河南省水产技术推广站 夏杰

一、河南省池塘养殖现状

河南省池塘养殖主要集中在郑州市、洛阳市、开封市等沿黄地区，主要以高密度集约化养殖为主，产量较高。也有豫南及部分山区丘陵地带利用堰坝进行养殖。河南省池塘养殖以混养为主，单产相对较低。河南省池塘养殖在长期的养殖过程中，早已形成了一套非常成熟的规模化养殖技术体系。细观整个发展历程，池塘养殖以产量高、生产灵活、风险小、投资少和经济效益高等特点受到渔民大力欢迎。即使是在工厂化养殖蓬勃发展的今天，池塘养殖也是河南省水产养殖业特别是沿黄地区不可或缺的重要组成部分。河南省发展池塘养殖最初的目的是为了获得更高的经济效益而创建的一种人工饲养系统。因此，为了获得更高的产量和收益，在有限的水面中不断提高养殖密度成为了最便捷的手段。为了保证养殖品种能够获得生长所需的能量，养殖户会在养殖过程中使用过量的饲料等投入品，其中一部分没有转化为能量，反而形成了过多的营养物质进入到养殖水体中。随着时间的积累，这些营养物质一部分溶解在养殖水体中，一部分形成沉淀进入池塘底泥，池塘的养殖环境也会日益恶化。研究结果显示，在对虾精养池塘中，水体中的磷元素主要来源于日常的饲料投喂，占比可达72.57%，而进入到收获物虾体内的磷仅占总投喂量的20.90%。同样，氮的输入来源也是以饲料为主，占比达到59.87%，而进入到收获物虾体内的氮仅占27.40%，其余绝大部分的氮都溶解在了养殖水体中，占61.06%。绝大部分营养元素都会以化合物的形式沉积在底泥中或溶解于养殖水体。在养殖过程中，大量的饲料投喂定然会造成浪费以及对养殖水体的严重污染。

二、养殖池塘循环系统中氮磷元素循环情况

养殖水体中，藻类的生长需要消耗大量的氮磷等营养元素。因此，养殖水体中氮磷元素的含量也是养殖水体初级生产力的两种主要营养元素。在养殖生态系统中物质循环以氮磷等营养元素为主，对养殖水体中浮游植物的群落构成起到重要作用。不断的物质循环会使营养盐形成不同的分布和累积而发生变化，进一步对生态系统中能量的利用和转化造成影响。现阶段的生产养殖中，评价一种养殖模式先进与否，氮磷的利用效率和在养殖系统中的积累情况是很重要的一项指标。判断养殖环境的变化状况，最直观的方法就是检测水体中氮元素和磷元素的含量。因此，研究氮磷元素在养殖水体中的收支分布情况以及在养殖系统中的积累情况意义重大。研究氮磷元素在养殖水体中的收支情况，能够很大程度反映出水体中氮磷元素的来源与归宿，进一步深层次地揭示在养殖水体内部氮磷循环的具体过程以及养殖水环境与周边水体环境是否存在氮磷元素的交流及交流程度。一部分研究结果显示，输入水体的大部分氮磷元素都未被鱼体利用，这一部分养殖废水氮磷含量超标，极易对周边环境造成污染。《河南省第二次全国污染源普查公报》显示，河南省水产养殖业水污染排放量总氮2.96 万t、总磷0.68 万t。因此，养殖水体中氮磷的收支情况也成为目前诸多学者所广泛关注的领域。

（一）池塘养殖的氮磷输入

日常水产养殖中，肥水所用的肥料、养殖所用的饲料都会引起养殖水体中氮磷元素的含量升高。除此之外，养殖物种的排泄、水环境中微生物的固氮作用、空气沉降等也会加剧氮磷元素的积累。循环水精养对虾池塘的研究表明，人工投入所占的比例最高，饲料里的氮占总氮量的81.40%，饲料中的磷占总磷量的90.19%。齐振雄的研究显示，在对虾养殖池塘的氮磷收支情况为：投放的饲料、肥料里的氮分别占氮总输入量的49.7%～54.4% 和47.5%～50.1%，磷分别占磷总输入量的30.0%～34.7% 和65.1%～69.9%，而这其中35%的氮排放到了水体环境当中，仅有24%的饵料氮转化为养殖对虾的产量。半循环水精养池塘的营养盐收支表明，其中，72%的氮元素随循环水排放到外界环境中。常杰研究了凡纳滨对虾、青蛤和江蓠三种物种不同混养系统下氮磷元素收支情况，研究表明，在单养组中，饲料氮占氮总输入量的75.5%，饲料磷占磷总输入量的93.6%；混养组中饲料氮占氮总输入量的54.7%～64.8%，饲料磷占磷总输入量的81.6%～88.7%。单养组中，养殖物种氮磷元素吸收量分别占总氮量的0.66%和总磷量的0.20%，混养组中则分别占总氮量的12.74%～22.61%和总磷量的5.01%～12.65%。苏跃朋研究了对虾精养池塘中氮元素的来源，来源占比顺序大小为：饲料（59.87%）＞浮游动物（21.53%）＞水体（17.16%）＞雨水（1.06%）＞虾苗（0.32%）。

生物固氮作用也是养殖水体中氮元素的来源之一。齐振雄通过固氮酶活性实验测定了对虾养殖池塘中生物固氮的输入，罗非鱼、对虾、缢蛏混养每个围隔固氮输入（19.63 g）＞对虾单养（17.72 g）＞对虾、罗非鱼混养（10.59 g）＞对虾、缢蛏混养（9.05 g）＞对虾、罗非鱼、缢蛏混养（7.99 g）。研究结果显示，水体中藻类及细菌的固氮作用十分显著，为15 mg（N）/（m2d），但相比于饲料投喂，藻类的固氮作用可以忽略不计。因此，对于养殖性水体来说，水体环境中氮元素的主要来源是养殖生物的代谢及过剩的饲料与施肥。

（二）池塘养殖的氮磷输出

人工养殖水环境中，氮磷元素的最终去处主要有下列几种途径：底泥沉积物的积淀，养殖生产过程结束时的收获物，通过水体的交换进入周围环境及挥发、反硝化作用。研究表明，养殖水体中的氮磷主要以收获物和底泥的形式积累下来。高彬通过对不同混养模式的研究，总结了氮磷元素的收支情况。结果显示，底泥沉积物是主要的氮磷输出方式，占氮元素总输出量的69.6%～73.4%和磷元素总输出量86.7%～93.5%。收获的养殖生物仅占氮元素总输出量的20.4%～34.1%和磷元素总输出量15.5%～24.8%。常杰研究了凡纳滨对虾、青蛤、江蓠三种物种的混养系统下氮磷元素收支情况，数据显示，底泥沉积物中积累的氮磷元素分别占氮元素总输出量的30.0%～32.5%和磷元素总输出量的50.3%～57.1%，收获的养殖生物对应数值分别为44.4%～51.5%和21.5%～31.8%。在草鲢、虾混养模式饲养过程中，分析底泥沉积物氮磷元素数据发现，其中，氮磷元素分别占氮元素总输出量的17.49%～27.56%和磷元素总输出量的76.8%～92.38%，然后是收获的养殖生物，分别占氮元素总输出量的43.82%～57.99%和磷元素总输出量的6.05%～9.83%。通过近年各项研究结果分析，可以得出结论，氮元素与磷元素最终主要以底泥沉积物积累和养殖生物收获为主要的输出途径。

（三）池塘的氮磷循环

自然环境中，氮元素主要通过无机氮和有机氮两种方式存在于水体中，其中，无机氮主要有氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氮气等几种化合物；有机氮主要有氨基酸、蛋白质、腐殖酸等几种化合物。在自然环境中，水体中氮元素构成了一个复杂的循环，它以不同的形态在生物与非生物之间转换迁移。在这个转换迁移过程中，藻类的同化作用、微生物的氨化作用、硝化作用和脱氮作用都是非常重要的转化作用。

磷元素是影响水体生态系统初级生产力的主要营养元素之一，存在形式主要有3 种：一是溶解在水体中，二是以生物大分子的形式存在生物体内，三是底泥沉积物中的化合物。淡水养殖水体中，磷循环机制是一种非常复杂的过程，其中，底泥沉积物是最重要的影响因素。磷元素受底泥沉积物的吸附作用、释放作用和底泥与池水之间的扩散作用的控制，底质微生物的活动能释放大部分的磷。养殖生态系统中磷元素的循环受多种因素影响，如养殖生物的代谢作用、有机质的分解和矿化以及被水生生物吸收利用等。但是，水体环境中的磷元素主要还是以底泥沉积物的形式积累下来。

目前，河南省池塘养殖面临的问题中，水体富营养化是很严重的一项，大部分研究者的目光都集中在这个方面。大量研究显示，水体富营养化现象中磷是最主要引发因素。因此，深入研究磷元素如何循环，对养护水环境资源、维持生态系统稳定、促进绿色可持续发展具有重要作用。

（四）水体中磷元素的控制

控制水体中的磷元素含量是控制中纬度地区水体富营养化及藻类水华的有效手段，也是衡量人口饮用水和用水安全的重要指标。近年，科研人员普遍认为，磷元素是中纬度地区蓝藻水华最重要的限制因子，大多数科研项目都集中在关注如何有效控制水体中磷元素的含量。目前公开的资料显示，近20年来，中国水体环境富营养化污染状况十分严重，有研究显示，富营养化湖泊的比例在20 世纪70年代到20 世纪90年代近30年中从54%上升到61%，至20 世纪末这个比例己经达到77%。养殖水体的富营养化主要是蓝藻在水体中发生严重的水华现象，造成养殖水体中溶解氧的急速降低，水体腥臭味严重，水体中的水生生物很难正常发育和生长，严重时甚至会造成养殖水体中生物的大量死亡，同时水体也被污染，难以利用。养殖过程中，为了使养殖品种能够充分生长，大量的饲料等投入品极易引发养殖水体中磷元素含量的升高，造成水环境污染。目前，磷元素含量过高已经成为限制我国渔业产业又快又好发展的因素之一，急需重点解决。周劲风和温琰茂研究了珠江三角洲流域水产养殖中面临的环境问题，利用营养物质之间转换平衡计算出养殖水体中来源于饲料的磷元素占磷元素总输入量的97%～98%，而这其中真正被养殖物种吸收利用的磷元素仅占8%～24%，其余的都沉积于底泥之中，占74%～89%。结果表明，养殖过程中投喂的饲料有很大一部分最终转化为底泥沉积物在池底积累，进而造成水资源浪费和水体污染。

（五）河南省的磷排量

目前，河南省池塘养殖因受地理环境等因素影响很大一部分养殖废水是直接排放。根据第二次全国污染源普查统计，目前，河南省池塘养殖面积约16.8 万hm2，全省水产养殖总磷排放量0.68 万t，基本上都是由池塘养殖废水排放造成的。虽然相比第一次全国污染源普查数据有很大下降，但是与第一次全国污染源普查后，河南省池塘养殖面积有所缩小，与大水面水库网箱养殖的取缔和更加精准科学的普查技术方法有很大的关系。由此可见，河南省池塘养殖水体磷排放量多少的问题不容小觑。随着水产业的蓬勃发展，大量的池塘养殖废水怎样去处理也是目前急需解决的问题。同时，随着国家出台《关于加快推进水产养殖绿色发展的若干意见》，今后面临的最重要问题就是水环境保护问题。因此，河南省应在寻求科学养殖模式的基础上，大力发展人工养殖生态系统中磷元素的高效利用，进一步降低磷的排放量，才能最终实现对磷污染的控制。

三、浮游生物在水体中氮磷元素控制方面的作用

（一）浮游植物

浮游植物是一个生态学的概念，近年在水环境调控领域受到诸多科学家的关注。目前，世界上已经被发现的淡水浮游植物品种约25 000 种，其中，中国发现约9000 种。浮游植物作为水生态系统中的初级生产者，其通过光合作用合成有机物质，为系统内其他生物提供饵料来源。不仅如此，浮游植物通过光合作用产生大量的氧，为水生态系统提供重要的氧气来源。浮游植物的生长状况与群落指标可以很好地反映出水体营养盐含量的高低。因此，目前在水环境监测领域，浮游植物是水质监测的重要指标之一。常用的方法是从水体中采集浮游植物，之后通过样品不同的处理方式，最后用显微镜镜检确定其物种组成、优势种名称、密度分布和生物量大小。经数据分析后，可以得出其群落结构以及物种多样性等指标。综合分析浮游植物与其他生物之间的变化关系，可以进一步为调控水质、鱼类生态养殖提供基础支撑。

（二）浮游动物

浮游动物是一种悬浮于水体中间的小型水生生物，种类很多，其主要以原生动物、轮虫、枝角类和桡足类为主。水环境系统中，浮游动物作为食物链中的一环，在能量流动、信息传递和物质转化过程中都起着至关重要的作用。同时，不同种类的浮游动物对水环境变化敏感性不同，因此，监测水体环境好坏的重要指标也包括浮游动物群落结构变化和生物量的变化。如轮虫，不仅是重要的监测指标，还是鱼、虾等很多水产动物的开口饵料。很多研究表明，浮游动物在食物链中处于浮游植物的上端，因此，浮游动物可以通过控制浮游植物的含量，进一步调控水体中氮磷元素含量。

四、前景与展望

控制池塘水体富营养化的因素，如浮游动物以及浮游植物的数量，对水产品的养殖具有很大的意义。在以往水体控藻技术的基础上（经典生物操纵法和非经典生物操纵法）再继续延伸，不仅在水产养殖上意义重大，而且在景观水体富营养化的控制方面也有很好的效果。而这一切的实现需要广大科研人员的不懈努力和一线工作人员的辛勤劳动。