池塘生物复合利用模式对养殖排放水的净化作用
李媛媛 田璐 王君霞 魏海英 安萍 郭建军
摘要：在日照建立了面积667 m2的池塘生物复合利用模式净化养殖池塘。通过栽培大型藻类、底播贝类和刺参、混养中国对虾等建立新型生态化养殖模式。重点监测复合利用模式对养殖排放水的集中净化作用。试验结果表明：养殖排放水通过复合利用模式系统净化后氨氮降低29.62%、底质硫化物降低36.11%。菲律宾蛤仔、中国对虾、鼠尾藻、刺参等生长健康，生物学特征正常、无病害发生。净化养殖池塘对养殖排放水水质净化效果显著，经净化处理后的养殖排放水水质达到国家二级排放水水质要求。
关键词：池塘生物复合利用模式；鼠尾藻；生态调控
陆基海水养殖业是我国海水渔业的的重要方式。海水虾蟹、海参、鱼类等名优水产品的陆基养殖，成为海洋经济发展的重要支柱产业。目前陆基海水养殖业的主要生产种类为甲壳类（南美白对虾、日本对虾、三疣梭子蟹、中国明对虾）、刺参、鱼类和贝类；主要生产模式是粗放型单养或混养。其发展面临一系列的问题：1）产业内无序竞争导致片面追求产量，过度依赖饵料投入、大排大灌加剧了养殖自污染，部分地区沿海海域富营养化严重；2）养殖种类、养殖方式的单一和高密度养殖造成病害频发，而防治药物使用的不规范加剧了产品安全方面的问题；3）技术水平低下，陆基渔业资源、环境空间利用不足，造成了严重的浪费，总体生产效率较低。这些问题严重影响了陆基海水养殖业的发展。加强海水养殖园区养殖生产相关先进技术的应用，筛选并推广适宜于不同区域条件的养殖园区环境生态化调控技术，有效降低自身污染，增强养殖生产的产品安全性，提高生产效益和生态效益，是亟待科技人员和从业者解决的迫切问题。随着大型海藻新的经济价值的发现和不断提高，其养殖规模在近些年不断扩大，同时由于大型海藻对养殖水体具有重要的生物修复作用，学者们已经把大型海藻引入了生态养殖系统中，发挥其净化水质的作用。贝藻混养的研究结果表明，海藻能够迅速去除贝类生理活动产生的氮、磷等富营养物质，净化了水质，促进了贝类的生长和品质，同时海藻自身的生长速度也得到提高，鱼藻混养的研究也得到了类似的结果，王志刚和胡凡光等进行的参藻混养模式试验表明大型藻类能够促进刺参的生长并且调控水质因子。
本试验通过研发集成包括物理和生物方法的养殖环境生态化调控技术，建立基于“池塘复合利用”模式的生态优化技术体系，调整养殖生产模式，循环利用各种资源，提高系统自净功能，减少对外排放，进而实现规模化养殖园区的生态化开发的目的。
1材料与方法
1.1池塘改造
池塘改造工程包括设置“Z”形水道（如图1所示）。池塘护坡，清底，铺设水管，设置水泵以及增氧系统等。
池塘生物复合利用模式净化养殖池塘（简称净化养殖池塘）东西宽约25 m，南北长约25 m。在西南角设置进水口，东北角设置出水口。为了延长水流在池塘中的流程，在净化养殖养殖池内设置“Z”形水道。如图所示，在南北方向上把示范池塘三等份，间隔大约8.3 m，不同的水道之间设置隔水墙。水道转弯处留出约8 m左右。分别在进出水口设置大约8 m×8 m的方形空间，以便于放置水泵以及进水管道。净化养殖池塘池底清淤，人工将池坡清理平整，池塘四角修筑成慢角，池坡长大于1 m。选用蓝白篷布对净化养殖池进行护坡。
1.2试验设计
在普通养殖池塘铺设电缆以及水管，集中设置控制箱，使普通虾、蟹养殖池塘的排放水能够随时流人净化养殖池塘并且沿着水道中设置的水流方向流到出水口。
在净化养殖池塘养殖区挂养大型藻，底播刺参、菲律宾蛤仔，混养一定密度的中国对虾，并且在养殖后期使用一定量的微生物制剂。通过生物复合利用模式的净化作用，消除养殖排放水中的氨氮等含量，达到一定的水质净化作用。
1.3试验方法
3月中旬净化养殖池塘开始挂养鼠尾藻藻体，其中挂养鼠尾藻苗帘80帘，平均湿重：2.5kg/帘；鼠尾藻苗绳20绳（长3 m），平均湿重：2.3kg/绳；底播刺参平均重量为：13.0 g/头。
4月中旬挂养海黍子20绳（长3 m），平均湿重2.0 kg/绳。
5月中旬净化养殖池塘底播脆江蓠藻体，共计底播藻体120 kg；投入中国对虾虾苗2 000尾，平均体长1.67 cm。
6月初净化养殖池塘投入菲律宾蛤仔50 kg，平均重量2.10 g，壳长2.10 cm，壳高1.50 cm。6月中旬，净化养殖池投入一定量的枯草芽孢杆菌和硝化细菌。
换水：普通虾蟹养殖池塘的排放水经水泵以及管道收集后通过进水口泵人净化养殖池塘，每日换水量为水体容量的1/4。
充氧：净化养殖池塘设置9个盘式纳米充氧盘，增氧时间以及时段与其他虾、蟹养殖池塘相同。
偶遇突然天气状况（暴雨）以后，及时排除表层淡水。试验期间每天对试验水体水样进行快速检测，主要内容有：溶解氧、温度、盐度、pH。定期对试验水体进行取样化验，化验项目有：COD、NH3-N、NO3-N、磷酸盐和底质硫化物等。
2试验结果
养殖期间研究虾蟹养殖过程中净化养殖池塘的水质理化指标以及水体和底泥中营养盐的变化规律，发现各个养殖池在这个养殖过程中，水温、盐度、pH值变化趋势基本一致。养成期间（5-9月），水温变化范围在11～29℃，高峰出现在7月到8月之间，基本维持在28℃以上，10月底降至12℃左右。夏季多雨季节盐度最低为24‰左右，雨水较少时盐度有明显升高，不超过33‰。pH变化呈现先降低后升高的趋势，变化范围在8.0～9.0之间。在养殖过程中水体中氨氮变化范围在0.09～0.600 mg/L（如图2所示），底质硫化物的变化范围在10～90 mg/kg（如图3所示）。亚硝态氮的变化范围在0.006～0.20 mg/L，硝态氮的变化范围0.030～0.300 mg/L，8月份达到最高。磷酸盐含量的变化范围在0.001～0.03 mg/L，9月初达到最高。COD含量呈现先升高再降低再升高的变化趋势，8月底达到最高，在6 mg/L左右，均在虾蟹生长的正常范围内。
试验结果显示，净化养殖池塘鼠尾藻苗帘生长至平均湿重：6.7 kg/帘，鼠尾藻苗绳平均湿重：6.3 kg/绳，海黍子苗绳平均湿重7.2 kg/绳，脆江蓠藻体生长至702 kg；刺参平均30.20 g，平均增长了128.53%；对虾体长平均10.06 cm，平均增长了501.32%；菲律宾蛤仔体重平均2.78 g，增长了132.38%，壳高1.99 cm，增长了132.89%，壳长2.87 cm，增长了136.83%。在整个试验过程中，各种藻类以及刺参生长健壮、生物学特征正常、无病害发生。
3讨论
净化养殖池塘水质现场抽样数据表明：净化养殖池出水口比进水口氨氮降低29.62%，底质硫化物降低36.11%。在整个试验过程中，各种藻类以及刺参生长健壮、生物学特征正常、无病害发生，水质分析报告显示该模式对园区排放水的净化能力明显。研究结果表明大型藻类与养殖动物具有生态上的互补性，大型藻类可对养殖环境起到修复和生态调控作用。净化养殖池塘对养殖排放水水质净化效果显著，经净化处理后的养殖排放水水质达到国家二级排放水水质要求。
池塘生物復合利用模式多元化利用增加了生态系统结构的空间成层性和时空性衔接，充分利用不同养殖生物的生态互补性，建立新型的生态化养殖模式，在保证经济效益的同时，发挥模式系统自身的生物修复功能，通过生态化方法科学调控养殖环境。
池塘生物复合利用模式提高了生物群落的多样性和环境的稳定性，可以有效减少单位产量的资源消耗，增强了水体的自净能力，降低增养殖业对环境的污染，提高海洋渔业的生态效益，是可持续生产模式的重要组成部分和研究内容。
