吳 敏，黃歲樑*，杜勝藍(lán)，藏常娟，林 超，羅 陽(yáng)

1.環(huán)境污染過(guò)程與基準(zhǔn)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市城市生態(tài)環(huán)境修復(fù)與污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院水環(huán)境數(shù)值模擬研究室，天津 300071

2.海河水資源保護(hù)局海河水利委員會(huì)，天津 300170

魚(yú)餌對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響

吳 敏1，黃歲樑1*，杜勝藍(lán)1，藏常娟1，林 超2，羅 陽(yáng)2

1.環(huán)境污染過(guò)程與基準(zhǔn)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市城市生態(tài)環(huán)境修復(fù)與污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院水環(huán)境數(shù)值模擬研究室，天津 300071

2.海河水資源保護(hù)局海河水利委員會(huì)，天津 300170

分別取0，0.1，0.2，0.5和1.0 g不同粒徑(原狀，0.15 mm＜d≤0.85 mm和d≤0.15 mm)的魚(yú)餌加入到400 mL無(wú)氮磷M 11培養(yǎng)基中，研究魚(yú)餌粒徑和投加量與營(yíng)養(yǎng)鹽釋放之間的關(guān)系.結(jié)果表明，水體中ρ(TP)，ρ(DOP)，ρ(NH4+-N)和ρ(TN)隨著魚(yú)餌投加量增加而顯著升高(P﹤0.05);同一投加量條件下，魚(yú)餌粒徑對(duì)水體ρ(TN)和ρ(TP)影響不大(P﹥0.05).同時(shí)，另外選用0，0.05，0.10，0.20和0.50 g原狀魚(yú)餌研究銅綠微囊藻在魚(yú)餌培養(yǎng)基溶液中的生長(zhǎng)狀況.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)魚(yú)餌投加量在0～0.2 g時(shí)，隨著魚(yú)餌釋放可利用營(yíng)養(yǎng)鹽水平的提高，藻細(xì)胞最大現(xiàn)存量隨魚(yú)餌投加量的增加逐漸增大;魚(yú)餌釋放的NH4+-N和溶解性正磷酸鹽(DOP)是銅綠微囊藻吸收利用的主要氮磷形態(tài).魚(yú)餌的投加造成銅綠微囊藻生長(zhǎng)延緩期延長(zhǎng)，但魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)鹽釋放達(dá)到平衡后接入藻種，延緩期延長(zhǎng)的現(xiàn)象消失，魚(yú)餌中營(yíng)養(yǎng)鹽的溶失和礦化過(guò)程消耗了大量溶解氧，是出現(xiàn)藻類(lèi)生長(zhǎng)延緩期延長(zhǎng)的重要原因.

魚(yú)餌;銅綠微囊藻;氮;磷

Abstract:Five different dosages(0，0.1，0.2，0.5 and 1.0 g)of fish bait with three different grain sizes(original，0.15 mm＜d≤0.85 mm，and d≤0.15 mm)were added into 400 mL of M11 culturingmedium without nitrogen and phosphorus.The aim was to exp lore the nutrient release characteristics with different grain sizes and dosages.The results indicated that the concentration of total phosphorus(TP)，orthophosphate(DOP)，total nitrogen(TN)and ammonia nitrogen(NH4+-N)in water increased significantly with the increase of fish bait dosages(P＜0.05).Grain size had negligible effects on the concentration of total phosphorus(TP)and total nitrogen(TN)in water with the same dosage.At the same time，Microcystis aeruginosa was introduced into the culturingmedium to investigate the effect of fish bait addition(0，0.05，0.10，0.20 and 0.50 g)on algae grow th.Itwas found that the biomass of M icrocystis aeruginosa increased with increasing dosage and available nutrient concentrations ranging between 0 and 0.2 grams. Further experimental results indicated that ammonia nitrogen and orthophosphate were the main fractions of nutrients used by Microcystis aeruginosa.It was also found that M icrocystis aeruginosa growth lag phase was extended several days with the presence of fish bait，but this phenomenon disappeared when vaccinations were conducted with balanced nutrient release conditions.Themost probable reason for this is that the process of dissolution，mineralization，and nutrient release greatly reduced dissolved oxygen availability in the medium，which restrained the algalgrowth to some degree.

Keywords:fish bait;Microcystis aeruginosa;nitrogen;phosphorus

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的不斷提高，淡水網(wǎng)箱養(yǎng)殖在我國(guó)很多地區(qū)發(fā)展起來(lái)［1-3］.一些地區(qū)一味追求經(jīng)濟(jì)效益最大化，加大養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖強(qiáng)度，導(dǎo)致水體局部或全部出現(xiàn)水質(zhì)惡化現(xiàn)象［4-5］.網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染主要來(lái)源于過(guò)量的餌料、魚(yú)類(lèi)排泄物以及魚(yú)藥等.其中，殘餌和魚(yú)類(lèi)排泄物能大大提高水體營(yíng)養(yǎng)水平［6-8］.研究表明，人工餌料中w(有機(jī)質(zhì))高達(dá)75%～85%，w(TN)為3%～7%，w(TP)為1%～3%［5］.餌料進(jìn)入水體后，一部分營(yíng)養(yǎng)鹽被水溶出直接進(jìn)入水體，部分被魚(yú)類(lèi)吸收并隨著魚(yú)的收獲而被帶出水體;另一部分則沉積到水體底部，成為二次污染源［9-11］.據(jù)報(bào)道，我國(guó)發(fā)生的赤潮中有27%與水產(chǎn)養(yǎng)殖有關(guān)［12］.

網(wǎng)箱養(yǎng)殖對(duì)水體環(huán)境的影響已經(jīng)有大量理論和試驗(yàn)研究［1-10］.借助于魚(yú)餌投入產(chǎn)出分析，魚(yú)餌的使用可引起水體氮磷含量上升 5.1% ～238%［4-5］;除營(yíng)養(yǎng)鹽外，投餌養(yǎng)殖還造成了環(huán)境因子，如溶解氧和pH降低、透明度下降以及浮游生物數(shù)量和組成發(fā)生變化等［6］.盡管網(wǎng)箱養(yǎng)殖可能引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化已經(jīng)成為共識(shí)，但養(yǎng)殖過(guò)程中魚(yú)餌對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)影響的研究相對(duì)較少.水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的學(xué)者進(jìn)行了不同形態(tài)餌料營(yíng)養(yǎng)鹽溶出率研究發(fā)現(xiàn)，氮磷的溶出主要集中在0.05～0.20 h，且粉狀餌料營(yíng)養(yǎng)鹽溶失率高于顆?；蚺蚧D料［11］.但以上研究均沒(méi)有涉及餌料對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化以及藻類(lèi)生長(zhǎng)的貢獻(xiàn).藻類(lèi)生長(zhǎng)與水體營(yíng)養(yǎng)鹽利用水平密切相關(guān)，魚(yú)餌作為營(yíng)養(yǎng)源，其氮磷釋放行為直接關(guān)系到藻的生長(zhǎng).該研究以淡水“水華”常見(jiàn)藻種——銅綠微囊藻為研究對(duì)象，在系統(tǒng)地探討魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)鹽釋放規(guī)律及相關(guān)影響因素的基礎(chǔ)上，研究藻類(lèi)在魚(yú)餌培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)過(guò)程和氮磷濃度變化間的響應(yīng)關(guān)系，以期為提高水產(chǎn)養(yǎng)殖餌料利用效率、改善水環(huán)境管理水平和防控養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 不同粒徑魚(yú)餌氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放

將魚(yú)餌研磨過(guò)孔徑為0.85和0.15 mm的泰勒篩，相應(yīng)的粒徑(d)分為:0.15 mm＜d≤0.85 mm和d≤0.15 mm.準(zhǔn)確稱取0，0.1，0.2，0.5和1.0 g原狀、過(guò)孔徑為0.85和0.15 mm的泰勒篩的魚(yú)餌，分別加入400 m L經(jīng)過(guò)高溫滅菌無(wú)氮磷M11培養(yǎng)基中，每組做2個(gè)平行.

從投加魚(yú)餌后的第2天開(kāi)始，試驗(yàn)持續(xù)12 d，每天早晨08:00—08:30用移液管取出10 m L水樣分析，依據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》［13］監(jiān)測(cè)TP，TN，溶解性正磷酸鹽(DOP)和NH4+-N等水質(zhì)指標(biāo).ρ(TN)采用紫外分光光度法測(cè)定;ρ(TP)和ρ(DOP)采用鉬銻抗分光光度法;ρ(NH4+-N)采用鈉氏試劑分光光度法［13］.試驗(yàn)結(jié)果均采用平行樣品測(cè)定結(jié)果的平均值.后續(xù)水樣測(cè)定程序相同.

1.2 魚(yú)餌對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)影響

1.2.1 藻種及培養(yǎng)基

試驗(yàn)用銅綠微囊藻購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院武漢水生生物研究所，魚(yú)餌由潘家口庫(kù)區(qū)管理處提供，購(gòu)于河北省廊坊市長(zhǎng)虹飼料有限公司.

M11無(wú)氮磷培養(yǎng)組成(以ρ計(jì)):MgSO4·7H2O 75 mg/L，CaCl2·2H2O 40 mg/L，Na2CO320 mg/L，檸檬酸鐵(Fe·citrate·xH2O)6 mg/L，Na2EDTA· 2H2O 1 mg/L.采用NaOH和HCl調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH為 8.0［14］.

1.2.2 接種

試驗(yàn)前藻種擴(kuò)大培養(yǎng)1周.取一定體積藻液在3 000 r/min下離心10 min，棄掉上清液，用15 mg/L NaHCO3溶液洗滌后離心，重復(fù)2次，用無(wú)菌水稀釋后接種于無(wú)氮磷培養(yǎng)基中進(jìn)行饑餓培養(yǎng)，2 d后用于試驗(yàn).試驗(yàn)藻的起始現(xiàn)存量為 5×104m L-1左右.

培養(yǎng)條件:試驗(yàn)分2組進(jìn)行，在魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)鹽釋放試驗(yàn)基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確稱取 0，0.05，0.10，0.20和0.50 g的原狀魚(yú)餌，加入裝有400 mL M11無(wú)氮磷培養(yǎng)基的錐形瓶中，其中一組(1#～5#，分別含有0，0.05，0.10，0.20和0.50 g魚(yú)餌)不接入藻種作為對(duì)照，另外一組(6#～10#，分別含有 0，0.05，0.10，0.20和0.50 g魚(yú)餌)接入銅綠微囊藻.

試驗(yàn)條件:試驗(yàn)在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，光照強(qiáng)度3 000 lx時(shí)溫度為28℃;光照強(qiáng)度0 lx時(shí)溫度為20℃，光暗比為12 h∶12 h，每日定時(shí)搖動(dòng)錐形瓶并隨機(jī)變換位置.試驗(yàn)在接入藻種后第2天開(kāi)始，每天早晨08:00取出部分水樣，測(cè)定藻細(xì)胞數(shù)量以及ρ(TP)，ρ(TN)，ρ(DOP)，ρ(-N)和pH等，每組試驗(yàn)均設(shè)2個(gè)平行樣.

另外，取部分魚(yú)餌研磨過(guò)直徑為0.15 mm的泰勒篩進(jìn)行理化性質(zhì)分析，測(cè)定w(TP)，w(TN)和w(有機(jī)質(zhì))［15］.

1.3 銅綠微囊藻魚(yú)餌培養(yǎng)液中的生長(zhǎng)延緩期驗(yàn)證

為驗(yàn)證魚(yú)餌對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)延緩期的影響，準(zhǔn)確稱取0，0.05和0.10 g原狀魚(yú)餌，加入到400 m L M11無(wú)氮磷培養(yǎng)基中.另外，用 K2HPO4和NaNO3配制與投加量為0，0.05和0.10魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)鹽釋放達(dá)到平衡時(shí)水體中ρ(TN)和ρ(TP)相當(dāng)?shù)腗11培養(yǎng)基.接種、培養(yǎng)條件、樣品采集與分析步驟同1.2節(jié).

1.4 生物量的測(cè)定

生物量的測(cè)定采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)的方法.當(dāng)生物量增長(zhǎng)小于5%時(shí)，認(rèn)為該組試驗(yàn)已達(dá)到最大現(xiàn)存量，即可結(jié)束培養(yǎng)［16］.

2 結(jié)果與討論

2.1 魚(yú)餌粒徑、投加量對(duì)氮、磷的釋放影響

理化性質(zhì)分析結(jié)果表明，試驗(yàn)所用魚(yú)餌的w(有機(jī)質(zhì))，w(TN)和w(TP)分別高達(dá)(85± 2)%，(5.32±0.16)%和(0.83±0.04)%.魚(yú)餌中氮磷釋放隨時(shí)間的變化將在2.2.2和2.2.3節(jié)詳細(xì)討論.圖1顯示了魚(yú)餌氮、磷釋放達(dá)到平衡后，魚(yú)餌粒徑、投加量與水體 TP，DOP，TN和-N平衡質(zhì)量濃度間的相互關(guān)系.從圖1可看出，魚(yú)餌釋放氮磷能力巨大，投加量為 0.1～1.0 g，水體氮、磷質(zhì)量濃度達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)閾值〔ρ(TN)≤0.2 mg/L，ρ(TP)≤0.02 mg/L［17］〕數(shù)十倍甚至數(shù)百倍;相同粒徑條件下，水體TP，DOP，TN和-N平衡質(zhì)量濃度隨著魚(yú)餌投加量的增加基本呈線性增長(zhǎng).魚(yú)餌粒徑對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽釋放影響較小，在任一投加量水平下，水體氮磷平衡質(zhì)量濃度間無(wú)顯著差異(P＞0.05).隨著魚(yú)餌投放量的增加，氮磷釋放量占魚(yú)餌氮磷總量的比例基本呈遞減趨勢(shì)，單位質(zhì)量魚(yú)餌釋放氮磷能力下降(見(jiàn)表1).營(yíng)養(yǎng)鹽釋放結(jié)果表明，投加量是制約魚(yú)餌氮磷釋放行為的關(guān)鍵因素，而粒徑對(duì)氮磷釋放過(guò)程影響不顯著.

圖1 粒徑、魚(yú)餌投加量對(duì)魚(yú)餌釋放TP，DOP，TN和-N平衡質(zhì)量濃度的影響Fig.1 Equilibrium mass concentrations of nitrogen and phosphorus with different sized feed and dosages

表1 魚(yú)餌中氮磷釋放比例Table 1 Percentage of the releasing nitrogen and phosphorus from fish food

2.2 魚(yú)餌對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響

2.2.1 銅綠微囊藻生長(zhǎng)狀況

魚(yú)餌進(jìn)入水體后，能夠通過(guò)溶失、礦化等過(guò)程釋放營(yíng)養(yǎng)鹽，提供藻類(lèi)生長(zhǎng)的必需養(yǎng)分.由圖2可見(jiàn)，魚(yú)餌可有效促進(jìn)銅綠微囊藻生長(zhǎng)，最大現(xiàn)存量可達(dá)107m L-1.為描述藻類(lèi)生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)鹽間的相互關(guān)系，將藻類(lèi)生長(zhǎng)期間水質(zhì)狀況進(jìn)行總結(jié)，結(jié)果見(jiàn)表2.由表2可見(jiàn)，魚(yú)餌投加量低于0.2 g時(shí)，最大現(xiàn)存量隨投餌量的升高呈逐漸增加趨勢(shì)，但投餌量為0.5 g組最大現(xiàn)存量相對(duì)較低.這是由于魚(yú)餌釋放氮磷過(guò)程消耗溶解氧［3］，過(guò)高的魚(yú)餌投加量造成水體中溶解氧偏低，進(jìn)而抑制藻的呼吸代謝作用，導(dǎo)致藻過(guò)早衰亡.魚(yú)餌的使用造成了銅綠微囊藻生長(zhǎng)滯后，相比于純培養(yǎng)基藻生長(zhǎng)延緩期2～4 d［13］，魚(yú)餌培養(yǎng)基中的銅綠微囊藻生長(zhǎng)延緩期較長(zhǎng)，達(dá)到8 d，這一特殊現(xiàn)象將通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)，具體見(jiàn)2.3節(jié).

圖2 不同魚(yú)餌投加量下銅綠微藻的生長(zhǎng)曲線Fig.2 A lgal densities under the condition of different feed dosages

表2 銅綠微囊藻生長(zhǎng)狀況和水質(zhì)指標(biāo)Table 2 Algal densities and water qualities

魚(yú)餌培養(yǎng)基的藻類(lèi)現(xiàn)存量高于同一濃度水平下無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)基［13］，這是因?yàn)轸~(yú)餌含有大量氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽，以及浮游植物生長(zhǎng)需要的豐富碳源［5，18-19］，可持續(xù)促進(jìn)藻類(lèi)生長(zhǎng)繁殖.類(lèi)似的研究也發(fā)現(xiàn)，銅綠微囊藻在以 β-甘油磷酸鈉(有機(jī)磷)為磷源的培養(yǎng)基中，其指數(shù)增長(zhǎng)期和最大現(xiàn)存量均大于以 K2HPO4(無(wú)機(jī)磷)為磷源的培養(yǎng)基［20］.此外，投加魚(yú)餌提高了水體氮磷濃度，但并未立刻引起藻類(lèi)增殖，而是延長(zhǎng)了生長(zhǎng)延緩期，這是因?yàn)樵宓纳L(zhǎng)對(duì)餌料溶失環(huán)境需要一定適應(yīng)期.最后，藻類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程中利用光合作用消耗水體CO2，導(dǎo)致水體 pH上升［21-22］，這可能是試驗(yàn)期間有藻組pH普遍大于相應(yīng)無(wú)藻組的主要原因(見(jiàn)表2).

2.2.2 藻類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程中磷濃度變化

圖3顯示了不同試驗(yàn)組中ρ(TP)和ρ(DOP)變化趨勢(shì).由圖3(a)可以看出，除空白對(duì)照組(1#和 6#)外，ρ(TP)在前3天逐漸上升，隨后逐漸保持穩(wěn)定.對(duì)比圖3(a)和(b)可發(fā)現(xiàn)，DOP是TP的主要組成部分.有藻組和無(wú)藻組的ρ(TP)和ρ(DOP)差可以衡量藻類(lèi)的磷利用水平，在魚(yú)餌投加量為0.05～0.50 g水平下，有藻組與無(wú)藻組ρ(TP)比值分別為96%，77%，73%和76%，有藻組與無(wú)藻組ρ(DOP)比值為65%，55%，52%和82%，這說(shuō)明藻類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程中DOP是主要的磷利用形態(tài).

圖3 ρ(TP)和ρ(DOP)時(shí)間動(dòng)態(tài)Fig.3 The time dynamics of total phosphorus and orthophosphate concentration

以現(xiàn)存量和磷濃度差分別代表藻生長(zhǎng)狀況和磷利用水平，選擇藻類(lèi)生長(zhǎng)情勢(shì)較好的0.05，0.10和0.20 g組進(jìn)行模擬分析，探討磷利用與藻生長(zhǎng)之間的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖4.從圖4可看出，TP利用量與藻生長(zhǎng)無(wú)明顯相關(guān)性，而DOP利用量與藻生長(zhǎng)之間呈顯著指數(shù)函數(shù)關(guān)系(R2分別為 0.83，0.95和0.67).

圖4 銅綠微囊現(xiàn)存量與ρ(TP)和ρ(DOP)相關(guān)性Fig.4 The relationship of total phosphorus，orthophosphate concentration and Microaptis aeruginosa density

魚(yú)餌釋放TP平衡時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)到3 d，與餌料溶失試驗(yàn)中TP在0.05～0.20 h后溶失率基本穩(wěn)定的結(jié)果不一致［11］，這是由于試驗(yàn)所用魚(yú)餌為原狀魚(yú)餌且水餌比高，因此磷的溶解釋放過(guò)程比餌料溶失試驗(yàn)中的細(xì)顆粒費(fèi)時(shí).魚(yú)餌釋放過(guò)程中，DOP是TP的主要組成部分，說(shuō)明磷溶失主要是可溶性磷釋放所致［11］.伴隨著藻的衰亡，部分銅綠微囊藻沉積到水體底部損失部分磷，導(dǎo)致有藻組的ρ(TP)低于無(wú)藻組，類(lèi)似現(xiàn)象在人工湖圍隔試驗(yàn)中也有報(bào)道［23］.DOP是促進(jìn)藻類(lèi)生長(zhǎng)的最佳磷形態(tài)，能被藻類(lèi)直接吸收［20］，藻細(xì)胞的利用是造成有藻組ρ(DOP)低于無(wú)藻組的重要原因.在藻生長(zhǎng)的延緩期，大量吸收水體中的 DOP，以可溶性磷、聚磷和磷脂等形式儲(chǔ)存于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，促進(jìn)藻的快速生長(zhǎng)［24］，這可能導(dǎo)致了ρ(DOP)差與現(xiàn)存量之間呈顯著的指數(shù)函數(shù)關(guān)系.

2.2.3 藻類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程中氮濃度變化

銅綠微囊藻生長(zhǎng)過(guò)程中氮濃度的變化見(jiàn)圖5.由圖5可見(jiàn)，除空白對(duì)照組(1#)外，無(wú)藻組ρ(TN)和ρ(-N)隨時(shí)間的推移呈上升趨勢(shì)，魚(yú)餌中氮素逐漸釋放進(jìn)入水體;有藻組除空白對(duì)照組(6#)和魚(yú)餌投加量0.5 g組(10#)外，ρ(TN)在10 d后逐漸下降并趨于穩(wěn)定，ρ(-N)呈小幅上升趨勢(shì).對(duì)比圖5(a)和(b)可發(fā)現(xiàn)-N是TN的主要組成部分.有藻組和無(wú)藻組的ρ(TN)和ρ(-N)差可以衡量藻類(lèi)的氮利用水平，在魚(yú)餌投加量為0.05～0.50 g水平下，有藻組與無(wú)藻組ρ(TN)比值分別為62%，85%，75%和77%，有藻組與無(wú)藻組ρ(-N)比值為21%，26%，35%和74%，說(shuō)明藻類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程中-N是主要的氮利用形態(tài).

圖5 ρ(TN)和ρ(-N)的時(shí)間動(dòng)態(tài)Fig.5 The time dynam ics of total nitrogen and ammonia mass concentration

圖6 銅綠微囊現(xiàn)存量與ρ(TN)和ρ(N)相關(guān)性Fig.6 The relationship of total nitrogen，ammonia mass concentration and algae densities

以現(xiàn)存量和氮濃度差分別代表藻生長(zhǎng)狀況和氮利用水平，選擇藻類(lèi)生長(zhǎng)情勢(shì)較好的0.05，0.10和0.20 g組進(jìn)行模擬分析，探討氮利用與藻生長(zhǎng)之間的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖6.從圖6可看出，TN利用量與藻生長(zhǎng)呈弱相關(guān)性，而-N利用量與藻生長(zhǎng)之間呈顯著線性關(guān)系(R2分別為0.93，0.64和0.84).

2.3 魚(yú)餌對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)滯后現(xiàn)象的驗(yàn)證

藻生長(zhǎng)繁殖經(jīng)過(guò)延緩期、生長(zhǎng)期、穩(wěn)定期和衰減期4個(gè)階段，無(wú)機(jī)氮磷培養(yǎng)基條件下，一般經(jīng)過(guò)2～4 d延緩期即進(jìn)入生長(zhǎng)期［12］.如圖2所示，魚(yú)餌培養(yǎng)液中銅綠微囊藻生長(zhǎng)延緩期達(dá)到8～10 d.為驗(yàn)證魚(yú)餌等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)源導(dǎo)致藻類(lèi)生長(zhǎng)延緩期延長(zhǎng)的現(xiàn)象，該研究同步采用無(wú)機(jī)氮磷為營(yíng)養(yǎng)鹽的M11培養(yǎng)基(Ⅰ#和Ⅱ#)和魚(yú)餌培養(yǎng)液(Ⅲ#和Ⅳ#)進(jìn)行試驗(yàn).當(dāng)魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)鹽釋放達(dá)到平衡后(約6 d)，在氮磷等營(yíng)養(yǎng)水平相同的魚(yú)餌培養(yǎng)液和無(wú)機(jī)氮磷M11培養(yǎng)基中接種銅綠微囊藻，結(jié)果見(jiàn)圖7.由圖7可見(jiàn)，營(yíng)養(yǎng)鹽釋放達(dá)到平衡后，魚(yú)餌培養(yǎng)液中銅綠微囊藻不再出現(xiàn)生長(zhǎng)延緩期延長(zhǎng)的現(xiàn)象，無(wú)論魚(yú)餌培養(yǎng)液還是無(wú)機(jī)氮磷培養(yǎng)基，銅綠微囊藻均經(jīng)過(guò)4 d的延緩期后進(jìn)入生長(zhǎng)期;然而，相同氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽條件下，魚(yú)餌培養(yǎng)基中藻最大現(xiàn)存量顯著高于K2HPO4和NaNO3配制的培養(yǎng)基.魚(yú)餌含有大量有機(jī)質(zhì)，溶解和礦化形成藻類(lèi)可利用氮磷需要較長(zhǎng)時(shí)間，另外魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)鹽溶失和初始礦化階段消耗大量溶解氧［12］，不利于藻類(lèi)的生長(zhǎng)呼吸，在二者綜合影響下，導(dǎo)致魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)源培養(yǎng)條件下銅綠微囊藻生長(zhǎng)延緩期延長(zhǎng).

圖7 銅綠微囊藻在魚(yú)餌培養(yǎng)液和培養(yǎng)基中生長(zhǎng)情況Fig.7 Microcystis aeruginosa grow th conditions in fish food culture medium and M 11 culture medium

3 結(jié)論

a.魚(yú)餌通過(guò)溶失及礦化等過(guò)程，釋放氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素影響藻類(lèi)生長(zhǎng).整體看來(lái)，影響魚(yú)餌營(yíng)養(yǎng)釋放的唯一因素是投加量，與粒徑無(wú)關(guān);此外，單位魚(yú)餌氮磷釋放能力隨著投加量的增加基本呈降低趨勢(shì).

b.魚(yú)餌可以持續(xù)促進(jìn)藻類(lèi)生長(zhǎng)，在0～0.2 g投餌量范圍內(nèi)，藻的最大現(xiàn)存量隨著投餌量的增加而增加;魚(yú)餌作為有機(jī)營(yíng)養(yǎng)源，其釋放和轉(zhuǎn)化形成的-N與DOP是銅綠微囊藻吸收利用的主要氮磷形態(tài).

c.魚(yú)餌初始營(yíng)養(yǎng)釋放與轉(zhuǎn)化過(guò)程不利于銅綠微囊藻的生長(zhǎng)，造成其延緩期延長(zhǎng);但當(dāng)營(yíng)養(yǎng)釋放達(dá)到平衡后，與同等水平的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)源相比，魚(yú)餌中的碳源及微量元素能提高藻類(lèi)現(xiàn)存量.

d.考慮到銅綠微囊藻的增長(zhǎng)與利用的DOP呈指數(shù)關(guān)系，采用緩慢溶蝕型餌料控制磷的釋放效率，有助于抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)和防治水體富營(yíng)養(yǎng)化.

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Effect of Fish Bait on M icrocystis aeruginosa G row th

WU Min1，HUANG Sui-liang1，DU Sheng-lan1，ZANG Chang-juan1，LIN Chao2，LUO Yang2

1.Key Laboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria of the Ministry of Education，Numerical Simulation Group for Water Environment，Key Laboratory of Environmental Remediation and Pollution Control in Tianjin，College of Environmental Science and Engineering，Nankai University，Tianjin 300071，China

2.Haihe River Water Conservancy Commission，Haihe Water Resources Protection Bureau，Tianjin 300170，China

X705

A

1001-6929(2011)01-0050-08

2010-06-14

2010-08-31

水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(200801135);天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(09ZCGYSF00400);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51079068)

吳 敏 (1985 -)， 女， 安 徽 銅 陵 人，wumin@mail.nankai.edu.cn.

*責(zé)任作者，黃歲樑(1964-)，男，湖南大通湖人，教授，博士(后)，博導(dǎo)，主要從事水體環(huán)境學(xué)與水環(huán)境數(shù)值模擬研究，slhuang@nankai.edu.cn