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文檔簡介

1、浮船式改底機(jī)對池塘養(yǎng)殖環(huán)境的影響研究凌空, 牛江波, 蘇艷秋, 韓永望, 張哲勇, 顧繼銳, 羅國強(qiáng)(通威股份有限公司, 四川 成都 610081)摘要:為探索浮船式改底機(jī)在養(yǎng)殖過程中對養(yǎng)殖環(huán)境的影響。通過一個(gè)月的連續(xù)跟蹤,定時(shí)監(jiān)測試驗(yàn)池塘與對照池塘中的無機(jī)氮、無機(jī)磷、藻類生物量及初級生產(chǎn)力來評估其對養(yǎng)殖環(huán)境的影響。結(jié)果表明,浮船式改底機(jī)能夠有效降低養(yǎng)殖水體中的氨氮、亞硝酸鹽氮含量,提高養(yǎng)殖水體硝酸鹽氮、無機(jī)磷含量,明顯提升藻類生物量和初級生產(chǎn)力。關(guān)鍵詞: 改底機(jī);水質(zhì);藻類生物量;初級生產(chǎn)力中圖分類號: 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號: 收稿日期: 修回日期:基金項(xiàng)目:通威股份有限公司TW2014

2、D005覆水池塘改底機(jī)械設(shè)備研究與效果評估項(xiàng)目支持 作者簡介:凌空(1988-),男,碩士,研究方向:水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控。E-mail:411236685通訊作者:蘇艷秋(1984-),女,碩士,研究方向:水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控。E-mail:suyq 在池塘養(yǎng)殖過程中,養(yǎng)殖所投飼料只有2030%被魚類利用,剩余以大量糞便、殘餌、死藻等形式在養(yǎng)殖水域的池底沉積、敗壞,導(dǎo)致池底長期缺氧,滋生出大量病原體,且容易造成水體氨氮、亞硝酸鹽氮等濃度過高1-3。而關(guān)于養(yǎng)殖水體中有毒有害物質(zhì)對養(yǎng)殖動(dòng)物的危害,國內(nèi)外已有大量報(bào)道4-7,當(dāng)養(yǎng)殖水體自凈能力無法承載過高養(yǎng)殖密度所帶來的污染負(fù)荷時(shí),養(yǎng)殖水體將長期處于污染狀

3、態(tài),嚴(yán)重時(shí)會造成養(yǎng)殖動(dòng)物的死亡8。在此背景下,成都通威水產(chǎn)科技有限公司與成都通威自動(dòng)化設(shè)備有限公司共同研發(fā)了一種用于改良池塘底質(zhì)、釋放底泥營養(yǎng)鹽、促進(jìn)池塘生態(tài)循環(huán)的設(shè)備浮船式改底機(jī)(簡稱改底機(jī))。該設(shè)備可在不影響正常養(yǎng)殖的情況下對池塘底泥進(jìn)行修復(fù),將池底沉積物提升至水表面進(jìn)行氧化、分解,同時(shí)將底泥中的不易釋放可溶性營養(yǎng)鹽釋放至水體供菌、藻再利用。從而使池底沉積營養(yǎng)重新參與養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中,即從生態(tài)循環(huán)途徑來加強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)的二次利用9。最終達(dá)到改良養(yǎng)殖環(huán)境又實(shí)現(xiàn)“廢物”重新利用目的,因而在水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有重大現(xiàn)實(shí)意義10。1 材料和方法1.1 實(shí)驗(yàn)材料試驗(yàn)位于成都市通威水產(chǎn)科技園的精養(yǎng)池塘。試驗(yàn)塘

4、與對照塘的養(yǎng)殖情況基本相同;其中主養(yǎng)黃金鯽、套養(yǎng)花白鰱、面積1.5畝、水深1.8米、底泥厚0.2米、現(xiàn)有存魚量4000斤。浮船式改底機(jī)(簡稱改底機(jī)、發(fā)明專利號為201420544229.7),來自通威股份有限公司;哈希DR900檢測儀、哈希HQ40d檢測儀購于美國哈希公司。1.2 實(shí)驗(yàn)方法試驗(yàn)周期為32天,時(shí)間為2014年8月22日至9月22日。改底機(jī)運(yùn)用區(qū)間為8月29日至9月15日,共持續(xù)18天。為保證養(yǎng)殖安全,改底機(jī)每日運(yùn)行時(shí)間12:0015:00,其中操作5min、間歇15min,每日累積運(yùn)行時(shí)間45min,每日累積運(yùn)行面積為全池塘的15%。采樣方法,在試驗(yàn)期32天中,每日上午九點(diǎn)重復(fù)采

5、集3次試驗(yàn)塘與對照塘水樣進(jìn)行跟蹤檢測,。同時(shí),分別選擇8月24日、9月5日、9月16日進(jìn)行24h跟蹤檢測,并重復(fù)采集當(dāng)日9:00、11:00、12:00、14:00、15:00、18:00及次日9:00各組水樣三次,跟蹤檢測水樣中數(shù)據(jù);試驗(yàn)塘與對照塘水樣采集方式一致。1.3 數(shù)據(jù)處理測定、統(tǒng)計(jì)的各采樣點(diǎn)數(shù)據(jù),采用Excel及SPSS 19.0 進(jìn)行分析處理,以P0.05作為差異顯著性水平。2 結(jié)果2.1 改底機(jī)對無機(jī)氮的影響2.1.1 改底機(jī)對氨氮的影響在運(yùn)用改底機(jī)之前,試驗(yàn)塘與對照塘氨氮濃度基本一致,為3.5mg/L。隨著改底機(jī)的持續(xù)運(yùn)用,試驗(yàn)塘體氨氮濃度逐漸降低,最低到2.5mg/L,降幅

6、達(dá)28.6%。在停止運(yùn)用改底機(jī)一周后,試驗(yàn)塘氨氮濃度仍然保持在較低水平,且氨氮濃度比對照塘低(見圖1)。對各階段氨氮濃度做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出,試驗(yàn)塘和對照塘在運(yùn)用改底機(jī)期間和運(yùn)用改底機(jī)之后(8月29日至9月22日)均產(chǎn)生了顯著性差異(P0.05),而在運(yùn)用改底機(jī)之前(8月22日至8月28日)這種顯著性差異基本不存在。注:含有相同字母表示沒有顯著性差異(P0.05),不同字母表示存在顯著性差異(P0.05),下同。圖1 持續(xù)運(yùn)用改底機(jī)在池塘水體中氨氮濃度變化曲線Fig.1 Ammonia-N variation curvers under different treatments2.1.2 改底

7、機(jī)對亞硝酸鹽氮的影響在運(yùn)用改底機(jī)之前,試驗(yàn)塘與對照塘亞硝酸鹽濃度基本一致,為0.20mg/L。隨著改底機(jī)的持續(xù)運(yùn)用,試驗(yàn)塘亞硝酸鹽濃度在前3天有少量增加,之后再持續(xù)下降,最低到0.11mg/L,降幅達(dá)45%。在停止運(yùn)用改底機(jī)一周后,試驗(yàn)塘亞硝酸鹽濃度穩(wěn)定在較低水平,且亞硝酸鹽濃度比對照塘低(見圖2)。對各階段亞硝酸鹽濃度做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出,試驗(yàn)塘和對照塘在運(yùn)用改底機(jī)期間和運(yùn)用改底機(jī)之后均產(chǎn)生了顯著性差異(P0.05),而在運(yùn)用改底機(jī)之前這種顯著性差異基本不存在。圖2 持續(xù)運(yùn)用改底機(jī)在池塘水體中亞硝酸鹽氮濃度變化曲線Fig.2 Nitrite-N variation curvers under

8、 different treatments2.1.3 改底機(jī)對硝酸鹽氮的影響在運(yùn)用改底機(jī)之前,試驗(yàn)塘與對照塘硝酸鹽濃度基本一致,為1.9mg/L。隨著改底機(jī)的持續(xù)運(yùn)用,試驗(yàn)塘硝酸鹽濃度前3天沒有明顯變化,之后再持續(xù)升高,最高到2.6mg/L,增幅達(dá)30%。在停止運(yùn)用改底機(jī)一周后,試驗(yàn)塘水體硝酸鹽濃度穩(wěn)定在較高水平,且硝酸鹽濃度比對照塘高(見圖3)。對各階段硝酸鹽濃度做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出,試驗(yàn)塘和對照塘在運(yùn)用改底機(jī)期間和運(yùn)用改底機(jī)之后均產(chǎn)生了顯著性差異(P0.05),而在運(yùn)用改底機(jī)之前這種顯著性差異基本不存在。圖3 持續(xù)運(yùn)用改底機(jī)在池塘水體中硝酸鹽氮濃度變化曲線Fig.3 Nitrate-N v

9、ariation curvers under different treatments2.2 改底機(jī)對無機(jī)磷的影響在運(yùn)用改底機(jī)之前,試驗(yàn)塘與對照塘無機(jī)磷濃度基本一致,為0.54mg/L,隨著改底機(jī)的持續(xù)運(yùn)用,試驗(yàn)塘無機(jī)磷濃度逐漸升高,有較小波動(dòng),最高到0.85mg/L,增幅達(dá)57.4%。在停止運(yùn)用改底機(jī)一周后,試驗(yàn)塘無機(jī)磷濃度有回落趨勢,不過幅度較小,基本穩(wěn)定在較高水平,且無機(jī)磷濃度比對照塘高(見圖4)。對各階段無機(jī)磷濃度做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出,試驗(yàn)塘和對照塘在運(yùn)用改底機(jī)期間和運(yùn)用改底機(jī)之后均產(chǎn)生了顯著性差異(P0.05),而在運(yùn)用改底機(jī)之前這種顯著性差異基本不存在。圖4 持續(xù)運(yùn)用改底機(jī)在池塘水

10、體中無機(jī)磷濃度變化曲線Fig.4 Inorganic phosphorus variation curvers under different treatments2.3 改底機(jī)對藻類生物量的影響在運(yùn)用改底機(jī)之前,試驗(yàn)塘藻類生物量為22mg/L,比對照塘低。在運(yùn)用改底機(jī)的前一周,試驗(yàn)塘藻類生物量沒有明顯變化,甚至有所下降。隨著改底機(jī)的持續(xù)運(yùn)用,試驗(yàn)塘藻類生物量在一周后開始逐漸增加,最后到33mg/L,增幅達(dá)50%。在停止運(yùn)用改底機(jī)一周后,試驗(yàn)塘藻類生物量有回落趨勢,不過幅度較小,基本穩(wěn)定在較高水平,且藻類生物量比對照塘高(見圖5)。對各階段藻類生物量做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出,試驗(yàn)塘和對照塘在運(yùn)用改

11、底機(jī)期間和運(yùn)用改底機(jī)之后均產(chǎn)生了顯著性差異(P0.05),而在運(yùn)用改底機(jī)之前這種顯著性差異基本不存在。圖5 持續(xù)運(yùn)用改底機(jī)在池塘水體中藻類生物量變化曲線Fig.5 Alga biomass variation curvers under different treatments2.4 改底機(jī)對初級生產(chǎn)力的影響在運(yùn)用改底機(jī)之前,試驗(yàn)塘初級生產(chǎn)力在1.82mg/m2·d,比對照塘低。在運(yùn)用改底機(jī)的前一周,試驗(yàn)塘初級生產(chǎn)力沒有明顯變化。隨著改底機(jī)的持續(xù)運(yùn)用,在一周后開始逐漸增加,最高到2.32 mg/m2·d,增幅達(dá)27.5%。在停止運(yùn)用改底機(jī)一周后,試驗(yàn)塘初級生產(chǎn)力有回落趨勢,

12、不過幅度較小,基本穩(wěn)定在較高水平,且比對照塘高(見圖6)。對各階段初級生產(chǎn)力做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出,試驗(yàn)塘和對照塘在運(yùn)用改底機(jī)期間和運(yùn)用改底機(jī)之后均產(chǎn)生了顯著性差異(P0.05),而在運(yùn)用改底機(jī)之前這種顯著性差異基本不存在。圖6 持續(xù)運(yùn)用改底機(jī)在池塘水體中初級生產(chǎn)力變化曲線Fig.6 Primary productivity variation curvers under different treatments3 討論3.1 改底機(jī)對池塘中無機(jī)氮的影響由于在本研究過程中試驗(yàn)池塘與對照池塘鄰近,處于相同的水溫與光照下,且各組pH值也相對穩(wěn)定,故在此背景下忽略環(huán)境因子對無機(jī)氮的影響,僅考慮改底機(jī)對

13、無機(jī)氮的影響。從試驗(yàn)結(jié)果可知,改底機(jī)能夠有效降低養(yǎng)殖水體中氨氮與亞硝酸鹽氮,水體中隨著改底機(jī)連續(xù)運(yùn)用,硝酸鹽氮也隨之增加。本研究中降低氨氮和亞硝酸鹽氮的效果并不與改底機(jī)的運(yùn)用成正比,而是表現(xiàn)為在運(yùn)用前期效果不明顯,隨著改底機(jī)連續(xù)運(yùn)用,在中期保持較明顯下降效果,其次是在后期保持穩(wěn)定在較低水平。并且在停止運(yùn)用改底機(jī)后至少在一個(gè)星期內(nèi)也能穩(wěn)定在較低水平。改底機(jī)能夠降低養(yǎng)殖水體中氨氮含量,分析其原因可能在于改底機(jī)通過改善池塘氮循環(huán)通路,池底沉積氮釋放出的氨氮等有害物質(zhì)通過氮通路逐漸轉(zhuǎn)化為無毒的硝酸鹽,使氨氮和亞硝酸鹽在三態(tài)氮中的含量降低,而硝酸鹽含量增加,達(dá)到了將池底沉積氮循環(huán)再利用,即廢物資源化處理

14、的目的,大大提高了池塘水體自凈力8。3.2 改底機(jī)對池塘中無機(jī)磷的影響本研究發(fā)現(xiàn),通過連續(xù)運(yùn)用改底機(jī)后,能夠有效促進(jìn)了底質(zhì)中不易釋放的磷元素釋放到水體中。運(yùn)用改底機(jī)時(shí),持續(xù)跟蹤底泥營養(yǎng)元素變化發(fā)現(xiàn),底泥總磷含量有所減少;而在跟蹤池塘水體中的無機(jī)磷濃度時(shí)發(fā)現(xiàn),水體無機(jī)磷濃度是上升的。這充分說明,通過改底措施,沉積于池底不易移動(dòng)的磷被釋放到水體中來,增加了水體中的磷濃度。本研究中提高池塘水體中無機(jī)磷濃度的效果與改底機(jī)的連續(xù)運(yùn)用成正比,在運(yùn)用前期就開始被迅速釋放,在運(yùn)用后期釋放速度緩慢,仍然保持上升趨勢,其次是在停止運(yùn)用改底機(jī)一個(gè)星期內(nèi),能夠保持無機(jī)磷濃度在較高水平,且回降趨勢非常緩慢。再者,改底機(jī)

15、運(yùn)用于養(yǎng)殖前期,可迅速釋放底泥磷,起到肥水作用;改底機(jī)運(yùn)用于養(yǎng)殖中后期,可有效緩解養(yǎng)殖水域的池底污染;并在倒藻后快速肥水作用,從而達(dá)到降低成本,提高養(yǎng)殖效益的目的。3.3 改底機(jī)對池塘水體藻類生物量和初級生產(chǎn)力的影響本研究發(fā)現(xiàn),通過連續(xù)運(yùn)用改底機(jī),能夠有效促進(jìn)池塘中藻類生物量與初級生產(chǎn)力的提高。本試驗(yàn)中池塘中藻類生物量與初級生產(chǎn)力兩者的效果并不與改底機(jī)的連續(xù)運(yùn)用成正比,而是表現(xiàn)為在運(yùn)用前一周內(nèi)無任何效果;在運(yùn)用中期出現(xiàn)明顯上升效果,其次是在后期保持穩(wěn)定在較高水平;并且在停止運(yùn)用改底機(jī)后至少在一個(gè)星期內(nèi)也能穩(wěn)定在較高水平。改底機(jī)能夠在該試驗(yàn)規(guī)律下提高池塘中藻類生物量與初級生產(chǎn)力,分析其原因可能在

16、于改底機(jī)通過釋放不易利用的底泥營養(yǎng)物到水體中后,從生態(tài)循環(huán)途徑來加強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)的再利用,特別是在提高池塘無機(jī)氮和無機(jī)磷濃度后,調(diào)節(jié)了池塘氮、磷的比值,為池塘中的微生物和藻類提供生長所必須的營養(yǎng)元素,從而促進(jìn)池塘中藻相和水色的改善。再者,通過改底措施,增加了藻類生物量和初級生產(chǎn)力下,達(dá)到顯著的肥水作用,必然大大提高了池塘濾食性魚類產(chǎn)量,既而增加養(yǎng)殖效益。4 結(jié)論通威改底機(jī)能夠促進(jìn)池塘中的硝化反應(yīng),從而降低水體中的氨氮與亞硝酸鹽氮含量,既降低池塘有害物質(zhì)的含量。同時(shí)能有效釋放底泥營養(yǎng)物,使得長期積壓在池塘的有害物質(zhì)重新參與到生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中,達(dá)到改良養(yǎng)殖環(huán)境又實(shí)現(xiàn)“廢物”重新利用目的。再者,加強(qiáng)了底泥

17、營養(yǎng)物的再利用,在一方面可提高池塘藻類生物量和初級生產(chǎn)力,快速肥水,降低成本;另一方面還可減少養(yǎng)殖帶來的環(huán)境壓力,減少污染。特別值得一提,在規(guī)范的指導(dǎo)下運(yùn)用改底機(jī),不會造成魚類應(yīng)激、不會影響魚類攝食。參考文獻(xiàn)1 Gilbert N. The disappearing nutrient. Nature, 2009, 461(7265): 716-718.2 Gomez E, Durillon C, Rofes G, et al. Phosphate adsorption andrelease from sediments of brackish lagoons: Ph, O2 and loadi

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