生物絮團(tuán)對(duì)鯉魚養(yǎng)殖池塘浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響

楊希+李濤+白海鋒+高志+袁永鋒+賈秋紅+高宏偉

摘要：為了解生物絮團(tuán)技術(shù)在凈化池塘水質(zhì)的同時(shí)對(duì)池塘初級(jí)生產(chǎn)力的影響，于2015年9月-10月對(duì)陜西團(tuán)頭魴良種場(chǎng)鯉魚池塘的浮游植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查研究。結(jié)果顯示：生物絮團(tuán)池塘共出現(xiàn)浮游植物6門28種，其中綠藻門有17種，占總種類數(shù)的65.4%，硅藻門有5種，占總種類數(shù)的19.2%，浮游植物群落結(jié)構(gòu)類型屬綠藻-硅藻型。浮游植物生物密度變化范圍為1 372.82×104～3 093.71×104ind./L，平均值為2 217.07×104 ind./L；生物量變化范圍為3.53～12.87 mg/L，平均值為7.88 mg/L。浮游植物生物密度和生物量均在9月15日出現(xiàn)峰值，峰值期以后浮游植物密度和生物量在時(shí)間和空間上差異性顯著（P<0.05）。研究表明，生物絮團(tuán)技術(shù)對(duì)池塘浮游植物群落結(jié)構(gòu)影響較大，隨著絮團(tuán)的逐漸形成浮游植物群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯變化，池塘藻相演替速度加快。

關(guān)鍵詞：生物絮團(tuán)；鯉魚；浮游植物；群落結(jié)構(gòu)

生物絮團(tuán)技術(shù)是一種新型養(yǎng)殖技術(shù)，通過(guò)向養(yǎng)殖水體中補(bǔ)充有機(jī)碳源，調(diào)整碳氮比，使水體中的異養(yǎng)微生物通過(guò)同化作用吸收水中氨氮、亞硝酸氮等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。而微生物的大量繁殖過(guò)程絮凝了水中的絲狀藻類、原生動(dòng)物、有機(jī)碎屑等物質(zhì)形成絮狀物，這種生物絮團(tuán)又可作為餌料蛋白，使蛋白得到二次利用，從而節(jié)省了成本，提高了養(yǎng)殖效益[1]。生物絮團(tuán)因具有調(diào)節(jié)水質(zhì)、減少病害發(fā)生、提高飼料蛋白利用率、降低養(yǎng)殖成本以及提高養(yǎng)殖動(dòng)物消化和免疫性能等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐[2]。目前，對(duì)于生物絮團(tuán)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用研究較多[3-5]，但是對(duì)其在養(yǎng)殖過(guò)程中的應(yīng)用對(duì)浮游植物的影響研究未見報(bào)道。浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)中重要的初級(jí)生產(chǎn)者，是食物鏈中最低營(yíng)養(yǎng)級(jí)，在決定水域生產(chǎn)性能上具有重要意義。浮游植物的種類組成、生物量、多樣性等特征與水環(huán)境之間關(guān)系密切，浮游植物對(duì)水質(zhì)變化比較敏感，常常被用作水環(huán)境質(zhì)量一項(xiàng)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，水質(zhì)的變化直接影響浮游植物群落結(jié)構(gòu)的演替方向[6]。本研究通過(guò)對(duì)生物絮團(tuán)池塘浮游植物群落的研究，科學(xué)地評(píng)價(jià)其生態(tài)環(huán)境狀況，以期為提高生物絮團(tuán)在池塘養(yǎng)殖中的生態(tài)效應(yīng)，促進(jìn)池塘生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)推廣提供理論數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)池塘

試驗(yàn)池塘選擇在西安草灘渭河南岸養(yǎng)殖區(qū)。池塘長(zhǎng)方形，東西走向，日照充足，池壁用混凝土護(hù)坡，池底存有10 cm淤泥。池塘面積0.4 hm2，水深1.6 m。池塘主養(yǎng)鯉魚，規(guī)格為500～1 000 g/尾，養(yǎng)殖密度為15 000～22 500尾/hm2，池塘中混養(yǎng)少量鰱魚和鯽魚。池塘水源為深井水，池塘配有微孔增氧設(shè)備。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

生物絮團(tuán)采用鯉魚池塘原池培養(yǎng)，根據(jù)鯉魚每天的投飼量，全池潑灑飼料級(jí)蔗糖，維持池塘水體中碳氮比（C/N）為20∶1，定期（7～10 d）潑灑枯草芽孢桿菌。試驗(yàn)期間間斷性開啟微孔增氧設(shè)備，維持水體溶解氧不低于5.0 mg/L。試驗(yàn)設(shè)置對(duì)照組，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組各設(shè)置兩個(gè)平行池塘。試驗(yàn)期間不換水，僅根據(jù)池塘水位適當(dāng)添加新水，以彌補(bǔ)蒸發(fā)和滲漏引起的水分損失。在日常管理中，試驗(yàn)塘和對(duì)照塘盡量做到一致，避免因池塘管理造成的誤差。

1.2.2樣品采集與鑒定

浮游植物樣品采集方法參照《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測(cè)與分析》[7]。依據(jù)池塘情況，每5 d采樣一次，同時(shí)監(jiān)測(cè)池塘水質(zhì)，采樣時(shí)間選擇在上午8：30-9：30，采樣地點(diǎn)設(shè)置在池中央和池邊。水樣用5 000 mL有機(jī)玻璃采水器在水面下50 cm處采水樣1 000 mL，現(xiàn)場(chǎng)用魯哥氏液（加入量1%～1.5%）進(jìn)行固定，固定好的樣本隨后帶回實(shí)驗(yàn)室靜置24 h，用虹吸管濃縮至50 mL。依據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)[8-10]，在生物顯微鏡（放大倍數(shù)×400～×1 000）下鑒定種類并計(jì)數(shù)。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

浮游植物生物密度計(jì)算公式：

N=（V1 ×n）/（V×V2 ）[11]

式中： N為1 000 mL水樣中浮游植物個(gè)體數(shù)（ind./L）；V1為水樣沉淀濃縮后的體積（L）；

n為計(jì)數(shù)所得的藻類個(gè)體數(shù)（ind.）；V為采集到水樣的體積（1 000 mL）；V2為計(jì)數(shù)體積（L）。

浮游植物生物量依據(jù)藻類種類濕重?fù)Q算統(tǒng)計(jì)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。生物絮團(tuán)池與對(duì)照池，以及生物絮團(tuán)池塘不同時(shí)間的浮游植物平均密度、平均生物量的比較均采用單因素方差分析進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1水質(zhì)指標(biāo)

試驗(yàn)期間，生物絮團(tuán)池塘水溫變化范圍為23.6～26.7 ℃，呈現(xiàn)隨氣溫逐漸下降的趨勢(shì)；透明度變化范圍為22～35 cm，隨時(shí)間的推移呈下降趨勢(shì)；pH變化幅度為6.8～7.7，溶解氧為662～9.33 mg/L，電導(dǎo)率為803～875 μs/cm，三者保持較穩(wěn)定狀態(tài)；氨氮含量為0.406～2.162 mg/L，亞硝酸氮為0.066～0.242 mg/L，兩者表現(xiàn)出先升高后下降的波動(dòng)趨勢(shì)。從整體來(lái)看，在時(shí)間尺度上，除氨氮和亞硝酸氮外，其余水質(zhì)指標(biāo)無(wú)顯著性差異（P>0.05）。對(duì)比對(duì)照池塘，生物絮團(tuán)池塘透明度、氨氮、亞硝酸氮三項(xiàng)指標(biāo)差異顯著（P<0.05）。

2.2浮游植物群落結(jié)構(gòu)

生物絮團(tuán)池塘和對(duì)照池塘在試驗(yàn)期間共鑒定出浮游植物6門30種。其中綠藻門20種，占總種類數(shù)的66.7%；硅藻門有5種，占16.7%；其他門共占16.6%，分別為藍(lán)藻門2種，隱藻門1種，甲藻門1種，裸藻門1種（見圖1）。生物絮團(tuán)池塘浮游植物以綠藻門和硅藻門為主，其次是藍(lán)藻門，藻相呈綠藻-硅藻型。對(duì)照池塘以綠藻門和藍(lán)藻門為主，其次是硅藻門，藻相呈現(xiàn)綠藻-藍(lán)藻型。兩組池塘在種類數(shù)上差異不顯著（P>005），變化范圍為21～30種，種類總體呈逐漸上升的趨勢(shì)。

從時(shí)間尺度上看，生物絮團(tuán)池塘浮游植種類變化呈現(xiàn)波浪型，在試驗(yàn)第15 d（9月15日）出現(xiàn)高峰值（28種），其中綠藻門17種，占總種類數(shù)的654%，硅藻門5種，占19.2%，而在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（10月1日）出現(xiàn)低谷值（21種）。在時(shí)間尺度上，生物絮團(tuán)池塘浮游植物種類數(shù)存在顯著性差異（P<0.05），對(duì)照池差異不顯著（P>0.05）（圖2）。

試驗(yàn)期間生物絮團(tuán)池塘和對(duì)照池塘浮游植物密度均呈先升后降的趨勢(shì)，生物絮團(tuán)池塘7月15日密度達(dá)到最大值，顯著高于其他時(shí)間（P<005），而對(duì)照池塘密度高峰期出現(xiàn)9月20日（見圖3）。生物絮團(tuán)池塘浮游植物生物密度平均值為2 217.07×104 ind./L，在時(shí)間上的變化范圍為1 372.82×104～3 093.71×104 ind./L；對(duì)照池塘浮游植物密度平均值為2 610.55×104 ind./L，變化范圍在1 965.23×104～4 156.88×104 ind./L。兩者密度均值差異不顯著（P>0.05），但是從9月15日以后，兩者浮游植物密度在時(shí)間尺度上出現(xiàn)顯著性差異（P<0.05）。

從圖4可見，試驗(yàn)期間試驗(yàn)池塘和對(duì)照池塘浮游植物生物量的變化趨勢(shì)與密度基本一致。試驗(yàn)池塘浮游植物生物量范圍在3.53～12.87 mg/L之間，平均值為7.88 mg/L。對(duì)照池塘的生物量在9月20日出現(xiàn)最高值，為18.85 mg/L，此后一直降低，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)生物量顯著降低，出現(xiàn)最低值，為4.62 mg/L（P<0.05）。從時(shí)間上來(lái)看，試驗(yàn)池塘和對(duì)照池塘生物量在9月15日之前無(wú)顯著性差異（P>0.05），9月20日之后出現(xiàn)顯著性差異（P<0.05）。

3討論

浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，能通過(guò)食物鏈將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳遞到更高營(yíng)養(yǎng)層，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)起到積極的推動(dòng)作用[12]。浮游植物的群落結(jié)構(gòu)以及光合作用受到養(yǎng)殖水環(huán)境的影響巨大，這些環(huán)境因子包括水溫、透明度、氮、磷以及養(yǎng)殖動(dòng)物等。

氮、磷是生命組織中的必需元素，對(duì)浮游植物來(lái)說(shuō)，適量的氮、磷能促進(jìn)其生長(zhǎng)。有研究顯示，通常情況下水中的浮游植物在吸收氮元素時(shí)，氨氮優(yōu)先于其他氮形式，并且氨氮的含量往往直接影響浮游植物的生長(zhǎng)[13]。在一定范圍內(nèi)浮游植物生物密度隨著N/P的升高而增加，一旦遠(yuǎn)離正常比值（16）時(shí)，浮游植物的生長(zhǎng)繁殖將受到抑制[14]。從本試驗(yàn)可以看出，生物絮團(tuán)池塘的浮游植物的種類數(shù)、生物密度和生物量均在9月15日之后開始降低或減少，而對(duì)照組這種下降點(diǎn)則延遲了一段時(shí)間。這種差異分析認(rèn)為，生物絮團(tuán)一般從開始形成到成熟需要10～15 d的時(shí)間[15]，在這段時(shí)間里水體中的氨氮、亞硝酸氮含量變化不大，當(dāng)生物絮團(tuán)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)后，其對(duì)池塘水中氨氮和亞硝酸氮的去除率逐漸增大，導(dǎo)致池塘中可供浮游植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素減少，從而使浮游植物在試驗(yàn)中后期出現(xiàn)漸減的現(xiàn)象。

生物絮團(tuán)技術(shù)的應(yīng)用需要充足的溶解氧，因此在實(shí)施過(guò)程中需要不斷地充氣攪水，使生物絮團(tuán)懸浮于水中，以方便魚類攝食，另一方面防止絮團(tuán)下沉。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)池由于生物絮團(tuán)的懸浮導(dǎo)致水體透明度相比對(duì)照池降低，從而影響了浮游植物的光合作用。有研究表示[16]，透明度是影響水體中浮游植物種類和數(shù)量變化的重要因素之一。此外透明度能夠直觀反映水體中的懸浮物數(shù)量，其與浮游植物生物量成負(fù)相關(guān)[17]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于透明度和水溫的變化影響，試驗(yàn)池塘浮游植物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，藻相從喜溫、適宜較高透明度的綠藻-藍(lán)藻型演變到適應(yīng)新環(huán)境的綠藻-硅藻型。

以上研究表明，生物絮團(tuán)技術(shù)在鯉魚養(yǎng)殖過(guò)程中對(duì)水中氨氮和亞硝酸氮的去除以及水質(zhì)凈化具有顯著效果。但是其對(duì)養(yǎng)殖水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)也存在顯著影響，尤其對(duì)池塘浮游植物的光合作用影響較大，眾所周知，池塘養(yǎng)殖水體中的溶解氧絕大部分來(lái)源于水體浮游植物光合作用。因此，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中積極應(yīng)用推廣生物絮團(tuán)技術(shù)時(shí)，合理地控制生物絮團(tuán)生物量和有效的管理模式是生物絮團(tuán)技術(shù)生態(tài)高效養(yǎng)殖模式的關(guān)鍵，也是今后研究的主要方向。

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