凤眼莲浮床对东平湖鲤养殖池塘水质的净化作用

杨玲，陈金萍，赵丽娟，张志山，张龙岗，付佩胜 山东省淡水水产遗传育种重点实验室，山东省淡水渔业

研究院，山东 济南250017

凤眼莲（Eichhorniacrassipes）又称浮水莲花、水葫芦，属雨久花科凤眼蓝属，是一种漂浮性水生植物。凤眼莲须根发达，生长速度极快，能吸收水体中大量的氮、磷等营养元素以及某些重金属元素［1～3］，是美化环境、净化水质的良好植物，被广泛应用于水域净化和污染水体的修复［4～10］。另外，凤眼莲含有较高的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪及磷、钙等无机盐，是家畜和牲畜的良好饲料［11］。本研究以东平湖黄河鲤养殖池为研究对象，探讨了凤眼莲浮床对淡水养殖池塘水质理化指标的影响，以探索东平湖鲤的健康养殖模式，为凤眼莲浮床的大面积推广提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用凤眼莲取自山东省淡水渔业研究院凤眼莲培育池，植株健壮无病。试验池塘为山东省淡水渔业研究院东平湖黄河鲤养殖池，池塘面积0.33hm2，水深1.5m；塘中架设凤眼莲浮床，浮床面积约占总水面的20%，对照塘不架设浮床，其他管理条件相同。

1.2 试验方法

为防止东平湖鲤吃掉凤眼莲的根系，同时也为控制凤眼莲的生存面积，以竹竿和网片在塘中架设浮床。2014年8月20日架设完成并投放凤眼莲，自8月25日至9月22日，每周采集1次水样（包括试验塘和对照塘），采样时间为上午9点，分别测定水体中的溶解氧、pH、总磷、总氮、氨氮和亚硝酸盐等理化指标，探讨水质指标的变化规律和凤眼莲浮床的净水效果。

1.3 理化指标测定方法

溶解氧测定方法为碘量法；pH的测定采用玻璃电极法；营养盐含量测定采用流动分析仪（型号：QuikChem 8500）测定，其中总磷含量采用10－115－01－3－A方法；总氮含量采用10－107－04－3－A方法；氨氮含量采用10－107－06－2－A方法；亚硝氮含量采用10－107－04－1－A方法。

2 结果与分析

2.1 溶解氧（DO）

试验池和对照池溶解氧的变化情况如图1所示。由图1可见，首次取样时试验池和对照池DO的差别不大，分别为7.45mg／L和6.81mg／L，试验池高0.64mg／L；随着凤眼莲的生长，2池的DO值差距变大，至9月15日，2池溶氧分别为6.83mg／L和4.18mg／L，试验池比对照池高2.645mg／L。由此可见，凤眼莲浮床可以大幅提高池塘水体的DO，有利于鱼类的生长。

2.2 pH

试验池和对照池pH的变化情况如图2所示。由图2可见，试验池和对照池的变化趋势存在差异，对照池pH呈现较大幅度的波动，而试验池pH则相对稳定。养鱼水体pH常年变化规律通常是降低的，这是因为水中有机物过多和因溶氧不足而缺氧分解的结果。溶氧不足，残饵、粪便等不能充分分解，产生各种有机酸类使pH逐渐下降。试验池pH波动较小，一方面由于凤眼莲浮床阻挡阳光直射入水底，减少水体可吸收光照面积，光合强度较稳定；还有一个原因是试验池溶氧较高，促进残饵粪便的分解。鲤科鱼类的最适pH为7.5～8.5，凤眼莲浮床可为鱼类健康生长提供pH较稳定的良好环境。

图1 各池溶解氧变化

图2 各池pH变化

2.3 总磷（TP）

各池TP含量的变化趋势见图3。从图3可以看出，首次采样时试验池TP含量略低于对照池，分别为0.205mg／L和0.244mg／L，随着凤眼莲的生长繁殖，密度逐渐增加，其吸收TP的能力也逐渐增加，9月22日，2池的TP含量分别为0.054mg／L和0.201mg／L，试验池约为对照池的25%。4周之内对照池TP含量无明显变化，试验池由于凤眼莲的吸收作用，TP含量明显降低，4周后TP去除率达73.6%。由图3还可以看出，随着时间的推移，凤眼莲吸收TP的速度较前段时间显著减少，这是由于凤眼莲密度过大，影响了光合作用的正常进行，从而影响了凤眼莲的生长。因此实际应用中应保持适宜的凤眼莲密度，适时打捞出部分凤眼莲作为饲料投喂鱼类。

2.4 总氮（TN）

各池TN含量的变化趋势见图4。由图4可见，首次采集的水样中2池TN含量相近，试验池和对照池分别为1.485mg／L和1.532mg／L，试验池略低于对照池，随着凤眼莲的生长，试验池水样中TN含量显著降低，到9月22日，2池TN含量分别为0.602mg／L和1.218mg／L，相差1倍多，对照池在4周内TN含量无显著变化，试验池TN去除率为59.4%。从试验池TN含量变化趋势可以看出，开始2周TN含量急剧下降，后2周下降的趋势减缓。这表明凤眼莲在开始2周生长迅速，后来由于密度的增加，光合作用受影响，生长速度放缓。

图3 各池总磷含量变化

图4 各池总氮含量变化

2.5 氨氮（NH3－N）

各池NH3－N含量变化趋势见图5。由图5可见，在首次取样时试验池NH3－N略低于对照池，分别为0.985mg／L和1.037mg／L；随着凤眼莲的生长，试验池水中的NH3－N显著降低，到9月22日，试验池NH3－N含量约为对照池的23%，试验池NH3－N去除率达81.4%。从试验池NH3－N的变化趋势看，前2周内试验池NH3－N含量急剧下降，后2周下降的趋势减缓。

2.6 亚硝酸盐氮（NO－2－N）

各池NO－2－N含量变化趋势见图6。由图6可见，2池中NO－2－N含量的变化趋势和氨氮基本一致。首次采集的水样中，试验池和对照池NO－2－N含量分别为0.072mg／L和0.083mg／L；随着浮床中凤眼莲的生长繁殖，密度不断增加，NO－2－N含量迅速降低，到9月22日，2池分别为0.021mg／L和0.071mg／L，试验池NO－2－N含量约为对照池的30%，试验池NO－2－N去除率达70.8%。从试验池NO－2－N含量变化趋势分析，也和氨氮一样，前2周内试验池NO－2－N含量急剧下降，后2周下降的趋势逐渐减缓，与凤眼莲生长速度密切相关。

图5 各池氨氮（NH3－N）含量变化

图6 各池亚硝氮（NO－2－N）含量变化

3 讨论

我国淡水养殖业发展迅猛，但在水质控制、饲料与药物的使用管理等方面还比较落后，缺乏必要的水体净化措施，残饵和粪便的沉积与分解使水质恶化，导致鱼病频发，又存在用药不规范、药物残留严重、食品质量下降等一系列问题，限制了水产业的可持续健康发展。本研究着眼于池塘水质的净化和改善，以提高养殖产品的质量、节约水资源为目标，利用凤眼莲浮床对池塘水质进行生物修复［9，10］，有效净化水质，节约水资源，同时减少病害发生，实现淡水池塘节水、节饵、高效养殖。

池塘水体富营养化主要由氮磷引起，氨氮和亚硝酸盐等有毒物质超标是危害鱼类健康的主要因素。池塘中N、P主要来源于残饵和粪便，凤眼莲生长极快；张迎颖等［2］通过吸收水中N、P转化为自身结构组成物质，其生物量的增长速率决定了对N、P吸收转化的能力，凤眼莲的吸收作用是TN、TP去除的主要途径；姚辉等［4］研究得出凤眼莲对富营养化水TN和TP的去除率为90.9%和76.8%；张迪等［5］研究得出凤眼莲对黄颡鱼养殖水体TN、TP的去除率分别为53%和78%，本研究中凤眼莲对东平湖鲤养殖水体TN、TP的去除率分别为59.4%和73.6%，与张迪的研究结果相似。蒋艾青［6］研究凤眼莲对鱼塘中NH3－N和NO－2－N的去除率分别为70%和88.1%，许国晶等［7］研究凤眼莲和EM菌协同对鲤鱼塘中NH3－N及NO－2－N的去除率为81.82%和89.8%，本研究中凤眼莲对东平湖鲤池塘中NH3－N及NO－2－N的去除率分别为81.4%和70.8%，与许国晶的研究结果相似，但NO－2－N的去除率较小，原因可能是本试验所用池塘水质较好，NO－2－N含量原本就在较低水平。

凤眼莲的密度对吸收水中NP的能力有直接影响，密度过高或过低都达不到最好的净水效果。据报道，凤眼莲密度为15～20kg／m2比密度35～40kg／m2对污水中TN、TP的去除率高［6］。根据凤眼莲的生长速度，隔天捞取一定量的凤眼莲喂鱼，并把吃剩的凤眼莲及时捞出，避免污染水质，维持浮床内凤眼莲的适宜密度，保证凤眼莲最快生长速度和较佳的净水能力，并对鱼类的生长产生促进作用。

凤眼莲一般分布于南纬32°和北纬32°之间，由于其繁殖能力强，在我国南方常大面积爆发，引起河道堵塞和水环境急剧变化［10］，所以对凤眼莲的利用必须加强管理和调控［12，13］。而在我国北方地区，凤眼莲不能自然越冬，利用起来相对安全。在淡水池塘中架设浮床，浮床面积不超过水面的20%，将凤眼莲控制在浮床以内，可有效防止凤眼莲过度繁殖覆盖整个水面而抑制藻类生长，保护水环境的生物多样性，秋末冬初凤眼莲开始死亡，将其捞出浮床，以免残体造成二次污染［9］。

池塘养殖传统的调水方法是水瘦了施肥、水老了换水，浪费了大量的水资源，与我国水资源匮乏的现状相矛盾。本研究结果表明，凤眼莲浮床对东平湖鲤养殖池塘水体的营养盐（TP、TN、NH3－N、NO－2－N含量等）都具有很好的去除作用，还可以提高水体溶氧，稳定pH，可为健康养殖提供环境保障。利用凤眼莲浮床来净化东平湖鲤养殖池塘水体，可减少换水量，并代替部分饲料，减少饲料成本，探索出了一种东平湖鲤的健康养殖模式；利用凤眼莲浮床净化水质具有投资少、见效快、技术简单、使用安全等优点，具有良好的推广应用价值。

［1］贺丽虹，沈颂东.水葫芦对水体中氮磷的清除作用 ［J］.淡水渔业，2005，35（3）：7～9.

［2］张迎颖，张志勇，王亚雷，等.滇池不同水域凤眼莲生长特性及氮磷富集能力 ［J］.生态与农村环境学报，2011，27（6）：73～77.

［3］谭彩云，林玉满，陈祖亮.凤眼莲净化水中重金属的研究 ［J］.亚热带资源与环境学报，2009，4（1）：47～52.

［4］姚辉，郭荣军，叶建平，等.几种漂浮水生植物的净水能力分析与筛选 ［J］.宁波农业科技，2012，40（3）：15～18.

［5］张迪，凌去非，刘炜，等.水葫芦和金鱼藻对黄颡鱼养殖水体净化效果研究 ［J］.扬州大学学报，2012，33（4）：66～71.

［6］蒋艾青.凤眼莲对城郊污水鱼塘的净化试验 ［J］.淡水渔业，2003，33（5）：43～44.

［7］许国晶，段登选，杜兴华，等.养殖池塘利用水葫芦与EM菌协同净化水环境的研究 ［J］.中国农学通报，2014，30（26）：40～46.

［8］马旻，朱昌雄，梁浩亮，等.几种植物对水产养殖废水的修复效果 ［J］.环境科学与技术，2011，34（6）：18～22.

［9］魏瑞霞，武会强，张锦瑞，等.植物浮床－微生物对污染水体的修复作用 ［J］.生态环境学报，2009，18（1）：68～74.

［10］张文明，王晓燕.水葫芦在水生态修复中的研究进展 ［J］.江苏环境科技，2007，20（1）：55～58.

［11］周文兵，谭良峰，刘大会.凤眼莲及其资源化利用研究进展 ［J］.华中农业大学学报，2005，24（4）：423～428.

［12］吴虹玥，包维楷，王安，等.外来物种水葫芦的生态环境效应 ［J］.世界科技研究与发展，2004，26（2）：25～29.

［13］高雷，李博.入侵植物凤眼莲研究现状及存在的问题 ［J］.植物生态学报，2004，28（6）：735～752.