“空心菜-水芹”轮作对养殖池塘水质和底质环境的影响

通过测定TOC、COD、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P等水质指标和底泥中TOC、TN、TP指标,探究"空心菜-水芹"轮作模式对不同养殖品种和养殖数量情况下养殖池塘水质和底质环境的影响。结果表明,在轮作模式前期,空心菜(Ipomoea aquatica)种植能显著降低甘露青鱼(Mylopharyngodon piceus)养殖场TOC、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P等水质指标,能显著降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、Chl、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作后期水芹(Oenanthe stolonifera)种植能降低甘露青鱼养殖场TOC、NO_3~--N、TP等水质指标,降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作前、后期均能降低底质TOC、TN和TP含量。"空心菜-水芹"轮作模式能显著降低养殖池塘水体中TOC、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP指标和底泥中TOC、TN、TP指标。     

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。     

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。     

池塘河蟹生态养殖对水环境的影响

为了探究上海松江泖港地区河蟹生态养殖模式对水环境的影响,于2014年5—10月对河蟹生态养殖池塘和水源水进行了监测。结果显示:水源区和蟹塘区主要超标水质指标为TN和TP,水源区的最大超标幅度为232.7%和78.5%,蟹塘区为20.4%和129.5%,总体上水源区的超标幅度高于蟹塘区,水源区有富营养化特征和轻微的有机污染。蟹塘区的DO、NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N均达标且优于水源区,pH、COD_(Mn)和PO_4~(3+)-P虽有超标,但超标幅度较小;蟹塘区每天有大量的外源性氮、磷投入,但是氮、磷的变化幅度较小,表明水草对氮、磷的吸收较充分。总之,河蟹生态养殖池塘的水质要明显优于水源区,基本上达到地表水环境质量标准中的三级标准和渔业水质标准的要求。上海松江泖港地区河蟹生态养殖不会对外界水环境产生不良影响。     

稻-虾与稻-蟹种养模式下的水质及虾、蟹生长动态

为稻田高效综合种养模式的完善与推广提供依据,通过定期监测养殖水体的水温、溶解氧(DO)、pH、NH_4~+-N、H_2S、NO_2~--N以及河蟹和小龙虾体质量等指标,研究稻-虾与稻-蟹种养模式水体水质及虾、蟹生长的动态变化。结果表明:稻-蟹种养模式水温和DO分别为7.69~31.47℃和4.32~6.97mg/L,稻-虾种养模式水温和DO含量分别为7.91~31.46℃和4.09~6.40mg/L,各塘口养殖水体的水温和DO差异不显著;稻-蟹种养模式pH和H_2S含量分别为7.35~8.12和0.046~0.241mg/L,稻-虾种养模式pH和H_2S含量分别为7.41~8.23和0.05~0.19mg/L,二者差异显著;稻-虾种养模式NH_4~+-N和NO_2~--N的含量分别为0.234~2.240 mg/L和0.050~0.232 mg/L,稻-蟹种养模式NH_4~+-N和NO_2~--N的含量分别为0.214~1.610mg/L和0.046~0.176mg/L,二者差异显著;河蟹和小龙虾的生长呈"S"型曲线,生长状况良好,收获期,雄蟹平均体质量为142.6g,雌蟹平均体质量为122.0g,小龙虾平均体质量为45.3g。     

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。     

中华绒螯蟹生长关键期池塘水质状况分析及评价

为了解中华绒螯蟹生长关键期池塘水质状况,于2018年8月至11月对洪湖区域内4口池塘和梁子湖区域内6口池塘水质进行了监测和分析,选取温度(T)、pH值、非离子氨(UIA)、NH4+-N、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、总磷(TP)共8项作为监测水质指标.参照《渔业水质标准》和《地表水环境质量标准》,采用标准指数和超标率对区域内监测指标进行单项水质指标分析,采用综合污染指数法对池塘综合水质进行分析和整体评价.结果表明,在中华绒螯蟹生长关键期内,主要超标因子为CODMn和TN,其次为DO、UIA、NH4+-N、TP,超标率排序为CODMn(100％)＞TN(73％)＞DO(30％)＞UIA(19.2％)＞NH4+-N(10％)和TP(10％);根据综合污染指数判定,池塘综合水质在8-9月达到"轻污染"等级,10-11月达到"中污染"等级,污染水平为超出警戒线水平;根据区域内超标率和综合污染指数判定,整体上梁子湖区域中华绒螯蟹池塘水质优于洪湖区域.     

中华鳖养殖池塘水质的昼夜变化研究

对中华鳖池塘夏季主要水质因子进行昼夜连续监测,通过相关性分析发现气温与水温、气温与pH、气温与溶解氧(DO)、气温与氨氮(NH_4~+-N)、水温与pH、水温与DO、水温与NH_4~+-N、透明度与pH、pH与DO、pH与NH_4~+-N、DO与NH_4~+-N在0.01水平上显著相关,气温与透明度、NH_4~+-N与亚硝酸氮(NO_2~--N)在0.05水平上显著相关。通过回归分析发现,气温(A)与DO(D)函数关系为D=0.649A-12.729(R~2=0.900,P<0.01),一元回归关系达到极显著水平;pH(H)与DO(D)函数关系为H=0.015D~2-0.021D+6.59(R~2=0.900,P<0.01),二元回归关系达到极显著水平,该研究结果可为指导中华鳖池塘养殖提供参考。     

针叶蕨藻对养殖废水中氮盐的净化

为了阐明大型海藻针叶蕨藻对海水养殖废水的净化效果,设置针叶蕨藻密度为20,60 120 mg·L~(-1)实验组和无针叶蕨藻的对照组,每组3个重复,分析海水养殖废水中NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N的浓度变化。研究结果表明,各实验组水质处理效果均较好;实验进行8 d后,20 mg·L~(-1)处理组NH_4~+-N去除率为99.91%,NO_3~--N去除率为25.80%,;60 mg·L~(-1)处理组NH_4~+-N去除率99.96%,NO_3~--N去除率为25.39%;120 mg·L~(-1)处理组NH_4~+-N去除率为99.94%,NO_3~--N去除率为64.15%。不同处理组NO_2~--N浓度基本无变化。在NH_4~+-N去除速率方面不同处理组间存在极显著差异(P0.01)。     

基于PCA-LSTM神经网络的凡纳滨对虾养殖水质预测

基于上海奉贤区2个水产养殖合作社2014—2018年和2021年的检测数据,选取水温(T)、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(I_Mn)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮(NO₂^--N)、硝酸盐氮(NO₃^--N)共8个水质指标进行研究,提出了基于主成分分析(Principal component analysis, PCA)和长短时记忆神经网络(Long short-term memory neural network,LSTM)的预测模型。首先采用主成分分析法对数据进行特征提取和降维,选取高锰酸盐指数(I_Mn)和氨氮(TAN)作为水质预测指标,建立基于PCA法的LSTM模型;接着采用PCA-LSTM模型对不同养殖塘的水质进行预测;最后,将其与单一LSTM模型进行对比以验证模型的优劣。结果表明:PCA-LSTM模型可用于凡纳滨对虾养殖池塘水中I_Mn和TAN的预测, 预测结果优于单一LSTM模型。     

凤眼莲和水浮莲对滇池草海水体中氮去除效果的比较研究

通过模拟试验,比较了凤眼莲和水浮莲2种漂浮性水生植物对滇池草海水体的去氮效果。结果表明,凤眼莲 (Eichhornia crassipes) 和水浮莲 (Pistia stratiotes) 均有较强的水体去氮能力。在水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 初始平均浓度分别为8.40、7.20、4.12、2.59 mg·L^-1,凤眼莲和水浮莲种苗投放均为1 kg 的条件下,凤眼莲和水浮莲对水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 30 d 去除率平均分别为74.24%、76.81%、87.62%、80.30%和70.10%、78.89%、94.77%、87.64%。凤眼莲和水浮莲吸收作用带走的氮占水体中总氮损失量的89.39%和82.33%,凤眼莲试验组、水浮莲试验组和对照组沉积物中氮含量占水体中氮损失量比率平均分别为6.94%、11.64%和83.51%,说明凤眼莲和水浮莲能有效吸附水体中悬浮颗粒物,进而减少了水体沉积物的形成,凤眼莲、水浮莲均能显著降低水体DO 及pH 值。虽然凤眼莲和水浮莲均能显著降低水体的总氮浓度,但由于水浮莲植株较脆,综合考虑,故认为大规模控制性种养凤眼莲是一种治理富营养化湖泊的可行途径。     

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。     

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。     

凡纳滨对虾室内养殖密度和简易水质调控措施对水质及养殖效果的影响

采用正交表L20(51×28)安排5种水平放养密度(50、100、170、260、340个/m~2),与增氧方式、是否换水、是否使用微生物制剂和消毒剂4种简易水质调控措施开展室内水泥池凡纳滨对虾养殖实验。通过比较分析水质演变规律、消化酶比活力与养殖效果,综合探讨凡纳滨对虾室内养殖密度及简易水质调控措施效果。结果显示:放养密度显著影响温室水泥池养殖水体水质、对虾生长及产量(P 0. 05),也影响消化酶活性。池水中p H、非离子氨氮(NH_3-Nm)、溶解氧(DO)随着密度增加而下降,硝酸氮(NO_3~--N)、活性磷(PO_4~(3-)-P)、浊度随密度增加而升高。对虾体长与体质量日均增长值、特定生长速率(SGR)及成活率随着密度上升而降低。除胰蛋白酶外,胃蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶随密度增加呈下降趋势。低放养密度(50～100个/m~2)对虾规格更整齐。持续充气增氧有助于物质转化、改善水环境、提高对虾淀粉酶活力和产量;换水影响养殖效果,改善水质效果明显,可显著降低池水中总氨氮(TAN)、硝酸氮(NO_3~--N)、活性磷(PO_4~(3-)-P)等水化指标含量(P 0. 05),对虾消化酶比活力高;定期投放微生态制剂可显著提高胰蛋白酶活性(P 0. 05),利于对虾的生长,改善水质不明显;投放消毒剂可降低对虾消化酶活性,除溶解氧(DO)外,对改善水质和提高养殖效果作用不明显。结果表明在采取连续充气增氧、养殖60 d始每10天换水12. 5%～25. 0%、每15天投放微生态制剂等简易水质调控措施下,50～100个/m~2是室内水泥池适宜放养密度。研究结果为凡纳滨对虾温室水泥池养殖提供了可靠实践依据。     

金井流域景观格局对地下水硝态氮时空分布的影响

以湖南省长沙县的金井流域为例,于2013—2014年春夏秋冬四季随机采集流域内120口饮用水井水体样品,研究景观格局对地下水硝态氮(NO_3~--N)浓度的影响。研究结果表明:金井流域地下水存在NO_3~--N污染,NO_3~--N浓度超过世界卫生组织饮用水标准(10 mg N·L~(-1))样品数占总样品数的4.9%~17.5%,且夏季和冬季NO_3~--N浓度超过世界卫生组织饮用水标准的频率高于春季和秋季;地下水文系统对NO_3~--N的输移使得流域地下水NO_3~--N浓度呈现明显的空间自相关性,采用Moran′s I全局指数评价方法的分析结果表明,夏季和秋季的空间自相关性较强(0.254~0.277),而冬季和春季的空间自相关性较弱(0.152~0.170);采样空间滞后模型对地下水NO_3~--N浓度与土地利用景观格局指数的拟合结果表明,地下水NO_3~--N浓度与农田、林地、居民地的面积比例显著相关(P0.05),且模型模拟的决定系数随季节和距离水井半径不同而变化。     

封闭型内陆湖泊夏季氮素赋存特征——以达里诺尔湖为例

氮素是影响湖泊初级生产力的主要因素之一。近年来,受气候干旱及上游用水量增加等因素的影响,大多数封闭性内陆湖都面临着湖面萎缩、湖水因营养盐浓度增加而逐渐恶化的问题。本文以内蒙古高原境内封闭型内陆湖泊——达里诺尔湖为例,于2017年夏季采集湖水、间隙水、沉积物、入湖河流等样品。对湖泊氮素赋存特征、迁移趋势做出分析,并且对入湖河流携带的氮素对湖泊水质的影响展开讨论。结果表明:氨氮(NH_4~+-N)是上覆水中占比例最高的形态氮。总氮(TN)、硝酸盐氮(NO_3~--N)、亚硝酸盐氮(NO_2~--N)含量随水深从浅到深基本保持不变。只有B6、E2、E5样点的NH_4~+-N在水深1.5 m向下处含量有所波动。表层沉积物TN均值2 809.97 mg·kg~(-1),可交换态氮占TN含量6.74%;河水中占比例最高的形态氮是NO_3~--N,四条入湖河流中,TN、NH_4~+-N含量最高的是沙里河,NO_3~--N含量最高的是亮子河;每年由入湖河流携带入湖的TN量为120 t。总体来看,达里诺尔湖氮素赋存特征为:NH_4~+-N是上覆水的主导形态氮,TN及各形态氮含量在不同深度水层掺混均匀,无明显的分层现象。沉积物TN含量较高且氮素迁移能力较强。TN、NO_3~--N、NO_2~--N表现为由沉积物到上覆水的释放状态,而NH_4~+-N则以上覆水到沉积物的吸附状态为主。河流的输入对湖水TN含量有稀释作用,但会增加湖水NO_3~--N的负荷。     

基于多元统计分析的汉丰湖水质评估及原因解析

为明确三峡库区最大的库中湖——汉丰湖水质的时空变化特征及其主要影响因素,在汉丰湖来水区、湖区、出水区设置14个采样点,于2015年每月下旬在各点位采集水样并分析主要水质指标,综合运用多种统计评价方法,解析汉丰湖水质的时空变化特征及主导因素。结果表明,汉丰湖水质空间变化可聚类为4个区域：南河来水区（区域1）、东河来水区（区域2）、汉丰湖上游（区域3）和汉丰湖中下游（区域4）,其月份变化可聚类为2个时段：蓄水期（1-2月及9-12月）和泄水期（3-8月）。营养状态指数分析显示区域4中的调节坝（HF5）及调节坝下（XJ1）水质呈中营养状态,而其余点位及区域水质均为轻度富营养,各月份水质表现为1月、12月为中营养,10月为中度富营养,其他月份均为轻度富营养。汉丰湖水体中总氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、总磷（TP）、可溶性磷（DP）、正磷酸盐（PO₄^3--P）、高锰酸盐指数（COD_Mn）浓度均表现为自上游向下游降低趋势。主成分分析揭示流域水土流失是汉丰湖水质恶化的主要诱因,而三峡库区水位调控也对湖区水质产生重要影响。