伊乐藻、苦草和轮叶黑藻种哪种水质更好，产量更高？

百科 2024-12-29 05:10 河南

编辑 | 水产研究社

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中华绒螯蟹俗称河蟹，是我国重要的水生经济生物之一，其养殖业已成为我国最具特色和发展潜力的支柱产业之一，其产量在2022年高达81万吨，但在养殖产量创新高的同时，由养殖引发的水质污染问题也日益凸显。

据报道，上海松江泖港地区成蟹养殖造成水体总氮 (Total nitrogen, TN)、总磷 (Total phosphorus, TP)、pH和高锰酸钾指数 (CODMn) 超标。

东太湖河蟹围网养殖区的CODMn、TN、硝酸盐氮 (NO3−-N)、透明度等水质指标均略差于非养殖区[3]。

同时，中华绒螯蟹养殖尾水的排放会影响周边水域，Zeng等研究表明中华绒螯蟹养殖排放尾水增加了古城湖被污染的风险。

零换水养殖模式可作为应对中华绒螯蟹池塘水质污染问题、缓解养殖尾水对周边水域的环境压力的潜在解决方案。

该模式基于水质指标、养殖容量、河蟹摄食量等考虑，具有池塘只进水、零排放的特点。

现有研究表明，零换水养殖模式应用于草鱼 -鳙 -鲫混养，能够显著降低养殖池塘水体的营养盐积累，有效提高养殖系统物质的利用率。

水草在中华绒螯蟹养殖中发挥着至关重要的作用。作为中华绒螯蟹的天然饵料，水草内含有的营养物质可以改善中华绒螯蟹的生长和营养品质；

水草可为中华绒螯蟹提供蜕壳、栖息、遮蔽的场所，显著降低其蜕壳死亡率；也可净化水质，通过吸收TP抑制蓝藻的爆发。

但不同水草的水质净化效果有所差异，因此需要引入水质评价来量化零换水养殖模式下不同水草的水质净化能力。

水质评价基于物理、化学、生物等水质指标，通过评估工具，按照相关标准，有效识别地表水的水质等级，为科学保护和利用水资源提供有力支持。

单因素评价法 (Single-factor assessment, SF)以水体最大污染指标来评价水质，主要反映水体主要超标情况，虽简单直观，但无法全面评估水质；

平均污染指数 (Overall index of pollution, OIP)克服了单因素评价法的缺点，给予所有水质指标同等权重，更全面地评估水体情况；

加拿大环境部长理事会水质指数 (Canadian Council of Ministers of the environment water quality index, CCME WQI)基于至少4个水质指标，通过F1 (范围)、F2 (频率)、F3 (幅度) 生成一个无量纲常数，评价结果准确客观，被广泛用于水质评估，其可靠性使其可用于建立评估生活饮用水健康风险的标准；

主成分分析 (Principal component analysis, PCA) 法可以将众多参数优化成主要的参数，使用少数主成分来表示水质情况。尽管目前关于养殖水体评价的研究相对有限，但鉴于水质评价的适用范围，使用水质评价研究池塘养殖水质具有可行性。

因此，本研究以伊乐藻 (Elodea nuttallii)、苦草 (Vallisneria natans) 和轮叶黑藻 (Hydrilla verticillata) 的零换水池塘为实验组，以水源组为对照组，通过多种水质评价方法比较了中华绒螯蟹养殖池塘水质的差异，以期为该模式的推广提供科学依据。

实验地点位于江苏省宿迁市霸王蟹产业发展中心 (118°4'60''E, 34°3'54''N)。选用9个面积相等 (长12 m×宽12 m×深1.5 m) 的室外养殖池塘作为实验池塘。池塘分为3组，于2023年4月初分别种植伊乐藻 (Class I)、苦草 (Class II) 和轮叶黑藻 (Class III)，其中苦草选择改良后的四级常青苦草。水草种植选择大小相近的植株，并根据植株规格决定水草种植密度为3 株·丛−1，每丛间隔30 cm。5月初选择水草长势良好的池塘投放140 只·kg−1扣蟹，放养密度为1.5 只·m−2。每天16:00投喂颗粒饲料，养殖后期增加冰鲜鱼，投喂量为塘内蟹体质量的 3%~5%，视河蟹摄食情况调整，实验过程中所有实验池塘河蟹饲料投喂量一致。实验池塘配备了底层微孔增氧装置，并在夜晚持续运行。实验期间，池塘除加注一斗渠河道内水源 [对照组 (CK)] 外，保持封闭状态，与外界水体零交换。

零换水池塘和水源水环境调查分析

根据零换水池塘和水源水环境调查结果分析发现，3组池塘与水源组的pH、DO、TN、NH4+-N、NO3−和 NO2−-N存在一致差异。

3组池塘由于人工栽植，其沉水植物的密度和生物量远高于天然河道，而水体pH随着沉水植物的生物量增长而升高，因此池塘水体的pH偏高。

中华绒螯蟹养殖池塘水体的DO模型显示，有88.2%的DO来源于水生植物的光合作用，9.2%来源于机械曝气。

本研究中池塘DO高于水源水的这部分浓度，推测可能大部分来源于水生植物的光合作用。中华绒螯蟹养殖池塘中氮 (N) 的主要来源是投喂的配合饲料，但由于沉水植物的吸收固化作用，导致3组池塘TN和含N营养盐 (NH4+-N、NO3−-N和 NO2−-N) 浓度基本低于水源组。这些差异表明水草的栽植对外界水源具有一定的净化作用。

目前用于中华绒螯蟹养殖池塘的水草种类较多，不同水草的种类和生长对于不同的水质指标影响也有差异。

与伊乐藻和轮叶黑藻相比，苦草对CODMn的净化效能最强，因此苦草种植池塘的CODMn总浓度最低。

伊乐藻在水温持续高于30 ℃时极易诱发凋亡，进而导致水体固氮能力下降，故养殖中后期即第6和第7次监测时，水体的TN浓度明显高于其他2组。

本研究中监测到轮叶黑藻种植池塘的 TP浓度异常增加，究其原因，一方面由于轮叶黑藻对TP的吸收能力较苦草要弱；另一方面，养殖后期观察到轮叶黑藻种植池塘有大量残叶漂浮在水面上，而且相较于伊乐藻残叶的分解，轮叶黑藻残叶的分解会释放出更多的磷 (P) 元素。

3组池塘中仅苦草种植池塘的NH4+-N在第3次监测中超标，这可能与苦草的生长特性有关。茎叶作为苦草吸收 NH4+-N的主要部位，其在中华绒螯蟹养殖前期没有长全，易造成水体 NH4+-N积累超标。因此，零换水池塘栽植不同种类的水草存在水质差异。

水质评价

单因素评价显示各组水体均被评为V类水，而主要污染物均为TN和TP。由于单因素评价的特性，无法对同一等级的水体进行优劣比较，因此不能对各组水体水质进行排序。

平均污染指数结果显示，水源水、伊乐藻和苦草种植池塘的水质等级均为重度污染，而轮叶黑藻种植池塘的水质评价为严重污染，主要是由于其TP贡献率高达67.22%。

此外，各组TN、TP累计贡献率均超过50%，结合单因素评价的主要污染物结果，表明该区域水体环境富营养化。单因素评价和平均污染指数评价结果表明，降低TN和TP的浓度是提高池塘水质等级的关键。

而有研究表明，沉水植物组合能取得比单一植物更好的N、P去除效果，可考虑将沉水植物组合应用到中华绒螯蟹养殖上，进一步提高水质等级。且张光宝等研究证明，轮叶黑藻和伊乐藻混合种植模式可以提高雄蟹的最终体质量、成活率和产量，同时降低饲料系数。

CWQI可以对水体进行定性定量分析。通过各组CWQI水体得分比较零换水养殖模式下不同水草的水质净化能力，发现各水草水质净化能力由强至弱依次为伊乐藻、苦草和轮叶黑藻。

上述结果与前人研究有所差异，黄子贤等对4种沉水植物的N、P去除能力研究表明，轮叶黑藻的水质净化能力并不比伊乐藻和苦草差。

本研究中养殖前期的主成分得分也进一步证明，轮叶黑藻种植池塘的水质优于伊乐藻和苦草种植池塘。

造成差异的原因可能与养殖生物中华绒螯蟹有关，中华绒螯蟹对轮叶黑藻的破坏作用明显，使得养殖后期轮叶黑藻固定的N、P元素又重新回到水体，轮叶黑藻种植池塘主成分得分上升，水质变差。

此外，本研究中各项水质评价结果均较差，这主要是因为采用的水质标准更为严格，若降低水质标准进行评价，其水质评价等级将会上升。

综上所述，在中华绒螯蟹零换水养殖模式下，池塘水质的主要污染物类型为N、P污染，而栽植伊乐藻和苦草可有效抑制N、P污染，提高水质等级，使外界水源用于河蟹养殖后得到净化。此外，栽植轮叶黑藻应及时清理河蟹破坏的残叶，避免污染水质。

因此，中华绒螯蟹零换水养殖模式推荐栽植伊乐藻和苦草。未来研究可着眼于复合水草种植对零换水池塘水质、中华绒螯蟹品质和产量的影响。

水产研究社

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