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“鱼·菜·菌”生态养殖模式氮磷转化及去除效果分析

2014-12-19薛凌展

亚热带资源与环境学报 2014年4期
关键词:空心菜氮源鱼苗

薛凌展

(福建省淡水水产研究所,福州350002)

随着中国水产养殖业的不断发展,在追求经济效益和高产的同时,也暴露了许多负面问题,如养殖环境恶化、水资源日趋紧张、病害防控难度加大等,其中养殖环境恶化问题尤为突出。近些年,中国水产养殖模式主要以池塘集约化养殖为主导,高密度、高投饵量的养殖方式,导致养殖水体超负荷运转,施肥、残饵和排泄物等因素导致养殖水体中有机物、氮、磷等物质迅速富集。有研究表明在池塘养殖过程中5% ~10%的饲料未能被鱼类所食用[1],每生产1 kg的鱼类生物量约有162 g有机物粪便废物被直接排入池塘中,其中总氮含量约重30 g,总磷含量约重7 g[2],由此推算,约有51%的氮和64%的磷直接变成废物排入池塘中。因此,养殖密度越高、投饵量越大,养殖水体中的残饵越多,加上池塘养殖生态系统结构简单,自净能力较弱,养殖水体水华现象频发,养殖生态环境恶化日趋严重,直接导致养殖换水量和换水频率增加。以尼罗罗非鱼和斑点叉尾鮰为例[3],在池塘养殖模式下,每生产1 kg的鱼分别需要消耗2.1×104L和0.3×104~0.5×104L的水体,水资源浪费较为严重,导致水资源日趋紧张。工厂化循环水养殖系统因其造价高,成本回收周期长,在中国尚无法大面积推广。目前工厂化循环水养殖系统主要用于鲆鲽类、部分鳗鱼养殖和鲑鳟类冷水鱼养殖方面。目前解决养殖水体富营养化问题的常用方法仍然采取大量换水或者频繁使用消毒剂来实现。大量换水导致池塘生态环境波动性较大,生态稳定性较差,削弱了池塘的自身修复能力。频繁使用消毒剂,杀灭池塘环境中的有害菌同时也杀灭了有益微生物,使得底泥中的有机污染物降解速度下降,池塘的自身调节和净化效率下降。池塘养殖必须依靠长期大量换水来维持高密度养殖,导致水资源浪费现象日益严重,而且大量排放养殖污水和使用消毒剂也加重了对生态环境的破坏。因此如何提高池塘自身的水质修复能力,维持水质稳定,避免出现水体富营养化,又能达到节能减排的目标是现代养殖业可持续发展的重要研究方向。近几年,中国在池塘养殖水质调控方面逐渐兴起了生物浮床原位修复技术[4-6]、人工基质固定化微生物修复技术[7]和底质修复技术[8]等生态修复手段,通过利用以上技术对池塘养殖水体进行原位、异位处理和修复,达到改善养殖水环境实现节能减排的生态养殖新模式。目前,大部分研究主要是通过监测水质各项指标变化情况来判断生态修复的效果,如空心菜对罗非池塘养殖水质调控的研究[9]、浮床植物系统对富营养化水体的净化作用[10]、复合立体生物浮床技术对微污染水体氮磷的去除效果[5],复合微生态制剂对池塘水体氮循环细菌动态变化的影响等[11],这些研究仅限于修复手段对水质指标变化的影响,分析方法比较单一,不能整体反映出养殖生态系统的运转情况及物质代谢过程。为了进一步完善池塘生态修复技术,本试验集成多种修复技术,采用水生空心菜根系为基质,构建了以池塘土著微生物和外源益生菌为菌源的池塘漂浮式固定化微生物菌膜系统,结合水生空心菜对养殖水体进行原位立体修复,进一步增强池塘水体的自净能力,减少污染物的排放,改善养殖环境,提高养殖效益,并通过跟踪检测养殖生态系统中氮、磷等主要成分的代谢循环过程,来综合评价“鱼菜菌”养殖模式的自净能力,为池塘养殖新模式的建立及推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验在顺昌县兆兴鱼种场的土底水泥池开展。池塘面积为100.0 m2,水深1.0 m,配备微孔增氧设备。试验开展时间为2013年7月18日至10月23日,共97天。本试验设3种养殖模式 (表1),每口池放异育银鲫“中科3号”鱼苗1 900尾,鱼苗体重为2.04 g·尾-1,全长为4~5 cm。YCJ-1和YCJ-2池中各放置4个空心菜种植浮床,每个浮床面积为4 m2,每口池空心菜种植面积控制在16%左右,两口池各移植新鲜空心菜1.5 kg,均匀地种植在浮床上面。生物浮床采用PVC管和网片制作而成的漂浮式网箱,既可为空心菜的生长提供附着平台,底部的网箱又可以保护空心菜根系不会被鱼吃掉,同时,浸没水体中的网箱和空心菜根系为细菌提供了更大的表面积,可以富集大量的有益菌,形成细菌膜。YCJ-2池定期使用微生态制剂EM菌原粉,使用剂量为0.23 g·m-3,每15天使用1次。

表1 养殖模式设置Table 1 The setting of breeding mode

1.2 养殖管理

试验过程中,每口鱼塘每天早晚各投喂一次,总投喂量为鱼体重的3% ~5%(饲料选用天马公司的斑节对虾1号料,蛋白质含量为42.0%,总磷含量为1.2%)。每15天左右进排水一次,每次换水20 cm。

1.3 样品采集

试验开始后,在每口池塘的四周及中间安放5个沉积物采集器 (直径为25 cm,深为10 cm的不锈钢盆)收集养殖过程中产生的沉积物,在试验结束时拿出。检测底泥厚度、重量以及底泥中的氮磷含量,同时对试验过程中每次换水收集进排水的水样进行总磷总氮分析,试验过程中每次收割空心菜时统计空心菜重量,并检测空心菜总氮和总磷含量。鱼苗下塘前和试验结束时每口池各随机抽取30尾鱼苗进行总氮和总磷检测,并统计鱼苗的重量和全长。试验所投喂的饲料为同一厂家同一型号,并检测饲料中的总磷总氮含量,登记每天投喂的总量。

1.4 各项指标的检测方法

进排水的总磷总氮检测方法分别采用GB/T11893-1989《水质 总磷的测定:钼酸胺分光光度法》和HJ636-2012《水质总氮的测定:碱性过硫酸钾消解紫外光光度法》进行检测;鱼苗总蛋白和总磷的检测方法分别采用GB5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定方法》(第一法:凯氏定氮法)和GB/T5009.87-2003《食品中磷的测定方法》(第一法:分光光度法)进行检测;底泥中总磷总氮的检测方法分别采用GB 17378.5-2007《海洋监测规范第5部分:沉积物分析》(附录C总磷-分光光度法)和GB 17378.5-2007《海洋监测规范 第5部分:沉积物分析》(附录D总氮-凯氏滴定法)进行检测;空心菜总蛋白和总磷的检测方法分别采用GB5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定方法》(第一法:凯氏定氮法)和GB/T5009.87-2003《食品中磷的测定方法》(第一法:分光光度法)进行检测;饲料总蛋白和总磷的检测方法分别采用GB/T6432-94《饲料中粗蛋白测定方法》和GB/T6437-2002《饲料中总磷量的测定方法分光光度法》进行检测。

1.5 计算公式及统计方法

采用物料衡算法原理进行计算养殖产排污系数[12-13],计算公式如下:

式 (1)中:Ki-为i检测指标的产排污系数 (g·kg-1);i-为监测指标,这里代表总磷、总氮;j-为饲料投喂次数;△Wj饲料-为第j次投入品 (饲料)的质量 (kg);Pj饲料i-为第j次投喂饲料的检测指标i含量 (mg·kg-1);△W渔获-为渔获物的增重,等于鱼类收获量减去投入量 (kg);P渔获i-为渔获物检测指标i含量 (mg·kg-1)x-为蔬菜收获的次数;Px菜获i-为第x次菜获收割时的物监测指标i含量(mg·kg-1)△Wx渔获-为菜获物的增重,等于空心菜收获量减去投入量 (kg);Y-为溶解系数,此为常数,在统计总磷总氮的排污系数Ki时,Y分别取55%和40%。

通过产量法测算沉积物产污系数[14],计算公式如下:

式 (2)中:Ki-为i检测指标的沉积物污系数 (g·kg-1);i-为监测指标,这里代表总磷、总氮;x-为蔬菜收割次数;△W渔获-为渔获物的增重,等于鱼类收获量减去投入量 (kg);Ci-为沉积物检测指标i含量 (mg·kg-1);△Wx渔获-为菜获物的增重,等于空心菜收获量减去投入量 (kg)。排污量按下式计算:

式 (3)中:Mi-为整个养殖周期中i种污染物的排放量 (g);V排·x-为养殖过程中第x次排水体积(m3);C排·i·x-为第x次排放水中i种污染物的浓度 (mg·L-1);C进·i·y-为第Y次进水中i种污染物的浓度 (mg·L-1);n-为整个养殖过程中的排水次数;m-为整个养殖过程中的进水次数。

总氮总磷的去除率计算公式:

式 (4)中:Ti-为空心菜对i检测指标的去除率 (%);i-为监测指标,这里代表总磷、总氮;x-为蔬菜收割次数;△Wx菜获-为空心菜的增重量 (kg);Px菜获i-为空心菜体内检测指标i的含量 (mg·kg-1);j-为饲料投喂次数;△Wj饲料-为第j次投喂饲料的重量 (kg);Pj饲料i-为第j次投喂饲料的检测指标i含量 (mg·kg-1);△W0渔-为鱼苗下塘时的体重 (kg);P0鱼i-为鱼苗体内检测指标i的含量 (mg·kg-1);△W0菜-为移栽时空心菜的重量 (kg);P0菜i-为移栽时空心菜体内检测指标i的含量 (mg·kg-1);V0-为池塘初始水体体积 (L);Ci-为池塘初始水体检测指标i的含量 (mg·L-1);y-为池塘进水次数;Vy进水-为第y次进水水体体积 (L);Cy进水i-为第y次进水水体检测指标i的含量 (mg·L-1)。

2 试验结果与分析

2.1 鱼苗和空心菜生长情况对比

本实验从2014年7月18日起至2014年10月23日,强化培育97天,YCJ-1池塘中共起捕异育银鲫“中科3号”大规格苗种1 721尾,平均体重为49.57 g·尾-1,成活率为90.58%;YCJ-2池塘共计起捕1 783尾,平均体重为53.45 g·尾-1,生长速度比其他2组快,成活率达到93.84%;YCJ-3池塘共起捕异育银鲫“中科3号”大规格苗种1 730尾,平均规格为45.69 g·尾-1,平均规格低于其他2组,成活率为91.05%。从以上的数据分析得出,在空心菜和益生菌的处理下,YCJ-2池塘中鱼苗的生长速度和成活率均好于其他2组,效果比较明显 (表2)。

由于在实验过程中没有另外施用化肥或有基肥,导致空心菜生长速度偏慢,在97天的培育过程中,YCJ-1池塘共计采收空心菜100.20 kg,增重89.93 kg;YCJ-2池塘共计采收空心菜 112.84 kg,增重102.73 kg,说明在有益细菌的作用下,YCJ-2池塘中的空心菜长势好于YCJ-1池塘,空心菜总产量提高了14.23%(表3)。

从3个鱼塘的摄食情况来看,YCJ-2池塘中的鱼苗摄食情况较好,97天内共计投-饵108.525 kg,鱼苗增重91.435 kg,饵料系数达到1.187,摄食情况和饵料效率明显好于YCJ-1和YCJ-3两口池塘。YCJ-3池塘中的鱼苗生长速度较慢,经过97天的培育,鱼苗共计增重75.168 kg,饵料系数为1.217,与YCJ-1和YCJ-2相比,生长速度分别下降了7.68%和17.77%。

表2 鱼苗生长情况比较Table 2 Comparison of larve growing

表3 空心菜采收情况Table 3 Comparison of harvested Ipomoea aquatica

根据3种模式的鱼苗产量及空心菜产量,初步统计分析3种模式的养殖经济效益,结果显示YCJ-2的鱼苗产值为2 859.00元,累计空心菜产值为677.04元,合计总产值达到3 536.04元,利润达到2 770.415元,比YCJ-3池塘利润高出970.58元,养殖经济效益提高了53.93%,比YCJ-1池塘利润高出329.89元,养殖经济效益提高了13.52%,在3个养殖模式中产值最高,经济效益最好 (表4、表5)。

表4 3种模式的投饵情况比较Table 4 Comparison of bait casting

表5 3种养殖模式的养殖效益Table 5 Comparison of breeding efficiency

2.2 水质指标变化情况

3种模式养殖周期中总氮变化情况显示,3种模式间差异较为明显。如图1所示,在97天的养殖过程中对照组YCJ-3总氮含量呈明显上升趋势,8月5日之后,该模式下总氮含量逐渐高于其他2种模式,至试验结束时,养殖水体中总氮含量达到16.3 mg·L-1,与YCJ-1和YCJ-2相比,总氮含量分别上升了162.47%和195.29%。而YCJ-1和YCJ-2两种模式下的总氮含量略有波动,变化幅度较小,YCJ-2模式下的总氮平均含量为4.975 mg·L-1,YCJ-1总氮平均含量为6.01 mg·L-1,整个养殖周期总氮含量YCJ-2比YCJ-1低了17.22%,水质状况较其他2组好,养殖用水排放总氮指标基本上达到淡水养殖废水排放二级标准[12]。

图1 3种模式在整个养殖周期中的总氮变化情况Figure 1 TN changes of in breeding cycle of the three patterns

3种模式下养殖水体的总磷含量检测结果如图2所示,YCJ-2模式下的总磷含量低于其他2种模式,波动幅度也最小,总磷含量大致在0.338~0.478 mg·L-1范围,总磷排放量介于淡水养殖废水排放一级标准[15]和地表水质量Ⅴ类标准[16]之间;YCJ-3模式下的总磷含量变化幅度较大,在97天的培育时间内基本呈现出递增的趋势,至试验结束时,该模式下的养殖水体总磷含量达到0.808 mg·L-1,分别比YCJ-1和YCJ-2上升了39.07%和77.97%,显著高于其他2种模式;YCJ-1和YCJ-2模式总磷含量变化幅度较YCJ-3小,呈现缓慢的增长趋势,YCJ-1平均总磷含量为0.491 mg·L-1,YJC-2模式中平均总磷为0.415 mg·L-1,略低于YCJ-1。

2.3 3种模式下氮、磷来源及其转化情况

YCJ-1模式下的氮源及转化情况如表6所示,氮源主要来自于鱼苗、空心菜、饲料、水源等,共计总氮量为7 381.8 g,其中主要的氮源来自饲料,占总氮源的90.48%。从氮源转化情况显示35.5%的氮源被鱼苗所吸收应用,6.01%的氮源被空心菜吸收利用,其余58.69%的氮源未被利用,分别以沉积物、污水以及其他形式残留在养殖环境中。

YCJ-2模式下的氮源及转化情况如表7所示,氮源主要来自于鱼苗、空心菜、饲料、水源等,共计总氮量为7 943.46 g,其中主要的氮源来自于饲料,占总氮源的91.81%。从氮源转化情况显示34.74%的氮源被鱼苗所吸收应用,6.58%的氮源被空心菜吸收利用,其余58.68%的氮源未被利用,分别以沉积物、污水以及其他形式残留在养殖环境中。

图2 3种模式在整个养殖周期中的总磷变化情况Figure 2 TP changes in breeding cycle of the three patterns

表6 YCJ-1模式下氮源及转化情况Table 6 Nitrogen source and transformation of YCJ-1

表7 YCJ-2模式下氮源及转化情况Table 7 Nitrogen source and transformation of YCJ-2

YCJ-3模式下的氮源及转化情况见表8,氮源主要来自于鱼苗、饲料、水源等,共计总氮量为6 813.00 g,其中主要的氮源来自于饲料,占总氮源的90.22%。从氮源转化情况显示36.01%的氮源被鱼苗所吸收应用,其余63.99%的氮源未被利用,分别以沉积物、污水以及其他形式残留在养殖环境中。

YCJ-1模式下的磷源及转化情况如表9所示,磷源主要来自于鱼苗、空心菜、饲料、水源等,共计总磷量为1 252.43 g,其中主要的磷源来自于饲料,占总磷源的95.23%。从磷源转化情况显示5.15%的磷源被鱼苗所吸收应用,2.16%的磷源被空心菜吸收利用,其余92.69%的磷源未被利用,分别以沉积物、污水以及其他形式残留在养殖环境中。

表8 YCJ-3模式下氮源及转化情况Table 8 Nitrogen source and transformation of YCJ-3

表9 YCJ-1模式下磷源及转化情况Table 9 Phosphorus source and transformation of YCJ-1

YCJ-2模式下的磷源及转化情况如表10所示,磷源主要来自于鱼苗、空心菜、饲料、水源等,共计总氮量为1 361.27 g,其中主要的磷源来自于饲料,占总磷源的95.67%。从磷源转化情况显示5.11%的磷源被鱼苗所吸收利用,2.65%的磷源被空心菜吸收利用,其余92.24%的磷源未被利用,分别以沉积物、污水以及其他形式残留在养殖环境中。

表10 YCJ-2模式下磷源及转化情况Table 10 Phosphorus source and transformation of YCJ-2

YCJ-3模式下的磷源及转化情况如表11所示,磷源主要来自于鱼苗、饲料、水源等,共计总氮量为1 162.09 g,其中主要的磷源来自于饲料,占总磷源的94.46%。从磷源转化情况显示4.76%的磷源被鱼苗所吸收利用,其余95.24%的磷源未被利用,分别以沉积物、污水以及其他形式残留在养殖环境中。

表11 YCJ-3模式下磷源及转化情况Table 11 Phosphorus source and transformation of YCJ-3

2.4 不同养殖模式的产排污情况

2.4.1 采用物料平衡原理进行计算不同养殖模式下的产排污系数

3种模式的总氮、总磷排放量及产排污系数的比较分析结果如表12和表13所示,整个养殖过程中,YCJ-3的总氮、总磷排放量均最高,分别达到1 202.90 g和77.90 g,分别约占总氮源和总磷源的17.66%和6.70%,YCJ-2的总氮和总磷排放量最少,分别为589.40 g和48.86 g,约占总氮源和总磷源的8.65%和3.59%,与YCJ-3相比,总氮和总磷排放量分别减少了9.01%和3.59%,总氮、总磷排放量降低幅度分别达到51.02%和53.58%。采用物料平衡原理分析不同模式下的产排污系数结果显示,YCJ-3总氮和总磷产排污系数最高,分别为1.60 g·kg-1和19.90 g·kg-1。

表12 3种模式下总氮排放量及产排污系数的比较Table 12 TN emissions and coefficients of production sewage in three patterns

表13 3种模式下总磷排放量及产排污系数的比较Table 13 TPemissions and coefficients of production sewage in three patterns

2.4.2 通过产量法测算不同养殖模式下沉积物产污系数

由表14和表15的统计数据可知,3种模式下沉积物产量略有所差异,整个养殖过程中新增的沉积物湿重为11.22~15.71 kg·m-2,风干后测得的含水率为63.0% ~64.0%,通过产量法测算出不同模式下沉积物中总磷和总氮产污系数,其中YCJ-3模式的沉积物总磷总氮产污系数均明显高于YCJ-1和YCJ-2,分别为5.77 g·kg-1和2.08 g·kg-1,YCJ-2的沉积物总磷总氮产污系数最低仅为1.01 g·kg-1和0.35 g·kg-1,分别比 YCJ-3 降低了 82.50%和83.17%。

表14 3种养殖模式沉积物中总氮产污系数Table 14 Sedimentary property coefficients of TN in three patterns

表15 3种养殖模式沉积物中总磷产污系数Table 15 Sedimentary property coefficients of TPin three patterns

3 讨论

3.1 氮磷去除效果分析

通过跟踪监测3种养殖模式中投入品和产出物质的总磷总氮变化情况,系统评价了3种养殖模式的氮磷转化过程及去除效率,结果显示饲料是3种养殖模式的主要氮和磷的来源,约占总氮源和磷源的90.22%~91.81%和94.67%~95.67%,经鱼苗和空心菜的消化吸收,其中约34.74%~36.01%的氮源和4.76%~5.15%的磷源被鱼苗吸收利用,约6.01%~6.58%的氮源和2.16%~2.65%的磷源被空心菜吸收利用,剩余58.68%~63.99%的氮源和92.24%~95.24%的磷源未被利用,直接进入养殖环境中。而宋超等在罗非鱼养殖池塘中的试验结果显示,空心菜对水体中总氮去除率为6.82%~47.2%,总磷去除率为43.01% ~85.59%[9];邴旭文等在日本锦鲤池中的试验结果显示,美人蕉对水体中总氮的去除率为57.14% ~80.66%,总磷的去除率为63.46% ~88.33%[17];张亚娟等在蕹菜对富营养化水体的氮磷去除及吸收动力学研究中获得结果:实验室静态下蕹菜对水体中总氮的去除率为38.13%,总磷的去除率为63.77%[18];以上资料说明氮磷去除效果除明显比本研究的数据高,这除了与试验研究环境、鱼类品种、水生植物品种及季节有关外,与所采用的计算方法密切相关。宋超[9]、邴旭文[17]和张雅娟[18]等研究中主要通过统计试验前后养殖水体中某种因子的变化情况来计算去除率,如去除率 (%)=(C0· V0-Ci· Vi) ×100%/(C0· V0),其中C0表示初始水样的某种物质浓度,V0为初始水体体积,Ci为第i天时水样中某种物质浓度,Vi为第i天时水体体积。该统计方式比较简便,但是忽略了氮磷在环境中的转化过程,以及鱼类摄食、排泄、细菌消化分解作用和沉积物沉降等其他影响因素,不能全面客观地反映出氮磷去除效果。而通过物质守恒原理,综合分析了氮磷的来源及其在养殖过程中的转化情况,客观地体现出养殖环境中氮磷去除效率,对于生产指导具有重要的指导意义。此外,数据显示鱼苗和空心菜对氮的吸收利用率明显高于磷,大部分的磷未被利用,直接进入养殖环境中,这一结果与申玉春等在研究鲤鱼和鲢鱼混养模式沉积物中氮磷的变化情况相似[17],说明养殖环节中产生的磷大部分以沉积物、废水等形式直接排入养殖环境中,且磷比氮更容易沉淀且易损失。

3.2 沉积物产污系数分析

沉积物是指养殖环境范围内发生的物理、化学及生物学过程所产生的沉降物质[19],是水生生物腐败体、残饵、排泄物和细菌等物质的混合体,是养殖环境的重要组成部分,也是影响水质稳定的二次污染源[20],本研究检测的沉积物中总氮含量为0.733~0.749 g·kg-1,根据沉积物产污系数计算公式推算,每生产1 kg的渔获和菜获,沉积物中总氮含量将增加1.01~5.77 g。这低于罗非鱼试验 (沉积物总氮含量为2.12~3.18 g·kg-1,沉积物中总氮的产物系数为1.59~6.18 g·kg-1)[14]、草鱼试验 (沉积物总氮含量分别为1.89~2.91 mg·g-1)[21]以及潘黔生等研究结果塘底泥中池塘底泥中总氮为1.5~1.8 g·kg-1)[22];而本研究检测的沉积物中总磷含量为0.2~0.269 g·kg-1,根据沉积物产污系数计算公式推算,每生产1 kg的渔获和菜获,沉积物中总磷含量将增加0.34~2.08 g。该实验结果与罗非鱼试验数据相近 (沉积物总磷含量为0.34~0.45 g·kg-1,沉积物中总磷的产物系数为0.08~0.36 g·kg-1)[14],比草鱼试验 (沉积物总磷含量为1.13~1.96 g·kg-1)[21]和潘黔生等研究结果 (池塘底泥中总磷为0.945±0.165 g·kg-1)[22]数据低。以上分析结果表明,沉积物中的氮磷含量及产污系数与池塘所养殖的品种、环境、投喂情况等具有很大的关系,沉积物与水环境之间在微生物的参与下,进行频繁的物质交换及转化作用。因此,通过分析沉积物的氮磷组成,能够间接地反映出该养殖模式的物质转移倾向及水质稳定状况,对于生产具有重要的指导作用。

3.3 不同模式养殖效果分析

根据3种模式的氮磷转化效果分析,结果显示“鱼·菜·菌”生态养殖模式的氮磷利用率均高于其他2种养殖模式,实验结束时与对照组YCJ-3相比,养殖水体中的总氮和总磷分别降低了66.13%和43.81%;总氮排放浓度达到淡水养殖废水排放二级标准,总磷排放浓度介于淡水养殖废水排放一级标准和地表水质量Ⅴ类标准之间,说明该模式对养殖水体中的总氮和总磷的控制效果明显;另外,采用物料平衡原理分析不同模式的产排污系数,结果显示:对照组YCJ-3总氮和总磷产排污系数最高,分别为1.6 g·kg-1和19.9 g·kg-1。通过产量法测算总磷和总氮产污系数,结果显示:YCJ-2的沉积物产污系数最低,仅为1.01 g·kg-1和0.35 g·kg-1,分别比YCJ-3降低了82.5%和83.17%。以上数据综合表明了,“鱼·菜·菌”生态养殖模式对养殖过程中氮磷排放的控制具有明显的效果,通过组建由空心菜、异育银鲫“中科3号”和微生物膜组成的浮床生态养殖系统,采用水生空心菜根系及浮床为基质,构建了以池塘土著微生物和外源微生物为菌源的池塘漂浮式微生物膜,并结合水生空心菜对养殖水体进行原位修复,该模式提高了池塘养殖过程中氮源和磷源的利用率,达到了节能减排的目标。

3.4 养殖效益分析

根据3种模式的鱼苗产量及空心菜产量,初步统计分析3种模式的养殖经济效益,结果显示YCJ-2的鱼苗产值为2 859.00元,累计空心菜产值为677.04元,合计总产值达到3 536.04元,利润达到2 770.415元,比YCJ-3池塘利润高出970.58元,养殖经济效益提高了53.93%,比YCJ-1池塘利润高出329.89元,养殖经济效益提高了13.52%,在3个养殖模式中产值最高,经济效益最好。

以面积法推算,每推广1 hm2“鱼·菜·菌”生态养殖模式,池塘可增加经济效益97 106.529元,池塘养殖经济效益显著提高,在节能减排的同时,可确保养殖户增产增收。

4 结论

综合分析3种养殖模式下的异育银鲫“中科3号”苗种和空心菜生长情况、饵料效率、经济效益和水质改善等状况,结果显示“鱼·菜·菌”养殖模式YCJ-2的养殖效益好于其他2种模式,该模式通过空心菜和有益菌的共同作用,对池塘的水体进行原位修复,改善和稳定水质,进而促进鱼苗的生长,提高饵料效率。同时益生菌将池塘中残饵和排泄物分解成空心菜可吸收的营养物质,通过定期采收空心菜,将该物质移出池塘,减少池塘养殖污水的排放,提高池塘自净力,达到节能减排的效果。因此,“鱼·菜·菌”养殖模式是一种促进养殖户增产增收,高效健康的养殖新模式,适合进行推广养殖示范。

志谢:

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