不同养殖品种在池塘养殖过程中水质变化分析

2022-07-25杨帆

农业技术与装备 2022年5期

杨帆

（新疆维吾尔自治区水产科学研究所，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐 830000）

池塘养殖由于养殖密度高需要投喂大量饲料，由此产生的大量残饵和排泄物，对水体产生较大的影响，高密度养殖使底泥和水体的营养盐和耗氧量升高，水体透明度下降。因此，对养殖环境的科学评估显得尤为重要。松浦镜鲤是通过多性状复合群体选育结合微卫星和电子标记技术对德国镜鲤个体进行选育而成功选育出的品种，具有成活率高、生长速度快、抗病能力强等优点，属于底栖杂食性鱼类，常拱泥摄食[1-3]；草鱼是典型的草食性鱼类，具有适应性强、肉质肥嫩鲜美、饲料来源广、养殖成本低等特点，喜居于水的中下层[4-5]。本文通过定期采集池塘的水质样品，对其中氨氮、亚硝酸盐、总磷等水质因子浓度测定比对，探究这两种鱼类在养殖过程水质的变化情况。

VIKOR 方法[6-7]是一种基于理想点解的多属性决策方法，该方法的主要思想是首选确定理想解和负理想解该算法，通过最大化群体效益和最小化个体损失，是一种折中的排序方法。渔业水质评价时可参考的标准值指标较少，而VIKOR 方法不需要参考指标的标准值，因此采用该方法对这两种不同养殖品种的池塘水质进行比较。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点设在新疆维吾尔自治区水生野生动物救护中心，养殖池塘水源水为地下水，池塘周围无污染。选取两口露天池塘为对照试验池，分别主养松浦镜鲤鱼苗和草鱼鱼苗，两种鱼苗规格基本一致，约3 cm/尾，每口池塘放养8 000尾。两口池塘面积均为0.667 hm2，池塘在中央安装了1 台叶轮式增氧机。养殖期间，根据养殖生产的需要加注新水，养殖过程不排水。研究人员于2021 年8 月22 日—9 月22 日进行池塘水质监测，具体时间为每周12 时左右，分别采集对应池塘水下50 cm的表层水样。

1.2 水质理化分析方法

氨氮用纳氏试剂比色法测定（HJ 535—2009），亚硝酸盐氮（NO2-）用重氮偶合分光光度法测定（GB/T 5750.5—2006），硝酸盐氮（NO3-）用麝香草酚分光光度法测定（GB/T 5750.5—2006），总磷用钼酸铵分光光度法测定（GB 11893—1989），高锰酸盐指数（CODMn）用酸性高锰酸钾滴定法测定（GB 11892—1989），总硬度用原子吸收分光光度计测定（GB 11905—1989），pH 用玻璃电极法测定（GB 6920—1986）。主要仪器有酸度计（上海大普PHS-3C），紫外可见分光光度计（北京普析通用TU-1810），原子吸收分光光度计（日本岛津AA-6300）。

1.3 分析方法

水质变化特征用Excel分析。

水质比较用VIKOR算法进行分析[7]。

设X={x1,x2,……,xm}是m个池塘集合，Y={y1,y2,……,yn}是n个评价指标集合，假定池塘xi在评价指标yj的指标值是aij，从而构建决策矩阵A=(aij)m×n。

（1）基于VIKOR 方法的决策矩阵规范化处理效益型指标：

成本性指标：

（2）确定理想型和负理想型

（3）确定理想型和负理想型的距离比值

（4）计算综合排序指标

按照Qi分别从小到大排序，排在前面的比排在后面的更优，在VIKOR方法中，ν一般取0.5，即均衡折中以使群体效益最大化和个别遗憾值最小化。

2 结果与讨论

2.1 不同养殖品种池塘水质变化特征

从图1可以看出，松浦镜鲤和草鱼池塘水体的pH变化较为平稳，范围分别为8.10～8.25 和8.05～8.57。松浦镜鲤池塘水体的pH 中呈先下降后升高的趋势，而草鱼池塘在整个养殖过程中水体的pH呈上升趋势。

图1 松浦镜鲤和草鱼池塘水体的pH变化Fig.1 The variation of pH in Songpu Mirror carp and grass carp ponds water

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。养殖水体中的氨氮主要源于饲料残饵、养殖生物排泄物、池塘生物残骸分解后产生的以氨氮形式存在的氮。从图2 可以看出，松浦镜鲤和草鱼池塘氨氮的变化范围分别为0.251～0.672 mg/L 和0.121～0.230 mg/L。在观察期间，松浦镜鲤池塘水体中的氨氮波动较大，且高于草鱼池塘，在8 月30 日处于最高值，两个池塘均未超过《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ类水质的标准限值[8]（1.0 mg/L）。

图2 不同养殖品种池塘水体氨氮的变化Fig.2 The variation of ammonia nitrogen in ponds water

水中存在亚硝酸盐时表明有机物的分解过程还在继续进行，如亚硝酸盐的含量太高，即说明水中有机物的无机化过程进行的相当强烈，表示污染的危险性仍然存在。图3 表明松浦镜鲤和草鱼池塘亚硝酸盐氮的变化范围分别为0.021～0.050 mg/L和0.007～0.010 mg/L。松浦镜鲤池塘水体中的亚硝酸盐氮在8 月30 日处于最低值，与水体中氨氮的变化相反。

图3 不同养殖品种池塘水体亚硝酸盐的变化Fig.3 The variation of NO2-in ponds water

硝酸盐是含氮有机物氧化分解的最终产物。水中的氮以硝酸盐形态存在，属低毒性或无毒性。从图4可以看出，松浦镜鲤池塘水体的硝酸盐含量大值在0.67～2.12 mg/L；草鱼池塘水体的硝酸盐含量较低，基本在1 mg/L 以下，变化范围为0.14～0.85 mg/L。

图4 不同养殖品种池塘水体硝酸盐的变化Fig.4 The variation of NO3-in ponds water

水体总磷的浓度与水体富营养化程度有着密切的关系，浓度过低会限制浮游植物的生长，浓度过高会导致水体富营养化，并使浮游植物种类组成发生变化，优势种明显减少。图5说明研究期间内，两口池塘总磷的变化范围分别为0.28～0.63 mg/L 和0.26～0.57 mg/L，均出现超过《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准限值（0.2 mg/L）的现象。这主要是由于气温偏高，残余饵料、肥料和各种养殖生物的排泄物及残骸等在分解过程中，增加了水体中总磷的含量。此外，残饵、各类代谢物等的非溶解部分会沉积池底，增加底质耗氧量，降低底质的氧化还原能力，最终导致底栖生物的组成与数量发生改变。

图5 不同养殖品种池塘水体总磷的变化Fig.5 The variation of total phosphorus in ponds water

水硬度是表示水质的一个重要指标，水的硬度即水中钙、镁的总量，为确定用水质量和水处理提供依据。从图6 中可以看出，两个池塘的水质均属于适度硬水。松浦镜鲤池塘水体的硬度变化不大，略有增长，变化范围130～159 mg/L；而草鱼池塘水体的硬度增长较为明显，变化范围88～147 mg/L。

图6 不同养殖品种池塘水体总硬度的变化Fig.6 The variation of total hardness in ponds water

CODMn高意味着水中含有大量还原性物质，其中主要是有机污染物，这些有机物在水体中分解时要消耗大量溶解氧，从而破坏水体中氧的平衡，使水质恶化。水体缺氧会造成鱼类及其他水生生物死亡。因此，对池塘水体的有机物进行监测显的尤为重要。图7 说明研究期间，松浦镜鲤池塘水体的CODMn为3.4～5.6 mg/L，未超过标准限值；而草鱼池塘水体的CODMn在8 月30 日和9 月6 日均出现超过《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准限值（6 mg/L）的现象，变化范围为5.2～10.2 mg/L。