用，但吸收量很小，在本试验的研究条件下，野生蔬菜完全符合WHO&FAO允许食用标准，可以食用。

3 结论与讨论

在本试验中，养殖水体中的总氮、总磷、氨氮等物质含量的变化规律均呈现降低的趋势，在降低过程中总体呈现先慢后快再变缓的趋势，在第2、3周中，各指标的降低速度较快，而在最后一周中各指标的含量则变化不大。产生该动态变化规律的原因可能主要与植物生长状态有关。野生蔬菜在浮床种植初期还存在一定的适应性，生长较缓慢，但随着植物的生长量逐渐增加，对于水体净化效果也越来越明显。在生长后期，植物的生长量放缓，对于水体的净化能力也逐渐减缓，因而在整个过程中会出现先缓后快再缓的过程。

栽培面积只占整个水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。研究表明，浮床栽培野生蔬菜对养殖池塘富营养化具有较为明显的改善作用，尤其在野生蔬菜生长旺盛期对水体的TN、TP等有较好的去除作用，对养殖池塘的水体有很好的净化作用。同时，野生蔬菜作为蔬菜市场上的特色蔬菜，其经济效益相当可观，具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 李文祥，李为，林明利，等. 浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究[J].环境科学学报，2011，31（8）：1 670-1 675.

[2] 周念.几种常见野生蔬菜的生态功能利用研究进展[J].广东农业科学，2012，15：42-45.

[3] 宋超.刘盼，朱华，等.水芹对富营养化水体的净化效果研究[J].水生态学杂志，2011，32（3）：145-148.

[4] 姚朋，张媛.太湖水域富营养化之生态恢复初探[J].山西农业科学，2008（12）：135-136.

[5] 由文辉.水生经济植物净化受污染水体研究[J].华东师范大学学报：自然科学版，2000（1）：99-102.

[6] 常会庆，徐晓峰，王世华，等.几种植物对城市尾水中重金属的去除效果研究[J].河南农业科学，2012（10）：89-93.

[7] 高军侠，党宏斌，姜灵彦，等.凤眼莲修复农村微污染小型水域研究[J].河南农业科学，2013（5）：82-85.

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[9] 许桂芳.浮床栽培十种观赏植物在富营养化水体中的适应性研究[J].北方园艺，2010（9）：94-95.

[10] 国家环保总局.地表水环境质量标准GB3838—2002[S].北京：中国标准出版社，2002.

[11] 黄亮，李伟，吴莹，等.长江中游若干湖泊中水生植物体内重金属分布[J].环境科学研究，2002，15（6）：1-4.

y = -0.254 7x + 10.855 （R2 = 0.933 9）。

水中NH3-N的含量变化如图2所示，野生蔬菜对水体中NH3-N的总去除率为64.0%，5次测定去除率分别为9.0%，38.8%，56.1%，60.4%，64.0%。对NH3-N的去除率随着时间变化的方程为：

y =-0.188 2 x + 9.105 2 （R2 = 0.910 1）

从图1、图2可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TN、NH3-N含量显著下降，其中，在野生蔬菜生长旺盛期对TN、NH3-N去除效果明显。

2.2.2 供试蔬菜对养殖池塘水体中TP的去除效果 水中TP的含量变化如图3所示，野生蔬菜对水体中TP的总去除率为34.9%，5次测定去除率分别为3.5%，14.0%，25.6%，32.6%，34.9%。对TP的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.009 6 x + 0.869 5 （R2 = 0.965 8）

从图3可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TP含量有明显下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中能很好地吸收富营养化水体中的氮磷等营养物质。

2.2.3 供试蔬菜对养殖池塘水体化学耗氧量的影响 水体化学耗氧量变化如图4所示，随着野生蔬菜的生长，水体中化学耗氧量5次测定去除率分别为2.2%，11.9%，17.3%，24.7%，26.6%。对COD的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.366 5 x + 44.052（R2 =0.971 2）

从图4可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，化学耗氧量有下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中对水体中COD的去除有一定的作用。

本试验中，pH值变化不大，相比栽培前略微降低了，由原来的6.9降至6.5。总氮、总磷、氨氮、化学需氧量4个参数的比较说明，野生蔬菜生长对富营养化水体有净化作用，且效果相对明显。本次试验栽培面积仅为养殖池塘水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。

2.2.4 蔬菜品质安全分析 浮床栽培的野菜其重金属含量测定结果见表3。野生蔬菜在栽培过程中对富营养化水体中的重金属有一定的吸收作用，但吸收量很小，在本试验的研究条件下，野生蔬菜完全符合WHO&FAO允许食用标准，可以食用。

3 结论与讨论

在本试验中，养殖水体中的总氮、总磷、氨氮等物质含量的变化规律均呈现降低的趋势，在降低过程中总体呈现先慢后快再变缓的趋势，在第2、3周中，各指标的降低速度较快，而在最后一周中各指标的含量则变化不大。产生该动态变化规律的原因可能主要与植物生长状态有关。野生蔬菜在浮床种植初期还存在一定的适应性，生长较缓慢，但随着植物的生长量逐渐增加，对于水体净化效果也越来越明显。在生长后期，植物的生长量放缓，对于水体的净化能力也逐渐减缓，因而在整个过程中会出现先缓后快再缓的过程。

栽培面积只占整个水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。研究表明，浮床栽培野生蔬菜对养殖池塘富营养化具有较为明显的改善作用，尤其在野生蔬菜生长旺盛期对水体的TN、TP等有较好的去除作用，对养殖池塘的水体有很好的净化作用。同时，野生蔬菜作为蔬菜市场上的特色蔬菜，其经济效益相当可观，具有广阔的发展前景。

参考文献：

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[3] 宋超.刘盼，朱华，等.水芹对富营养化水体的净化效果研究[J].水生态学杂志，2011，32（3）：145-148.

[4] 姚朋，张媛.太湖水域富营养化之生态恢复初探[J].山西农业科学，2008（12）：135-136.

[5] 由文辉.水生经济植物净化受污染水体研究[J].华东师范大学学报：自然科学版，2000（1）：99-102.

[6] 常会庆，徐晓峰，王世华，等.几种植物对城市尾水中重金属的去除效果研究[J].河南农业科学，2012（10）：89-93.

[7] 高军侠，党宏斌，姜灵彦，等.凤眼莲修复农村微污染小型水域研究[J].河南农业科学，2013（5）：82-85.

[8] 邴旭文，陈家长. 浮床无土栽培植物控制池塘富营养化水质[J].湛江海洋大学学报，2001，21（3）：29-33.

[9] 许桂芳.浮床栽培十种观赏植物在富营养化水体中的适应性研究[J].北方园艺，2010（9）：94-95.

[10] 国家环保总局.地表水环境质量标准GB3838—2002[S].北京：中国标准出版社，2002.

[11] 黄亮，李伟，吴莹，等.长江中游若干湖泊中水生植物体内重金属分布[J].环境科学研究，2002，15（6）：1-4.