強(qiáng)笑野，楊 揚(yáng)，陳小文，楊文華，劉永好，張?zhí)熘?/p>

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院，北京 100083；2.北京中農(nóng)富通園藝有限公司，北京 100083；3.中農(nóng)天陸微納米泡水科技有限公司，北京 100083）

工廠化養(yǎng)殖模式是我國(guó)未來水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展方向，其中RAS理論上能夠?qū)崿F(xiàn)最高水產(chǎn)養(yǎng)殖密度的生產(chǎn)，具有廣闊的前景。然而隨著養(yǎng)殖密度的增加，RAS需要定期向外排放養(yǎng)殖池底部的污水，這些污水與系統(tǒng)過濾的損失水合稱為RAS尾水，RAS尾水的排放問題嚴(yán)重限制了循環(huán)水養(yǎng)殖模式的推廣。在倡導(dǎo)綠色農(nóng)業(yè)的今天，RAS尾水的資源化利用成為了亟待解決的問題。基于富營(yíng)養(yǎng)化水體和魚菜共生理念，采用水培系統(tǒng)凈化RAS尾水同時(shí)收獲高品質(zhì)水培作物的技術(shù)與相關(guān)工藝具有很高的研究?jī)r(jià)值。生菜具有廣闊的市場(chǎng)和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，生長(zhǎng)周期短且適宜水培。楊鑫等人[1]研究發(fā)現(xiàn)使用沼液替換山崎營(yíng)養(yǎng)液顯著影響了營(yíng)養(yǎng)液的特性以及生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。以適當(dāng)濃度沼液替換營(yíng)養(yǎng)液，可以穩(wěn)定營(yíng)養(yǎng)液特性，提高生菜產(chǎn)量，優(yōu)化生菜品質(zhì)，達(dá)到節(jié)能高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。劉曉丹等人[2]研究發(fā)現(xiàn)水培生菜對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中的總氮和總磷去除率分別達(dá)到93.04%和88.08%。徐衛(wèi)紅等人[3]研究發(fā)現(xiàn)使用沼液替換山崎營(yíng)養(yǎng)液能夠顯著降低生菜葉片中的硝酸鹽含量。Boxman團(tuán)隊(duì)[4]研究表明水培生菜對(duì)魚菜共生系統(tǒng)水體氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽等污染指標(biāo)去除效果顯著。綜合上述研究結(jié)果，RAS尾水中含有水培生菜生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，利用RAS尾水。羅非魚肉質(zhì)鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富，具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且羅非魚具有耐低氧、抗病力強(qiáng)、育肥效果明顯等優(yōu)勢(shì)，是理想的試驗(yàn)材料[5]。本試驗(yàn)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)將規(guī)格為500g每尾的羅非魚養(yǎng)殖密度定為50kg/m-3。水培生菜對(duì)RAE尾水的凈化效果以及RAS尾水對(duì)水培生菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是該研究的難點(diǎn)，因此本文主要研究系統(tǒng)中RAS尾水的水質(zhì)變化及生菜的生長(zhǎng)情況，為日后相關(guān)工藝的完善提供理論依據(jù)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年9-10月在北京市通州區(qū)潞城鎮(zhèn)中農(nóng)富通北京國(guó)際都市農(nóng)業(yè)科技園田間超市進(jìn)行，以奶油生菜品種“奶生一號(hào)”作為供試材料，2018年9月26日于生菜幼苗六葉一心時(shí)按10cm*25cm的密度定植于長(zhǎng)*寬*高=90cm*35cm*12cm的栽培槽中，采用循環(huán)水深液流技術(shù)（DFT）水培，每一栽培槽營(yíng)養(yǎng)液量均為0.15m3，全天循環(huán)供液，裝置示意圖見圖1。生菜于10月26日采收。羅非魚每日兩次固定時(shí)間投喂，投喂系數(shù)穩(wěn)定為4%，尾水取自田間超市內(nèi)搭建的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)（RAS）污水收集裝置，經(jīng)水質(zhì)快速檢測(cè)試劑盒粗測(cè)RAS尾水相關(guān)指標(biāo)：pH7.5，總硬度10mmol/L-1，氨態(tài)氮1.5mg/L-1，硝酸鹽30mg/L-1，亞硝酸鹽4mg/L-1，總氮40mg/L-1，總磷10mg/L-1，充分?jǐn)嚢杌靹蚝蟋F(xiàn)取現(xiàn)用。

圖1 水培系統(tǒng)示意圖

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置5個(gè)不同梯度的營(yíng)養(yǎng)添加試驗(yàn)組，分別是富通水培營(yíng)養(yǎng)液通用配方營(yíng)養(yǎng)成分的1/5（T1），2/5（T2），3/5（T3），4/5（T4），和全部（T5），并以60%濃度的RAS尾水為底水，配制成5份新的水培營(yíng)養(yǎng)液；以不摻RAS尾水的富通水培通用營(yíng)養(yǎng)液作為對(duì)照組（CK）。羅非魚RAS養(yǎng)殖密度為50kg/m3，水培生菜品種為“奶生一號(hào)”，每組設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

氨氮、總磷、總氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽及全鹽量等水質(zhì)參數(shù)委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量：氨氮含量采用水楊酸分光光度法（HJ536-2009）測(cè)定；水體總磷含量采用鉬酸銨分光光度法（GB/T11893-1989）測(cè)定；水體總氮含量采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ636-2012）測(cè)定；水體硝酸鹽、亞硝酸鹽含量采用離子色譜法（HJ84-2016）測(cè)定；水體全鹽量采用重量法（HJ/T51-1999）測(cè)定。水體EC(Electrical Conductivity)值采用意大利HANNA公司生產(chǎn)的HI98130型EC計(jì)測(cè)量，溶解氧（DO）值、水溫采用YSI550A型溶氧儀測(cè)量，水體pH采用HJ90B型pH計(jì)測(cè)量。生菜根長(zhǎng)、株高采用刻度尺與游標(biāo)卡尺測(cè)量，生菜鮮重采用千分之一天平測(cè)量。水分、可溶性糖、維生素C、蛋白質(zhì)、硝酸鹽、亞硝酸鹽等品質(zhì)指標(biāo)委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量：生菜地上部可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定；生菜地上部維生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定；生菜地上部蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測(cè)定；生菜地上部硝酸鹽、亞硝酸鹽含量采用HPLC法測(cè)定。生菜生長(zhǎng)指標(biāo)每4d測(cè)量一次，每個(gè)處理隨機(jī)選取5株進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果以平均值表示。水體溫度、pH、EC值和溶氧值每4d測(cè)量一次，測(cè)量位置為水培槽進(jìn)水端、中間位置和出水端，測(cè)量結(jié)果以平均值表示。各處理水質(zhì)指標(biāo)每7d檢測(cè)一次，測(cè)量結(jié)果以平均值表示。生菜品質(zhì)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)統(tǒng)一測(cè)量，每個(gè)處理生菜全部檢測(cè)，測(cè)量結(jié)果以平均值表示。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

圖表繪制使用Microsoft Office Excel2007應(yīng)用軟件，試驗(yàn)結(jié)果均以各平行系統(tǒng)的平均值表示，數(shù)據(jù)分析使用SPSS17.0 應(yīng)用軟件，顯著性檢驗(yàn)采用鄧肯法(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)尾水污染指標(biāo)變化

水溫測(cè)量時(shí)間為下午2時(shí)，最高溫與最低溫差值為1.4℃，試驗(yàn)期間水溫穩(wěn)定在20～21℃，各組水溫呈逐漸下降趨勢(shì)，溫度走勢(shì)見圖2。營(yíng)養(yǎng)成分的投入降低了RAS尾水的pH，試驗(yàn)開始第一周，含尾水的營(yíng)養(yǎng)液pH緩慢上升，之后逐漸趨于穩(wěn)定。由圖3可以看出，營(yíng)養(yǎng)成分添加的越多，營(yíng)養(yǎng)液pH越低。水培生菜營(yíng)養(yǎng)液適宜pH范圍為5.7～6.5，由于本試驗(yàn)需要研究含RAS尾水的新營(yíng)養(yǎng)液的特性，所以均未添加磷酸調(diào)節(jié)pH。

圖2 平均水溫走勢(shì)

圖3 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液pH值走勢(shì)

研究表明[6]營(yíng)養(yǎng)液pH高于7.8 時(shí)易導(dǎo)致水培生菜新葉發(fā)黃，高于8.5 時(shí)會(huì)導(dǎo)致生菜生長(zhǎng)點(diǎn)壞死。各試驗(yàn)組pH在6.2 到7.2 之間，基本滿足水培生菜生長(zhǎng)需要。

對(duì)照組與T3組EC值相近，營(yíng)養(yǎng)液EC值隨著營(yíng)養(yǎng)成分的投入越來越高。根據(jù)圖4顯示，全營(yíng)養(yǎng)配RAS尾水組EC值最高，約為3；T1組EC值最低，約為1.3。含有尾水的營(yíng)養(yǎng)液EC值存在先小幅下降，在緩慢上升的趨勢(shì)；試驗(yàn)期間對(duì)照組營(yíng)養(yǎng)液EC值持續(xù)緩慢下降。這說明RAS尾水具有一定。研究表明[7]水培生菜在幼苗期間最適EC值為2，生長(zhǎng)階段EC值不宜超過3?？梢妰H從EC值來看，添加T1和T2營(yíng)養(yǎng)成分尚未滿足水培生菜生長(zhǎng)階段所需。

圖4 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液EC值走勢(shì)

各組水體中的氨氮來自于RAS尾水中的氨氮以及營(yíng)養(yǎng)成分中的銨鹽，其變化趨勢(shì)見圖5。結(jié)果顯示新營(yíng)養(yǎng)液中的氨氮得到了很好的去除，試驗(yàn)開始后3周內(nèi)各組的氨氮全部下降至零。T1組氨氮在7d內(nèi)下降至零，T2、T3、T4、CK組氨氮在14d內(nèi)下降至零，T5組氨氮在21d內(nèi)下降至零。水培生菜能夠吸收利用水體中的銨根離子，但氨氮濃度不宜過高，研究表明[8]水培生菜能夠承受15mg/L的氨氮濃度，但是生菜生長(zhǎng)情況不佳。氨氮濃度低于5mg/L時(shí)生菜生長(zhǎng)不會(huì)被抑制；而氨氮在經(jīng)過硝化細(xì)菌利用后最終會(huì)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，因此在植物吸收和微生物的共同作用下，氨氮最終全部消失。

圖5 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液氨氮含量

各組水體中的亞硝酸鹽來自于RAS尾水，因此試驗(yàn)開始時(shí)CK組不含亞硝酸鹽。由圖6可以看出T1至T5組亞硝酸鹽初始含量均在4.3 至4.7mg/L之間，且在三周內(nèi)全部下降至零；而CK組亞硝酸鹽卻在逐漸積累，試驗(yàn)開始后7d至14d間達(dá)到峰值，且該峰值高于2.5mg/L，且在之后的兩周內(nèi)下降至零；T1、T2、T3組水體亞硝酸鹽在14d內(nèi)下降至零；T4、T5組水體亞硝酸鹽滯留時(shí)間較長(zhǎng)，約為21d。由于尚未有研究表明亞硝酸鹽在該濃度下會(huì)對(duì)水培生菜生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響，因此忽略亞硝酸鹽對(duì)生菜生長(zhǎng)的影響。而亞硝酸鹽作為一項(xiàng)比較重要的水體污染指標(biāo)，對(duì)人體的危害很大。食入0.3 至0.5g亞硝酸鹽即引起中毒，3g導(dǎo)致死亡；在2017年世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單中，導(dǎo)致內(nèi)源性亞硝化條件下攝入的硝酸鹽或亞硝酸鹽被列入2A類致癌物。因此，對(duì)于食用的奶油生菜，應(yīng)該盡量減少水體中亞硝酸鹽的滯留時(shí)間。然而水培蔬菜營(yíng)養(yǎng)液前期都會(huì)不可避免出現(xiàn)亞硝酸鹽積累的情況，而亞硝酸鹽不能被水培生菜直接吸收，而是由硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。而CK組營(yíng)養(yǎng)液中不存在或者僅存在少量硝化細(xì)菌，因此亞硝酸鹽會(huì)先積累，待硝化細(xì)菌繁殖到一定數(shù)量后才逐漸減少；而RAS尾水中本身就帶有一定數(shù)量的硝化細(xì)菌，并且含有一定濃度的亞硝酸鹽，因此在新的水環(huán)境下硝化細(xì)菌得以繁殖，從而使亞硝酸鹽濃度快速下降。除CK組外，各組水體亞硝酸鹽濃度均以每周約2mg/L的速度減少，直至為零。

圖6 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液亞硝酸鹽含量

試驗(yàn)開始時(shí)各組水體中的硝酸鹽主要來自配方中的硝酸鉀和硝酸鈣，其次為RAS尾水中攜帶的硝酸鹽。從圖7可以出除CK組水體硝酸鹽含量在試驗(yàn)開始后兩周內(nèi)緩慢下降外，其余各組硝酸鹽含量?jī)芍軆?nèi)均緩慢上升。這可能是由于RAS尾水中存在含氮有機(jī)物，在微生物的作用下最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；另外尾水中含有的亞硝酸鹽也會(huì)在硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，因此硝酸鹽含量先增加。而試驗(yàn)開始時(shí)CK組中僅有配方中所含的無機(jī)鹽，生菜吸收利用了營(yíng)養(yǎng)液中的硝酸鹽，因此CK組在前兩周內(nèi)硝酸鹽含量下降。試驗(yàn)后兩周除CK組硝酸鹽呈上升趨勢(shì)外，其余各組存在下降 趨勢(shì)或無明顯波動(dòng)。說明生菜生長(zhǎng)后期會(huì)大量吸收硝酸鹽，而CK組在試驗(yàn)后半段水體中微生物繁殖到了一定數(shù)目，所以硝酸鹽含量有上升趨勢(shì)。由于營(yíng)養(yǎng)液中硝酸鹽含量非常高，所以水體總氮、全鹽量指標(biāo)基本受硝酸鹽控制。由圖8、9可見，試驗(yàn)期間總氮和全鹽量基本沒有明顯變化。

圖7 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液硝酸鹽含量

圖8 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液總氮走勢(shì)

由于總氮指標(biāo)不包括有機(jī)氮，所以主要包括硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮，其中硝酸鹽含量占總氮含量的90%以上。由CK組總氮基本不變、全鹽量緩慢下降可以推斷出，營(yíng)養(yǎng)液中含氮量過高，水培生菜對(duì)氮的吸收不明顯。

圖9 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液全鹽量走勢(shì)

試驗(yàn)開始時(shí)各組總磷含量如圖10，T3組與CK組總磷含量幾乎相同，且各組總磷含量隨著營(yíng)養(yǎng)成分的投入呈現(xiàn)梯度。RAS尾水的加入影響了水培系統(tǒng)對(duì)磷的凈化速度，CK組總磷含量下降速度對(duì)比其它試驗(yàn)組在試驗(yàn)開始第一周更快，達(dá)到每周下降8mg/L。含有RAS尾水的試驗(yàn)組總磷下降速度穩(wěn)定，每周濃度下降約6mg/L；第二周時(shí)各組總磷下降速度大致相同，每周濃度下降約6mg/L。T1組總磷濃度在水培生菜定植后兩周下降至1mg/L，之后趨于穩(wěn)定，其余各組總磷濃度在試驗(yàn)開始后三周下降至1mg/L左右，之后趨于穩(wěn)定?？梢娍偭撞荒鼙煌耆畹椭荒芫S持在1mg/L濃度水平?？紤]到水培生菜根系滲透壓，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液中磷元素濃度低于某值時(shí)，根系無法吸收利用。

圖10 RAS尾水水培營(yíng)養(yǎng)液總磷含量

通過對(duì)添加營(yíng)養(yǎng)后的RAS尾水各項(xiàng)污染指標(biāo)進(jìn)行研究，結(jié)果表明營(yíng)養(yǎng)成分的添加沒有影響水培系統(tǒng)的凈化能力。

2.2 尾水對(duì)水培生菜生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響

試驗(yàn)為了提高水培生菜產(chǎn)量以及品質(zhì)，設(shè)置梯度向其中添加營(yíng)養(yǎng)成分，通過最終水培生菜產(chǎn)量以及品質(zhì)，找到適宜的營(yíng)養(yǎng)添加方案。

試驗(yàn)期間各組生菜根長(zhǎng)變化如圖11，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組平均根長(zhǎng)順序?yàn)門5＞T4＞T3＞T2＞T1＞CK，T5組平均根長(zhǎng)47cm，超過T4組6cm?？梢园l(fā)現(xiàn)T4、T3組根長(zhǎng)相近；T2、T1、CK組根長(zhǎng)相近。由于CK組與T3組EC值幾乎相同，但T3組根長(zhǎng)明顯高于CK組，可以推斷出RAS尾水的投入能夠促進(jìn)水培生菜根系發(fā)育。相對(duì)于CK組，T1至T5組隨著營(yíng)養(yǎng)成分的投入根長(zhǎng)逐漸增長(zhǎng)。

圖11 水培生菜根長(zhǎng)生長(zhǎng)情況

試驗(yàn)期間各組生菜株高變化如圖12，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組平均根長(zhǎng)順序?yàn)門2＞T5＞T3＞T4＞CK＞T1，T2、T3、T4、T5組株高相近，CK組略低于T4組，T1組明顯低于其它組?？梢酝茢郣AS尾水在適當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)后可以促進(jìn)水培生菜地上部生長(zhǎng)。從試驗(yàn)開始前兩周T5組株高增長(zhǎng)速度緩慢可以看出，過高的EC值不適宜水培生菜幼苗生長(zhǎng)，T1組營(yíng)養(yǎng)液養(yǎng)分尚未滿足生菜生長(zhǎng)需要。T5組在試驗(yàn)開始后第三周突然高速生長(zhǎng)，應(yīng)為前期根系發(fā)育良好，生菜在生長(zhǎng)期得以吸收充足的養(yǎng)分，從而地上部生長(zhǎng)加速。由于生菜的經(jīng)濟(jì)部分為地上部，因此株高是衡量生菜品相的一個(gè)重要指標(biāo)，通過本次試驗(yàn)結(jié)果可以初步得出RAS尾水具有提高生菜品質(zhì)的結(jié)論。

圖12 水培生菜株高生長(zhǎng)情況

下面再結(jié)合鮮重和葉片數(shù)指標(biāo)進(jìn)一步確定RAS尾水對(duì)水培生菜生長(zhǎng)的影響。試驗(yàn)期間生菜鮮重變化如圖13所示，最終T5組鮮重最高，達(dá)到46g；T3、T4組鮮重也都超過了40g；T1、T2組鮮重均在25g以下，說明添加2/5營(yíng)養(yǎng)成分后尚未滿足水培生菜需要。T3組營(yíng)養(yǎng)液的EC值與CK組相同，但T3組鮮重最終比CK組高8g，說明RAS尾水促進(jìn)了水培生菜的生長(zhǎng)，提高了產(chǎn)量。由T5組鮮重最高可以得出水培生菜在生長(zhǎng)期所需養(yǎng)分較多，因此EC值最高的T5組在試驗(yàn)開始第三周后生長(zhǎng)速度突然增加，并在最后一周增重了近20g。

圖13 水培生菜鮮重增長(zhǎng)情況

葉片數(shù)是評(píng)價(jià)生菜生長(zhǎng)情況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由圖14可以看出，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)T3、T4、T5、CK組生菜葉片數(shù)均超過了20枚。T1、T2組葉片數(shù)最少，僅16枚。生菜葉片數(shù)與鮮重順序基本一致，可以得出T5組產(chǎn)量最高的結(jié)論。

圖14 水培生菜葉片數(shù)變化

本次試驗(yàn)各組奶油生菜各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 十月水培生菜品質(zhì)指標(biāo)

從奶油生菜品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果可以看出，RAS尾水的投入明顯提高了水培生菜的可溶性糖含量，且降低了生菜葉片中的硝酸鹽含量。T3組與CK組EC值相同且T3、T4、T5組生菜長(zhǎng)勢(shì)接近，由此可以初步得出RAS尾水具有提高水培生菜品質(zhì)能力的結(jié)論。由于T1、T2組與其它組長(zhǎng)勢(shì)差距較大，且生菜品質(zhì)指標(biāo)受葉片面積影響，因此可能造成部分指標(biāo)與其它組存在較大差異。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，向RAS尾水中適當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)能夠促進(jìn)水培生菜生長(zhǎng)，并提高水培生菜品質(zhì)。與CK組相比，T5組水培生菜鮮重增加了27.7%；T4組增加了18.1%；T5組增加了19.4%。RAS尾水能夠促進(jìn)水培生菜根部生長(zhǎng)，雖然根部不是生菜主要經(jīng)濟(jì)部分，但是根部發(fā)育狀況是水培生菜生長(zhǎng)階段快速增重的關(guān)鍵[6]。水培生菜定植后兩周內(nèi)根部發(fā)育狀況決定了定植后三到四周間地上部生長(zhǎng)速度，然而T1、T2組在定植后兩周內(nèi)根長(zhǎng)雖然增長(zhǎng)很快，但在生長(zhǎng)階段缺少營(yíng)養(yǎng)，最終長(zhǎng)勢(shì)與其它組差距較大。而T5組在定植前期根部發(fā)育最慢，但在生長(zhǎng)階段由于養(yǎng)分充足，生菜得以快速生長(zhǎng)。

從最終產(chǎn)量來看，T5組最高；綜合品質(zhì)與產(chǎn)量因素，T4組最優(yōu)。T3與CK組具有相同的EC值，可以近似認(rèn)為兩組含鹽量一致；通過比較T3、T4、T5、CK組生菜葉片硝酸鹽含量可以發(fā)現(xiàn)T5＞CK＞T3＞T4，而T5組相當(dāng)于用RAS尾水作為原水培營(yíng)養(yǎng)液的溶劑，水體含氮量高于CK組，因此能夠解釋葉片硝酸鹽含量高于CK組。而T3、T4組水體含氮量與CK組相當(dāng)，但葉片中硝酸鹽含量明顯低于CK組，這項(xiàng)結(jié)果表明RAS尾水中的有機(jī)氮成分一定程度上替代了無機(jī)氮養(yǎng)分，而無機(jī)氮源主要為硝酸鹽，這與陳貴林團(tuán)隊(duì)[9]利用氨基酸和尿素代替硝酸鹽作為水培生菜氮源得到的結(jié)果一致。

使用RAS尾水可以適當(dāng)降低營(yíng)養(yǎng)液中硝酸鹽成分，從而減少水培生菜對(duì)硝酸鹽的吸收，降低葉片中硝酸鹽含量，提高水培生菜品質(zhì)。各組生菜葉片均未檢測(cè)出亞硝酸鹽，且維生素C和蛋白質(zhì)含量與營(yíng)養(yǎng)成分的投入量沒有直接關(guān)系。比較T4、T5、CK組生菜品質(zhì)指標(biāo)后發(fā)現(xiàn)RAS尾水投入后生菜葉片中的水分以及可溶性糖含量得到了明顯提升，這些指標(biāo)能夠影響生菜的口感，因此綜上所述，RAS尾水的投入使水培生菜的品質(zhì)得到了明顯提升。

反觀RAS尾水污染指標(biāo)的變化，水體氨氮、亞硝酸鹽含量最終下降至零，總磷穩(wěn)定在1mg/L水平。水培系統(tǒng)對(duì)氮的去除效果仍不明顯，推測(cè)原因?yàn)樗w硝酸鹽含量過高，水培生菜無法吸收利用，因此至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組水體總氮含量、硝酸鹽含量變化均不明顯。RAS尾水的投入影響了第一周內(nèi)水培系統(tǒng)對(duì)磷的凈化速度，一種可能的原因RAS尾水中含有含磷有機(jī)物，在微生物作用下分解后轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷，而采用的檢測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)無機(jī)磷含量，因此在試驗(yàn)開始第一周有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷的過程影響了總磷曲線走勢(shì)；另一種可能性為RAS尾水的投入影響了水培生菜對(duì)磷的吸收，這應(yīng)當(dāng)與RAS尾水的水體特質(zhì)有關(guān)，但具體原因仍需進(jìn)一步研究。

向RAS尾水中添加營(yíng)養(yǎng)配置成新的水培營(yíng)養(yǎng)液可以收獲較原無機(jī)營(yíng)養(yǎng)液培育出更高品質(zhì)的生菜。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，營(yíng)養(yǎng)成分的添加方案還能夠繼續(xù)優(yōu)化，為此提出以下建議：

（1）營(yíng)養(yǎng)液的pH偏高，建議添加磷酸調(diào)節(jié)pH至6.0；磷酸的投入同時(shí)能夠補(bǔ)充磷元素，從總磷的變化趨勢(shì)來看，試驗(yàn)最后一周磷元素含量一直維持在最低水平，由此推斷可以適當(dāng)補(bǔ)充磷。

（2）建議降低原配方中硝酸鈣的用量，試驗(yàn)結(jié)果表明原配方中硝酸鹽含量過高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水培生菜生長(zhǎng)所需。何鑫等人[10]在研究硝酸鈣對(duì)水培生菜的生長(zhǎng)及品質(zhì)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液中含量過高的硝酸鈣會(huì)導(dǎo)致生菜葉片中積累大量的硝酸鹽，對(duì)生菜品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。而RAS尾水中含有的含氮有機(jī)物比如尿素、氨基酸、氨氮等，能夠替代部分硝酸鹽作為氮源，從而降低水培生菜葉片中硝酸鹽含量。

（3）建議分階段調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液配方。由于水培生菜在不同生長(zhǎng)階段最適的水環(huán)境不同，因此可以根據(jù)已有的研究按照水培生菜不同生長(zhǎng)階段調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的EC值，從而提高產(chǎn)量、降低成本。

根據(jù)RAS尾水成分來看，在水培生菜定植后應(yīng)添加磷酸二氫鉀將EC值調(diào)至1.5～2；第一周后添加微量元素配方并添加硝酸鉀和磷酸將EC值調(diào)至2.5 左右，并將pH穩(wěn)定在6.0～6.5 之間；第二周后繼續(xù)添加少量硝酸鈣、磷酸二氫鉀將EC值調(diào)至3左右直至水培生菜生菜收獲。其中各營(yíng)養(yǎng)成分的適宜投入量仍需要進(jìn)一步研究。

致謝

感謝張?zhí)熘淌趯?duì)本研究的支持和引導(dǎo)，感謝北京中農(nóng)富通園藝公司的陳小文、高莉平、宋懿、李嬌，感謝北京中農(nóng)天陸微納米氣泡水科技有限公司的馬沖、耿云沖、張凱、劉永好、劉中偉、寧欣欣等人在試驗(yàn)期間給予的幫助和支持，感謝楊揚(yáng)在論文撰寫期間耐心的指導(dǎo)與建議！