第42卷第5期淡水漁業(yè)2012年9月Vol 42 No 5Freshwater FisheriesSep.2012技術報告封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中池塘覆膜對水質的影響李建國,趙冬艷,孫成渤(天津農學院水產生態(tài)與養(yǎng)殖重點實驗室,天津300384)摘要;2005-2010年,對天津市天祥水產有限公司封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質進行了檢測。結果顯示:養(yǎng)殖池塘是否覆膜、覆膜面積大小,均會使整個養(yǎng)殖系統(tǒng)中的總硬度(TH)、總堿度(A7)、NH2N和PO4P在時空上產生差異。時間上,它們年份間差異極顯著(P<0.01);空間上,各采樣點的Ar和NH3N差異顯著(P<0.05)。覆膜使系統(tǒng)的H和A1穩(wěn)定性減弱,CⅤ上升了1665%-241.7%,這種情況在養(yǎng)殖中期尤為突出,但對NH3N和PO4P穩(wěn)定性的影響并不明顯。養(yǎng)殖系統(tǒng)中較大面積的覆膜(43.65%)對養(yǎng)殖池塘TH、Ar和NH13N穩(wěn)定性的影響比非覆膜池塘的大,Cⅴ分別高出了75.%%、135.6%和21.6%;而小面積〔19.2%)覆膜的養(yǎng)殖池塘相對非覆膜池塘穩(wěn)定CⅤ分別降低了71.9%、41.5%和914%。導致它們間差異及穩(wěn)定性變異的原因主要歸結于覆膜影響了物質與土壤間的物質交換及其間的生物活性強度。關鍵詞:封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)覆膜;水質;差異;穩(wěn)定性中圖分類號:S954.1文獻標識碼:A文章編號:10006907-(2012)050075404Effects of covering membrane etange on water quality ina recirculating aquaculture systemLI Jian-guo, ZHAO Dong-yan, SUN Cheng-boKey Lab. of Aquatic Ecology and Aquaculture, Tian in Agricultural College, Tianyin 300384, China)Abstract: In 2005-2010, the water quality in the recirculating aquaculture system of Tianxiang Aquatic Co. Ltd wastermined. The results displayed that the membrane and the area size of the membrane could change TH, AT, NH3-NPO4-P of the whole aquaculture system in time and space. In time, there was extremely significant differences among dif-ferent years(P<0. O1) in space, all the sampling points had remarkable differences in Ar and NH,-N(P<0. 05).Covering membrane etange reduced the stability of TH and A in the aquaculture system, CV increased by 166.5%-241. 7%This circumstance was particularly prominent in the medium of the culture process, but there was no obvious influence on thestability of NH, N and PO4-P. For the indices of TH, A and NH, - N, a large fraction of membrane covering in the aquaculture system(43. 7%)was more variable than the non-covered etange(CV elevated by 75. 86% for TH, 135. 6% for Ar and21. 6%for NH3-N): While the covered etange with a small covered area(19.2%), was more stable than the non-coveredetange(Cv decreased by 71. 9% for TH, 41. 5% for A and 91. 4% for NH,-N). The reason for the above-mentioneddifferences in stability was attributed to the influence of membrane covering on substance interchange between the water andl as the biological activities withinKey words: recirculating aquaculture system membrane covering: water quality difference; stability2004年,天津天祥養(yǎng)殖有限公司試驗成功了養(yǎng)殖廢水達到零排放,比傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖模式節(jié)水“覆膜池塘封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(成果登記號:津50%以上。2000464)”。此系統(tǒng)提髙了養(yǎng)殖水環(huán)境的可控性,該養(yǎng)殖系統(tǒng)中,養(yǎng)殖池塘經改造覆膜后,可有收稿日期:2011-11-08;修訂日期:2012-01-06資助項目:天津市農業(yè)科技成果轉化與推廣項目(004150);天津市農業(yè)科技合作項目(08050501-08050503)第一作者簡介:李建國(1965-),男,副教授,主要從事水產養(yǎng)殖工作及養(yǎng)殖技術方面的研究。E-mal;tjlijianguot@126.com淡水漁業(yè)2012年效地減少底質沉積的有機物對養(yǎng)殖水體的影響及池12采樣方法塘水的滲漏。覆膜的池塘阻隔了水體與土壤中的物采集水樣取6點,如圖1:1°-養(yǎng)殖區(qū)總排水質交換過程,其水質必然會與非覆膜池塘有所區(qū)別。口;2-輸水渠終點;3·-沉淀池;4-進水渠;52005-2010年,隨著養(yǎng)殖結構的調整,覆膜池塘養(yǎng)-覆膜養(yǎng)殖池塘;6"-非覆膜養(yǎng)殖池塘。殖面積由2005年的43.65%逐步減至2010年的全部每年養(yǎng)殖期5-10月,每月采集一次,每次于非覆膜養(yǎng)殖。這期間,通過對養(yǎng)殖系統(tǒng)的水質檢測,上午9:00-12:00進行,水樣儲存于1000mL聚乙對比分析出池塘覆膜對該養(yǎng)殖體系水質的影響。烯瓶中①。1材料與方法1.3測定方法水化指標測定方法參照雷衍之(2《養(yǎng)殖水環(huán)境1.1養(yǎng)殖系統(tǒng)概況化學實驗》。測定指標為:總硬度(TH)、總堿度養(yǎng)殖系統(tǒng)為封閉水循環(huán)系統(tǒng),主要由水凈化區(qū)、(A-)、氨氮(NH2N)、可溶性活性磷(PO4P)等四養(yǎng)殖區(qū)組成。系統(tǒng)各功能區(qū)分布及水流向見圖1。項1.4數(shù)據分析對測定數(shù)據以年、采樣點進行雙因素方差分析,沉淀池沉淀池依據其統(tǒng)計量F值判斷其差異的顯著性,對差異顯著(P005)及差異極顯著(P0o)的因素再進行多重比進水較分析( Duncan' s procedure)。分析各測次的變異系養(yǎng)殖區(qū)數(shù)CV。計算采用 Excel2007軟件薔水池辦公區(qū)2結果分析N、PO4P各年份間、采樣點間差異5養(yǎng)殖區(qū)年份、采樣點雙因素對TH、Ar、NH3N、PO4P等指標影響的方差分析F值結果見表1。表1H、Ax、NH3N、PO4P等指標雙因素方差分析結果圖1封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)示意Tab. I The statistical results of two- way ANOva for theFig. 1 Schematic diagram of the closed recirculatingindices of TH, Ar, NH,N and PO,P指標THAt NH3-N POP注:1-6代表采樣點的位置,箭頭表示水流的方向采樣點0.752.70·2.75*0.88變異來源年份16.01”16.69"16.70“7.02養(yǎng)殖系統(tǒng)總面積520000m2。凈化區(qū)面積交互效應0.140.180.220.17193000m2,由輸水渠、沉淀池、蓄水池構成。養(yǎng)殖區(qū)面積327000m2,由覆膜養(yǎng)殖區(qū)及非覆膜養(yǎng)殖區(qū)在測定期內,年份間TH、Ar、NH2-N、PO4P組成。覆膜池塘面積隨著養(yǎng)殖結構的改變而進行調的F值均大于臨界值Fa(4,68)=3.69,P<整,其占養(yǎng)殖總面積分別是:2005年、2006年為0.01,差異極顯著;各測點間A、NH3N的F值均43.65%;2007年為1923%;2008年以后覆膜結構大于臨界值F(5,68)=2.35,P<0.05,差異顯取消。2005-2010年主要養(yǎng)殖品種:南美白對蝦著( Penaeus vannamei)、斑節(jié)對蝦( Penaeus monodon)、這種差異非來自年份、樣點間這兩因素交互效鰱( hypophthalmichthys molitrix)、鳙( Hypophthalmich-應。TH、Ar、NH3N、PO4P交互效應的F值分別thys nobilis))、梭魚( Liza haematocheilus)、斑點叉尾為0.14、0.18、0.22、0.17,均小于臨界值Fa解( Ictalurus punctatus)、團頭魴( Megalobrama am(20,68)=1.73,P>0.05,故交互作用不存在,即bucephala)等采樣點的設計沒有影響被檢測的各水質指標年份間、第5期李建國等:封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中池塘覆膜對水質的影響22TH、Ar、NH3N、PO4-P覆膜年份與非覆膜個養(yǎng)殖系統(tǒng)有著極顯著的差異。TH、NH3N覆膜年年份差異份極顯著(P<0.01)高于非覆膜年份;A、PO4P非2005—2010年,年份間TH、Ar、NH3-N、PO←-覆膜年份顯著(P<0.05)高于覆膜年份。P多重比較結果見表2。2.3覆膜池塘與其它各樣點差異TH、Ar、NH2-N、PO4P于覆膜年份的20052005-2010年,采樣點間TH、Ar、NH3N、年、2007年與非覆膜年份的2009年、2010年,整PO4P多重比較結果見表3表2TH、Ax、NH3N、PO4P年份間差異Tab. 2 The differences among years for the indices of TH, at. NH,N and PO, PAT/(mmol/L)NH】N/(pmol/L)PO,- P/(Hmo/L)21.28±0.9345.81±0.15c114.60±4.8244.28±0.63819.03±0.366.16±0.23°132.94±20.5841.07±0.2619.42±2.1446.77±0.2655.37±11.0284.11±1.028200911.90±0.213799±0.21843.88±3.3411.02±1.8520107.19±0.1983869±7.23°7.19±1.70注:同列肩字母不同者表示差異顯著性,大寫字母P<0.01,小寫字母P<0.05。表3同。表3TH、A7、NH3-N、PO4P果樣點間差異Tab.3 The differences among sampling sites for the indices of TH, At, NH,N, POP采樣點TH(mmolL)Ay/(mmol/L)NH-N/(HmoV/L)PO4-P/(HnoV/L)16.55±1.467.06±0.2585.73±18.136.25±1.3516.62±1.636.96±0.19°70.29±10.665.60±1.3216.63±1.916.42±0.3010.6.56±1.7815.86±1.556.51±0.2873.25±11.585.99士1.6333.45±10.783.1216.91±1.79°6.71±D.378.19±123.6l±l.16各采樣點間TH、PO4P差異不顯著(P>0.05)表420052010年備測次TH、Ar、NH2NPO4P系統(tǒng)的變異系數(shù)而Ar、NH2N差異顯著(P<0.05)。Ar、NH3N差Tab.4 The coefficient of variation(cv) for the indices of異的顯著性主要體現(xiàn)在覆膜池塘(5“)與非覆膜區(qū)域。TH, AT, NH,N and PO,-P from the year of 2005 to 20102.4翟膜對系統(tǒng)的TH、A、NH3N、PO4-P穩(wěn)定采樣日期Ar NH-N PO4-P性的影響5.128.8812.0531.2782.562005-2010年,各測次及全年的養(yǎng)殖系統(tǒng)TH、6.1523.3516.1610.9059447.1119.5113.1625.8550.08Ar、NH3N、POP等指標變異系數(shù)見表20058.278.177.1726.2152.44NH3-N、PO4-P兩者變異系數(shù)均較高,沒有規(guī)律9.263.10.4875.10全年23.0313.99性。NH3-N各年多為養(yǎng)殖初、中期變化大,末期較i33.0712462.3769.48低;PO4-P于養(yǎng)殖初、末期變化較高。養(yǎng)殖池塘的覆4493.2007膜對系統(tǒng)NH3-N、PO4-P穩(wěn)定性的影響較弱。1.1017.07713.9057.9390.2.5養(yǎng)殖池塘覆膜對養(yǎng)殖池塘TH、Ar、NH3-N、PO4P穩(wěn)定性的影響9.21.962.2322.4020.0220092005-2010年,覆膜池塘、非覆膜池塘的TH、10.192.284.2018.4138.全年1410445514A1、NH3N、PO-P等指標各年份變異系數(shù)見表4。TH全年變異系數(shù),覆膜的2005年(23.03%)明6.175.505.4431.8744.03顯高于非覆膜的2009年(6.74%)、2010年7.89.137.3112.7518.2548.67864%)。于養(yǎng)殖中期6月、7月,覆膜年份2005年8.648.6983.53105.79年變異系數(shù)高(23.35%、19.51%),而非覆膜年份淡水漁業(yè)2012年表5覆膜養(yǎng)殖池塘(5°)、非覆膜養(yǎng)殖池塘(6)各年變異系數(shù)(%)Tab. 5 The coefficient of variation (CV) for different years between the covered (5")and non-covered etange(6)年份14.5816.516.9224.95107.113.586.1249.12135.2496.458.799.946.09的2009年、2010年變異系數(shù)較低(55%、4.2%)。0.226。相關關系低,即Ar、NH3N、PO4P的變化A1幾乎與之同相。有覆膜養(yǎng)殖池塘的系統(tǒng)TH、A1與TH的變化相關性較差。故而,它們的變化主要穩(wěn)定性較差是由設施因素及生物因素引起的較大面積覆膜的2005年,TH、A、NHN覆膜池養(yǎng)殖池塘覆膜會導致整個養(yǎng)殖體系TH、AT變塘均比非覆膜池塘穩(wěn)定性差,變異系數(shù)分別高出化加大。尤其是養(yǎng)殖中期更為明顯。隨著覆膜的取75.86%、138.58%、21.65%;而較小面積覆膜的2007消,這種變化趨于穩(wěn)定。封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中,年恰好相反,覆膜池塘比未覆膜池塘穩(wěn)定,變異系數(shù)養(yǎng)殖池塘覆膜的面積對不同的養(yǎng)殖池塘有著不同的分別低了71.%4%、41.50%、91.34%(表5)。POP:影響,較大面積的養(yǎng)殖池塘覆膜使覆膜養(yǎng)殖池塘水2005年非覆膜池塘穩(wěn)定性差(CⅤ高出16.65%);質穩(wěn)定性差,而較小面積的養(yǎng)殖池塘覆膜則提高覆2007年覆膜池塘穩(wěn)定性差(CⅤ高出40.2%)(表膜養(yǎng)殖池塘單位的穩(wěn)定性。養(yǎng)殖池塘覆膜使物質在養(yǎng)殖水體與土壤間交換除非覆膜池塘的NH3-N及覆膜池塘的PO4P的過程受限制,消除了土壤對養(yǎng)殖水體水質的緩沖外,其它各項水化指標變化2007年均低于2005年。作用,養(yǎng)殖水質的變化幾乎完全由生物作用控制。覆膜池塘變異系數(shù)分別降低了:TH93.64%、而非覆膜養(yǎng)殖池塘則由這兩種因素共同作用。另外,A78.32%、NH2-N83.05%;非覆膜池塘變異系數(shù)分別覆膜養(yǎng)殖池塘與非覆膜養(yǎng)殖池塘的生物活性也存在降低了:TH.15%、A11.56%、PO4P95%。非覆著差異4。正是這兩種作用間相互的強弱關系膜池塘的NH3N變化及覆膜池塘的PO4P變化,2007導致了系統(tǒng)中的差異。年均高于2005年,變異系數(shù)分別高出了139.49%、總之,養(yǎng)殖池塘覆膜使整個養(yǎng)殖體系的Ar、NH3N在時空(采樣點)上變化加劇,差異顯著(P<2009年、2010年各點變化逐漸趨于該系統(tǒng)的一0.05)或差異極顯著(P<0.01),而對TH、PO4P只般養(yǎng)殖過程的變化,即為該養(yǎng)殖系統(tǒng)的本底差異。體現(xiàn)在時間(年份)上差異顯著(P<0.05)。覆膜的3討論養(yǎng)殖池塘面積較大時,覆膜池塘除PO4-P外的田HAr、NH3-N均比非覆膜穩(wěn)定性差(CV高);覆膜的2009年、2010年測定的數(shù)值為本養(yǎng)殖體系的本養(yǎng)殖池塘面積較小時,覆膜池塘除PO4P外的TH底值,養(yǎng)殖池塘在2005年、2006年的覆膜年份,主Ar、NH3-N均比非覆膜穩(wěn)定性強(CV低)。要養(yǎng)殖品種是南美白對蝦。為了獲得較好的產品品質,在養(yǎng)殖期采用技術措施來控制養(yǎng)殖水體的總含參考文獻鹽量維持在4mg/L左右。當200年、2010年養(yǎng)殖1張做民,何志解內陸水域漁業(yè)自然資源調查手冊{M.北京:品種調整為團頭魴、斑點叉尾鲴等為養(yǎng)殖主要品種農業(yè)出版社,1991:12-40[2]雷衍之.養(yǎng)殖水環(huán)境化學實驗[M].北京:中國農業(yè)出版社時,覆膜結構及維持水體總含鹽量的技術措施取消養(yǎng)殖水體中的Ca2、Mg2“向底質中迂移,使整體體13)繳建華,吳會民,謝剛,等,濱海型鹽堿地封閉循環(huán)水養(yǎng)魚系的TH降低。Ca2、Mg2的遷移方向和速率受覆池塘水質變化的研究[J].淡水漁業(yè)38(3):63-67.膜面積大小及區(qū)域的影響,從而體現(xiàn)出時空差異[4]李建國,趙冬艷,孫成渤,等.覆膜池塘循環(huán)水養(yǎng)殖體系水質水體中A、NH2N、PO4P指標的變化,通過變化[].天津農學院學報,200,(3):31-34與TH相關系數(shù)計算,分別為:-0.365、-0.364、