浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究
水蕹菜浮床在富营养化水体中的应用研究进展
水蕹菜浮床在富营养化水体中的应用研究进展作者:林启存冯晓宇黄卫等来源:《安徽农业科学》2014年第29期摘要综述水蕹菜浮床的生长特性、应用效果及其优化技术进展,初步探讨其在富营养化水体应用中存在的问题,并对其应用前景作出展望。
关键词水蕹菜;浮床;富营养化中图分类号S645文献标识码A文章编号0517-6611(2014)29-10111-03基金项目浙江省重点科技创新团队计划资助项目(2011R50029);现代农业产业技术体系建设专项(CARS4633);杭州市科研院所技术开发研究专项(20132231E04)。
作者简介林启存(1976- ),男,浙江金华人,高级工程师,硕士,从事水生动物病害防治与水域生态改良技术研究。
人类活动导致的水体富营养化现象是当今世界水污染治理的难题,并已成为全球最重要的环境问题之一[1]。
治理水体富营养化的措施一般可分为物理、化学和生物方法,生物修复方法具有无副作用、廉价和易操作等特点,是当前富营养化水体治理研究的热点[2]。
而作为一种新兴的生物生态修复方法——植物浮床技术,由于它具有运行成本低、工程建设易行、效果良好、管理方便等优点,在日本、德国和美国等一些西方发达国家得到广泛应用,目前国内也有越来越多的环境工作者开始研究和应用这种技术[3]。
植物浮床技术是以浮床为载体实现高等植物在水面的种植,并通过植物根部的吸收吸附作用和物种竞争相克机理,削减富营养化水体中的氮磷及有机物质,从而达到净化水质的目的。
在浮床系统中,植物处于核心地位,选择何种植物或植物组合,对于去除氮、磷至关重要。
据不完全统计,截至目前,已研究的用于净化富营养化水体的高等植物近80余种,有粮食作物(水稻)、蔬菜(丝瓜、水芹菜、水雍菜、西洋菜、金针菜等)、花卉牧草(美人蕉、黑麦草、香根草、海芋等)等[4]。
从众多的研究结果看,水蕹菜(Ipomoea aquatica)适应强、生长快、氮磷去除率高。
为更好地促进水蕹菜浮床技术在富营养化水体中的应用,笔者对水蕹菜浮床的试验研究及存在的问题进行了总结。
水蕹菜(Ipomoea aquatica)净化海岛富营养化水体初步研究【文献综述】
文献综述农业资源与环境水蕹菜(Ipomoea aquatica)净化海岛富营养化水体初步研究水体的富营养化问题已成为全球性的重大环境问题之一[1]。
对水域环境的治理方法,成为了目前十分棘手的问题。
利用水生植物修复受污水体日益受到人们的关注。
其中以人工生物浮床技术把高等水生植物或改良的陆生植物,以浮床作为载体,种植到富营养化水体的水面,并通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争相克机理,削减富营养化水体中的氮、磷及有机物质,从而达到净化水质的效果[2]。
本研究以聚乙烯泡沫板为人工生物浮床,将水雍菜(Ipomoea aquatica)栽培于舟山护城河所采集到的城市污水中,研究其对富营养化水体中总氮总磷等营养盐的吸附作用和水雍菜的生物量的生长率。
水雍菜(Ipomoea aquatica)又称竹叶菜、藤菜、通菜属旋花科,年生或多年生蔓生植物。
水雍菜以幼嫩的茎叶供食用,采收期长,是夏季生长的叶菜。
水雍菜从叶腋抽生嫩梢的分枝能力很强可多次采摘,不受高温、暴雨的限制[3]。
人工生物浮床技术是按照自然界自身规律[4],人工的把高等水生植物或改良的陆生植物,以人工浮床作为载体,种植到富营养化水体的水面,通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争相克机理,减少富营养化水体中的氮、磷及有机物质,从而达到净化水质的效果,同时又可营造水上景观[5]。
利用人工生物浮床技术净化水体的研究已经有一段时间。
在我国自1991年开始引进了生态浮床技术,现在已经广泛的运用到河流,湖泊,城市河道等不同的水域中。
例如南京煦园采用以水培植物为主的生态工程方法[6]。
历年来,很多学者对不同的植物进行了深入的研究。
苏州大学生命科学学院万志刚,沈颂东等[7]通过对几种水生维管束植物对水中氮、磷吸收率的比较,得出蕹菜对水体的总氮、总磷的利用效率最高:每增加1g鲜重,分别可以吸收TN1.2mg、0.22mg。
2008年顾国平等[8]采用浮床种植空心菜等6种陆生植物,初步研究了浮床种植植物对景观水体中主要养分氮、磷的去除动态及效率,结果表明以空心菜去除效果最佳。
富营养化水体扦插栽培蕹菜的试验研究
富营养化水体扦插栽培蕹菜的试验研究我国水体富营养化问题十分严峻,由于水体富营养化引起的水生态系统恶化已成为制约我国社会、经济发展的重要因素。
生物浮床技术在很多水体富营养化治理和工程实验中都得到了运用,在具体实践当中也发现不少问题,比如陆地育苗占地面积大、耗费时间过长、浮床栽培植物的环境效益和经济作效益不高等。
本研究将经过不同浓度(1mg/L、5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L)赤霉素溶液和不同稀释倍数(1/50、1/100、1/200、1/300、1/500)EM菌溶液处理过的蕹菜通过扦插栽培的方法移栽到生物浮床上进行盆栽试验,根据时间变化观察其生理、生物特征,如蕹菜的成活率、株径、株长、新生根数、新生根长度、新叶数目、新枝数目、生物量变化、栽培植物对水质的净化效果等,探讨研究项目与植物本身及植物生长调节剂的相关性。
(1)扦插栽培蕹菜的生长情况整个实验过程当中,蕹菜经过不同浓度赤霉素溶液和不同稀释倍数EM菌溶液处理后,通过扦插技术栽培在浮床基质上进行盆栽实验。
经过30d的观察,各实验植物均能成活,成活率将近99%,每株蔬菜都有新根、新叶、新枝生出,株径、株长,根长、生物量明显增大。
实验初期,水样中的营养盐比较充足,各实验植物能够很好的生长,随着实验时间的延续,后期过程中由于缺乏营养盐和DO含量降低等因素的影响,植物的生长受到抑制。
(2)赤霉素和EM菌对蕹菜生长的影响总体来说,经过赤霉素溶液和EM菌溶液处理的蕹菜生长情况都要好于空白对照。
不同浓度赤霉素溶液和不同稀释倍数EM菌溶液对蕹菜根数、根长影响很小,对其他部分生长发育有不同程度的影响,15mg/L的赤霉素溶液和稀释倍数为1/100的EM菌溶液对蕹菜新叶、新枝、株径、株长、生物量有明显的促进作用。
(3)扦插栽培蕹菜过程中几个水质指标的变化情况在实验开始前、第10d、第20d、第30d分别对各水样的水质进行监测。
分析数据可得,实验水样中DO、pH、TN、TP、COD的变化情况与扦插栽培植物的生长情况密切相关。
2种水蕹菜植生型人工浮岛对克氏原螯虾高密度养殖水体的净化作用
体 中水生动物 的生存情 况 , 旨在为有垫 层浮岛 和无 垫层 浮岛 在不 同现实条件下 的应用提供理论参数和生态模式。
1 材 料 与 方 法
1 1 试验 场 所 .
存在底盘垫层结构 的缺 陷 , 质中 的营养物质 易被 冲洗 入水 基 体 中, 造成 水体 富营养化 。实 际运 用中 , 人工浮 岛的主要功能 已经演变为增加水体景观效应 。施丽丽等 曾用黄花水龙作为 浮岛植物进行试验 , 并且对经典 的人工 浮岛提 出改造 , 即使用 无垫层浮岛 。 。但他们在 研究 中没有设置无 垫层 与有 垫层
江 苏 省 水 产 研 究 所 禄 口养 殖 基 地 9个 , 格 为 2m × 规 2m 的水 泥 池 , 深 0 6m, 效 容 积 24I 。 水 . 有 . ’ n
1 2 生物 材 料 .
微 囊 藻 、 球 藻 、 列 藻 取 自克 氏原 螯 虾 养 殖 基 地 池 塘 。 小 栅 有 垫 层 人 工 浮 岛水 蕹 菜 栽 培 基 质 购 自花卉 市p m e qai ) 垫 层 和 无 垫 层 2种 浮 岛 技 术 对 克 氏 原 鳌 虾 高 密 度 养 殖 水 体 净 化 作 用 , Io oaa ut a 有 c
测定 N 一N、 N、O 一P T C D、 O、S等 水质指标 , H T P 、P、O D S 分析 得 出有垫层 、 垫层 与空 白组在水 质净化 效果方 面 无 的差异 。在净 化水 质方面 , 有垫层与无垫层 浮岛都能净化水质 , 但无 垫层 浮岛净化 水质 的能力显著 高于有垫 层浮 岛 ; 无垫层浮 岛水 生动物的数量显著 多于有垫层浮 岛 , 能为水生动物 营造 良好的生境 。在植物 生长 量上 , 有垫层浮 岛高 于 无垫层浮 岛 , 且能 营造 良好 的人 工景观 。因此 , 应该依据 水环 境污染 治理 和水 资源合 理利用 的不同 目标 与要求 , 对这
四种黄河滩地水生植物去除氮磷效果比较
(三)试验方法
试验设置空白对照塘和4种植物处 理塘(覆盖率均为25%),每种处理 选择在一个池塘进行,分别记作1#、 2#、3#、4#、5#(见表1)。
水蕹菜浮床系统由单个浮床相 互串并联组成,由绳索固定在池塘四 周,水葫芦用围网控制在池边水域, 莲菜和芦苇种植于池塘四周。试验从 2018年7月1日开始至2018年9月13日结 束,试验周期为75d。自试验开始平均 每隔10d~15d取5个池塘水样进行水质 测定,为了减少误差,固定每次采样 的时间为上午9:00~10:00。试验水样 采自于离水面20cm深处,每个池塘选 取四周及中心5个取样点,水样混合均 匀后送至试验室进行检测。
技术 交流
四种黄河滩地 水生植物去除 氮磷效果比较
文/白海锋 高志 张星朗 袁永锋 李引娣
水生植物能直接吸收水体中的营养盐以维持自 身生长,还能为其根区微生物群落发展提供氧 气,借以促进污染物的生物降解。本文通过在 黄河滩地养鱼池塘移栽水生植物,对比分析相 同覆盖率下四种常见水生植物对水体氮、磷去 除效果的影响。试验结果显示,四种水生植物 生物量增加趋势为水葫芦>水蕹菜>莲菜>芦 苇,对水体总氮的去除率表现为水蕹菜>水葫 芦>芦苇>莲菜,对总磷的去除率表现为水蕹 菜>水葫芦>莲菜>芦苇。
目前,池塘养殖在我国仍 是传统的水产养殖方式,尤其 是淡水食用鱼的饲养。根据渔 业年鉴统计,2017年我国淡水 养殖面积536.5万hm2,其中池 塘养殖面积达252.8万hm2,占 比45%以上,池塘养殖产量占 淡水渔业总产量的73.1%。近 年来,为了获取较高的经济效 益,高密度放养、大量施肥和 投饵已成为主要养殖形式,导 致养殖水质富营养化严重,养 殖废水大量外排,区域生态环 境受损。目前,池塘养殖水体 富营养化已成为我国水产养殖 业突出的环境问题之一,养殖 水环境受损直接关系到池塘养 殖经济效益和附近水域水质量 以及生活用水安全。水体富营 养化破坏了水体原有生态系统
水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究
水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究引言水是人类生存和发展的重要资源,然而,随着人类活动的不断加剧,大量的废水排放和农业面源污染导致了水体富营养化的问题日益严重。
此类问题导致了水质下降,水生生态系统破坏以及人类健康风险的增加。
因此,寻找一种经济、高效的技术来改善富营养化水体是迫切需要解决的问题。
浮床技术的概述浮床技术是一种利用浮游植物和底栖植物来净化水体的技术。
该技术利用水生植物吸收水体中的营养物质,如氮、磷等,减少水体中的营养盐含量,从而改善富营养化水体的水质。
浮床通常由植物根系和浮木等材料构成,可以悬浮在水体上并吸附水中的有机物和营养盐。
浮床技术的优势1. 生态友好:浮床技术利用自然的植物来净化水体,无需额外添加化学物质,不会对水体生态系统产生负面影响。
2. 经济可行:浮床技术成本较低,基本上是一种低成本的净化水体方法。
此外,浮床可以作为水面上的观赏景观,甚至可以种植经济作物,实现水质改善与经济效益的双赢。
3. 强大的处理能力:浮床技术通过一定面积的植物根系和悬浮的材料提供了大量的接触面积,提高了处理水体的效率。
浮床技术对富营养化水体的效果1. 净化水体中的氮:浮床中的水生植物通过根系吸收水中的氮,包括硝酸盐和铵盐等。
植物将氮转化为生物量,并在生长过程中将其从水体中移除。
2. 净化水体中的磷:水生植物通过吸附和沉淀的方式减少水体中的磷含量。
浮床植物的根系提供了一个适宜的环境,有助于磷的吸附和沉淀。
3. 改善水体透明度:浮床技术能够有效减少水体中的挥发性有机物含量,从而提高水体透明度。
浮床技术的应用案例1. 加利福尼亚湾地区的富营养化水体治理项目:该项目利用浮床技术来净化富营养化的湖泊和河道,通过悬浮在水面上的浮床收集水体中的有机物和营养盐。
2. 荷兰的绿色建筑概念:荷兰利用浮床技术建设了一些浮动农场,这些农场可以净化水体,同时种植农作物,实现水质改善和农业发展的双重目标。
结论水生经济植物浮床技术作为一种经济、高效的处理富营养化水体的方法,具有生态友好、经济可行、处理能力强等优点。
浮床水培蕹菜的生物学特征及水质净化效果
关键词 : 蕹菜; 总氮; 总磷 ; 富营养化 ; 水质净化
中 图分 类号 :5 X2 文献 标 识 码 : A
Bilgc lF au e n ae u i c to f ce c oo ia e tr sa d W trP rf ain Ef in y i i
o p mo a Aq aiaF rs a lP a td o h lai - e c n
Ab t a t Ex e me t we e c ri d o tt o a e t e g o h f a u e n s r c : p r n s r a r u c mp r h r wt e t r sa d N,P c n e t fI mo a a u t a F r s a ln i e o o t ns o p o e q ai o s k l a - c p
tda tef a n b d p l tdw tra do esi eut so a o eaeaef s e th ot g— e ( o ue ae)n nt l sl w t t nt vrg eh—w i t fh lnsa te ot l i l h o .R sh h h r e h epa t th a g ot f - l
i g b d o h t rs r c s o 9 . / e l n ,w i h i . 3 t so o e p a td o ol n e n t e wa e u f e i f7 2 5 p rp a t h c s3 5 i a me ft s ln e n s i h .Th a d P c n e t r m h e N n o tn s f o te
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浮床植物抑制水体富营养化的原理
浮床植物抑制水体富营养化的原理浮床植物是一种用来抑制水体富营养化的生态修复技术,它利用水陆交界带植物的特殊生态功能,可以降低水体中的营养盐浓度、改善水质、净化水体。
浮床植物抑制水体富营养化的原理主要包括以下几个方面。
1. 吸收作用:浮床植物通过根系吸收水中的营养盐,包括氮、磷等有机和无机物质。
这些营养盐是导致水体富营养化的主要原因,它们来源于农业生产、城市排放等人类活动。
浮床植物的根系对这些营养盐具有良好的吸收能力,可以将它们固定在体内,减少其在水体中的浓度。
2. 生物竞争:浮床植物生长繁茂,并且表面附着着大量的微生物和藻类。
这些微生物和藻类是水体富营养化的主要源头,它们利用水中的营养盐进行生长繁殖。
当浮床植物覆盖大量水面时,会抑制水中藻类和微生物的生长,降低水体中的营养盐浓度,从而减缓水体富营养化的速度。
3. 植物出色的吸附能力:浮床植物的根系和叶片上覆盖有大量的细菌和蓝藻。
这些细菌和蓝藻能够吸附水中的有机物和重金属等污染物质,从而净化水质。
同时,浮床植物的根系还能吸附部分悬浮颗粒物和悬浮有机物,减少水体中的浊度,提高水质的透明度。
4. 根系泵浦作用:浮床植物的根系能够通过吸收水分和养分,改变水中的物理化学性质,从而达到净化水质的目的。
浮床植物的根系能够增加水体的阳离子和阴离子的浓度差,形成根系泵浦作用。
这种作用可以使水中的溶解氧增加,水体的通气性增强,从而促进有机物的分解和氧气的再生。
总结起来,浮床植物抑制水体富营养化的原理包括吸收作用、生物竞争、植物出色的吸附能力和根系泵浦作用。
通过这些生态功能,浮床植物能够减少水体的营养盐浓度,改善水质,降低水体富营养化的速度。
以上是浮床植物抑制水体富营养化的原理的简要介绍,希望能够对您有所帮助。
不同水蕹菜覆盖率去除松浦镜鲤池水中氮磷的效果
Vol.33,No.5Oct. 2020第33卷第5期2020年10月水产学杂志CHINESE JOURNAL OF FISHERIES文章编号:1005-3832( 2020 )05-0070-04不同水7菜覆盖率去除松浦镜鲤池水中氮磷的效果白海锋,李引娣,王丰,张星朗,袁永锋(陕西省水产研究所,陕西西安710086)摘要:2017年7月1日一9月13日,在水深1.5 m 、面积667 m 2主养松浦镜鲤Cyprinus carpio Songpu 、套养长丰 鏈Hypophthalmichthys molitrix 的精养池塘中,设长250 cm 、宽100 cm 的生态浮床,水蘿菜Ipomoea aquatica 的分别为15%、20%、25% 30%,水蘿菜对精养鱼 75d 养殖和氮磷含量监测结果表明,试验池塘与对照池塘(覆盖率0%)间水中氮磷含量差异显著(:<0.05);四种覆盖率浮 床对水体总氮的去除率分别为45.02%、53.47%、59.17%和69.84%,对总磷的去除率分别为48.48%、55.93%、64.91%和76.67%,水体氮磷去除率与覆盖率呈正相关。
生态浮床覆盖率在20%~30%时,氮磷去除效果较好,考虑生产成本,水•菜以25%为 研究 为 水体 养化生态 应用 理据。
关键词:水蘿菜;覆盖率;松浦镜鲤;氮磷去除率中图分类号:S964.9 文献标志码:ARemoval of Nitrogen and Phosphorus From Water in Songpu Mirror Carp Ponds by WaterSpinach Under Different Coverage RatesBAI Haifeng, LI Yindi, WANG Feng, ZHANG Xinglang, YUAN Yongfeng(Shaanxi Institute of Fisheries, Xi'an 710086, China )Abstract: The effects of water spinach Ipomoea aquatica on absorption of nitrogen and phosphorus were investigated in water of a 1.5m deep and 667 m 2 intensive polyculture ponds of mirror carp Cyprinus carpio Songpu with Changfeng silver carp Hypophthalmichthysmolitrix under different coverage rates of 15%, 20%, 25% and 30% by water spinach in an ecological floating bed of 250 cm long and 100 cm wide from July 1 to September 13, 2017 for 75 days to evaluate the removal of nitrogen and phosphorus from water in Songpumirror carp ponds by water hyacinth. The results showed that there was significant difference in nitrogen and phosphorus content be tween the test ponds and the control pond (0% of coverage ) (P < 0.05), with the total nitrogen removal rate of 45.02% at the coveragefloating rate of 15%, 53.47% at the coverage floating rate of 20%, 59.17% at the coverage floating rate of 25% and 69.84% at the cov erage floating rate of 30%, and with total phosphorus removal rate of 48.48% at the coverage floating rate of 15%, 55.93% at the cov erage floating rate of 20%, 64.91% at the coverage floating rate of 25% and 76.67% at the coverage floating rate of 30%, indicatingthat coverage rate was positively correlated with coverage floating rate. The better removal efficiency of nitrogen and phosphorus was observed at the coverage rate of 20% 〜30% in an ecological floating, considering the production cost, the optimal coverage rate of wa ter spinach being 25%. The findings can provide a theoretical basis for the popularization and application of eutrophication ecological prevention and control in ponds.Key word: Ipomoea aquatica ; Coverage Rates; Cyprinus carpio Songpu; Removal of Nitrogen and Phosphorus生态浮床是以水生植物为主体,运用无土栽培 技术原理,应用物种间共生关系以充分利用水体空间生态位 养生态位的原,建减水体中 工生态系统U 生态浮床移栽的水生植物种类较多,水•菜Ipomoea aquatica应用最为广泛。
不同覆盖率的生态浮床对池塘氮、磷的去除率
不同覆盖率的生态浮床对池塘氮、磷的去除率作者:杨希高志白海锋袁永锋张星朗贾秋红来源:《河北渔业》2017年第04期摘要:通过在养鱼池塘设置生态浮床培育空心菜,对比分析生态浮床不同覆盖率对水体氮、磷去除效果的影响。
试验结果显示,设置生态浮床系统池塘与对照池塘之间氮磷含量存在显著差异(P关键词:生态浮床;鲤鱼;氮;磷;去除率池塘养殖在我国的渔业经济中占有举足轻重的地位,为了获取较高的经济效益,大部分养殖者常采用高密度放养、大量施肥和投饲的养殖模式,导致水体环境富营养化呈现加剧恶化的趋势,鉴于传统物理、化学方法净化水质所带来的难操作、易产生二次污染等问题,人们越来越多地将目光转向利用陆生植物净化水质的生态效应研究中[1]。
随之而来的池塘水体修复生态技术发展很快,其中浮床植物系统是一种水体原位修复和控制技术,因具有众多优点而备受关注。
生态浮床又称人工浮岛或者人工浮床,是以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等位载体和基质,应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则,建立高效的人工生态系统,以消减水体中污染负荷[2]。
目前关于生态浮床的应用研究主要集中在湖泊、景观、河流等的水体净化上[3-5],对于养殖池塘水体富营养化防控的研究相对较少,因此,本研究通过在养鱼池塘建立植物浮床试验,对比分析不同覆盖率对氮磷去除能力的影响,以期为养殖池塘水体富营养化生态防控技术推广提供科学依据。
1 材料与方法1.1 试验池塘试验池塘位于陕西省西安市草滩渔场,池塘东西走向,塘深2.0 m,水深1.6 m,面积0.53 hm2,池塘四周水泥护坡,池底有少许淤泥,进排水及充氧系统齐全。
池塘主养鲤鱼,放养规格50~100 g/尾,放养密度22 500~30 000尾/hm2,套养规格为50~80 g/尾鲢鱼鱼种7 500~9 000尾/hm2。
1.2 浮床植物和浮床设置试验所选用浮床植物为有土栽培空心菜(Ipomoea aquatica),空心菜又名水蕹菜,具有很高的耐高温和耐污性能,并且具有较高的经济价值,可以一次栽种多次收割,从而把营养物质直接从污染水体中去除而不产生二次污染[6]。
水芹菜、空心菜浮床在池塘养殖尾水处理中的应用效果
水芹菜、空心菜浮床在池塘养殖尾水处理中的应用效果水芹菜、空心菜浮床在池塘养殖尾水处理中的应用效果池塘养殖是一种常见的水产养殖方式,但是在这种养殖方式中常常会产生大量的养殖尾水和废弃物,对周围水质和环境造成一定的污染。
尾水处理是解决这一问题的关键,而水芹菜、空心菜浮床作为一种生态环境友好的处理方式在尾水处理中有着广泛的应用。
水芹菜、空心菜属于浮床植物,能够在水中生长,具有很强的适应性。
而这两种植物的根系非常发达,能够吸收水中的营养物质,起到净化水质的作用。
因此,将水芹菜、空心菜种植在池塘养殖的尾水中,可以起到处理水质的作用,提高水质的透明度和养殖环境的健康度。
首先,水芹菜、空心菜浮床可以吸收养殖尾水中的氮、磷等营养物质。
养殖尾水中的氮、磷含量较高,如果直接排放到外环境中,会对周围的水质造成很大的污染。
而水芹菜、空心菜的根系能够有效吸收这些养分,减少其对外环境的释放。
研究发现,将水芹菜、空心菜浮床应用于池塘养殖尾水处理中,可以显著降低水体中氮、磷含量,提高水体的清洁度。
其次,水芹菜、空心菜浮床可以提高养殖水体的氧含量。
养殖尾水中的有机废弃物会消耗水中的氧气,导致水体缺氧,对养殖生物的生长和健康造成不利影响。
而水芹菜、空心菜浮床通过光合作用产生氧气,并通过根系呼吸排放氧气,能够有效增加养殖水体中的氧含量。
这不仅可以改善水体的生态环境,还能促进养殖生物的生长和繁殖。
此外,水芹菜、空心菜浮床还能够吸附和稀释养殖尾水中的有害物质。
在池塘养殖中,常常使用饲料和药物来促进养殖生物的生长和防治疾病,但是这些饲料和药物残留在水体中会对养殖生物产生不良影响。
水芹菜、空心菜浮床的根系能够吸附和稀释这些有害物质,减少其对养殖生物的危害。
综上所述,水芹菜、空心菜浮床在池塘养殖尾水处理中具有显著的应用效果。
通过种植水芹菜、空心菜浮床,可以降低养殖尾水中的氮、磷含量,提高水体的清洁度;同时,还能增加水体中的氧含量,改善水质的生态环境;此外,水芹菜、空心菜浮床还能吸附和稀释养殖尾水中的有害物质,减少其对养殖生物的危害。
2_种养殖模式下植物浮床对养殖水体的净化效果
removal rate average of plants on ammonia nitrogen,nitrite nitrogen and TN in the culture ponds of M. salmoides were 95. 73%,80. 00% and
鲢鱼和鳙鱼。 2 个池塘分别设置 4. 0 m× 4. 0 m× 2. 5 m 的双
1. 3 样品采集与测定 试验期间放置植物浮床后立即采集
在 1. 0 m×1. 0 m 带双层网的 PVC 管浮床。 试验期间,水深
内的表层水样,现 场 使 用 YSI - MP556 型 水 质 仪 测 量 水 温
摘要 在主 养 草 鱼 ( Ctenopharyngodon idella),套 养 少 量 鲤 鱼 ( Cyprinu carpio)、 鲢 鱼 ( Hypophthalmichthys molitrix) 和 鳙 鱼 ( Aristichthys
nobilis)的池塘(面积 0. 67 hm2 ) 以及主养加州鲈( Micropterus salmoides)、套养少量鲢鱼和鳙鱼的相同面积池塘中,分别设置 4. 0 m ×
鱼(Aristichthys nobilis),另一个池塘主养加州鲈并套养少量
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安徽农业科学 2023 年
Key words Biological floating bed;Nutrient salt;Freshwater pond culture
水生蔬菜浮床对污染水体的修复机制及应用
水生蔬菜浮床对污染水体的修复机制及应用摘要:我国水生蔬菜种类繁多,利用蔬菜浮床对水环境进行原位修复的机制主要是激发水生蔬菜体内相关酶活性,促进其对水体营养物质的吸收;为根际微生物创造适宜条件,促进其对营养物质的分解;利用浮床自身对污染物的拦截、过滤、沉淀等。
蔬菜浮床净水效果受蔬菜种类,水体富营养化程度,浮床覆盖面积,气候变化等因素影响。
今后应着力从蔬菜组合、浮床改进等方面探索生态浮床的构建和管理技术,实现经济效益和生态功能的有机结合。
关键词:水生蔬菜;浮床;水体修复中图分类号S63 文献标识码 A 文章编号1007-7731(2017)10-0062-03Abstract:The main mechanism of utilization of vegetable floating bed for in situ remediation of water environment is to stimulate enzyme activities of aquatic vegetables to promote the absorption of nutrients in the water,to create suitable conditions for microorganisms in the rhizosphere of vegetables to promote the decomposition of nutrients,using the floating bed on the pollutant interception,filter precipitation,etc. The effect of vegetable floating bed was affected by the typesof vegetables,the degree of eutrophication,the coverage area of floating bed and the climate change. In the future,it is necessary to explore the construction and management technology of ecological floating bed from vegetable combination and floating bed improvement,to realize the organic combination of economic benefit and ecological function.Key words:Aquatic vegetables;Floating bed;Water restoration我??水生蔬菜品种繁多,大量研究表明水生蔬菜具有吸收水体中的营养物质,降低其富营养化程度的特性。
浮床植物对不同污染程度水体中氮、磷的去除效果
浮床植物对不同污染程度水体中氮、磷的去除效果李欲如;陈娟【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2011(027)001【摘要】研究美人蕉及水蕹菜这两种常见浮床植物在低、中、高浓度污水中的生长状况,以及对氮、磷的净化效果:①低浓度污水中水蕹菜对氮磷的去除效果优于美人蕉;中浓度污水中水蕹菜对NH3-N的去除效果高于美人蕉,对NO3-N和TP的去除效果低于美人蕉;高浓度水样中,美人蕉对所有指标的净化效果均优于水蕹菜.②水蕹菜在TN质量浓度大于30mg/L,TP质量浓度大于10mg/L的污水中生长受到抑制,美人蕉则生长良好,并取得较好净化效果.得出水蕹菜对低浓度污水的净化效果较好,而美人蕉适合于净化高浓度污水的结论.【总页数】5页(P58-62)【作者】李欲如;陈娟【作者单位】浙江省环境保护科学设计研究院,浙江,杭州,310007;国家环境保护水污染控制技术(浙江)中心,浙江,杭州,310007;浙江省环境保护科学设计研究院,浙江,杭州,310007;国家环境保护水污染控制技术(浙江)中心,浙江,杭州,310007【正文语种】中文【中图分类】X824【相关文献】1.水生植物对富营养化程度不同水体氮磷去除效果的研究 [J], 戢小梅;许林;谢焰锋;王湛昌;陈法志;陈卫东;罗智勇2.复合立体生物浮床技术对微污染水体氮磷的去除效果 [J], 张毅敏;高月香;吴小敏;陈楚星;魏京玲3.复合立体生物浮床技术对微污染水体氮磷的去除效果 [J], 张毅敏;高月香;吴小敏;陈楚星;魏京玲4.3种植物浮床对冬季富营养化水体氮磷的去除效果研究 [J], 周小平;徐晓峰;王建国;杨林章5.探讨千屈菜生物浮床载带异养硝化-好氧反硝化菌对水体中氮磷的去除效果 [J], 张丽艳;郭玲因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浮床水培蕹菜的生物学特征及水质净化效果
浮床水培蕹菜的生物学特征及水质净化效果黄婧;林惠凤;朱联东;李兆华【期刊名称】《环境科学与管理》【年(卷),期】2008(033)012【摘要】本研究比较了污染水体中浮床水培蕹菜与陆生同种蕹菜之间生长特性以及N、P含量的差异.结果表明,水培蕹菜单株鲜重约为792.5 g/株,为陆生蕹菜的3.53倍;单株N、P总量分别比陆生高469.6%、566.7%.水培蕹菜与其他水培植物相比具有较强的N、P吸收力,是一种可用于富营养化水体水质净化的优良植物.【总页数】3页(P92-94)【作者】黄婧;林惠凤;朱联东;李兆华【作者单位】湖北大学,资源环境学院,湖北,武汉,430062;湖北大学,资源环境学院,湖北,武汉,430062;湖北大学,资源环境学院,湖北,武汉,430062;湖北大学,资源环境学院,湖北,武汉,430062【正文语种】中文【中图分类】X52【相关文献】1.浮床种植空心菜对罗非鱼养殖池塘水质的净化效果 [J], GUO Zhong-bao;WANG Bo-ming;YIN Qing-lang;ZHOU Yi;XIAO Jun;LIANG Jun-neng;ZHONG Huan;LUO Yong-ju2.水蕹菜浮床对盐碱地池塘水质与中华绒螯蟹生长的影响 [J], 袁泉; 任艳; 周文宗; 李为; 刘家寿; 张堂林3.浮床种植空心菜对罗非鱼养殖池塘水质的净化效果 [J], 郭忠宝; 王柏明; 阴晴朗; 周毅; 肖俊; 梁军能; 钟欢; 罗永巨4.不同类型生态浮床对水质的净化效果 [J], 周文宗; 吴华莉; 涂尾龙; 王洪洋; 张莺莺; 曹建国; 刘娅琴; 黄伟伟; 谈永松5.人工浮床栽培蕹菜对不同总氮(TN)浓度水体的净化效果研究 [J], 陈红兵;翁沁玉;卢进登因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究
第31卷第8期2011年8月环境科学学报Acta Scientiae CircumstantiaeVol.31,No.8Aug.,2011基金项目:湖北省科技攻关项目(No.2006AA203A01);现代农业产业技术体系建设专项资金资助(No.NYCYTX-49-15)Supported by the Technology Project of Hubei Province (No.2006AA203A01)and the Earmarked Fund for Modern Agro-industry Technology Research System (No.NYCYTX-49-15)作者简介:李文祥(1973—),男,博士,E-mail :liwx@ihb.ac.cn ;*通讯作者(责任作者),E-mail :zhongjie@ihb.ac.cn Biography :LI Wenxiang (1973—),male ,Ph.D.,E-mail :liwx@ihb.ac.cn ;*Corresponding author ,E-mail :zhongjie@ihb.ac.cn李文祥,李为,林明利,等.2011.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,31(8):1670-1675Li W X ,Li W ,Lin M L ,et al .2011.In situ nutrient removal from aquaculture wastewater by the aquatic vegetable Ipomoea aquatica on floating beds [J ].Acta Scientiae Circumstantiae ,31(8):1670-1675浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究李文祥1,李为1,2,林明利1,2,王英雄3,刘家寿1,李钟杰1,*1.中国科学院水生生物研究所,武汉4300722.中国科学院研究生院,北京1000393.洪湖市水产技术推广站,洪湖433200收稿日期:2010-10-26修回日期:2010-11-25录用日期:2010-12-06摘要:为研究浮床水蕹菜对池塘养殖水质的改善效果,于2007年6月至11月,在6个2000m 2的标准养殖池塘进行了中试研究.3个池塘放养常规鱼类和部分名优鱼类,并利用浮床技术在水面上种植200m 2的水蕹菜(Ipomoea aquatica ),另外3个池塘放养相同重量的常规鱼类作为对照塘.实验结果显示,种植塘的渔产量为1467kg ,显著高于对照塘1203kg 的渔产量(p <0.05).对照塘中TN 去除率为25.17%,TP 为15.27%;种植塘中TN 去除率为30.02%,TP 为21.68%;种植塘收获水蕹菜鲜重(4000ʃ350)kg ,TN 去除率为8.41%,TP 为4.85%.在养殖实验的中后期,种植塘水体的TN 、TP 、COD 和Chl a 都显著低于对照塘,而透明度显著高于对照塘,溶解氧保持在5mg ·L -1以上.这种综合养殖模式不仅能有效改善水质,减少养殖废水对环境的污染,还可提高养殖的经济效益.关键词:浮床;水蕹菜;养殖废水;营养去除文章编号:0253-2468(2011)08-1670-06中图分类号:X703.1文献标识码:AIn situ nutrient removal from aquaculture wastewater by the aquatic vegetable Ipomoea aquatica on floating bedsLI Wenxiang 1,LI Wei 1,2,LIN Mingli 1,2,WANG Yingxiong 3,LIU Jiashou 1,LI Zhongjie 1,*1.Institute of Hydrobiology ,Chinese Academy of Sciences ,Wuhan 4300722.Graduate School of the Chinese Academy of Sciences ,Beijing 1000393.Honghu Fishery Technical Extension Station ,Honghu 433200Received 26October 2010;received in revised form 25November 2010;accepted 6December 2010Abstract :To investigate the nutrient removal in an aquaponic system ,pilot scale tests were carried out in six earthen ponds of area 2000m 2from June to November in 2007.The aquatic vegetable Ipomoea aquatica (200m 2area )was planted on floating beds in three ponds.The other three ponds without the vegetable were considered controls.The same fish weight was stocked in the planted and control ponds ,but with different fish species.At the end of experiment ,the fish production in planted ponds (1467kg )was significantly higher than in control ponds (1203kg )(p <0.05).Percentage removal of total nitrogen (TN )and total phosphorus (TP )by harvested fish in the control ponds was 25.17%and 15.27%,respectively.Percentage removal of TN and TP by harvested fish in the planted ponds was 30.02%and 21.68%,respectively.The fresh weight of harvested vegetable was (4000ʃ350)kg ;and the percentage removal of TN and TP was 8.41%and 4.85%,respectively.In the middle and late period of the experiment ,the contents of chemical oxygen demand (COD )and chlorophyll a (Chl a )in the planted ponds were significantly lower than in the control ponds ,and the transparency was significantly higher than in the control ponds.The concentration of dissolved oxygen (DO )in planted ponds was higher than 5mg ·L -1during the experiment ,whereas the concentration of DO in the control ponds decreased sharply in the last month.The results suggested that the water quality could be improved effectively and a higher fish density could be stocked in the aquaponic system.Keywords :floating beds ;Ipomoea aquatic ;aquaculture wastewater ;nutrient removal8期李文祥等:浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究1引言(Introduction)含有大量营养物的养殖废水带来的富营养化问题引起广泛的关注(Carpenter et al.,1998;Ruenglertpanyakul et al.,2004),中国的池塘养殖大多在开放或半开放的土池中进行,靠投喂大量的人工配合饲料提高产量,通常饲料中只有20% 50%的氮和15% 65%的磷被鱼体吸收(Schneider et al.,2005),大量的残饵和鱼类代谢产物都留在池塘内,破坏水质,甚至引发蓝藻水华(Van Rijn,1996).为了保持良好的水质,富含营养物的养殖废水通过换水被排放到湖泊、河流,从而促进了水环境的富营养化.养殖废水的生物处理是综合养殖的重要组成(Siddiqui,2003;Troell et al.,2005),在循环水养殖系统中,构建人工湿地是主要的处理方法,能有效移除养殖废水中的营养物(Lin et al.,2002;Naylor et al.,2003;Schulz et al.,2003),但人工湿地需要在养殖单元外建造,在养殖单元内的原位处理技术应该更适合中国的开放或半开放池塘养殖,如利用浮床技术在养殖池塘上种植水生蔬菜,即种菜养鱼系统(Aquaponic system),该模式在循环水养殖系统中是可行的(丁永良等,1997;Diver,2006),在水泥池的养殖试验中对养殖水质也有明显改善效果(Li et al.,2009).水生蔬菜水蕹菜(Ipomoea aquatica)在浮床上生长迅速,产量高,能有效去除水体中的营养物质(戴全裕等,1996;刘淑媛等,1999;Sooknah et al.,2004).本实验将研究浮床水蕹菜对养殖池塘中营养物质去除效果,以及对水质的净化作用.2材料与方法(Materials and methods)2.1鱼种放养和水蕹菜种植实验在水泥板护坡、土底的标准池塘中进行,每个池塘面积2000m2(3亩),深2m,共有6个,3个种植水生蔬菜(种植塘),另外3个不种植水生蔬菜(对照塘).种植塘中主要养殖异育银鲫(Carassius auratus),还放养了部分名特鱼类如斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)和鳜(Siniperca chuatsi),定期投放小规格的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)作为鳜的饵料鱼,考虑到对照塘在养殖后期的水体溶氧会较低,没有投放名特鱼类,只放养了异育银鲫和大规格鲢鱼种,放养鱼种的数量和重量见表1.按照池塘的长宽,将浮床设计成5mˑ40m的长方形,四周和中间用竹竿固定,上面铺上网目为2 cm的聚乙烯网片.实验前,用生石灰清塘并灌水至1.5m深,将长方形浮床放入池塘的一边,用绳子固定,把生长良好的水蕹菜按照40cmˑ40cm(行距ˑ株距)插入网眼中.养殖实验从2007年的6月到11月,每天早晨和下午打开投饵机,投喂配合饲料各1次,日投喂量为鱼体重的2% 5%,每半个月调查鱼的体重,具体投喂量根据天气和水温,阴雨天和低温天气少投喂,晴天多投喂.养殖实验过程中不换水,只补充水,养殖用水是经过网片过滤的湖泊天然水.在养殖中后期,为防止鱼“泛塘”,每天早晨5点开增氧机1h.2.2样品采集和测试分析每个月采集每个池塘的水样1次,水体透明度用萨氏圆盘测定,溶氧和酸碱度分别用便携式溶氧仪(YSI,550A)和pH计(HANNA,HI98127)测定.水样在24h内送到实验室,用GF/C滤膜过滤,滤膜上的过滤物用丙酮抽提后,用于叶绿素a(Chl a)的测定,滤液中的总氨氮(TAN)、硝酸盐氮(NO-3-N)、亚硝酸盐氮(NO-2-N),以及水样中的TP、TN和化学耗氧(COD)的测定参考国外方法(Clesceri et al.,1998).实验结束后,称量水蕹菜和各种鱼的体重,并测量饲料、鱼体和蔬菜中TP和TN含量(黄祥飞等,1999).2.3统计分析水蕹菜和鱼对TN、TP的去除率用收获与初始的TN、TP含量的差值除以总的输入量,输入的营养物包括初始种植的水蕹菜、放养鱼、投喂饲料中的TN、TP,养殖用水的营养物含量忽略不计.种植塘中渔产量和水质参数与对照塘之间的显著差异采用Student's t-test.3结果(Results)3.1养殖结果实验结束后,排干水捕捞池塘中的鱼,并称量体重(表1),种植塘的平均渔产量为1467kg;对照塘的平均渔产量为1203kg,由于在养殖后期发生蓝藻水华,导致近100kg鲢死亡,影响了总产量.统计分析显示种植塘的渔产量显著高于对照塘(p<0.05).1761环境科学学报31卷表1种植塘和对照塘中放养和收获鱼的数量、重量和水蕹菜的重量Table1Stocked and harvested individuals and weight of fish and vegetable in planted and control ponds鱼和水生蔬菜种植水蕹菜池塘放养数量/尾重量/kg收获重量/kg对照塘放养数量/尾重量/kg收获重量/kg鳜Siniperca chuatsi2000.573ʃ8异育银鲫Carassius auratus4000200710ʃ254000200870ʃ32斑点叉尾鮰Ictalurus punctatus64040250ʃ14鲢Hypophthalmichthys molitrix6000060434ʃ54500100332ʃ23水蕹菜Ipomoeaaquatica104000ʃ3503.2水生蔬菜和鱼的TN、TP去除率根据鱼和水蕹菜的初始和收获重量,以及其中氮、磷的含量比率,计算TN、TP的去除率,对照组中鱼对TN去除率为25.17%,TP去除率为15.27%;实验组中鱼对TN去除率为30.02%,TP为21.68%.每个池塘收获水蕹菜(4000ʃ350)kg,对TN去除率为8.41%,TP去除率为4.85%(表2).饲料中大部分氮、磷营养物溶解在水中和沉淀在底泥中.表2放养鱼类、种植水生蔬菜和投喂饲料输入的TN、TP,以及收获蔬菜和鱼输出的TN、TPTable2Nutrient inputs of total nitrogen(TN)and total phosphorus(TP)by planted vegetables,stocked fish and formula feed,and removal of TN and TP by harvested vegetable and fish inplanted and control pondsTP/g种植塘MeanʃSD对照塘MeanʃSDTN/g种植塘MeanʃSD对照塘MeanʃSD输入营养31830ʃ92329622ʃ85993015ʃ269786734ʃ2515水生蔬菜4.0ʃ0.220ʃ1鱼类1585ʃ571542ʃ567316ʃ2637174ʃ258饲料30240ʃ78628080ʃ73085680ʃ222879560ʃ2068输出营养水生蔬菜1543ʃ627820ʃ313鱼类8485ʃ3056064ʃ21835237ʃ126929004ʃ10443.3养殖水质变化情况在6 9月,种植塘和对照塘水中的TN、TP含量维持在较低的水平,TN低于3.0mg·L-1,TP低于0.4mg·L-1.在10、11月,随着水中营养物的积累,水体的TN、TP含量呈上升趋势,对照塘的升高更快,而且显著高于种植塘的(p<0.05).TAN的变化没有规律,种植塘的与对照塘的也没有显著差异.对照塘水体中的COD含量呈上升趋势,而种植塘的呈下降趋势,并且在9、10月对照塘的COD含量显著高于种植塘的.对照塘和种植塘的Chl a含量一直在升高,在10月种植塘的显著低于对照塘.对照塘的水体透明度保持在30cm以下,种植塘的一直在升高,在9、10、11月显著高于对照塘.DO和pH 都保持在正常水平,而对照塘的DO在11月显著降低(图1).从上述水质参数变化情况来看,种植水生蔬菜后,水体中的营养物、有机物和藻类含量明显降低,水质得到明显改善.4讨论(Discussion)在2种养殖模式下,放养鱼的种类不同,总重量几乎相等,但是种植了水蕹菜池塘的渔产量显著高于对照塘.主要原因是在养殖中期,对照塘水质明显富营养化,整个池塘覆盖蓝藻水华,每个池塘死亡约100kg.在整个养殖实验过程没有换水,鱼类代谢产物和残饵在水体和底泥中积累,并释放出大量的氮、磷,促进了有害蓝藻的生长,大量的蓝藻覆盖水面,释放蓝藻毒素,降低水体溶氧,从而影响鲢的生长,并引起死亡.因此,这种养殖模式必须定期排出富含营养物的养殖废水,加注新鲜的养殖用水,一些对溶氧要求高的名特鱼类不适合这种养殖模式.种植塘的水体透明度一直较高,也没有发生蓝藻水华,养殖鱼类生长比较正常,对溶氧要求较高的鳜也没有出现浮头死亡,而且这种养殖模式的经济效益更高.通过收获水蕹菜输出的TN为8.41%,TP为4.85%,水蕹菜对氮、磷的去除率明显低于2006年的水泥池养殖实验(TN、TP去除率分别为18.2%和30.6%)(Li et al.,2009).与其他综合养殖研究相比,营养去除率也明显偏低,在人工养殖生态系统中,饲料中大约28%的氮被种植的西红柿吸收(Quilleréet al.,1995),浮萍(lemna minor)能吸收饲料中15%的氮和17%的磷(Schneider et al.,2005).本实验种植的水生蔬菜面积较小,仅占养殖水面的1/10,吸收的营养物也比较有限.27618期李文祥等:浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究图1种植塘和对照塘水体中TN (a )、TP (b )、总氨氮(c )、化学耗氧(d )、叶绿素a (e )、溶氧含量(f )和水体透明度(g )、酸碱度(h )的变化情况(星号(*)表示种植塘和对照塘的水质参数有显著性差异(p <0.05))Fig.1Mean (ʃSD )concentrations of total nitrogen (a ),total phosphorus (b ),total ammonia nitrogen (c ),chemical oxygen demand (d ),chlorophyll a (e ),dissolved oxygen (f ),and water transparency (g )and value of alkalinity (h )in planted and control ponds (The symbol (*)represents significant difference between planted and control ponds on the same day (p <0.05))养殖鱼类输出的营养物也比较低,对照塘中鱼带出的TN 为25.17%,TP 为15.27%,种植塘中鱼输出的TN 为30.02%,TP 为21.68%.可见,水蕹菜和养殖鱼类只吸收了小部分TN 和TP ,说明饲料投喂过剩,导致部分饲料未被鱼类摄食而沉积到池底.其他养殖实验也显示相当一部分氮、磷沉积在底泥,在综合养殖模式下,29%的氮和51%的磷沉积在底泥中(Nhan et al .,2008),而在半集约化养殖池塘中,输入营养中66% 70%的氮和35% 86%的磷沉积在底泥(Green et al .,1995).另外,种植塘中鱼输出的TN 、TP 都高于对照塘,说明种植塘中的鱼生长更好.尽管水蕹菜只吸收了小部分氮、磷营养物,但是在养殖后期,种植塘的TN 、TP 和COD 含量都显著低于对照塘.一方面,可能与水生蔬菜的生长有关,通常,水中氮和有机物的去除与植物的生物量相关(Naylor et al .,2003),而植物的生物量又受温度影响,因此营养去除高峰一般发生在植物的生长季节(Spieles et al .,2000;Picard et al .,2005).水蕹菜在春季和秋季生长旺盛,而在炎热的夏季生长缓慢,在养殖中后期水蕹菜吸收营养物的效果最好,使得水体中的TN 、TP 和COD 明显低于对照塘.另一方面,种植塘中的水质较好,促进了鱼类的生长,对饲料的利用率更高.水蕹菜的生长除了吸收水体中的营养物外,对其他水质参数也有影响,如叶绿素含量和水体透明度.种植塘中Chl a 的含量在养殖后期显著低于对照塘,除了与水蕹菜吸收水体营养有关外,可能水生蔬菜也有抑制了藻类生长的作用,在整个养殖实验过程中没有发生蓝藻水华.由于水蕹菜对水体中3761环境科学学报31卷有机物的吸收,以及对藻类生长的抑制,种植塘的水体透明度也显著高于对照塘的.水蕹菜吸收氨氮的效果不明显,对DO和pH没有显著影响.在水泥池实验中,种植水蕹菜池塘与对照塘中的氨氮也没有明显差异,但是DO和pH在实验后期明显降低(Li et al.,2009).可能水面上水生蔬菜的面积较小,没有影响水体的DO和pH.通常植物的面积越大,吸收营养物的效果越好,但是面积太大会影响其他水质参数,影响渔产量,到底种植多大面积的水生蔬菜最好?浮床水稻覆盖面积为60%对氮、磷去除率最高,而20%覆盖面积的特定移除率最高(宋祥甫等,1998),25%的浮萍养殖密度对氮、磷的特定去除率最高(Ruenglertpanyakul,2004),浮床无土栽培美人蕉的覆盖面积与养殖池塘中氮、磷的移除率显著正相关,但面积过大会降低水体溶氧,造成养殖鱼类缺氧,20%的池塘覆盖率比较适宜(邴旭文等,2001).种植塘1/6面积的水蕹菜对营养物有较好的移除效果,但是影响水体的DO和pH(Li et al.,2009).本实验中,种植塘1/10面积的水蕹菜虽然对营养物的移除率有限,但是能抑制蓝藻水华的发生,保持水体较高的透明度,不影响水体的DO和pH.上述研究表明,种植鱼塘10% 20%面积的水生蔬菜比较合适.5结论(Conclusions)在养殖池塘上种植1/10面积的水蕹菜,虽然水生蔬菜本身去除的营养物质并不多,但是在养殖中后期对水体的TN、TP和有机物有较好的去除效果,可以抑制蓝藻水华的发生,有效改善养殖水质,在种植塘中通过收获鱼类带出的TN、TP更多.因此,这种养殖模式对营养物的利用效率更高,可适当提高养殖鱼类的密度.另外,整个养殖过程没有排放养殖废水,可减少对环境的污染.责任作者简介:李钟杰(1957—),男,中国科学院水生生物研究所研究员,博士生导师.研究方向为渔业生态学、水产增养殖学.E-mail:zhongjie@ihb.ac.cn.参考文献(References):邴旭文,陈家长.2001.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,21(3):29-33Bing X W,Chen J C.2001.The control of eutrophic water in ponds by floating-bed soilless culture of plants[J].Journal of ZhanjiangOcean University,21(3):29-33(in Chinese)Carpenter S R,Caraco N F,Correll D L,et al.1998.Nonpoint pollution of surface waters with nitrogen and phosphorus[J].Ecological Applications,8:559-568Clesceri L S,Greenberg A E,Eaton A D.1998.Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater(20th Edition)[M].Washington DC:American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation戴全裕,蒋兴昌,张珩,等.1996.水蕹菜对啤酒及饮食废水净化与资源化研究[J].环境科学学报,16(2):249-250Dai Q Y,Jiang X C,Zhang H,et al.1996.Furification wastewater from brewery and diet processing by Ipomoea aquatic[J].Acta Scientiae Circumstantiae,16(2):249-250(in Chinese)丁永良,张明华,张建华,等.1997.鱼菜共生系统的研究[J].中国水产科学,4(5):70-75Ding Y L,Zhang M H,Zhang J H,et al.1997.Researches on fish and vegetable co-existaing system[J].Journal of Fishery Sciences of China,4(5):70-75(in Chinese)Diver S.2006.Aquaponics-Integration of Hydroponics with Aquaculture [EB/OL].2010-12-20.http://www.attra.org/attra-pub/ aquaponic.htmlGreen B W,Boyd C E.1995.Chemical budgets for organically fertilized fishponds in the dry tropics[J].Journal of the World Aquaculture Society,26:284-296黄婧,林惠凤,朱联东,等,2008.浮床水培蕹菜的生物学特征及水质净化效果[J].环境科学与管理,33(12):92-94Huang J,Lin H F,Zhu L D,et al.2008.Biological features and water purification efficiency of Ipomoea aquatica Forsskal planted on the floating-bed[J].Environmental Science and Management,33(12):92-94(in Chinese)黄祥飞,陈伟民,蔡启铭.1999.湖泊生态调查观测与分析[M].北京:中国标准出版社Huang X F,Chen W M,Cai Q M.1999.Survey,Observation and Analysis of Lake Ecology[M].Beijing:China Standard Press(in Chinese)Li W X,Li Z J.2009.In situ nutrient removal from aquaculture wastewater by aquatic vegetable Ipomoea aquatica on floating beds [J].Water Science and Technology,59(10):1937-1943刘淑媛,任久长,由文辉,1999.利用人工基质无土栽培经济植物净化富营养化水体的研究[J].北京大学学报(自然科学版),35(4):518-522Liu S Y,Ren J C,You W H.1999.A study on purification of the eutrophic water body with economical plants siollessly cultivated on artificial substratum[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis,35(4):518-522(in Chinese)Lin Y F,Jing S R,Lee D Y,et al.2002.Nutrient removal from aquaculture wastewater using a constructed wetlands system[J].Aquaculture,209:169-184Naylor S,Brisson J,Labelle M A,et al.2003.Treatment of freshwater fish farm effluent using constructed wetlands:the role of plants and substrate[J].Water Science and Technology,48:215-222Nhan D K,Verdegem M C J,Milstein A,et al.2008.Water and47618期李文祥等:浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究nutrient budgets of ponds in integrated agriculture-aquaculture systems in the Mekong Delta,Vietnam[J].Aquaculture Research,39:1216-1228Picard C R,Fraser L H,Steer D.2005.The interacting effects of temperature and plant community type on nutrient removal in wetland microcosms[J].Bioresource Technology,96:1039-1047 QuilleréI,Roux L,Mari D,et al.1995.An artificial productive ecosystem based on a fish/bacteria/plant association.2.Performance[J].Agriculture,Ecosystems and Environment,53:19-30Ruenglertpanyakul W,Attasat S,Wanichpongpan P.2004.Nutrient removal from shrimp farm effluent by aquatic plants[J].Water Science and Technology,50:321-330Schneider O,Seret V,Edin E H,et al.2005.Analysis of nutrient flows in integrated intensive aquaculture systems[J].Aquacultural Engineering,32:379-401Schulz C,Gelbrecht J,Rennert B.2003.Treatment of rainbow trout farm effluents in constructed wetland with emergent plants and subsurface horizontal water flow[J].Aquaculture,217:207-221Siddiqui S A.2003.Wastewater treatment technology in aquaculture [J].World Aquaculture,34:49-52宋祥甫,邹国燕,吴伟明,等.1998.浮床水稻对富营养化水体中氮、磷的的去除效果及规律研究[J].环境科学学报,18(5):489-494Song X F,Zou G Y,Wu W M,et al.1998.Study on the removal effects and regulation of rice plants on floating beds to main nutrient N and P in eutrophicated water bodies[J].Acta Scientiae Circumstantiae,18(5):489-494(in Chinese)Spieles D J,Mitsch W J.2000.The effects of season and hydrologic and chemical loading on nitrate retention in constructed wetlands:a comparison of low and high nutrient riverine system[J].Ecological Engineering,14:77-91Troell M,Neori A,Chopin T,et al.2005.Biological wastewater treatment in aquaculture-More than just bacteria[J].World Aquaculture,36:27-29Van Rijn J.1996.The potential for integrated biological treatment systems in recirculating fish culture-A review[J].Aquaculture,139:181-2015761。
人工浮床水培空心菜生长特性及其在养殖废水净化中的应用
人工浮床水培空心菜生长特性及其在养殖废水净化中的应用李今;吕田;华江环【摘要】通过野外实验,比较了人工浮床水培空心菜和土培空心菜的生长特性,并研究了不同生长状况下人工浮床水培空心菜对鱼塘养殖废水中氮磷的去除能力和对浮游藻类的抑制作用.结果表明:在水温为22~30℃条件下,培养60天,人工浮床水培空心菜生长优于土培空心菜,平均株高和叶片叶绿素含量分别是土培的1.152倍和1.25倍.整个试验周期中,人工浮床水平空心菜对鱼塘养殖废水中氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为16.1%、35.4%和33.2%,对浮游藻类的抑制率最高可达到20.02%,且随着空心菜生长速率的降低,其对氮磷氨氮、总氮和总磷的去除率和对浮游藻类的抑制作用逐渐降低.【期刊名称】《湖南师范大学自然科学学报》【年(卷),期】2014(037)002【总页数】6页(P22-27)【关键词】空心菜;人工浮床;生长特性;养殖废水;净化【作者】李今;吕田;华江环【作者单位】湖北师范学院生命科学学院,中国黄石435002;湖北师范学院生命科学学院,中国黄石435002;中国科学院水生生物研究所,中国武汉430072【正文语种】中文【中图分类】S636.9;X703在水产养殖过程中,底质饵料与大量排泄物的不断沉积使水体有机负荷不断增加,水体富营养化加剧,最终导致养殖水体发生恶化,影响水产业的持续发展[1].利用水生植物治理富营养化水体,具有成本低、能耗小、治理效果较好、对环境扰动小、易管理等优点[2-4].空心菜浮床系统能有效去除富营养化水体中的氮磷[5-7],对水体中藻类的生长具有明显的抑制作用[8-9].将原来在陆地上种植的草本植物种植到水面,扩大了植物可种植范围,且能取得与陆地种植相仿,甚至更高收获量与景观效果[10-11].本文通过野外实验研究比较了人工浮床水培空心菜和土培空心菜的生长特性,并着重研究了不同生长状况下人工浮床水培空心菜对鱼塘养殖废水中氮磷的去除能力和对浮游藻类的抑制作用,以期为养殖水体中规模推广空心菜浮床系统提供理论支撑.1 材料与方法1.1 实验材料蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.),又名空心菜、藤菜,为旋花科甘薯属一年生草本植物.喜温暖湿润,耐炎热,产量高,原产中国,现已作为蔬菜广泛栽培,同时也是一种比较好的饲料[12].空心菜的生命期可分为生长期约21天、旺盛期约21天和衰亡期21天[13].本实验人工浮床水培和土培的植物为泰国柳叶空心菜(一种常见的空心菜品种).水培试验水域为黄石市西塞山区大排山村面积约2 000m2(100 m×200 m)的养殖池塘,为流动水源,其中进水口与养殖污水排口相连,池塘测定水质指标为:pH 6.88,NH3-N 5.20 mg/L,TN 8.32 mg/L,TP 1.67 mg/L,为劣Ⅴ类水[14](GB3838-2002,地表水环境质量标准,《地表水环境质量标准基本项目标准限值》,劣Ⅴ类:NH3-N >2.0 mg/L,TP >0.4 mg/L,TN >2.0 mg/L).1.2 实验方法1.2.1 空心菜的培育将空心菜的种子播到泥土中,待株高至20 cm时,移栽至人工浮床中.1.2.2 人工浮床制作与空心菜的栽培水培空心菜的栽培:人工浮床材料为竹排,按大小为1.5 m×3 m制作,将育种好的空心菜移栽于竹排上,每3株一茬,茬间距0.2 m,插在竹排间隙中,并固定.池塘按4×3个等间距安放竹排.土培空心菜的栽培:在移栽空心菜前施鸡粪15 000 kg/hm2[15],在1.5 m×3 m的土壤中按间距0.2 m种植.1.3 测定方法1.3.1 空心菜生理指标测定每隔15 d,随机选择每个竹排中的空心菜10株,分别测量其株高、根长、茎长、节数,并记录其生长情况,实验周期60 d.叶绿素含量测定采用分光光度Arnon公式法[16],根活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[17-18].土培植株测量方法同水培.1.3.2 水质指标测定试验开始后每隔15 d取水样测定水温、pH、TN、TP、NH3-N和OD值,每次取样150 mL,重复3次,试验周期为60 d.其中总氮的测定用过硫酸钾氧化紫外分光光度法[19],铵态氮的测定用纳氏试剂光度法[19],总磷的测定用钼锑抗光度法[19],pH的测定用玻璃电极法[19],藻类生物量的测定采用650 nm 分光光度法[19].2 结果与分析2.1 人工浮床水培与土培空心菜生长特性的对比对人工浮床水培空心菜各项生长指标进行测量,计算每个时间段内空心菜株高的生长速率,结果分别为:1.120 cm/d、1.028 cm/d、0.596 cm/d、0.245 cm/d(见图1),从31 d 后植株生长缓慢,46 d 后逐渐出现萎蔫.对空心菜根活力进行测定,结果表明,在前31 d根活力逐渐增强,第31 d后,根部活力由3.7 μg·g-1·h-1减弱为2.0 μg·g-1·h-1,根活力逐渐减弱(见图2);根据根活力的变化可以判断人工浮床水培空心菜在前30 d为生长旺盛期,后30 d为衰亡期.对人工浮床水培与土培空心菜叶绿素的含量进行测定,结果见图3,图4.第31 d 后,叶绿素含量开始降低,由2.86 mg·g-1FW 降低至第61 d 1.33 mg·g-1FW,说明空心菜植株逐渐衰老.处于衰亡期的空心菜代谢活动减弱,根部对矿质营养吸收能力逐渐衰退,不能满足生长需要[20],人工浮床水培空心菜30 d后的生理指标很好地证明了该观点.空心菜茎的节数自移栽开始平均增长1.9节/30 d(图5),增长不明显,而根长和茎长分别是7.19 cm/30 d,15.23 cm/30 d(图6),说明根长和茎长的增长是空心菜植株生长的主要因素.图1 人工浮床水培空心菜的生长速率变化情况Fig.1 Growth rate changes of Ipomoea aquatica Forsk.planted on artificial floating beds图2 人工浮床水培空心菜根活力变化情况Fig.2 Root activity changes of Ipomoea aquatica Forsk.planted on artificial floating beds图3 人工浮床水培空心菜叶绿素a和叶绿素b的含量变化情况Fig.3 Content of chlorophyll a and b of Ipomoea aquatica Forsk.planted on artificial floating beds图4 人工浮床水培与土培空心菜叶绿素含量比较Fig.4 Chlorophyll content comparison between Ipomoea aquatica Forsk.planted on artificial floating beds and those planted in soil图5 人工浮床水培与土培空心菜株高和节数变化情况比较Fig.5 Plant height and section number changes between Ipomoea aquatica Forsk.planted on artificial floating beds and those planted in soil图6 人工浮床水培与土培空心菜植株根茎生长情况比较Fig.6 Root and stem growth comparison between Ipomoea aquatica Forsk.planted on artificial floating beds and those planted in soil空心菜移栽至人工浮床后,生长状况良好,至第一次采样成活率为98.6%,其株高、茎的生长、根系发育均比土培对照空心菜显著茂盛(见图5和图6),平均株高为土培空心菜的1.152倍,营养器官根、茎分别为土培空心菜的1.156、1.148倍,植株整体发育比土培空心菜好.人工浮床水培空心菜与土培空心菜植株节数没有显著性差异(r=0.998,P<0.01),生长差异主要体现在节间和根的生长.比较二者在培养周期内叶片叶绿素含量,人工浮床水培空心菜叶片叶绿素含量平均是土培的1.25倍(见图4),从另一个方面说明人工浮床水培空心菜的生长状况优于土培.空心菜喜湿,需水量较大,应经常浇水,始终保持湿润状态,在采收期间每4~5 d浇水1次[21];其光照条件要求不严格,对水肥需求量很大,干旱与缺肥均会影响产量和品质[22].所以本试验中人工浮床水培空心菜生长发育状况优于土培的原因可能是空心菜在旺盛期对水肥的需求量大,而鱼塘养殖废水恰恰可以在该时期为其提供充足的水分和营养成分,但土培方式却不能满足空心菜对水分的大量需求. 2.2 不同生长状况下人工浮床水培空心菜对鱼塘养殖废水中氮磷及浮游藻类的去除率人工浮床水培空心菜在生长过程中,对养殖废水中氮磷去除率分别为:NH3-N,8.29% ~20.01%;TN,29.26% ~30.10%;TP,20.71% ~50.45%,对浮游藻类的去除率为 9.09% ~14.29%.前 15 d,对 TP、TN、NH3-N的去除率最高,分别为51.45%、38.1%、20.02%,对水体中浮游藻类抑制作用最强,为20.02%.前30 d,各指标的去除率均高于后30 d的去除率(图7).在第61天各指标的去除率均最低.表1 鱼塘养殖废水水质Tab.1 Water quality of fishpond aquaculture wastewater16 31 46 61氨氮/(mg·L-1)指标时间/d 1 4.132 4.298 4.325 4.086 4.788总氮/(mg·L-1)进水 5.166 5.041 5.338 5.017 5.221出水进水 8.2368.003 8.254 8.527 8.415出水 5.098 5.005 5.447 5.259 5.953总磷/(mg·L-1)进水 1.634 1.001 1.273 1.074 1.067出水 1.105 0.486 0.823 0.793 0.846OD650 进水 0.063 0.055 0.043 0.037 0.022出水0.054 0.048 0.037 0.033 0.02图7 人工浮床水培空心菜对鱼塘养殖废水中TN、TP、NH3-N及浮游藻类的去除率Fig.7 Removal rate of TN,TP,NH3-N and planktonic algae by Ipomoea aquatica Forsk.planted on artificial floating beds from fishpond aquaculture wastewater图8 人工浮床水培空心菜的生长速率与其对鱼塘养殖废水中TN、TP、NH3-N和浮游藻类的去除率的关系Fig.8 Relationship between growth rate of Ipomoea aquatica Forsk.planted on floating beds and removal rate of TN,TP,NH3-N and planktonic algae by them前45 d为空心菜生长期和旺盛期,生长发育旺盛,其对养殖废水水体的氮磷去除率最高(图8),尤其对TP的去除率为 51.45%,对 TN的去除量高达3.138mg/L(表1).这说明空心菜营养生长需要从水体中吸收大量的氮磷,尤其是对氮的需求旺盛.氮对空心菜产量影响大于磷,该试验结果与杨小锋等对水培生菜的研究结果[23]一致.后15 d,空心菜对氮磷的去除率呈降低趋势,TN为 29.6%,TP 为 20.7%,NH3-N 为8.29%,此时空心菜处于衰亡期.在空心菜生长期,对浮游藻类的抑制作用强度差异不明显(R=0.885 9,P <0.01).3 结论与讨论从整个实验周期看,人工浮床水培空心菜比土培空心菜生长得好.自移栽到人工浮床上后,成活率极高,生长周期大致为60 d,其中前30 d为生长旺盛期,后30 d为衰亡期;其生长能力很强,植株平均株高生长速率为0.747 3 cm/d.人工浮床水培空心菜在生长过程中,其对鱼塘养殖废水中氮磷的去除率分别为:NH3-N,8.29% ~ 20.01%;TN,29.26% ~ 30.10%;TP,20.71% ~ 50.45%,对浮游藻类的去除率为 9.09% ~14.29%,其中前15天对TP、TN、NH3-N的去除率最高,分别为51.45%、38.1%、20.02%,随着空心菜生长速率的降低,其对TP、TN、NH3-N的去除效率和对浮游藻类的抑制作用也逐渐降低.据上述数据计算可得,30株/m2空心菜对TN和TP的吸收量分别为108.69 g/m3和29.57 g/m3.根据中国地表水环境质量标准(GB3838-20026)标准[19],仅从氮磷看,30株/m2的空心菜可分别将108.69 m3和197.14 m3的水由Ⅴ类水质指标提升到Ⅲ类.因此,空心菜是一种可用于富营养化水体水质净化的优良植物,可有效净化养殖废水,同时由于其具有一定的经济价值,可作为养殖水体中浮床植物的首选植物物种之一.研究表明,空心菜的吸收氮磷和抑藻能力明显高于其他植物[24-26].只有芦苇在N、P直接吸收量上高于空心菜,但芦苇的经济价值不如空心菜.金鱼藻在单株的TP吸收量上略高于空心菜[27],却由于其单位面积产量远远不及空心菜,故在吸收总量上不占优势.用养殖废水培养空心菜,不仅能净化养殖池塘水质,而且能带来不小的经济效益.采用每21 d采收1次留茬15 cm的采收方式,人工浮床水培空心菜可每次获得2.00 kg/m2的产量[13],按100 m2池塘计算2个月可收割空心菜600 kg.研究结果表明人工浮床水培空心菜生长优于土培空心菜,平均株高和叶片叶绿素含量分别是土培的1.152倍和1.25倍,而黄婧等研究也表明水培空心菜鲜重为土培的3.54倍,干重为土培的1.12倍[1],因此,人工浮床水培空心菜的生长速率比土培大,植株生物量比土培高,且具有更高的经济价值,在水污染控制,特别是养殖废水净化中具有很大的应用前景.参考文献:[1]黄婧,林惠凤,朱联东,等.浮床水培蕹菜的生物学特征及水质净化效果[J].环境科学与管理,2008,33(12):93-94.[2]周小平,王建国,薛利红,等.浮床植物系统对富营养化水体中氮、磷净化特征的初步研究[J].应用生态学报,2005,16(11):2199-2203.[3]由文辉,刘淑媛,钱晓燕.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,2000,3(1):99-102.[4]杨晓玲,郭金耀.水蕹菜对富营养化养殖水的净化作用研究[J].作物杂志,2012(1):49-51.[5]陈玉红,刘忠良.猪场厌氧废水用于空心菜水培试验研究[J].农业环境与发展,2011(3):87-90.[6]周真明,陈灿瑜,叶青,等.浮床植物系统对富营养化水体的净化效果[J].华侨大学学报,2010(9):576-579.[7]吕锡武,宋海亮.水培蔬菜法对富营养化水体中氮磷的去除特性研究[J].江苏环境科技,2004,6(17):1-3.[8]操家顺,李欲如,陈娟.水蕹菜对重污染河道净化及克藻功能[J].水资源保护,2006,22(2):36-41.[9]YIN Z,CHEN J,ZENG L,et al.Characterizing rice lesion mimic mutants and identifying a mutant with broad-spectrum resistance to rice blast and bacterial blight[J].Mol Plant Microbe Interact,2000,13:869-876.[10]任照阳,邓春光.生态浮床技术应用研究进展[J].农业环境科学学报,2007,26(Z1):261-263.[11]马井泉,周怀东,董哲仁.我国应用生态技术修复富营养化湖泊的研究进展[J].中国水利水电科学研究院学报,2005,3(3):209-215.[12]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第六十四卷第一分册)[M].北京:科学出版社,1997.[13]贾悦,李秀珍,唐莹莹,等.不同采收方式对富养化河道浮床空心菜生物产出的影响[J].生态学杂志,2011,30(6):1091-1099.[14]国家环保保护总局.地表水环境质量标准[M].北京:中国标准出版社,2002.[15]赵月平,王洋洋,霍晓婷,等.不同有机肥施用量对空心菜的产量及品质的影响[J].中国农学通报,2006,22(8):313-316.[16]黄秋婵,韦友欢,黎晓峰.硅对镉胁迫下水稻幼苗生长及其生理特性的影响[J].湖北农业科学,2007,46(3):354-357.[17]苗玉新.大田作物根系研究法概述[J].黑龙江农业科学,2005,(3):50-52. [18]张志良.植物生理学试验指导[M].北京:高等教育出版社,2009.[19]国家环保总局.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社,2002.[20]潘瑞炽.植物生理学[M].6版.北京:高等教育出版社,2008.[21]刘本文,许宇恒.空心菜有机生态型无土栽培技术[J].现代农业科技,2008(20):42.[22]余建文.空心菜生产与发展概况[J].生物科技与现代农业,2010,4(2):76-77.[23]杨小锋,别之龙.氮磷钾施用量对水培生菜生长和品质的影响[J].农业工程学报,2008,24(2):265-269.[24]程天行,郑向勇,严立,等.几种经济植物水培净化城市河水的研究[J].中国生态农业学报,2008,16(2):415-419.[25]LI W X,LI Z J.In situ nutrient removal from aquaculture wastewater by aquatic vegetable Ipomoea aquatica on floating beds[J].Water Sci Technol,2009,59(10):1937-1943.[26]PETERSON B S,TEAL M J.The role of plants in ecologicallyengineered wastewater treatment systems[J].Ecol Eng,1996,6(1-3):137-148.[27]刘佳,刘永立,叶庆富,等.水生植物对水体中氮、磷的吸收与抑藻效应的研究[J].核农学报,2007,21(4):393-396.。
浮床栽培绿叶蔬菜对富营养化水体的净化效果研究的开题报告
浮床栽培绿叶蔬菜对富营养化水体的净化效果研究的开题报告一、研究背景近年来,随着经济的发展和农业生产的增长,我国许多水体都遭受了不同程度的富营养化污染。
富营养化现象会导致水体中浮游植物大量繁殖,进而造成水体绿化、水生态的失衡,甚至对人类造成危害。
因此,寻找一种有效的水体净化方法,具有重要的现实意义和社会意义。
浮床栽培是一种水产养殖和水体净化的新型技术。
其利用水中营养物质,采用材料轻便、工艺简单的方式,种植绿叶蔬菜,能够将水体中过多的氮、磷等营养物质转化为植物体内有机物,并且能够生物吸附水中有害物质,起到一定的水体净化作用。
因此,浮床栽培逐渐成为近年来开展水体净化的一种重要手段。
二、研究目的本研究将基于浮床栽培技术,研究绿叶蔬菜在富营养化水体中的生长状态和对水质的净化作用。
探究浮床栽培对水体中氮、磷等污染物质的转化效果,分析浮床栽培技术改善水体环境的作用,为水体富营养化治理提供一定的科学依据。
三、研究内容和方法本研究将以某富营养化水体为研究对象,通过浮床栽培的方式种植绿叶蔬菜。
在试验开始前,需要测定该水体中氮、磷等关键营养成分的含量。
接着,选择适合在浮床上生长的绿叶蔬菜品种,开展试验,定时测定水体中氮、磷等营养成分的含量变化情况,分析浮床栽培的净化效果。
具体而言,本研究将采用以下方法开展实验:1. 选取合适的绿叶蔬菜品种作为浮床栽培对象,例如菠菜、油菜、芹菜等。
2. 准备浮床和生长介质,选取适合种植绿叶蔬菜的浮床结构和生长介质。
3. 在浮床上种植绿叶蔬菜,维护浮床的生长环境,如定期施肥、病虫害防治等。
4. 测定水体中关键营养成分的含量变化,分析浮床栽培的净化效果。
四、研究意义和预期结果通过本研究,可以更深入地了解浮床栽培技术对富营养化水体的净化作用,并鉴定其适用性和可行性。
该研究成果将为环境污染治理和农业生产提供一定的科学依据,具有较好的社会和生态价值。
预计本研究将取得的成果包括:1. 探究浮床栽培技术改善水体环境的作用,有助于研究水污染治理的相关问题;2. 分析绿叶蔬菜在富营养化水体中的生长状态,有助于推广绿色生态种植模式;3. 分析浮床栽培对水质的净化作用,为水体污染治理提供新的技术和思路。
水芹菜、空心菜浮床在池塘养殖尾水处理中的应用效果
水芹菜、空心菜浮床在池塘养殖尾水处理中的应用效果
杨东烨;宋建;陆正一;韩登峰;李大鹏;汤蓉
【期刊名称】《科学养鱼》
【年(卷),期】2022()12
【摘要】在尾水处理池塘的水面架设浮床,并种植蔬菜和经济作物,利用植物的吸收对水体中的营养元素进行再利用,是提升尾水处理效果的有效手段。
笔者利用水芹菜、空心菜浮床进行池塘尾水处理试验,现总结如下。
一、材料与方法1.池塘条件试验池塘位于湖北省武汉市五七东方水产养殖有限责任公司的养殖基地,该养殖基地的养殖尾水处理包括由沉淀区、过滤区、曝气区构成的沉淀曝气池和池塘底部种植沉水植物的生物净化池,排放量约为36米^(3)/时。
【总页数】2页(P26-27)
【作者】杨东烨;宋建;陆正一;韩登峰;李大鹏;汤蓉
【作者单位】华中农业大学水产学院;武汉市五七东方水产养殖有限责任公司【正文语种】中文
【中图分类】S63
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为 研 究 浮 床 水 蕹 菜 对 池 塘 养 殖 水 质 的 改 善 效 果 , 于 至 , 在 标 准 养 殖 池 塘 进 行 了 中 试 研 究 池 塘 放 养 2007 年 6月 11 月 6个 2000 m 的 .3 个 摘 要 : 常 规 鱼 类 和 部 分 名 优 鱼 类 , 并 利 用 浮 床 技 术 在 水 面 上 种 植 水 蕹 菜 (Ipomoea aquatica), 另 外 池 塘 放 养 相 同 重 量 的 常 规 鱼 类 作 为 对 200 m 的 3个 .实 1467 kg ,显 1203 kg 的 TN 去 25. 17 % , TP 为 照 塘 验 结 果 显 示 , 种 植 塘 的 渔 产 量 为 著 高 于 对 照 塘 渔 产 量 (p < 0. 05 ). 对 照 塘 中 除 率 为 种 植 塘 中 除 率 为 种 植 塘 收 获 水 蕹 菜 鲜 重 ( 除 率 为 养 殖 15 27% ; TN 去 30 . 02 % , TP 为 21. 68% ; 4000 ± 350 )kg , TN 去 8 . 41% , TP 为 4 . 85% . 在 显 著 低 于 对 照 塘 , 而 透 明 度 显 著 高 于 对 照 塘 , 溶 解 氧 保 持 在 · 上 种 综 合 养 殖 TN 、 TP 、 COD 和 Chl a 都 5 mg L 以 .这 实 验 的 中 后 期 , 种 植 塘 水 体 的 . 模 式 不 仅 能 有 效 改 善 水 质 , 减 少 养 殖 废 水 对 环 境 的 污 染 , 还 可 提 高 养 殖 的 经 济 效 益 浮 床 ; 水 蕹 菜 ; 养 殖 废 水 ; 营 养 去 除 关 键 词 : 02532468 ( 2011 ) 08 167006 中 X703. 1 文 A 文 章 编 号 : 图 分 类 号 : 献 标 识 码 :
李 文 祥 , 李 为 , 林 明 利 , 等 床 水 蕹 菜 对 养 殖 水 体 中 营 养 物 的 去 除 效 果 研 究 [JБайду номын сангаас. 环 境 科 学 学 报 , . 2011 . 浮 31 ( 8 ): 1670 1675 , , , [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 31 ( 8 ): 1670 1675
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In situ nutrient removal from aquaculture wastewater by the aquatic vegetable Ipomoea aquatica on floating beds
LI Wenxiang 1
,LI Wei , ,LIN Mingli , ,WANG Yingxiong ,LIU Jiashou ,LI Zhongjie ,
8
期
李 文 祥 等 : 浮 床 水 蕹 菜 对 养 殖 水 体 中 营 养 物 的 去 除 效 果 研 究
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(Introduction) 引 言 含 有 大 量 营 养 物 的 养 殖 废 水 带 来 的 富 营 养 化 问 题 引 起 广 泛 的 关 注 (Carpenter et al. , 1998 ; Ruenglertpanyakul et al . ,2004 ), 中 国 的 池 塘 养 殖 大 多 在 开 放 或 半 开 放 的 土 池 中 进 行 , 靠 投 喂 大 量 的 人 20% ~ 50% 工 配 合 饲 料 提 高 产 量 , 通 常 饲 料 中 只 有 15% ~ 65% 的 的 氮 和 磷 被 鱼 体 吸 收 (Schneider et al . ,2005 ), 大 量 的 残 饵 和 鱼 类 代 谢 产 物 都 留 在 池 塘 内 ,破 坏 水 质 ,甚 至 引 发 蓝 藻 水 华 (Van Rijn, 1996 ) .为 了 保 持 良 好 的 水 质 , 富 含 营 养 物 的 养 殖 废 水 通 过 换 水 被 排 放 到 湖 泊 、河 流 ,从 而 促 进 了 水 环 . 境 的 富 营 养 化 养 殖 废 水 的 生 物 处 理 是 综 合 养 殖 的 重 要 组 成 (Siddiqui,2003 ;Troell et al. ,2005 ),在 循 环 水 养 殖 系 统 中 , 构 建 人 工 湿 地 是 主 要 的 处 理 方 法 ,能 有 效 移 除 养 殖 废 水 中 的 营 养 物 (Lin et al. ,2002 ; Naylor et al . ,2003 ;Schulz et al . ,2003 ), 但 人 工 湿 地 需 要 在 养 殖 单 元 外 建 造 , 在 养 殖 单 元 内 的 原 位 处 理 技 术 应 该 更 适 合 中 国 的 开 放 或 半 开 放 池 塘 养 殖 , 如 利 用 浮 床 技 术 在 养 殖 池 塘 上 种 植 水 生 蔬 菜 , 即 种 菜 养 鱼 系 统 (Aquaponic system ), 该 模 式 在 循 环 水 养 殖 系 统 中 是 可 行 的 (丁 永 良 等 , 1997 ; Diver, 2006 ), 在 水 泥 池 的 养 殖 试 验 中 对 养 殖 水 质 也 有 明 显 改 善 效 果 (Li et al. ,2009 ). 水 生 蔬 菜 水 蕹 菜 (Ipomoea aquatica )在 浮 床 上 生 长 迅 速 , 产 量 高 ,能 有 效 去 除 水 体 中 的 营 养 物 质 (戴 全 裕 等 ,1996 ;刘 淑 媛 等 ,1999 ;Sooknah et al. , 2004 ) .本 实 验 将 研 究 浮 床 水 蕹 菜 对 养 殖 池 塘 中 营 养 物 质 去 除 效 果 , 以 及 对 水 质 的 净 化 作 用 . 2 材 (Materials and methods) 料 与 方 法 2. 1 鱼 种 放 养 和 水 蕹 菜 种 植 实 验 在 水 泥 板 护 坡 、土 底 的 标 准 池 塘 中 进 行 , 每 个 池 塘 面 积 ), 深 共 有 , 2000 m ( 3 亩 2 m, 6 个 3 个 种 植 水 生 蔬 菜 (种 植 塘 ), 另 外 不 种 植 水 生 蔬 3个 菜 (对 照 塘 ). 种 植 塘 中 主 要 养 殖 异 育 银 鲫 (Carassius 放 养 了 部 分 名 特 鱼 类 如 斑 点 叉 尾 auratus ),还 (Ictalurus punctatus)和 鳜 (Siniperca chuatsi ), 定 期 投 为 鳜 放 小 规 格 的 鲢 (Hypophthalmichthys molitrix )作 的 饵 料 鱼 , 考 虑 到 对 照 塘 在 养 殖 后 期 的 水 体 溶 氧 会 较 低 , 没 有 投 放 名 特 鱼 类 ,只 放 养 了 异 育 银 鲫 和 大 规 格 鲢 鱼 种 , 放 养 鱼 种 的 数 量 和 重 量 见 表 1.
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,but with different fish species. At the end of 1203 kg )( p < 0. 05 ) . Percentage removal of )was significantly higher than in control ponds ( total nitrogen ( TN )and total phosphorus ( TP )by harvested fish in the control ponds was 25. 17% and 15. 27% ,respectively. Percentage removal of TN and TP by harvested fish in the planted ponds was 30. 02% and 21. 68 % ,respectively. The fresh weight of harvested vegetable was ( 4000 ± 350 )kg ; and the percentage removal of TN and TP was 8 . 41% and 4 . 85% ,respectively. In the middle and late period of the experiment ,the contents of chemical oxygen demand ( COD )and chlorophyll a ( Chl a ) in the planted ponds were significantly lower than in the control ponds ,and the transparency was significantly higher than in the control ponds. The concentration of dissolved oxygen ( DO ) in planted ponds was higher than 5 mg· L during the experiment ,whereas the concentration of DO in the control ponds decreased sharply in the last month. The results suggested that the water quality could , (
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be improved effectively and a higher fish density could be stocked in the aquaponic system. Keywords floating beds Ipomoea aquatic aquaculture wastewater nutrient removal
2011
第 第 31 卷 8 期 年 8月
境 科 学 学 报 环 Acta Scientiae Circumstantiae