大薸對網箱養(yǎng)殖長吻鮠生長及氮、磷排放的影響

李猛，馬旭洲，王武

(上海海洋大學水產種質資源發(fā)掘與利用教育部重點實驗室，上海201306)

網箱養(yǎng)魚是內陸水域集約化魚類養(yǎng)殖的一種重要方式，但在養(yǎng)殖過程中需要投喂大量的人工配合飼料。研究表明，用人工配合飼料每生產1 kg魚，約有800 g有機物、70 g氮(N)和14 g磷(P)通過各種形式進入水體，極易導致水域富營養(yǎng)化［1］。近年來，以高等水生植物為核心的生物修復技術被廣泛應用于生活污水［2-3］、工業(yè)廢水［4］、養(yǎng)殖污水［5］、富營養(yǎng)化湖泊和河道［6-7］等水體的污染防治中，謝田等［8-10］、胡家文等［11］先后在網箱內栽培沉水植物 (金魚藻、菹草)，試圖利用沉水植物的凈化作用緩解網箱養(yǎng)魚區(qū)的富營養(yǎng)化，但試驗結果并不理想。主要是因為沉水植物對水深和水下光照條件的要求都很嚴格，在網箱內生長速度慢，而水生植物凈化能力與生物增加量有密切關系［12］。

大薸Pistia stratiotes L.又名大萍、水蓮、肥豬草、水芙蓉，隸屬于天南星科Araceae、大薸屬Pistia，為多年生漂浮性的水生草本植物。將大薸栽培于養(yǎng)魚網箱內，利用大薸吸收水中營養(yǎng)鹽，通過采收大薸將營養(yǎng)鹽轉移出水體，可在一定程度上緩解傳統(tǒng)網箱的污染問題，并將此種養(yǎng)殖模式的網箱稱為環(huán)保型生態(tài)網箱。水體中N、P等營養(yǎng)元素的大量增加是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因，對N、P的遷移轉化與控制研究是解決富營養(yǎng)化問題的關鍵。本研究中，作者通過分析比較生態(tài)網箱與傳統(tǒng)網箱N、P的輸入和回收情況，旨在為探求一種零排放的環(huán)保型生態(tài)網箱提供基礎數(shù)據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2011年8—10月在湖北省宜昌市英武長江生態(tài)漁業(yè)有限公司三峽庫區(qū)養(yǎng)殖基地(北緯30°46'，東經111°19')進行。試驗網箱為基地養(yǎng)魚網箱，規(guī)格為5.0 m×4.0 m×2.5 m。試驗魚為基地網箱內的長吻鮠Leiocassis longirostris幼魚，體質量為(217.86±36.01)g。試驗用大薸采自基地。試驗用飼料為“錦峰”牌長吻鮠配合飼料，由廣東泰峰膨化飼料有限公司生產，飼料營養(yǎng)成分見表1。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 生態(tài)網箱為水面栽培大薸的網箱，對照網箱為蓋遮陽布的傳統(tǒng)網箱，每組網箱均設4個重復。試驗用魚經過魚篩分箱，挑選出規(guī)格均勻的長吻鮠幼魚放入網箱，放養(yǎng)密度為45尾/m2。每天投喂2次 (6:00、17:00)人工配合飼料，投飼量以投飼后10～15 min內吃完為準。試驗共進行60 d，試驗期間，水溫為24～30℃，pH為6.5～7.4，溶氧大于5.0 mg/L。生態(tài)網箱內的大薸，每20 d采收一次。

表1 長吻鮠配合飼料的營養(yǎng)成分Tab.1 The approximate compositions of formulated feed for Leiocassis longirostris w/%

1.2.2 采樣及分析 試驗開始和結束前24 h停止投喂，從每個網箱隨機選取40尾魚稱重，并取4尾魚進行分析。定期從生態(tài)網箱采收大薸，稱重后取樣分析。

飼料和試驗魚樣品，采用105℃干燥恒重法測定其中的干物質，采用凱式定氮法測定N含量，采用鉬藍比色法測定P含量［13］。大薸植株樣品，經H2SO4-H2O2消煮后，采用凱式定氮法測定N含量，采用釩鉬黃比色法測定P含量［14］。

1.2.3 計算方法

式中:Wt為試驗第t天時魚體或大薸質量 (g);W0為初始魚體或大薸質量 (g);t為試驗時間(d)。

N(P)利用率=［收獲長吻鮠的N(P)量-初始長吻鮠的N(P)量］/飼料的N(P)量×100%，

N(P)輸入總量=放養(yǎng)長吻鮠的N(P)量+放養(yǎng)大薸的N(P)量+飼料的N(P)量，

N(P)回收總量=收獲長吻鮠的N(P)量+收獲大薸的N(P)量，

N(P)回收率=N(P)回收總量/N(P)輸入總量×100%。

本研究中，N、P輸入只考慮網箱養(yǎng)殖活動本身對水體N、P的增加量，這些項包括投放的長吻鮠幼魚、養(yǎng)殖期間投放的配合飼料以及生態(tài)網箱初始放養(yǎng)的大薸。對其他途徑輸入的N、P量都沒有考慮在內，如降雨、承雨面積內地表徑流的輸入以及生活在庫區(qū)旁邊周圍居民排放的大量生活污水，因為這些因素對于養(yǎng)殖區(qū)與非養(yǎng)殖區(qū)的作用都一樣存在，與網箱養(yǎng)殖活動本身對水體N、P增加量沒有直接關系。此外，網箱設置區(qū)域水深40 m左右，在回收項目中，底泥沉積也沒有被考慮。

1.3 數(shù)據處理

試驗數(shù)據均用平均值±標準差表示 (mean±S.D.)，并用SPSS 16.0軟件對試驗結果進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 兩組網箱內長吻鮠的生長性能

從表2可見:生態(tài)網箱、傳統(tǒng)網箱內長吻鮠的初始平均體質量分別為221.09、214.62 g，收獲時平均體質量分別為342.28、334.09 g，兩組網箱間均無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網箱與傳統(tǒng)網箱內長吻鮠的平均日增重、增重率和特定生長率之間均無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網箱與傳統(tǒng)網箱內長吻鮠的存活率分別為98.94%和98.33%，生態(tài)網箱稍高于傳統(tǒng)網箱，但兩組間也無顯著差異 (P＞0.05)。綜上可見，生態(tài)網箱與傳統(tǒng)網箱內長吻鮠的生長性能無顯著差異，生態(tài)網箱內長吻鮠的生長并沒有因網箱水面栽培了大薸而受到過多影響。

2.2 大薸的放養(yǎng)和收獲情況

從表3可見:生態(tài)網箱、傳統(tǒng)網箱的飼料使用量分別為186.0 kg和183.5 kg，兩組網箱間無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網箱初始投放大薸的質量為34.75 kg，試驗期間大薸共采收3次，收獲總質量為189.5 kg，收獲總質量是初始投放質量的5.44倍;大薸凈增重為154.25 kg，特定生長率為2.82%/d。

2.3 兩組網箱N、P的輸入和回收情況

從表4、表5可以看出，飼料和收獲的長吻鮠分別是兩組網箱N、P輸入和回收的主要項目。在輸入項中，飼料、放養(yǎng)長吻鮠的N、P量，兩組網箱間均無顯著差異 (P＞0.05)。在回收項中，收獲長吻鮠的N、P量，兩組網箱間無顯著差異 (P＞0.05)。生態(tài)網箱和傳統(tǒng)網箱中N的回收率分別為47.80%和44.36%，兩組網箱間無顯著差異 (P＞0.05);生態(tài)網箱和傳統(tǒng)網箱中P的回收率分別為35.01%和32.53%，兩組網箱間差異顯著 (P＜0.05)。生態(tài)網箱和傳統(tǒng)網箱中N的利用率分別為26.87%和25.37%，P的利用率分別為15.82%和15.55%，生態(tài)網箱的N、P利用率均略高于傳統(tǒng)網箱，但兩組網箱間均無顯著差異 (P＞0.05)。大薸對水中N、P的凈移除量分別為257.32、67.08 g，有助于緩解網箱養(yǎng)魚對水域造成的污染問題。

表2 兩組網箱中長吻鮠的生長性能表現(xiàn)Tab.2 Growth performance of Leiocassis longirostris in different cages

表3 飼料使用量及大薸的放養(yǎng)和收獲情況Tab.3 Food consumption，and stocking and harvesting information in Pistia stratiotes

表4 兩組網箱N的投入和回收情況Tab.4 The input and recycle of N in different cagesg/20 m2(箱)

3 討論

大薸是漂浮生長在水流相對平緩湖泊上的植物類群，植株根系發(fā)達，生長、繁殖迅速，能快速有效地吸收富營養(yǎng)化水體中大量存在的溶解態(tài)營養(yǎng)物質 (N、P)，對水體富營養(yǎng)化治理和污水處理具有重要作用［15-19］。婁敏等［16］研究表明，在同等條件下，大薸去除水體中N、P的能力和抑制藻類的作用強于鳳眼蓮和紫萍?？梢姡笏i對富營養(yǎng)化水體具有較好的凈化作用。

表5 兩組網箱P的投入和回收情況Tab.5 The input and recycle of P in different cages g/20 m2(箱)

李芳柏等［20］研究表明，漂浮植物美人蕉、蕹菜對水體中P的去除率均大于對水體中N的去除率。水生植物能夠通過根系吸附作用降低水體中的N、P含量，對富營養(yǎng)化水體起到凈化、修復作用［21］。本試驗中，生態(tài)網箱與傳統(tǒng)網箱相比，N回收率無顯著差異，P回收率差異顯著，原因可能是大薸對P的富集能力強于對N的富集能力，導致生態(tài)網箱中通過采收大薸和收獲長吻鮠從水體中轉移出的P占P輸入總量的比率與傳統(tǒng)網箱相比略有升高，而通過采收大薸和收獲長吻鮠從水體中轉移出的N占N輸入總量的比率與傳統(tǒng)網箱相比則無明顯變化。

大薸與網箱養(yǎng)魚顯示出很好的可結合性:大薸可在水庫、湖泊的平緩水面上漂浮生長，大薸被投放于網箱后能夠快速生長，不需要很多的前期投入和輔助手段，投入運行非常便捷;大薸生存范圍廣，在中國長江以南地區(qū)一年四季都可存活，實現(xiàn)了全年不間斷地修復;大薸收割十分容易，簡單的工具就能將其從水面撈起，從而能夠將N、P等營養(yǎng)物質從水體中去除，降低水體的富營養(yǎng)化程度;網箱養(yǎng)殖的魚類一般為底層魚類，對外界光照敏感，通常需要遮陽以確保養(yǎng)殖魚類的正常生長，在網箱表層水體栽培大薸，可起到遮陽的作用，且不影響網箱養(yǎng)魚的養(yǎng)殖密度以及養(yǎng)殖過程中的日常管理。水葫蘆現(xiàn)已被用于制作飼料［22］、堆制肥料［23］、發(fā)酵生產沼氣［24］等。大薸營養(yǎng)成分豐富，可以借鑒水葫蘆的利用，根據其自身特點，實現(xiàn)大薸的資源化利用。大薸根莖都很柔嫩，含粗纖維少，從網箱里撈上來的大薸可打漿或切碎混以糠麩作為豬飼料;也可作為綠肥，合理施用，對農作物起到增產作用;亦可植于池塘、水池中點綴水面，有觀賞價值。

通過計算大薸對水中N、P的移除量以及網箱養(yǎng)殖長吻鮠N、P的輸入和輸出總量，從理論上得出網箱面積與大薸栽培面積比為1∶32～35時，可實現(xiàn)網箱養(yǎng)殖長吻鮠N、P的零排放。值得指出的是，本研究對如何實現(xiàn)網箱養(yǎng)殖長吻鮠零排放，在理論上提出了大薸應該栽培的面積，而對按照預期的栽培面積，是否會對養(yǎng)魚有影響以及引發(fā)生態(tài)災害、堵塞河道等方面還有待于深入探討。

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