一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法
【專利摘要】本發明提出了一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，利用底棲型硅藻和絲狀藻的生態位和生命特點，通過二者生物量配比和生命活動，從而達到高效、經濟、環保的凈化養殖環境中沉積物表層及上覆水中氮磷的目的。
【專利說明】
_種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮鱗的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，屬于水產養殖領域。
【背景技術】
[0002]我國沿海地區土池、圍堰、筑壩等養殖區域水交換能力差，養殖時間長，養殖過程中產生大量廢物，如殘餌、排泄物和糞便、生物殘骸等物質。大量廢物的長時間積累變質沉積會對養殖區域的底質、沉積環境產生嚴重的不良影響。同時，沉積物中污染物的逆向解吸、溶解或污染物在水體中的再懸浮，都會對水環境造成二次污染。
[0003]通過檢索我們發現目前對沉積物氮磷凈化方法鮮有報道，發現少數通過底棲動物的生物擾動作用加速釋放沉積物中的氮磷等營養物質到水中，然后再利用藻類吸收水中的營養物質，以達到凈化沉積物中氮磷污染的目的。但該類治理方法的缺點是所使用的藻類多以浮游藻類或大型片狀藻類為主，它們通常生活在水表層，而釋放的氮磷多集中于沉積物表面的上覆水中，因此所使用的藻類很難充分吸收沉積物-水界面中的氮磷；另外，由于浮游藻類具有的生物量難以控制和利用的缺點，而片狀藻類又具有其生長受季節以及環境限制、非常容易腐爛、不宜采收、難于管理的缺點，因此其實際效果均不理想，導致其成本高，效率低。

【發明內容】

[0004]本發明為解決以上現有技術的不足，提出了一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，利用底棲型硅藻和絲狀藻的生態位和生命特點，通過二者生物量配比和生命活動，從而達到高效、經濟、環保的凈化養殖環境中沉積物表層及上覆水中氮磷的目的。
[0005]—種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，具體技術方案如下，
步驟I，底棲型硅藻培養與暫養，含硅酸鈉10-30mg/L的f/2培養基，培養基也可用尿素替代，培養過程中溫度控制在15°C_23°C，光照控制在1000Lx-4000Lx，鹽度控制在30-35%0，pH控制在75-8.5，培養期間可充氣；
培養7-10天后，對培養的底棲型娃藻進行4000轉/min離心處理10min-20min，去上清并收集藻泥，然后藻泥加入適當海水懸浮潑灑或加入60%-80%自然海水，自然條件下充氣暫養卜2天。
[0006]步驟2，絲狀藻的暫養，選取藻體鮮綠、生長狀態良好的絲狀藻進行暫養，暫養過程中，絲狀藻的密度控制在10 kg/m3-50kg/m3，溫度控制在5°C_23°C，鹽度控制在30%。-35%0，自然光照控制在600Lx-10000Lx，自然海水培養2天，每天換水1/3-1/2。
[0007]步驟3，底棲型硅藻和/或絲狀藻的投放，春季或秋季，海水水溫在5_20°C范圍內，在水底光照為1500LX-5000LX的環境下，每隔7-10天在上午晴天條件下實施投放底棲型硅藻和/或絲狀藻，按照不低于12ceIVcm2數量級潑灑步驟I制備的底棲型硅藻藻液，按照1.5-2kg/ m2數量級潑灑步驟2暫養的絲狀藻； 夏季，海水水溫在20-30°C范圍內，水底光照低于1500Lx或高于5000Lx的環境下，每隔7-10天在上午晴天條件下實施投放底棲型硅藻和/或絲狀藻，按照不低于13ceIVcm2數量級潑灑步驟I制備的底棲型硅藻藻液，按照0.5-1.5kg/ m2數量級潑灑步驟2暫養的絲狀藻。
[0008]步驟4，日常管理，早春和初夏養殖系統內若有符合步驟3生物量的絲狀藻，可以保留其生物量，只潑灑底棲型硅藻藻液;絲狀藻后期隨溫度和光照變化生長過多時，適當撈取，當發現絲狀藻藻體暗綠色時要及時撈取。
[0009]優選的，步驟3中，當海水中銨態氮含量增加或溶解氧低于5mg/L時，可增加底棲型娃藻和絲狀藻的生物量。
[0010]優選的，步驟3中，當底棲硅藻生物量能滿足14ceIVcm2數量級及以上，可以不使用絲狀藻。
[0011]優選的，絲狀藻為剛毛藻，底棲型硅藻為菱形藻或舟形藻或兩種藻類的混合。
[0012]本發明的原理，根據底棲型硅藻和絲狀藻的生態位和特點，如底棲型硅藻生命活動于水底，主要著附于沉積物表層，剛毛藻生長于沉積物表面的上覆水，因此本發明的創新點在于根據不同的水底情況，通過合理科學的配比并投放底棲型硅藻和絲狀藻，利用其生態位不同的特點通過其吸收水中的營養物質，以達到凈化表層沉積物及其間隙水中氮磷的目的；本發明的創新點還在于利用底棲型硅藻和絲狀藻的生命特點，在實現有效去除氮磷的同時可將底棲型硅藻直接做為底棲養殖動物鮮活餌料使用，絲狀藻由于具有易于采收、方便管理的特點，可以將其撈取后發酵加工為飼料輔料;最后，本發明通過生物的方法實現有效去除氮磷的目的，不添加化學產品，具有環保生態無污染的優點。
[0013]根據兩類藻其生態位的不同，兩類藻單獨使用只能分別去除沉積物表面、上覆水層的氮磷，不具有綜合的去除氮磷效果，已公開的現有技術通過檢索也未發現將兩種藻類綜合使用來達到去除氮磷的啟示。
[0014]本發明通過合理的配比投放底棲型藻類和剛毛藻一起使用，根據光照的變化對藻類的影響，對所用藻類按照科學的配比來進行投放，利用其生態位的不同和藻類自身的活動特點對水中氮磷不同的影響，從而起到一種生態綜合方法來產生去除氮磷效果，達到本發明的目的，去除水底的氮磷。
[0015]采用本發明的方法可凈化平均每公斤沉積物及間隙水中的5%_30%無機氮磷，效果優于現有技術。
[0016]本發明具有以下有益效果，
1、效率高:利用底棲硅藻和剛毛藻的生態位，有效吸收表層沉積物-水界面中的氮磷；
2、易控制和利用:底棲硅藻附著生長于沉積物表層，可直接作為底棲養殖動物鮮活餌料;剛毛藻生長快、適應強、易采收等特點可撈取后經發酵加工為飼料輔料；
3、環保:剛毛藻不易腐爛，杜絕二次污染的風險。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
該發明的方法應用于山東煙臺牟平刺參養殖場，其養殖池規模為50畝，為砂石底質池塘，池塘水深140cm-200cm，距沉積物50cm內上覆水光照強度為5000 Lx -6000Lx，平均光照強度為5200Lx。
[0018]采用的底棲型硅藻以菱形藻為主，絲狀藻以剛毛藻為主，并按照本發明方法培養和暫養，制備底棲硅藻液。
[0019]底棲型硅藻培養與暫養，含硅酸鈉10_30mg/L的f/2培養基，培養基也可用尿素替代，培養過程中溫度控制在15°023°(:，光照控制在10001^-40001^，鹽度控制在30-35%。，？!1控制在75-8.5，培養期間可充氣；
培養7-10天后，對培養的底棲型娃藻進行4000轉/min離心處理10min-20min，去上清并收集藻泥，然后藻泥可加入適當海水懸浮潑灑或加入60%-80%自然海水，自然條件下充氣暫養1-2天。
[0020]絲狀藻的暫養，選取藻體鮮綠、生長狀態良好的絲狀藻進行暫養，暫養過程中，絲狀藻的密度控制在10 kg/m3-50kg/m3，溫度控制在5°C_23°C，鹽度控制在30%。_35%。，自然光照控制在600Lx-10000Lx，自然海水培養2天，每天換水1/3-1/2。
[0021]多年使用的池塘底部一年四季都會長有絲狀藻，對養殖來說，這個絲狀藻是一種有害藻，但適當生物量有利于環境修復。通常春秋季節絲狀藻在合理的生物量范圍；夏季，隨著溫度和光照的影響，絲狀藻繁殖較多，養殖企業需要撈取多余的絲狀藻。本實施例應用于春末夏初，其池塘實際情況是池塘底部生長有適量的以剛毛藻為主的絲狀藻。
[0022]5-6月份期間開始投放，此期間海水水溫保持在20-27°C之間，日平均水溫為22°C，按13 cell/cm2-104 cell/cm2生物量潑灑以菱形藻為主的底棲硅藻藻液，每7_10天在上午晴天條件下潑灑一次。由于春季內池塘底部生長有適量絲狀藻，所以同時絲狀藻每次按照
0.1-0.5kg/m2投放，并同時進行檢測證明此投放量可以保證該實施例中絲狀藻的投放數量級達到0.5-1.5kg/ m2o
[0023]實施過程中養殖系統內若有符合0.5-1.5kg/ m2生物量的絲狀藻，可以保留其生物量，只潑灑底棲型硅藻藻液;絲狀藻后期隨溫度和光照變化生長過多時，適當撈取，當發現絲狀藻藻體暗綠色時要及時撈取。
[0024]2個月后對是否處理過的池塘O-1Ocm表層沉積物進行調查。結果表明，處理的池塘表層沉積物總氮含量120.34mg/kg-150.25mg/kg，總磷含量 81.36mg/kg-88.45mg/kg;沉積物間隙水中總氮3.04mg/L-3.59mg/L、總磷0.29 mg/L-0.36mg/L、銨氮0.32mg/L_0.36g/L、硝態氮1.13mg/L-l.91mg/L、活性磷0.14mg/L-0.20mg/L。未處理池塘表層沉積物總氮含量130.57-168.87mg/kg，總磷含量 89.22-97.34mg/kg ；沉積物間隙水中總氮 3.34mg/L_4.19mg/L、總磷0.35 mg/L-0.41mg/L、錢氮0.37mg/L_0.42g/L、硝態氮1.26mg/L-2.15mg/L、活性磷 0.16mg/L-0.23mg/L0
[0025]說明采用本發明的方法后，可有效減少沉積物及間隙水中5%_15%氮磷的含量。
[0026]實施例2
山東海陽刺參養殖場，規模1000畝，為淤泥底質圍堰，水深150cm左右，距沉積物50cm內上覆水光照強度1500Lx-5000Lx，平均光照強度為4500Lx，水溫為5-20°C。
[0027]底棲型硅藻為菱形藻和舟形藻，并按照本發明方法培養和暫養，制備底棲硅藻液，絲狀藻為剛毛藻也按照本發明的方法暫養。該實施例所用藻類的具體培養和暫養與實施例1采用的方法相同。
[0028]3月份開始僅在圍堰東南100畝左右的范圍內實施。每10天在上午晴天條件下潑灑一次，池塘底部剛毛藻投放量為1.5kg/m2-2kg/m2，底棲娃藻按12 cell/cm2-103 cell/cm2生物量潑灑。
[0029]實施過程中養殖系統內若有符合1.5kg/m2-2kg/m2生物量的絲狀藻，可以保留其生物量，只潑灑底棲型硅藻藻液;絲狀藻后期隨溫度和光照變化生長過多時，適當撈取，當發現絲狀藻藻體暗綠色時要及時撈取。
[0030]2個月后對同一圍堰內是否藻凈化處理區域O-1Ocm表層沉積物進行調查。結果表明，藻凈化處理區域表層沉積物總氮含量90.47 mg/kg -115.32mg/kg，總磷含量28.45mg/kg-39.32mg/kg;沉積物間隙水中錢氮0.21mg/L_0.25g/L、硝態氮0.86mg/L_l.78mg/L、活性磷0.08mg/L-0.16mg/L。未凈化處理的表層沉積物總氮含量102.78mg/kg-123.44mg/kg，總磷含量37.82mg/kg-45.39mg/kg;沉積物間隙水中錢氮0.29mg/L_0.32g/L、硝態氮I.06mg/L-1.98mg/L、活性磷0.09mg/L_0.19mg/L。
[0031 ]說明適量底棲型硅藻和絲狀藻可有效減少沉積物及其間隙水中10%-30%氮磷的含量。
[0032]實施例3
山東蓬萊刺參養殖場，規模50畝，為淤泥底與蝦混養池塘，池塘水深180cm-240cm，水溫在5-20°C之間，距沉積物50cm內上覆水光照強度為1500-4500LX，平均光照強度為4000Lx。
[0033]底棲型硅藻為舟形藻，并按照本發明方法培養和暫養，并制備底棲硅藻液，剛毛藻也按照本發明的方法暫養。該實施例所用藻類的具體培養和暫養與實施例1采用的方法相同。
[0034]于4月份開始實施，每隔7-10天在上午晴天條件下潑灑一次，其中，按平均12cell/cm2-103 cell/cm2生物量潑灑以舟形藻為主的底棲硅藻藻液，池塘底部絲狀藻的投放以剛毛藻為主，以其生物量控制在I.5 kg/m2-2kg/m2為最佳。
[0035]實施過程中養殖系統內若有符合1.5kg/m2-2kg/m2生物量的絲狀藻，可以保留其生物量，只潑灑底棲型硅藻藻液;絲狀藻后期隨溫度和光照變化生長過多時，適當撈取，當發現絲狀藻藻體暗綠色時要及時撈取。
[0036]I個月后對是否凈處理的池塘O-1Ocm表層沉積物進行調查。結果表明，藻凈化處理池塘表層沉積物總氮含量143.14 mg/kg-160.45mg/kg，總磷含量26.36mg/kg-32.45mg/kg ；沉積物間隙水中總氮3.94mg/L-4.93mg/L、總磷0.41 mg/L-0.59mg/L、錢氮0.37mg/L_
0.42g/L、硝態氮0.91mg/L-l.39mg/L、活性磷0.17mg/L-0.21mg/L。未凈化處理池塘表層沉積物總氮含量151.27-169.37mg/kg，總磷含量29.22-37.34mg/kg;沉積物間隙水中總氮4.24mg/L-5.49mg/L、總磷0.53 mg/L-0.62mg/L、錢氮0.39mg/L-0.46g/L、硝態氮0.96mg/L-1.58mg/L、活性磷 0.19mg/L_0.24mg/L。
[0037]說明采用該方法可有效減少沉積物及間隙水中5%_10%氮磷的含量。
[0038]以上所述僅為本發明較佳的實施例，并不用于限制本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和構思內所做的任何修改或等同替換。
【主權項】
1.一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，其特征在于包含以下步驟， 步驟I底棲型硅藻培養與暫養，含硅酸鈉10-30mg/L的f/2培養基，培養基也可用尿素替代，培養過程中溫度控制在15°023°(:，光照控制在10001^-40001^，鹽度控制在30-35%。，？!1控制在75-8.5，培養期間可充氣； 培養7-10天后，對培養的底棲型娃藻進行4000轉/min離心處理10min-20min，去上清并收集藻泥，然后藻泥可加入適當海水懸浮潑灑或加入60%-80%自然海水，自然條件下充氣暫養1-2天； 步驟2絲狀藻的暫養，選取藻體鮮綠、生長狀態良好的絲狀藻進行暫養，暫養過程中，絲狀藻的密度控制在10 kg/m3-50kg/m3，溫度控制在5°C_23°C，鹽度控制在30%。_35%。，自然光照控制在600Lx-10000Lx，自然海水培養2天，每天換水1/3-1/2 ； 步驟3底棲型硅藻和/或絲狀藻的投放，春季或秋季，海水水溫在5-20 °C范圍內，在水底光照為1500LX-5000LX的環境下，每隔7-10天在上午晴天條件下實施投放底棲型硅藻和/或絲狀藻，按照不低于12ceIVcm2數量級潑灑步驟I制備的底棲型硅藻藻液，按照1.5-2kg/m2數量級潑灑步驟2暫養的絲狀藻； 夏季，海水水溫在20-30°C范圍內，在水底光照低于1500Lx或高于5000Lx的環境下，每隔7-10天在上午晴天條件下實施投放底棲型硅藻和/或絲狀藻，按照不低于13ceIVcm2數量級潑灑步驟I制備的底棲型硅藻藻液，按照0.5-1.5kg/ m2數量級潑灑步驟2暫養的絲狀藻； 步驟4日常管理，早春和初夏養殖系統內若有符合步驟3生物量的絲狀藻，可以只潑灑底棲型硅藻藻液;絲狀藻后期隨溫度和光照變化生長過多時，適當撈取，當發現絲狀藻藻體暗綠色時要及時撈取。2.根據權利要求1所述一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，其特征在于，步驟3中當海水中銨態氮含量增加或溶解氧低于5mg/L時，增加底棲型硅藻和絲狀藻的生物量。3.根據權利要求1所述一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，其特征在于，步驟3中當底棲硅藻生物量能滿足14ceIVcm2數量級及以上，不使用絲狀藻。4.根據任一權利要求1-3所述一種生態凈化養殖系統表層沉積物中氮磷的方法，其特征在于，絲狀藻為剛毛藻，底棲型硅藻為菱形藻或舟形藻或兩種藻類的混合。
【文檔編號】C02F3/32GK105906069SQ201610540652
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月11日
【發明人】邢榮蓮, 馬偉偉, 邵逸文, 宋洪旭, 蘇蟬, 宋慧芬
【申請人】煙臺大學