Vvv (5) 根系泌氧：由于水生植物的光合作用，其通气组织能够将氧气输送到根部。当输送的氧气超过根系所需量时，根系会将氧气扩散到周围环境，可以提高水中溶解氧的含量、促进污染物质的分解净化[39]。也有研究认为，在养殖池塘设置植物浮床会增加水中氧气的消耗，这是由于浮床覆盖水面，阻碍了空气向养殖水体的溶解，并阻挡部分光照而影响藻类光合作用，减少了水体中氧气的来源

[37]

。

2.3.2 水生蔬菜浮床的分类

根据蔬菜是否与水体直接接触可将水生蔬菜浮床分为干式和湿式两种，湿式浮床根据有无固定框架分为有框和无框浮床，常见的是有框浮床[40]。浮床的外观形状有正方形、三角形、长方形、圆形等多种，考虑到制作、搬运、操作时的方便性，一般边长为2～3 m，其最大的优点就是直接利用水体水面面积，不另外占地。

水生蔬菜浮床一般由四个部分组成，即框架、植物浮床、水下固定装置以及水生蔬菜。框架可采用亲自然的材料如竹子、木条、芦苇帘、藤条等，或是合成材料如纤维强化塑料、不锈钢加发泡聚苯乙烯、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂、盐化乙烯合成树脂等材料制作。有资料表明，由泡沫材质制成的浮床框架目前只适合种植根茎较大的水生花卉，不适宜种植根茎较小的水生蔬菜，一次性成本约65元/m2，可使用7年；竹筏材质和木质的浮床框架自重较大、易吸水、易腐烂，一次性成本约30～40元/m2，使用寿命2～3年左右；聚氯乙烯材质浮床框架美观大方、使用寿命长，但造价高，一次性成本约200元/m2。植物生长的浮体一般是由高分子轻质材料制作而成，质轻耐用，如聚乙烯网片、泡沫板、聚氯乙烯管等。

常见的浮床水生蔬菜有水蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)、水芹菜(Oenanthe javanica (Blume) DC)、慈菇(Sagittaria sagittifolia L.)、茭白(Zizania caduciflora Hand-Mazz.)、莼菜(Brasenia schreberi Gmel)等。目前研究较多的是水蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)，俗称：竹叶菜、通菜、空心菜等，原产于中国热带地区，广泛分布于东南亚，为旋花科番薯属的一年生草木植物，一次栽种可多次收割。水蕹菜既是受大众喜爱的常见蔬菜，也是畜禽和鱼类的优质青饲料，其须根系发达，可匍匐于泥上或浮于水面，对营养物质有很强的吸收能力，在自然条件

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Vvv 下可自浮于水面上生长，生长期较长，一般5～8个月，喜湿耐热，养殖水质易富营养恶化的夏秋高温季节是其快速生长期，再生能力强，产量高，Edie(1969)等

[41]

研究表明水蕹菜在湿润的土地上或湿地系统中、在25℃温度条件下，产量可达

90000 kg/hm2。SONG(2013)等[42]研究发现在养殖池塘种植10%覆盖面积的水蕹菜，一个养殖周期内可收获74161 kg/hm2的水蕹菜，1 hm2水面上种植的10%的水蕹菜可以从水中移除27.5 kg的总氮。

2.3.3 水生蔬菜浮床的研究与应用状况

国内外学者关于水生蔬菜浮床对养殖水体净化的研究主要集中于水生蔬菜的选择、合适的浮床覆盖面积以及对不同营养物质的去除效果上。

Naylor S(2003)等[43]在富营养养殖池塘种植水蕹菜，发现水中氮和有机物的去除与水蕹菜的生物量相关，其生物量受温度影响较明显，水蕹菜在炎热的夏季生长缓慢，在春季和秋季生长旺盛，营养物质总氮、总磷和化学需氧量的去除率也相应较高。

Li(2009)等[44]在面积36 m2的养殖池塘种植了6 m2的水蕹菜浮床，120天内对水中总氮和总磷的移除率分别达到30.6%和18.2%，试验塘水体总氮、总磷、化学需氧量和叶绿素a的含量显著低于对照塘，种植水蕹菜的池塘水体透明度也高于对照塘，但水蕹菜对总氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量无明显影响。赵巧玲(2010)[45]研究称池塘植入植物浮床后水体氨氮含量有所升高。而刘淑媛(1997)等[46]则认为水生植物对氨氮的去除率较高且去除效率快，周晓红(2008)[47]等认为水蕹菜对氨氮的亲和力大于对硝态氮的亲和力，趋向于优先吸收氨氮。

李文祥(2011)等[48]在2000 m2的养殖池塘种植200 m2水蕹菜浮床研究池塘水质变化和鱼类生长，结果显示，种植水蕹菜池塘鱼产量显著高于对照塘，试验塘水体总氮和总磷去除率分别为30.02%和21.68%，溶解氧含量也保持较高水平。陈家长(2010)等[49]研究了水蕹菜浮床对集约化池塘水质的影响，结果表明，浮床覆盖率为10%和20%的处理组通过收获水蕹菜直接从1 hm2养殖池塘中移出总氮27.51 kg和52.35 kg，移出总磷2.83 kg和5.39 kg，浮床对水质的净化效果与覆盖率呈正相关关系，20%处理组对各营养因子的去除率最高，鱼类成活率明显提高，具有实用价值。

胡绵好(2008)[50]选择了水蕹菜、水芹菜等6种水生经济植物，研究了在不同

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Vvv 氮水平下植物对富营养化水体的净化能力，结果显示，试验处理20天时，水蕹菜、水芹菜对水体总氮的去除率分别为98.2%和95.6%，试验期间水中化学需氧量浓度呈先降低再升高再降低的趋势，综合考虑，认为水蕹菜对富营养化水体的净化效果最好。

赵巧玲(2010)在池塘植入植物浮床研究了其对水质和藻相平衡的影响，结果发现试验塘藻类Shannon-Wiener和Pielou指数均明显高于对照塘，试验塘藻类丰度和生物量分别均低于对照塘，浮床覆盖率为15%的试验塘藻类丰度和生物量最低。

赵爽(2013)[51]在草鱼主养池塘设置水蕹菜浮床，研究其对浮游动物群落结构的影响，发现浮床的设置促进了原生动物和轮虫种类数增加、提高了原生动物多样性和轮虫均匀度、起到了稳定水质的作用。

众多研究表明，利用水生蔬菜浮床修复养殖水体有其自身优点，但也存在一定的问题：

(1) 设置浮床后池塘日常的拉网出鱼、并塘等生产工作受一定影响。 (2) 合理的浮床覆盖面积、鱼–菜共生系统是今后生态养殖中亟待解决的问题。

(3) 浮床制作的难易程度、造价、实际生产中的可操作性是否能被广大养殖场(户)接受。

(4) 浮床植物与养殖鱼类之间的相互作用尚不明确。

2.4 生物絮团技术的研究与应用

2.4.1生物絮团技术的定义及原理

生物絮团技术(Bio-Floc Technology, BFT)由以色列养殖专家Avnimelech倡导提出，并于2005年在印度尼西亚试验成功的具有降低饲料系数、提高养殖动物成活率和减少养殖污水排放等特点的一项先进水产养殖技术，被认为是能够解决当前水产养殖业发展所面临的环境制约和饲料成本等问题的有效替代技术[52]。通过向养殖水体中添加有机碳源来调节水体碳氮比(C/N)，促进水体中异养细菌的繁殖，利用细菌同化无机氮，将水体中的氨氮等养殖代谢产物转化为菌体蛋白，通过细菌絮凝成可被养殖动物摄食的团状物质，从而达到改善水质、节约饲料、节水减排、提高养殖对象成活率和产量的目的[53-54]。目前关于菌体蛋白、细菌群

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Vvv 落、有机碎屑和浮游动植物絮凝成生物团状物质的机理尚不明确，罗国芝(2010)等[55]研究认为养殖池塘生物絮团形成的理论方程式为：

NH4++1.18C6H12O6+HCO3-+2.06O2→C5H7O2N+6.06H2O+3.07CO2

由此公式可知：生物絮团的形成需要氨氮、碳水化合物(有机碳源)、溶解氧和碱度。1 g氨氮通过反应可转化生成8.07 g细菌生物体(4.29 g有机碳)和9.65 g二氧化碳(2.63 g无机碳)，反应需要消耗4.71 g溶解氧、3.57 g碱度(0.86 g无机碳)和15.17 g碳水化合物(6.07 g有机碳)。

也有研究者认为是许多带有负电荷的细菌因物理作用导致絮凝的发生，或是一些藻类可能分泌了粘多糖和高分子物质，这些物质通过高分子架桥作用参与絮凝过程[56]。

2.4.2 生物絮团形成的影响因素

有研究表明，生物絮团是由细菌群落、浮游动植物、有机碎屑和一些聚合物相互絮凝成的细菌团粒[57]。在水产养殖环境条件下，影响生物絮团形成的因素主要有以下几种：

(1) 溶解氧和水体混合强度：随着有机碳源的添加，水体中的有机物质增加，异养细菌等在利用有机物质的同时会消耗大量溶解氧，因此足够的溶解氧供给是必须高度重视的。就需要采用大功率增氧装置给养殖池塘供氧，有资料表明在高浓度溶解氧下，生物絮凝物有变大变紧凑的趋势。合适的水体混合强度可以增加细菌团块的相互碰撞，对生物絮团的形成有促进作用，但强度过大也可能会使已经形成的生物絮团分散。有研究资料表明，在使用生物絮团技术的对虾养殖池塘，水中粒径0.5～5 mm的有机悬浮物比粒径大于或小于5 mm的有机悬浮物更有利于对虾增重[58]。

(2) 合适的碳氮比(C/N)：Goldman(1987)[59]认为养殖水体C/N比大于10时有利于水质的改善。Avnimelech(1999)[60]研究认为有利于生物絮团形成的合适C/N比为10.75。也有研究认为当细菌细胞中的C/N比达到5时有利于其繁殖，然而养殖池塘水体C/N比一般低于5，通过添加有机碳源或使用低蛋白含量的饲料有利于提高水体C/N比[61]。卢炳国(2013)等[62]研究了不同C/N水平对草鱼养殖池塘生物絮团的形成及水质和草鱼生长的影响，结果表明：对生物絮团形成有促进作用的适宜C/N比为15，此时水体氨氮和亚硝酸盐氮保持在较低水平，C/N

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