北美海蓬子生态浮床对养殖海水的净化和对虾的增产效果

吴英杰; 马璐瑶; 陈琛; 闫茂仓; 张翔; 柴雪良; 王琼; 冯英

doi:10.12030/j.cjee.201804190

北美海蓬子生态浮床对养殖海水的净化和对虾的增产效果

1.
浙江大学环境与资源学院，污染环境修复与生态健康教育部重点实验室，杭州 310058
2.
浙江省海洋水产养殖研究所，温州 325005
基金项目:
浙江省重点研发计划专项（2015C03005，2015C03007）

Purification of aquaculture seawater and stimulation of shrimp yield by Salicornia bigelovii ecological floating beds

1.
Key Laboratory of Environment Remediation and Ecological Health, Ministry of Education, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
2.
Zhejiang Mariculture Research Institute, Wenzhou 325005, China
Fund Project:

摘要: 为了探讨不同覆盖面积生态浮床对养殖海水的净化效果及其对北美海蓬子和南美白对虾生长的影响，以不设置浮床为对照，在养殖对虾的水面上设置了3种不同面积北美海蓬子生态浮床，覆盖面积分别为25%、50%和75%。实验进行期间每2 d监测1次水质，实验结束后测定海蓬子和对虾产量，并对氮和磷进行衡算。结果表明：15 d后，50%覆盖面积生态浮床对水体总氮、铵态氮、硝态氮和CODMn的去除效果最好，去除率分别为 44.90%、34.43%、44.45%和35.64%；75%覆盖面积生态浮床对水体总磷的去除效果最好，去除率为30.32%；各处理间pH、溶解氧和温度没有显著性差异，但盐度随浮床面积增加而有所下降；各处理间海蓬子生长没有显著性差异，但对虾产量差异显著，以50%处理的产量最高，比不设置浮床增产7.8倍；设置浮床后，水体和其他途径总氮减少，海蓬子和对虾总氮增加，水体总磷和对虾总磷减少，其他途径和海蓬子总磷增加。北美海蓬子生态浮床对养殖海水具有显著的净化效果，对虾具有显著的增产效果，其中以50%覆盖面积效果最佳。
- 海洋污染及其防治 /
- 生态浮床 /
- 水产养殖 /
- 原位修复 /
- 北美海蓬子
Abstract: In order to investigate the effect of the coverage area of ecological floating bed on aquaculture seawater purification and the growth of S. bigelovii and Penaeus vannamei, three ecological floating beds with coverage areas of 25%, 50%, 75%, as well as a control test without ecological floating bed, were set up in this study. During the experiment, the water quality was monitored once every 2 days, while the production of S. bigelovii and P. vannamei was measured after the experiment. Then, the material balances of nitrogen and phosphorus were calculated, respectively. The results showed that ecological floating bed with 50% coverage area had the highest removal efficiencies for total nitrogen, ammonium nitrogen, nitrate nitrogen and CODMn after 15 days running, such as 44.90%, 34.43%, 44.45% and 35.64%, respectively. Whereas, the highest total phosphorus removal efficiency of 30.32% was achieved by the ecological floating bed with 75% coverage area. There were no significant differences in pH, dissolved oxygen and temperature of aquaculture seawater after treating by these ecological floating beds, but the salinity decreased with the increasing coverage area of floating bed. There was no significant difference in the growth of S. bigelovii after treating by these ecological floating beds, but a significant difference in shrimp production occurred. The highest shrimp yield was found in aquaculture seawater treated by the ecological floating bed with 50% coverage area, which was 7.8 times higher than control test. After the ecological floating bed was set, the total nitrogen in the aquaculture seawater and originated from other ways decreased, while that in S. bigelovii and the shrimp increased, the total phosphorus in the aquaculture seawater and the shrimp decreased, while that originated from the other ways and in S. bigelovii increased. In conclusion, the ecological floating bed has a significant purification effect on aquaculture seawater and makes the shrimp production increase obviously, and 50% coverage area for it is optimal.
- marine pollution and its prevention /
- ecological floating bed /
- aquaculture /
- in situ bioremediation /
- S. bigelovii

我国是世界上海水养殖最发达的国家，无论是养殖面积还是总产量均居世界首位^[1-2]。大规模海水养殖残留大量饵料和粪便，使海水中氮磷猛增，水质恶化，水体富营养化加重，病菌滋生^[3-5]。后果主要有2个：一是到了养殖后期，海产动物容易出现集体死亡的现象，造成严重的经济损失；二是污染的养殖废水如果排到海洋，将会给海洋生态造成严重威胁。因此，研究低成本、低能耗、高净化效率的海水养殖水体修复技术已成为目前亟待解决的问题^[6-8]。

生态浮床技术是一种操作简单、易于管理、成本低廉、环境友好的水体修复技术，我国自20世纪90年代起就开始应用在水体修复实践中^[9-11]。近年来，该技术的研究也较多，章文贤等^[12]利用美人蕉浮床对富营养化水体进行生态修复，修复后水体中TN 、NO₃⁻、TP和COD浓度比对照显著降低；向文英等^[13]利用水芹浮床研究其在冬季低温下对富营养化水体的净化效果，结果表明：水芹浮床对富营养化水体具有较好的净化效果，TN和TP的去除率分别为78. 8%和86. 0%；TP去除效果与水芹种植密度有关，密度越大效果越好。段金程等^[14]比较了不同植物和不同浮床面积对水质净化效果的影响，结果表明：菖蒲对TN和TP的去除率最高可达26.7%和58.2%；水芹对TN和TP的去除率最高可达22.0%和28.0%；TN和TP含量随浮床面积的增加而降低。生态浮床对水体具有良好的修复效果，然而大多数有关生态浮床的研究集中在解决淡水水体富营养化问题方面，用于养殖海水生态修复还不多见。

北美海蓬子 (Salicornia bigelovii) 属于藜科盐角草属，是一种天然喜盐且耐盐性强的植物；作为一种海水蔬菜，它营养丰富、味道鲜美，具有一定经济价值^[15-16]。此前，对于北美海蓬子的引种栽培技术和耐盐碱机理的研究较多^[17-18]，也有北美海蓬子用于养殖海水修复的报道^[19]，但具体修复技术还不完善，机理也不清楚。本研究中利用北美海蓬子生态浮床，对南美白对虾 (Penaeus vannamei) 的养殖海水进行原位修复。旨在探究：1）不同面积生态浮床对养殖海水的净化效果；2）不同面积生态浮床对北美海蓬子和南美白对虾生长的影响；3）不同面积生态浮床修复体系中氮磷的物料平衡规律。

1 材料与方法

1.1 实验材料

北美海蓬子植株(以下简称海蓬子)2月龄，平均株高为25.9 cm±0.7 cm；南美白对虾苗(以下简称对虾)1月龄，平均体长为5.5 cm±0.3 cm；养殖容器为玻璃缸，长×宽×高=80 cm×50 cm×60 cm；浮床由KT板 (聚苯乙烯材料) 制作而成，中间均匀打孔若干，用于种植海蓬子，并用海绵固定植株；海水为浙江省温州湾天然海水，经3重沙滤后使用，pH 8.34±0.03，盐度17.9 ‰±0.03 ‰。

1.2 实验设计

实验于2017年9月在浙江省温州市龙湾区 (浙江省海洋水产养殖研究所永兴基地) 进行，共设置4个处理：CK，T1，T2，T3，每个处理重复3次。CK为对照处理，不设置浮床，也不种植海蓬子；T1处理浮床覆盖水面25%，种植海蓬子8棵；T2处理浮床覆盖水面50%，种植海蓬子16棵；T3处理浮床覆盖水面75%，种植海蓬子24棵。实验期间保持缸内水面高50 cm，养殖密度为250 尾·m⁻³，即每缸投放对虾50尾。每天投喂正大牌对虾专用饲料5 g·缸⁻¹，水体24 h曝气。实验装置如图1所示。

图1 原位修复体系示意图
Fig. 1 Schematic of in situ bioremediation of aquaculture seawater

1.3 测定项目与方法

实验周期2周，每2 d监测1次水质。海水铵态氮、硝态氮、总氮、总磷的测定参照国家标准^[20]，铵态氮的测定使用次溴酸钠氧化法，硝态氮的测定使用锌镉还原法，总氮的测定使用过硫酸钾氧化-锌镉还原法，总磷的测定使用过硫酸钾氧化-钼锑抗比色法。海水COD_Mn的测定参照国家标准^[21]，使用碱性高锰酸钾法。海水DO、pH、盐度、温度的测定使用德国WTW Multi 3430便携式多参数水质检测仪测定。海蓬子、对虾的鲜重、干重测定使用天平（精度0.1 g），对虾体长的测定使用刻度尺（精度0.1 cm），对虾存活率直接计数统计。植物^[22]和对虾^[23]总氮的测定使用浓硫酸消煮-靛酚蓝比色法；植物总磷的测定采用浓硫酸消煮-钼锑抗比色法^[24]，对虾总磷的测定采用浓硝酸消煮-铋磷钼蓝比色法^[25]。

1.4 数据统计与分析

统计分析使用SPSS 24.0软件，数据表示为平均值±标准差；显著性检验选择邓肯氏 (Duncan’s) 多重比较，不同的小写字母代表显著性差异P<0.05；作图使用Excel 2016和Powerpoint 2016软件。

本研究涉及的计算公式如下：

$R_{TN, seawater} = \frac{C_{TN, seawater, CK} - C_{TN, seawater, T}}{C_{TN, seawater, CK}} \times 100 %$

（1）

M_{TN, seawater} = (C_{TN, seawater, 15 d} − C_{TN, seawater, 1 d}) · V

（2）

M_{TN, plant} = C_{TN, plant, 15 d} · M_{DW, plant, 15 d} − C_{TN, plant, 1 d} · M_{DW, plant, 1 d}

（3）

M_{TN, shrimp} = C_{TN, shrimp, 15 d} · M_{DW, shrimp, 15 d} − C_{TN, shrimp, 1 d} · M_{DW, shrimp, 1 d}

（4）

M_{TN, feed} = C_{TN, feed} · M_{DW, feed} = M_{TN, seawater} + M_{TN, plant} + M_{TN, shrimp} + M_{TN, other}

（5）

式中：R_{TN, seawater}为海水总氮去除率，%；NH₄⁺−N、NO₃⁻−N、TP、COD_Mn的去除率计算同理；C_{TN, seawater}、C_{TN, plant}、C_{TN, shrimp}和C_{TN, feed}分别为海水、海蓬子、对虾和饲料总氮浓度，mg·L⁻¹；CK代表对照组，T代表浮床组；M_{TN, seawater}、M_{TN, plant}、M_{TN, shrimp}和M_{TN, other}分别为海水、海蓬子、对虾和其他途径总氮增加量，g·缸⁻¹；V为玻璃缸内海水体积，200 L；M_{DW, plant}、M_{DW, shrimp}和M_{DW, feed}分别为海蓬子、对虾和饲料干重，g·缸⁻¹；M_{TN, feed}为饲料总氮投入量，g·缸⁻¹；TP的物料平衡计算同TN。

2 结果与讨论

2.1 不同面积浮床对海水总氮、铵态氮、硝态氮的影响

随着养殖的进行，水体总氮（图2（a））、铵态氮（图2（c））、硝态氮（图2（e））的浓度逐日增加。但在生态浮床处理中，这种增加趋势比不种植物处理（CK）有所减缓，尤其是第2周，其中以浮床覆盖水面50%（T2）的效果最佳，浮床覆盖水面75%（T3）的效果其次。相应地，总氮的去除率T2显著高于T3，T3显著高于浮床覆盖水面25%（T1）的处理；到第15天时，不同面积生态浮床对总氮的去除率分别为T2 44.90%，T333.70%，T127.55%（图2（b））。铵态氮的去除率T2显著高于T3，T3显著高于T1；到第15天时，不同面积生态浮床对铵态氮的去除率分别为T2 34.43%，T3 24.12%，T1 10.77%（图2（d））。硝态氮的去除率T2高于T3但没有显著性差异，二者都显著高于T1；到第15天时，不同面积生态浮床对硝态氮的去除率分别为T2 44.45%，T3 38.48%，T1 23.62%（图2（f））。

图2 不同面积生态浮床对水体氮的影响
Fig. 2 Effect of coverage area of ecological floating bed on the nitrogen content of seawater

动物饲料中富含蛋白质，随着饲喂的进行，饲料残渣和动物粪便在水中逐渐积累，含氮物质浓度逐渐增加，过多会影响对虾健康^[26]。研究表明，在上述情况下生态浮床可以利用植物吸收作用，减缓水体中含氮物质浓度上升的趋势^[27-29]。本研究与前人研究结果一致，在原位修复体系中，随着养殖的进行，水体中TN、NH₄⁺−N、NO₃⁻−N等含氮物质浓度逐渐上升，北美海蓬子生态浮床对水体中不同形态的氮均具有良好的去除作用。不同面积浮床的氮净化效果呈现显著性差异，50%覆盖面积浮床对水体总氮、铵态氮、硝态氮净化效果最佳。

2.2 不同面积浮床对海水总磷和COD_Mn的影响

由图3（a）可知，对照组水体总磷浓度逐日增加，2周内从不到1 mg·L⁻¹增加到接近5 mg·L⁻¹，生态浮床处理总磷浓度虽然也增加，但增加幅度明显减缓，其中以T3处理效果最佳，T2其次。不同面积浮床对水体总磷的去除率在第1周差异不大，到第2周后出现显著性差异：T3 > T2 > T1，即浮床面积越大，磷净化效果越好；到第15天时，不同面积生态浮床对总磷的去除率分别为T3 30.32%，T2 25.11%，T1 19.68%（图3（b））。

图3 不同面积生态浮床对水体总磷和COD_Mn的影响
Fig. 3 Effect of coverage area of ecological floating bed on total phosphorus and COD_Mn content of seawater

磷是动物细胞核酸及细胞膜的重要成分，同时又直接影响所有细胞的能量反应，对动物的生长、骨骼的矿化有极大的作用，缺乏磷会抑制对虾的生长，所以磷是动物饲料中不可或缺的成分^[30]。但是和氮一样，没被对虾吸收同化的磷进入水体，逐渐积累，易爆发藻类、滋生病菌，对对虾生长造成不良影响^[31-32]。氮和磷都是植物必需的营养元素，虽然吸收效率不同，但植物吸收氮的同时也会吸收磷^[33]。本研究表明，北美海蓬子生态浮床对水体总磷的去除效果不如总氮，但也具有一定的去除作用，当浮床面积为75%时，磷的去除效果最好。

海水的化学需氧量通常用COD_Mn来衡量，表示水体中还原性有机物的含量^[34-36]。有机物的分解需要消耗水中氧气，如果水中有机物含量过高而氧气有限，易引起鱼虾死亡^[37-38]。所以和氮磷一样，有机物过多也是造成水质败坏的原因之一。

本研究表明，随着养殖的进行，COD_Mn浓度逐日增加，不同面积浮床对COD_Mn浓度的增加均有减缓作用（图3（c））。生态浮床对COD_Mn的去除率在第2周后出现显著性差异：T2 > T1 > T3；到第15天时，去除率分别为T2 35.64%，T1 28.79%，T3 13.70%（图3（d））。表明浮床覆盖面积为50%时，有机物的去除效果最佳，这与含氮物质的去除规律相似，可能与含氮物质在有机物中的占比较大有关。

2.3 不同面积浮床对海水DO、pH、盐度、温度的影响

如图4所示，在修复进行的15 d中，水体中DO、pH、盐度、温度均没有太大波动，维持在一个比较稳定的范围内，都比较适合对虾生长。溶解氧和温度除个别天数外，设置浮床与没有设置浮床之间没有显著性差异。随着养殖进行，pH有缓慢下降的趋势，但处理间没有显著差异。

图4 不同面积生态浮床对水体DO、pH、盐度、温度的影响
Fig. 4 Effect of coverage area of ecological floating bed on the DO，pH，salinity and temperature of seawater

在修复后期，盐度逐渐上升，并且处理间呈现显著性差异，浮床覆盖面积越大，盐度越低，这可能与植物吸收盐分离子有关。除氮、磷外，水体中许多金属离子也是植物必需的营养元素，如钾、钙、镁等^[39]。浮床面积越大，植物通过根系吸收的金属离子也越多，使得修复后期各处理间水体盐度呈现显著性差异。

2.4 不同面积浮床下植物和虾的生长情况

如表1所示，尽管各处理下北美海蓬子鲜重的总增加量存在显著性差异，表现为T3 > T2 > T1，但单株鲜重增加量没有显著性差异，均为11 g左右，表明北美海蓬子在修复前后生物量显著增加，但处理间没有显著性差异。

表1 不同面积生态浮床对北美海蓬子生长的影响
Table 1 Effect of coverage area of ecological floating bed on the growth of S. bigelovii

表1 不同面积生态浮床对北美海蓬子生长的影响
**Table 1** Effect of coverage area of ecological floating bed on the growth of S. bigelovii
处理	修复前鲜重/ (g·缸⁻¹)	修复后鲜重/ (g·缸⁻¹)	鲜重增加量/ (g·缸⁻¹)	修复前鲜重/ (g·株⁻¹)	修复后鲜重/ (g·株⁻¹)	鲜重增加量/ (g·株⁻¹)
T1	129.4±13.3c	220.8±4.3c	91.4±17.5c	16.2±1.7a	27.6±0.5a	11.4±2.2a
T2	264.0±18.4b	441.5±4.5b	177.5±13.9b	16.5±1.1a	27.6±0.3a	11.1±0.9a
T3	377.1±22.6a	654.5±8.0a	277.4±14.6a	15.7±0.9a	27.3±0.3a	11.6±0.6a

注：每一列中，不同小写字母代表差异显著（P<0.05），采用邓肯氏显著性检验。

氮和磷都是植物生长所必需的营养元素，生态浮床技术利用此原理对污染水体进行修复。浮床植物在经过一段时间水体修复后，由于吸收了水体氮、磷等物质，并通过光合作用合成碳水化合物，其生物量会得到提高^[40-41]。由处理间没有显著性差异可知水体中营养物质的含量均能满足海蓬子生长，无论浮床面积大小均没有出现养分不足而抑制植物生长的情况。

如表2所示，各处理下对虾的存活率和体长没有显著性差异，但鲜重出现了显著性差异，T2略高于T1，二者显著高于T3，T3显著高于CK，表明浮床种植海蓬子可以显著提高对虾的产量，高达7.8倍。

表2 不同面积生态浮床对南美白对虾生长的影响
Table 2 Effect of coverage area of ecological floating bed on the growth of P. vannamei

表2 不同面积生态浮床对南美白对虾生长的影响
**Table 2** Effect of coverage area of ecological floating bed on the growth of P. vannamei
处理	修复前虾数量/ (尾·缸⁻¹)	修复后虾数量/ (尾·缸⁻¹)	存活率/ %	修复前虾鲜重/ (g·缸⁻¹)	修复后虾鲜重/ (g·缸⁻¹)	鲜重增加量/ (g·缸⁻¹)	修复前虾体长/ (cm·尾⁻¹)	修复后虾体长/ (cm·尾⁻¹)	体长增加量/ (cm·尾⁻¹)
CK	50.0±0.0a	43.0±2.0a	86.0±4.0a	118.2±8.8a	121.4±7.8b	3.2±1.0c	5.5±0.3a	7.5±0.7a	2.0±0.7a
T1	50.0±0.0a	43.0±4.0a	86.0±7.0a	113.9±6.0a	141.2±3.7a	27.3±2.5a	5.5±0.3a	8.0±0.9a	2.5±1.0a
T2	50.0±0.0a	41.0±3.0a	82.0±5.0a	108.7±6.6a	136.9±5.1a	28.2±1.7a	5.5±0.3a	7.6±0.7a	2.1±0.7a
T3	50.0±0.0a	41.0±3.0a	82.0±5.0a	104.6±5.6a	111.7±4.4b	7.1± 1.2b	5.5±0.3a	8.2±0.6a	2.7±0.6a

注：每一列中，不同小写字母代表差异显著（P<0.05），采用邓肯氏显著性检验。

许多关于养殖水体原位修复的研究探讨了生态浮床对水质的净化作用，也述及了浮床植物生物量的提高，但对于水产动物的生长情况却少有研究。本研究发现，25%和50%面积浮床对对虾有极大的增产作用，其中以50%面积浮床增产效果最佳。

2.5 不同面积浮床下氮的平衡分析

由于各处理每天投放的饲料是等量的，所以到第15天时，各处理向养殖水体里引入的总氮量也是相等的。但由于浮床面积的不同，导致修复体系中总氮的分配有较大差异。在CK处理中，15 d内所投入饲料总氮的去向主要是水体总氮增加和其他途径(表3)，其中水体总氮增加量是各处理中最高的（46.5%），对虾总氮增加量是各处理中最低的（4.2%）。在50%浮床下，饲料总氮的去向主要是对虾，对虾总氮增加量是各处理中最高的（33.6%），水体总氮增加量是各处理中最低的（25.6%）。在75%浮床下，浮床面积最大，饲料总氮的去向主要是植物总氮增加（41.3%），然后依次是水体、其他途径和对虾。在25%浮床下，由于浮床面积最小，植物对水体总氮的转移没有50%和75%浮床那么大，但是也显著减少了水体和其他途径总氮的分布，显著增加了植物和对虾总氮的分布。说明在投入总氮相同的情况下，植物、水体、对虾和其他途径的总氮增加量之间存在一种此消彼长的关系。

表3 不同面积生态浮床对氮平衡的影响
Table 3 Effect of coverage area of ecological floating bed on nitrogen balance

表3 不同面积生态浮床对氮平衡的影响
**Table 3** Effect of coverage area of ecological floating bed on nitrogen balance
处理	进入系统的总氮/ (g·缸⁻¹)	植物总氮增加量/ (g·缸⁻¹)	植物总氮占比/%	对虾总氮增加量/ (g·缸⁻¹)	对虾总氮占比/%	水体总氮增加量/ (g·缸⁻¹)	水体总氮占比/%	其他途径/ (g·缸⁻¹)	其他途径占比/%
CK	7.0±0.3a	0.0±0.0d	0.0±0.0d	0.3±0.2c	4.2±3.2c	3.3±0.1a	46.5±1.7a	3.4±0.3a	48.8±4.5a
T1	7.0±0.3a	1.2±0.0c	16.3±0.6c	1.4±0.2b	19.3±3.4b	2.4±0.1b	33.7±1.6b	2.1±0.3b	30.0±4.4b
T2	7.0±0.3a	1.8±0.0b	25.0±0.0b	2.4±0.4a	33.6±5.1a	1.8±0.1d	25.6±0.9d	1.1±0.4c	14.9±6.4c
T3	7.0±0.3a	2.9±0.1a	41.3±0.6a	0.9±0.3b	13.5±4.7b	2.2±0.1c	30.8±1.6c	1.0±0.4c	13.5±5.9c

注：每一列中，不同小写字母代表差异显著（P<0.05），采用邓肯氏显著性检验。

由于本实验只设置了3种浮床面积（25%、50%、75%），这对最佳浮床面积的论证还不够充分，有必要进行进一步分析。回归分析显示，植物总氮增加量与水体总氮增加量之间呈二次曲线关系（图5（a）），R²=0.931，P<0.000 1，表明浮床面积在50%~75%之间时，水体氮的净化效果最好。植物总氮增加量与对虾鲜重增加量之间呈抛物线关系（图5（b）），R²=0.980，P<0.000 1，表明浮床面积在25%~50%之间时，对虾具有最高产量。

图5 浮床面积与水体净化和对虾产量的关系
Fig. 5 Relationships between the coverage area of floating bed and seawater purification or shrimp production

本研究发现北美海蓬子浮床对氮元素具有比较强的吸收、积累能力，水体氮的净化主要通过海蓬子的吸收、积累作用来实现的（图2、表3），所以不同面积浮床对体系中氮的分配规律影响极大。设置浮床后，海蓬子体内总氮量显著提高，水体中总氮量显著降低，对虾有了一个良好的生长环境，间接提高了对虾总含氮量和产量。

2.6 不同面积浮床下磷的平衡分析

虽然浮床面积不同，但是T1、T2、T3处理之间总磷的分配规律差异较小，但三者与CK相比有明显区别（表4）。生态浮床处理中，其他途径总磷增加量提高最多，占比均达50%以上，其次是海蓬子，水体和对虾总磷增加量减少。回归分析显示，植物总磷增加量与水体总磷增加量之间呈二次曲线关系（图5（c）），R²=0.942，P<0.000 1，表明浮床面积在50%~75%之间时，对水体磷的净化效果最好。植物总磷增加量与对虾鲜重增加量之间呈抛物线关系（图5（d）），R²=0.950，P<0.000 1，表明浮床面积在25%~50%时，对虾具有最高产量。

表4 不同面积生态浮床对磷平衡的影响
Table 4 Effect of coverage area of ecological floating bed on phosphorus balance

表4 不同面积生态浮床对磷平衡的影响
**Table 4** Effect of coverage area of ecological floating bed on phosphorus balance
处理	进入系统的总磷/ (g·缸⁻¹)	植物总磷增加量/ (g·缸⁻¹)	植物总磷占比/%	对虾总磷增加量/ (g·缸⁻¹)	对虾总磷占比/%	水体总磷增加量/ (g·缸⁻¹)	水体总磷占比/%	其他途径/ (g·缸⁻¹)	其他途径占比/%
CK	2.10±0.07a	0.00±0.00d	0.0±0.0d	0.38±0.14a	18.2±6.5a	0.89±0.04a	42.1±1.6a	0.83±0.22b	39.7±10.5b
T1	2.10±0.07a	0.07±0.02c	3.5±0.6c	0.19±0.07a	9.3±3.5a	0.71±0.02b	33.8±0.9b	1.12±0.05a	53.3±2.5a
T2	2.10±0.07a	0.14±0.01b	6.8±0.4b	0.22±0.17a	10.3±8.0a	0.66±0.03bc	31.5±1.0c	1.08±0.11a	51.3±5.3a
T3	2.10±0.07a	0.24±0.01a	11.5±0.7a	0.14±0.10a	6.8±4.7a	0.62±0.03c	29.3±1.1c	1.10±0.06a	52.3±2.7a

注：每一列中，不同小写字母代表差异显著（P<0.05），采用邓肯氏显著性检验。

本研究发现北美海蓬子浮床可显著降低水体总磷含量，但是不同面积浮床之间的差异较小（表4）。这是因为海蓬子主要不是通过吸收、积累磷来实现水体磷含量的降低的，而是通过增加其他途径磷的去向从而使水体得到净化。其他途径可能是沉积物途径，即海蓬子可能通过特异的根系分泌物把海水里面可溶性磷元素沉淀，使磷元素沉淀到缸底，从而不影响中上层水质。

北美海蓬子吸收氮和磷的机制明显不同，以吸收氮为主，而吸收磷的能力有限。在以往生态浮床的研究中已经发现，对氮具有显著净化作用的植物不一定能显著净化磷，反之亦然。例如，岳晓彩等^[42]和曾碧健等^[43]发现海马齿（Sesuvium portulacastrum）对养殖海水中氮和COD_Mn具有显著的去除效果，但对磷的去除效果不明显。又如，王趁义等^[44]的研究表明，碱蓬（Suaeda Salsa）对养殖海水中磷的去除作用较大，而对氮的去除作用则十分有限。

3 结论

1）北美海蓬子生态浮床对养殖海水具有良好的净化效果，50%面积浮床净化水体总氮、铵态氮、硝态氮、COD_Mn的效果最佳，75%次之；75%面积浮床净化水体总磷的效果最佳，但显著降低水体盐度，50%次之；生态浮床对水体溶解氧、pH、温度没有影响。

2）北美海蓬子生态浮床对南美白对虾具有良好的增产效果，75%面积浮床对对虾具有一定的增产效果，25%和50%面积浮床对对虾具有极大的增产效果；不同面积浮床下，北美海蓬子生长没有差异。

3）要使北美海蓬子对水体氮、磷均具有较好的净化效果，浮床面积应设置在50%~75%之间；要使对虾产量达到最高，浮床面积应设置在25%~50%之间；要兼顾水质和对虾产量的话，浮床面积以50%为宜。

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