草鱼-鳙-鲫零换水养殖对池塘环境影响

张 凯，王广军，龚望宝，郁二蒙，李志斐，夏 耘，田晶晶，谢 骏

(农业农村部热带亚热带水生资源养护重点实验室，中国水产科学研究院珠江水产研究所，广东省水产养殖污染修复生态工程技术研究中心，广州 510380)

池塘养殖模式是我国水产养殖的重要方式之一。2019年我国池塘养殖产量占水产养殖总产量的30%以上。随着养殖技术的进步和设施渔业的发展，池塘养殖集约化程度不断提升，饵料、药物等投入日益加大，养殖池塘系统内部的废物负荷增加、养殖风险倍增。通常改善池塘养殖环境的方法是换水，但大量排水不符合我国水资源紧缺的国情。同时，养殖尾水的排放会影响周边环境。Yang等研究表明，我国海水池塘每年向周边海域排放约4.77×10t氮和3.75×10t磷。前期研究结果估算，我国淡水池塘每年向周边水域排放2.79 ×10t氮和2.89 ×10t磷，其对环境造成的影响更甚。

为减少养殖尾水对水域环境的影响，联合国粮农组织(FAO)提出从生态系统水平发展水产养殖的理念，致力于通过养殖层面相关技术的综合应用，以及多部门之间的协调合作实现水产养殖与社会经济环境各方面相协调的可持续发展。基于该理念，研究团队在草鱼()-鳙()-鲫()集约化混养池塘基础上，综合水质指标、鱼类摄食等参数确定了池塘养殖容量，形成零换水养殖模式。目前该模式已实现四年零换水养殖，年产量达9.60 kg/m。

传统池塘养殖中，随饲料投入的生源要素并不完全为养殖生物利用，仅20%～30%为养殖生物利用，其余大部分散布于系统内，导致系统营养盐含量升高。普通池塘可通过换水改善池塘环境。零换水池塘的水体营养盐含量是否会随着养殖时间的延长而升高，导致系统环境恶化，尚未见报道。因此，本研究以草-鳙-鲫零换水池塘为实验组，以草-鳙-鲫普通池塘为对照组，定期检测分析两组池塘水体和沉积物的理化指标，评估零换水养殖模式对池塘水体和底泥环境的影响，为优化零换水养殖模式提供理论依据，以期为促进池塘养殖业节水减排和绿色发展提供一定的技术支持。

1 材料与方法

1.1 研究对象

实验用零换水养殖池塘位于中山市民众镇华辰水产养殖场。选取3口零换水养殖池塘为实验组，另选3口普通养殖池塘为对照组。单个池塘面积约10 000.00 m，平均水深2.00 m。实验组池塘草鱼初始规格为0.30 kg/ind，放养密度均为1.20 ind/m；鳙初始规格约为0.50 kg/ind，放养密度为0.25 ind/m；鲫初始规格为0.05 kg/ind，放养密度为1.20 ind/m。实验池塘每40～60 d撒网捕捞规格达到1.00 kg/ind的草鱼、1.50 kg/ind的鳙和0.40 kg/ind的鲫，并补充相同数量的规格为0.30 kg/ind的草鱼、0.50 kg/ind鳙和0.05 kg/ind鲫。对照池塘初始投放规格与实验组池塘相同，年底时统一捕捞。

两组池塘均投喂蛋白含量27%的草鱼配合饲料，每天9:00和17:00各投喂1次。日投喂量为鱼体重的3%～5%。每个池塘配备4台叶轮式增氧机和1台水车式增氧机。两组池塘其它日常管理相同。

1.2 采样方法

实验于2017-2018年进行，分别在2017年1、4、7、8、9、11月和2018年1、4、7、9、11月每次捕捞前取样，采用五点取样法采集样品。

沉积物样品：使用彼得森采泥器采集底泥。60 ℃烘干、粉碎、过筛，用元素分析仪(Elementar Ⅲ，德国)测定底泥TOC、TN含量，用碱熔法(HJ 632-2011)测定底泥TP含量。

1.3 数据处理

采用Excel 2016对实验数据进行整理，用Shapiro-Wilk检验数据正态性，用Levene检验方差齐性，采用SPSS21.0进行独立样本检验，以<0.05作为差异显著性标准。

2 结果

2.1 两组池塘水体理化性质

由表1可知，在整个实验期间，零换水池塘水体的C和TDS显著低于普通池塘，而SD显著高于普通池塘；两组池塘T、pH、DO和Chla均无显著性差异。

表1 两组池塘水体理化性质

2.2 两组池塘水体营养盐含量

表2 两组池塘水体营养盐含量

2.3 两组池塘底泥沉积物营养盐含量

由表3可知，在整个实验期间，零换水池塘沉积物的TN和TP含量与普通池塘无显著差异，但TOC含量显著低于普通池塘。

表3 两组池塘沉积物营养盐含量

2.4 两组池塘产量及投喂量

由表4可知，在整个实验期间，零换水池塘的产量、投喂量均显著高于普通池塘，但饲料系数显著低于普通池塘。

表4 两组池塘产量及投喂量

3 讨论

水中溶解氧是养殖生物生存和生长的重要环境指标之一，多数养殖鱼类摄食和生长适宜的溶氧量为5 mg/L或以上，低于5 mg/L时对饵料的利用效率降低，饵料系数增加。本试验中两组池塘DO、T和pH均无显著性差异，其中DO均在5 mg/L以上，这可能与增氧机的使用有关，说明两组池塘水体溶解氧均充足。电导率表示水体中物质的导电能力，反映池塘水体存在各种电解质或离子的种类和数量，如无机盐浓度，是评价池塘水质的一个重要指标。溶解性固体包括水体中溶解性盐类和部分有机物等物质，能反映出水中的溶解性物质含量。有研究表明，池塘水体中总溶解性固体与电导率呈正相关。本实验中，普通池塘水体的总溶解性固体和电导率均显著高于零换水池塘。透明度可反映养殖池塘水体中悬浮颗粒物多少。在整个养殖期间，零换水池塘透明度显著高于普通池塘。这可能与鳙对浮游生物和其它悬浮物的滤食有关，由于轮捕轮放，零换水池塘鳙的生物量接近其生态容量，对浮游生物和其它悬浮物的滤食作用较稳定，因此透明度高于普通池塘。

饲料中营养盐沉积到池塘底部，其中碳、氮在微生物等分解氧化后作用下可以无机盐的形式存在于池塘水体和沉积物中；磷向水体中释放有限，大量积累于池塘底部，但扰动会促进底部的磷释放到水体中。随着养殖周期的延长，池塘中营养盐将会大量积累于沉积物中，导致池塘营养盐含量增加，甚至超过池塘净化的阈值。本研究中，尽管零换水池塘养殖产量和投喂量均显著高于普通池塘(表4)，但零换水池塘沉积物有机碳含量显著低于普通池塘，总氮和总磷则与普通池塘无差异。原因可能是零换水池塘轮捕轮放时对底质的搅动促进沉积物中营养盐释放至水体，被水体浮游生物利用，进而随鳙的滤食而被利用，PARADIS等研究也发现拖网捕捞可以降低沉积物中生源要素含量，其中碳含量下降约30%，这与本研究结果相似；此外，鱼类幼鱼阶段对营养盐的利用率高于成鱼，零换水池塘每次捕捞后补充幼鱼，相比普通池塘提高了系统投入的营养盐利用率，进而减少了营养盐在沉积物中积累；另外，草鱼和鲫对底质均有扰动作用，造成沉积物的再悬浮，促进沉积物中生源要素的再释放，进而通过“上行效应”影响系统。本研究中零换水池塘通过轮捕轮放养殖草鱼和鲫的数量高于普通池塘，其扰动作用也强于普通池塘。以上因素综合作用调控了零换水池塘水体和沉积物中营养盐含量。

因此，零换水养殖模式不仅降低了排水量，减轻了水产养殖对周边环境的影响，而且优化了系统内环境，降低了水产养殖内源性污染，符合可持续发展的理念。