种植虎杖对吉富罗非鱼养殖水质和底质的影响

[目的]研究浮床栽培虎杖对吉富罗非鱼养殖池塘的水质、底质的净化作用。[方法]2016年5—10月测定了水体TOC、COD、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P和底泥TOC、TN、TP,研究种植虎杖对吉富罗非鱼养殖水质和底质的影响。[结果]2016年5月,虎杖塘浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TP显著下降;6月浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TP显著下降,浮床区NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P显著下降;7月,浮床区和敞水区COD显著下降,且浮床区TOC、Chl显著下降;8月,浮床区和敞水区COD、TN显著下降,浮床区TOC和敞水区NH+4-N显著下降;9月,浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TN显著下降;10月,浮床区和敞水区COD、Chl、TN显著下降,浮床区TOC和敞水区NH_4~+-N显著下降。6—8月虎杖种植塘底泥TOC显著增加,6月底泥TN显著增加,7—10月底泥TN显著降低,6、8—10月底泥TP显著降低。[结论]虎杖种植能降低水体中TOC、COD和Chl,降低底泥TP和TN,种植前、后期能分别降低水体中TP和TN,且能显著提高其总产量和成活率,降低其饵料系数和相应的生物学指标。     

不同比例"鱼腥草-薄荷-空心菜"浮床对吉富罗非鱼养殖池塘环境的影响

[目的]采用"鱼腥草-薄荷-空心菜"三明治模型浮床对吉富罗非鱼养殖池塘开展水质净化研究。[方法]2017年6—10月对鱼腥草、薄荷、空心菜进行三明治模型不同配比(植物种植比例为1∶1∶1,占比10%和20%)研究,测定COD_(Mn)、Chla、TN、NH4+-N、NO_3~--N、NO_2~--N、TP、PO_4~(3-)-P等水质指标和底质TN、TP指标。[结果]2017年7—9月三明治塘COD_(Mn)、Chla、TN、NO_2~--N、TP、PO_4~(3-)-P显著下降,对磷的去除效果较好,种植初期和后期容易造成水质TN、Chla等指标上升。[结论]构建三明治浮床时,10%浮床种植面积的净水效果较20%浮床种植面积好。     

施肥对幼蟹池塘养殖水质影响的初步探究

为了探究施肥对河蟹幼蟹养殖水质的影响,于2016年6—10月在上海崇明幼蟹培育基地选择6口池塘进行研究。实验设置不施肥处理组和施肥处理组,并对以上处理组和水源的水温(T)、溶解氧(DO)、pH、化学需氧量(CODMn)、总磷(TP)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝酸盐(NO_3~--N)、亚硝酸盐(NO-2-N)、钙镁总硬度和叶绿素a(Chl. a)进行监测。结果表明,幼蟹池塘水质变化具有明显季节特征,其中6月和9月两组池塘水质因子较为平稳,7—8月两组池塘CODMn、Chl. a出现显著升高而DO显著下降,养殖末期(10月)两组池塘除总硬度和DO大幅下降,剩余水质因子显著升高。实验中水源和两组池塘的水温和pH差异不显著(P 0. 05)。水源DO和NO_3~--N显著高于施肥与不施肥池塘(P 0. 05),不施肥池塘的TP、PO_4~(3-)-P、Chl. a和总硬度均显著低于施肥池塘(P 0. 05)。幼蟹池塘施肥后会引起TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N和CODMn短暂性显著升高(P 0. 05)。研究发现,对比两组池塘的综合效益,得出两者差异不显著。池塘施肥会因N、P营养元素积累过多,造成施肥池塘水质劣于不施肥池塘。因此,池塘养蟹采用不施肥的策略更符合生态养殖的理念。     

河蟹生态养殖池塘不同水层水质变化的研究

为了探究河蟹生态养殖池塘不同水层水质因子昼夜变化规律,于2014年8月选择3个连续的晴天天气对上海松江泖港地区3个河蟹生态养殖池塘上层、中层和下层的水质因子进行昼夜监测。结果表明:水质因子均存在昼夜变化和分层现象,3个水层的水温、pH、COD_(Mn)浓度和PO_4~(3-)-P浓度昼夜变化差异不显著;上层和下层水体的DO浓度和NO_2~--N浓度差异显著;3个水层的NH_4~+-N浓度和NO_3~--N浓度均表现出显著差异。一天中,水温、DO浓度、pH和NO_3~--N浓度在5:00最低,NH_4~+-N、NO_2~--N浓度在5:00最高,COD_(Mn)浓度在1:00最高,PO_4~(3-)-P浓度较稳定;NH_4~+-N浓度和DO浓度的昼夜变化表现出负相关关系。     

基于草鱼免疫的生态综合调控对养殖池塘水质的影响

[目的]研究基于草鱼免疫的生态综合调控对养殖池塘水质的影响。[方法]2016年5—10月,分析了联合使用EM制剂、二氧化氯和底质改良剂对安徽合肥和马鞍山免疫草鱼养殖池塘水质的综合影响。[结果]与对照池塘相比,生态综合调控对试验池塘水体具有较好的净化作用,能降低硝酸盐(NO_3~--N)、亚硝酸盐(NO_2~--N)、氨氮(NH_4~+-N)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)含量,提升溶解氧,稳定pH。[结论]研究结果可为促进池塘养殖的健康发展提供技术支持和理论依据。     

同步硝化反硝化菌（Alcaligenes faecalis WT14）养殖污水脱氮效果研究

为探究溶氧(Dissolved orygen,DO)控制对异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌脱氮效力的影响,本文从绿狐尾藻人工湿地底泥基质中分离出高效HN-AD菌Alcaligenes faecalis WT14,通过室内和反应器装置试验,较系统地研究了WT14的HN-AD性能和不同DO条件对其NH_4~+-N、NO_3~--N去除能力的影响,并建立两级DO控制固定床反应器,通过DO控制分析了菌株WT14对养殖废水的处理效果。氮平衡试验表明,菌株WT14具有高效的同步硝化-反硝化能力,92.10%的NH_4~+-N以气态形式被去除,4.16%的NH_4~+-N被菌株WT14同化为胞内氮,同时NH_4~+-N的存在会促进NO_3~--N的还原。DO控制试验表明,菌株WT14的NH_4~+-N和NO_3~--N去除能力与DO浓度显著相关,低DO条件会抑制其NH_4~+-N去除能力,但是会促进NO_3~--N去除能力,且符合Boltzmann模型,其脱氨脱硝活性的半数DO抑制浓度分别为2.53 mg·L~(-1)和5.40 mg·L~(-1),最大NH_4~-N去除率和NO_3~--N去除率分别为94.0%和98.4%。在两级好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、90.5%和97.5%,存在NO_3~--N和NO_2~--N的积累,而在连续好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))-微氧(DO 0.50±0.10mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、97.6%和98.2%,且无NO_3~--N和NO_2~--N的积累。研究表明,两级DO控制中连续好氧-微氧显著促进了同步异养硝化-好氧反硝化菌WT14对NO_3~--N和NO_2~--N的还原,且不影响NH_4~+-N和COD的去除,提高了TN去除率。     

固定化四爿藻的制备及其去除养殖废水中氮·磷的效果

[目的]探究固定化四爿藻去除养殖废水中氨氮(NH_4~+-N)、亚硝酸氮(NO_2~--N)和活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)的效果。[方法]采用海藻酸钠固定化包埋技术开展了四爿藻固定化培养,探究了藻球直径、藻细胞包埋密度、海藻酸钠浓度及氯化钙浓度等条件对四爿藻固定化培养的影响。同时测定了固定化四爿藻去除养殖水体中NH_4~+-N、NO_2~--N、PO_4~(3-)-P的效果。[结果]四爿藻固定化培养的优化条件为藻球直径为4 mm、藻细胞包埋密度为1.82×10~4个/mL、海藻酸钠质量浓度为10 g/L及氯化钙浓度为20 g/L;在石斑鱼养殖废水中引入固定化四爿藻,试验第3天,NH_4~+-N去除率达98.87%、NO_2~--N去除率达98.33%和PO_4~(3-)-P去除率达83.70%。[结论]采用海藻酸钠固定化包埋技术不影响四爿藻的生理活性;固定化四爿藻应用于净化养殖水环境具有很好的前景。     

水培空心菜对养殖池塘水质的影响

为研究浮床植物对罗非鱼养殖池塘的净化作用,分别在占罗非鱼养殖池塘面积5%、10%和20%的浮床上栽培空心菜,测定池塘NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N、PO3-4-P、TN、TP、CODMn等主要水质指标。结果表明,在同样的试验条件下,养殖池塘的各项水质指标依次按对照组、5%处理组、10%处理组、20%处理组顺序逐渐降低;其中以20%处理组对池塘主要水质指标NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N、PO3-4-P、TN、TP、CODMn等的去除率最大,分别为42.82%、39.47%、43.8%、64.1%、46.57%、58.75%、7.4%。通过6次空心菜的采收,养殖池塘的空心菜每667m2产量可达586.86~1 434.05kg;5%处理组、10%处理组、20%处理组通过采收空心菜分别从667m2养殖池塘中移除TN 1 643.5、2 988.2、4 015.3g,分别移除TP 240.7、437.6、587.9g;同时处理组池塘罗非鱼的成活率明显高于对照组,由此可见,主养罗非鱼的养殖池塘中浮床栽培空心菜能够很好地净化水质,降低池塘富营养化。因此,认为20%的空心菜浮床覆盖率在罗非鱼养殖过程中具有一定的应用价值。     

不同养殖模式下罗氏沼虾肠道菌群结构特征及其与环境因子的关系

通过高通量测序技术分析不同养殖模式对罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)肠道菌群结构的影响,冗余分析(RDA)肠道菌群与水环境因子的关系。实验设置6种养殖模式:罗氏沼虾单养(MP组)、罗氏沼虾+浮萍(Lemna minor)(PP组)、罗氏沼虾+鲢(Hypophthalmichthys molitrix)(PF组)、罗氏沼虾+背角无齿蚌(Anodonta woodiana)+鲢(PMF组)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍(PMP组)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍+鲢(PMPF组)。养殖64 d,测定水环境因子(浊度、DO、pH、Chl.a、COD、BOD、NO_3-N、NO_2-N、NH_3-N、TN、TP、PO_4-P、TOC)及肠道菌群结构。结果表明:罗氏沼虾不同养殖模式对水体浊度、PO_4-P、TN和Chl.a具有显著影响(P0.05),MP组PO_4-P浓度最大且显著大于其他组(P0.05)。肠道细菌多样性指数MP组最大(4.08),最低为PMF组(1.27)。变形菌门(Proteobacteria)、软壁菌门(Tenericute)和厚壁菌门(Firmicutes)在虾肠道中相对丰度较大。不同养殖模式最大优势菌存在较大差异,其中MP、PMP和PMPF组为气单胞菌属(Aeromonas)、PP组为柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、PF和PMF组为Candidatus Hepatoplasma。肠道细菌与环境因子相关性分析表明:TP对罗氏沼虾肠道菌群具有显著影响(P0.05);肠棕气单胞菌(Aeromonas enteropelogenes)、有益菌肠球菌(Enterococcus)和格氏乳酸菌(Lactococcus garvieae)与NO_3-N和TN呈正相关,红细菌属(Rhodobacter)和假单胞菌(Pseudomonas vranovensis)与TP呈正相关。可见,养殖模式可通过影响水体营养盐尤其是氮磷含量影响罗氏沼虾肠道微生物群落结构。     

"猪-草-鱼"生态循环养殖池塘水体营养盐及浮游植物群落结构研究

"猪-草-鱼"生态种养模式是将猪粪尿经过发酵处理后种植优质高产牧草,再用牧草养鱼的一种生态高效种养模式。以"猪-草-鱼"生态种养模式为研究对象,研究该模式中池塘水体营养盐及浮游植物群落结构变化,监测水体温度(T)、溶解氧(DO)、pH、透明度(TS)、总氮(TN)、氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐(NO_3~--N)、亚硝酸盐(NO_2~--N)、总磷(TP)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、化学需氧量(COD)、浮游植物群落结构。结果表明,NO_3~--N、PO_4~(3-)-P、pH、DO和TDS是控制"猪-草-鱼"生态种养模式中池塘浮游植物群落结构的主要水环境因子。NH_4~+-N、NO_2~--N、PO_4~(3-)-P含量的最高值分别为0.61、0.03、0.16 mg/L,COD呈逐渐下降趋势,为21.89~32.46 mg/L。养殖前期及中期,蓝藻种群在水体中占绝对优势,分别占83.58%、89.17%;后期蓝藻种群优势显著下降,占52.18%,绿藻占43.80%。养殖前期浮游植物平均丰度为7.78×10~7个/L,中期为7.81×10~7个/L,后期为1.54×10~8个/L。养殖前期浮游植物平均生物量为11.05 mg/L,中期为8.46 mg/L,后期为18.72 mg/L。浮游植物群落多样性指数为1.32~2.63,且浮游植物群落多样性指数整体表现为养殖后期显著高于前期和中期。"猪-草-鱼"生态种养模式对水环境产生的生态效果显著,不会导致水体N、P过量累积,一定程度上抑制水体富营养化,且浮游植物群落多样性指数提高,池塘生态系统更加稳定。     

枯草芽孢杆菌和空心菜对鳝虾稻共作池塘水质的影响

在黄鳝-克氏原螯虾-水稻共作塘中,进行了枯草芽孢杆菌和空心菜改善水质的对比实验。结果表明:枯草芽孢杆菌和空心菜对鳝虾稻共作水体均有较好的净化作用,能提升溶解氧、降低p H。其中,枯草芽孢杆菌处理对氨氮、亚硝酸氮、总氮、总磷的去除效果强于3种密度的空心菜,最高去除率分别达到68.06%、86.49%、49.96%和58.82%;单一投放空心菜时,以20%的密度处理对氨氮、亚硝酸氮、总氮、总磷的去除作用最强,最高去除率分别达到63.00%、88.39%、53.12%和49.02%。综上,鳝虾稻共作池塘搭配枯草芽孢杆菌和20%密度的空心菜为宜。     

复合微生物菌剂对不同阶段猪粪降解效果的研究

养殖场猪粪的不当处理会给环境造成严重污染,研究其降解变化,可以为养殖场粪便利用提供科学依据。采用恒温培养试验,研究在保育和育肥两个阶段时分别接种复合微生物菌剂(包括芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、光合菌)对新鲜猪粪发酵中的有机质、全磷、全氮、硝态氮及铵态氮的影响。结果表明,复合菌剂处理与对照相比,提高了有机质的降解速度和TN、NH_4~+-N转化量。保育阶段,T2、T3处理TN下降了20.3%,NH_4~+-N下降了66.7%,T1处理TN和NH_4~+-N分别下降17.8%和55.7%,对照组分别下降了17.3%和50.7%。育肥阶段,接种菌剂的处理NH_4~+-N较培养初期下降了66.7%,对照为50.9%。试验末期,随着铵态氮降低,硝态氮有升高的趋势,大于5 g的复合菌剂添加量对猪粪降解效果不显著(P0.05),保育期和育肥期猪粪中有机质、全磷、全氮和硝态氮及铵态氮变化趋势一致。研究表明,复合菌剂对猪粪的TN、NH_4~+-N降低作用明显,但是添加量超过一定范围影响不显著(P0.05),试验末期的NO3--N增强效应,需要进一步研究。推算结果表明,复合菌剂处理的猪粪TN降低20.3%,肥料化利用,氮素循环利用趋于平衡。     

亚热带小流域浅层地下水不同形态氮含量的时空变异特征

为了定量研究流域尺度上氮素(N)形态的时空变异特征,以湖南省长沙县亚热带湘江源头小流域(134.4 km~2)为研究对象,2011年(1—12月)定位观测了小流域菜地、茶园、旱地、林地、两季稻田和一季稻田6种土地利用类型下浅层地下水总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)浓度的动态变化,运用空间分析技术分析了各观测指标的时空变异特征。结果表明:研究区浅层地下水NH_4~+-N、NO_3~--N和TN均具有强烈的空间自相关性(块金系数分别为0.76%、8.50%、4.41%),结构变异占主导地位,变程分别为540、580、570 m。小流域浅层地下水TN、NH_4~+-N和NO_3~--N月均浓度变化趋势不尽相同,TN和NO_3~--N月均浓度的动态变化相对比较平缓,而NH_4~+-N的变幅较大,TN和NH_4~+-N的峰值出现在2011年7月,NO_3~--N无明显高峰;TN、NO_3~--N和NH_4~+-N的平均浓度分别为2.97、1.12 mg N·L~(-1)和1.32 mg N·L~(-1)。研究区浅层地下水N的浓度分布特征与土地利用类型关系密切,茶园、稻田为浅层地下水N分布高浓度区,且茶园地下水N浓度最高,林地为N分布低浓度区。     

小麦/玉米轮作体系中不同施肥方法下的养分淋溶排污系数测算

为粮田耕地污染监控预警及污染控制提供技术支持,以北京市房山区小麦/玉米轮作为研究对象,采用陶土头负压法,通过2年的田间小区对比试验,以不施肥处理为对照,分析比较优化施肥和常规施肥对淋溶液水质的影响,并测算不同施肥处理的排污系数。研究结果表明:不同的施肥处理氮素淋溶量占总养分淋溶的76%~82%,氮素淋溶中以硝态氮为主,占总氮素淋溶的60%~70%,最高可达到90%;在氮磷钾养分施入量相同的情况下,优化施肥处理在不同程度上降低了养分淋溶量,可使总氮淋溶量减少23%~31%,总磷淋溶量减少32%~46%,硝态氮淋溶量减少22%~36%,在降雨量大时,优化施肥处理可明显减少铵态氮的淋溶;经测算,小麦/玉米轮作农田耕地排污系数(产出每公斤农产品养分淋溶排出量)常规施肥处理总氮、总磷、铵态氮及硝态氮的排放量分别为687.2、3.25、0.22、440 mg,优化施肥处理的排放量分别为348、0.87、0.38、205.9 mg。     

木屑和稻秆基生物质炭对汞的吸附特性比较

在600℃热解条件下制得木屑和稻秆两种生物质炭,用于比较不同类型的生物质炭对水溶液中重金属Hg(Ⅱ)的吸附特性,通过分析溶液p H值、吸附剂投加量和吸附时间对吸附的影响,探讨了其吸附动力学行为和汞的去除机理。实验结果表明,溶液p H值为5时,两种生物质炭对溶液中Hg(Ⅱ)的去除效果最佳;等温线数据能较好地拟合Langmuir方程,假二阶动力学方程则能较好地描述吸附动力学过程,由粒子内扩散模型分析可知两种生物质炭的吸附过程均受内扩散和膜扩散共同控制。SEM-EDS分析结果表明,生物质炭对Hg(Ⅱ)的吸附机制涉及离子交换作用,同时还可能包括还原作用和生物质炭羟基与羧基与汞的络合作用。     

洱海农田生产/生活景观区交替分布及昼夜节律对丰水期沟渠水质影响

为揭示洱海农田生产与农村生活交替分布及昼夜节律对农灌沟渠水质影响,选定丰水期典型沟渠设置多个断面并进行昼夜连续取样监测。结果表明:沿水流方向沟渠断面水质TN、NO_3~--N、TP、DP浓度先增加后相对稳定;NH_4~+-N和COD浓度在出田后削减2.08%~55.56%和23.65%~38.19%,出村后浓度增加;在不同生产生活单元N和COD是水体中的主要污染因子,其中NO_3~--N为氮素主要形态,占TN浓度52.73%~79.33%。沟渠水质TN和NO_3~--N浓度受村民作息周期和生活节律影响较大,磷素昼夜变化幅度总体较小。在洱海农田生产和生活交替区域提高水样取样频率有助于准确了解水质浓度变化特征,从削减污染负荷角度建议增加生态沟渠并加强污水管网管理。     

不同形态氮肥对设施黄瓜生长及氮素吸收的影响

为了揭示同等氮水平下不同形态氮肥对设施黄瓜生长和氮素吸收利用的影响,通过无土盆栽研究6种不同形态氮肥(100% NH⁺₄-N、50% NO^-₃-N + 50% NH⁺₄-N、100% NO^-₃-N、50% NO^-₃-N + 50% CO(NH₂)₂、100% CO(NH₂)₂、50%NH⁺₄-N + 50%CO(NH₂)₂)对黄瓜干质量、氮素吸收效率、吸收速率、¹⁵N转运量及总N的积累量的影响。结果表明：叶干质量、果干质量、植株干质量、氮素吸收效率、氮素吸收速率以及根、叶、果、植株¹⁵N转运量和总N的积累量均在50% NO^-₃-N+50%CO(NH₂)₂时最大。茎部¹⁵N的转运量、总N的积累量在50%NH⁺₄-N+50% CO(NH₂)₂处理时达到最大。氮素的生理效率和根干质量具有相同的变化规律,均在100%NH⁺₄-N处理时达到最大值,100%NO^-₃-N处理时最小;叶片和果部¹⁵N转运量和总N的积累量明显高于根和茎。相关性和隶属函数分析表明50% NO^-₃-N+50% CO(NH₂)₂为黄瓜最优氮肥配方,单一氮肥中100%NO^-₃-N最有利于黄瓜生长和对N的吸收,100% NH⁺₄-N最不适合黄瓜,这一结论为设施黄瓜生产中氮肥的选择和使用提供了科学依据。     

不同施肥水平对长期麦豆轮作体系土壤氮素及产量的影响

探索施肥对长期轮作下土壤氮素变化及产量的影响,对优化氮素管理具有重要作用。通过优化施肥方案,对关中地区冬小麦-夏大豆长期轮作模式下作物产量及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、微生物生物量氮含量动态变化进行定位研究。结果表明：土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量秋冬季较高,春夏季较低,微生物生物量氮变化趋势与之相反。土壤中氮素各组分含量均表现为表层土高于下层土,土壤全氮、硝态氮、铵态氮平均含量及铵态氮层化比、土壤硝态氮与铵态氮比值随着化肥施用量的增加而增加,硝态氮层化比随施肥量的增加而减少。与不施肥相比,优化施肥促进微生物生物量氮含量的提升,而常规施肥导致微生物生物量氮含量下降。试验连续运行9 a后,施肥导致土壤pH和水分含量下降,对小麦、大豆产量有显著影响,与不施肥处理相比,小麦、大豆平均增产50.20%、45.29%。麦豆长期轮作种植模式下优化施肥在基本保证作物产量的同时,降低土壤中全氮、硝态氮、铵态氮含量,增加微生物生物量氮含量,减少化肥施用量。