鄭 輝，許文超

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 海洋學(xué)院，河北 秦皇島 066000； 2.唐山出入境檢驗檢疫局，河北 唐山 063000)

4種海藻在南美白對蝦養(yǎng)殖水體中的生態(tài)作用

鄭 輝1，許文超2

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 海洋學(xué)院，河北 秦皇島 066000； 2.唐山出入境檢驗檢疫局，河北 唐山 063000)

在實驗室條件下，設(shè)置南美白對蝦單養(yǎng)試驗?zāi)Ｊ郊澳厦腊讓ξr分別與龍須菜、孔石莼、海帶、滸苔4種不同海藻混養(yǎng)模式，研究不同海藻對南美白對蝦養(yǎng)殖水體中氨態(tài)氮(NH4-N)、亞硝態(tài)氮(NO2-N)、硝態(tài)氮(NO3-N)和磷酸鹽(PO4-P)的清除效果。結(jié)果顯示， 4種海藻對NH4-N、NO2-N、NO3-N和PO4-P的清除率不同，其中，龍須菜組對NH4-N、NO2-N、NO3-N、PO4-P的清除率分別為79.25%、68.00%、65.57%、70.00%，孔石莼組分別為75.47%、60.00%、54.05%、65.00%，海帶組分別為71.70%、56.00%、40.54%、57.50%，滸苔組分別為77.36%、76.00%、59.46%、67.50%。各試驗組中南美白對蝦生長情況均較南美白對蝦單養(yǎng)良好，龍須菜組體長、體質(zhì)量的特定增長率均最高，分別為1.43%、4.24%?？梢?，4種海藻與南美白對蝦混養(yǎng)均可以有效清除南美白對蝦養(yǎng)殖水體中的營養(yǎng)鹽，南美白對蝦與龍須菜混養(yǎng)效果最佳。

南美白對蝦； 龍須菜； 孔石莼； 海帶； 滸苔； 混養(yǎng)

隨著我國南美白對蝦養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大、集約化程度的不斷提高，在其代謝物和殘餌影響下，養(yǎng)殖水體中不僅含有大量的氮、磷等營養(yǎng)鹽，還含有少量殘留藥物，養(yǎng)殖環(huán)境日益惡化，甚至影響淺海的生態(tài)環(huán)境[1-3]。因此，有效去除蝦養(yǎng)殖水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽對改善水體環(huán)境具有重要的意義。將大型水生植物作為“生物凈化器”凈化吸收養(yǎng)殖廢水中的營養(yǎng)鹽是水產(chǎn)學(xué)術(shù)界普遍認為行之有效的水質(zhì)改良措施之一[4-11]，將有經(jīng)濟價值的大型海藻如龍須菜、孔石莼等引入南美對蝦養(yǎng)殖環(huán)境中，吸收養(yǎng)殖過程中排出的代謝物，參與對蝦養(yǎng)殖水域的環(huán)境修復(fù)，同時將成熟后的海藻進行收割，還可將環(huán)境效益和經(jīng)濟效益統(tǒng)一。鑒于此，采用在南美白對蝦(Penaeusvannamei)養(yǎng)殖水體中分別植入我國常見的大型海藻龍須菜(Gracilarialemaneiformis)、孔石莼(Ulvapertusavar)、海帶(LaminariajaponicaAresch)和滸苔(Enteromorphaprolifra)的方式進行模擬試驗，研究這4種海藻對南美對蝦養(yǎng)殖水體的水質(zhì)凈化效果以及對南美對蝦生長的影響，為進一步選擇大型海藻建立生態(tài)綜合性的南美對蝦養(yǎng)殖模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

南美白對蝦取自秦皇島沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖場，體質(zhì)量(4.2±0.5)g，體長(7.1±0.5)cm。龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔取自秦皇島沿海養(yǎng)殖區(qū)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2015年8月17日—9月27日進行。南美白對蝦采用網(wǎng)籠養(yǎng)殖，網(wǎng)籠規(guī)格為45 cm×24 cm×23 cm，每籠對蝦8尾，養(yǎng)殖池的規(guī)格為100 cm×50 cm×48 cm,養(yǎng)殖對蝦5 d后，開始植入海藻進行混養(yǎng)，海藻以繩掛法夾于池壁，與蝦籠保持一定距離，避免對蝦食用海藻。試驗共設(shè)置4個混養(yǎng)模式，其中龍須菜、孔石莼、海帶、滸苔養(yǎng)殖密度分別為(168.5±6.1)、(170.4±5.2)、(169.6±6.9)、(171.5±4.1)g/m3，同時設(shè)1個對照組(不放海藻)，每組設(shè)3個重復(fù)。

1.3 養(yǎng)殖管理

試驗期間，養(yǎng)殖水體pH值7.6～8.6，水溫20～26 ℃，鹽度28‰～30‰。對蝦飼喂專用顆粒飼料，每天投喂2次，日投喂量為蝦體質(zhì)量的3%。各養(yǎng)殖池均采用氣泵充氣，不換水，僅補充蒸發(fā)所失水分。

1.4 取樣和測定

每周取1次水樣，測定氨態(tài)氮(NH4-N)、亞硝態(tài)氮(NO2-N)、硝態(tài)氮(NO3-N)和磷酸鹽(PO4-P)的質(zhì)量濃度。海水分析方法標準為GB17378.4—2007，其中，NH4-N的測定采用次溴酸鈉氧化法，NO2-N的測定采用重氮-偶氮法，NO3-N的測定采用鎘柱還原法，PO4-P的測定采用抗壞血酸還原磷鉬藍法。養(yǎng)殖生物的生長情況在試驗開始和結(jié)束時測定。

養(yǎng)殖對蝦的生長指標按下式進行計算：

SWGR=100×ln(Wt/W0)/t×100%

SLGR=100×ln(Lt/L0)/t×100%

式中，SWGR為體質(zhì)量特定增長率，W0為初始濕質(zhì)量(g)，Wt為t時間后的濕質(zhì)量(g)，SLGR為體長特定增長率，L0為初始體長(cm)，Lt為t時間后的體長(cm)，t為時間(d)。

養(yǎng)殖對蝦的存活率按下式進行計算：

SR=Nt/N0×100%

式中，SR為存活率,N0為初始時蝦的數(shù)量，Nt為t時間后蝦的數(shù)量。

海藻對營養(yǎng)鹽的清除率按下式計算：

C=(V0-Vi)/V0×100%

式中，C為營養(yǎng)鹽清除率，V0為對照組的營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度(mg/L)，Vi為試驗組的營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度(mg/L)。

2 結(jié)果與分析

2.1 南美白對蝦的生長情況

由表1可以看出，對照組中南美白對蝦的體長和體質(zhì)量的特定增長率均最低，分別為0.73%和3.23%。與對照組相比，龍須菜、孔石莼、海帶、滸苔組中南美白對蝦的體長特定增長率分別提高了0.70、0.63、0.53、0.65個百分點，體質(zhì)量特定增長率分別提高了1.01、0.67、0.48、0.91個百分點。龍須菜、孔石莼、海帶、滸苔組中南美白對蝦生長情況均較南美白對蝦單養(yǎng)良好，龍須菜組體長和體質(zhì)量的特定增長率均最高，分別為1.43%和4.24%。各試驗組中南美白對蝦成活率分別為100.0%、100.0%、87.5%、100.0%，對照組僅為75.0%。

表1 不同混養(yǎng)模式下南美白對蝦的生長情況

2.2 海藻對養(yǎng)殖水體中營養(yǎng)鹽的清除效果

2.2.1 海藻對NH4-N的清除效果 由圖1可以看出，試驗期間，試驗組的NH4-N質(zhì)量濃度水平明顯低于對照組。試驗前21d對照組中的NH4-N質(zhì)量濃度上升幅度較大，從最初的0.11 mg/L上升到0.46 mg/L，之后上升趨勢減緩。其原因可能是因為溫度下降使南美白對蝦的新陳代謝能力減弱，排泄物減少[12]。與對照組相比，試驗期間龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中的NH4-N質(zhì)量濃度始終處于較低水平， 各試驗組中NH4-N平均值分別為0.14、0.16、0.17、0.16 mg/L，而對照組為0.43 mg/L。試驗結(jié)束時，龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中NH4-N清除率分別為79.25%、75.47%、71.70%、77.36%。

圖1 海藻對NH4-N的清除效果

2.2.2 海藻對NO2-N的清除效果 由圖2可以看出，與對照組相比，各試驗組中NO2-N質(zhì)量濃度變化幅度不大，均處于較低水平。對照組的NO2-N質(zhì)量濃度7 d急劇上升至0.21 mg/L，之后變化趨于平緩，試驗期間6次測量值之間變化幅度不大，均值為0.24 mg/L。試驗期間龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中NO2-N質(zhì)量濃度平均值分別是0.08、0.09、0.12、0.10 mg/L。試驗結(jié)束時，龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中NO2-N清除率分別為68.00%、60.00%、56.00%、76.00%。

圖2 海藻對NO2-N的清除效果

2.2.3 海藻對NO3-N的清除效果 由圖3可以看出，各養(yǎng)殖模式中NO3-N質(zhì)量濃度的變化趨勢和NO2-N質(zhì)量濃度的變化趨勢類似，試驗期間龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中NO3-N質(zhì)量濃度平均值分別是0.15、0.16、0.22、0.17 mg/L，而對照組為0.36 mg/L。試驗結(jié)束時，龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中NO3-N清除率分別為67.57%、54.05%、40.54%、59.46%。

圖3 海藻對NO3-N的清除效果

2.2.4 海藻對PO4-P的清除效果 由圖4可以看出，對照組中PO4-P質(zhì)量濃度總體呈上升趨勢，其變化范圍為0.12～0.40 mg/L。前14 d，4個試驗組的PO4-P質(zhì)量濃度都有所上升，其中海帶組中PO4-P質(zhì)量濃度上升幅度較大，從第14天開始，各試驗組中PO4-P質(zhì)量濃度開始緩慢下降。在試驗期間，對照組中PO4-P質(zhì)量濃度的平均值為0.33 mg/L，龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中PO4-P質(zhì)量濃度平均值分別為0.16、0.16、0.21、0.17 mg/L。試驗結(jié)束時，龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中PO4-P清除率分別為70.00%、65.00%、57.50%、67.50%。

圖4 海藻對PO4-P的清除效果

3 結(jié)論與討論

3.1 海藻對南美白對蝦生長的影響

海藻與南美白對蝦具有生態(tài)上的互補性，能吸收南美白對蝦釋放到水體中的CO2和氮、磷等營養(yǎng)鹽，并能釋放出蝦類呼吸所需的O2，進而增加水體溶解氧含量,凈化水質(zhì)，蝦排泄物中的含氮物質(zhì)為海藻提供了充足的氮源。本試驗結(jié)果顯示，加入海藻的試驗組中南美白對蝦體質(zhì)量特定增長率、體長特定增長率和存活率均明顯高于對照組。

3.2 海藻對營養(yǎng)鹽的清除

餌料有約80%的氮被蝦類直接攝食，攝食的部分中僅有約28%的氮用于蝦類生長，這意味著投入的餌料僅有22%被有效利用，其余部分都以營養(yǎng)鹽的形式排放到養(yǎng)殖環(huán)境中[13]。發(fā)展大型海藻和蝦類的混養(yǎng)方式是解決蝦類養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化的有效方法[14-15]。本試驗結(jié)果表明，海藻對營養(yǎng)鹽的清除效果明顯，盡管試驗期間沒有換水，植入海藻的蝦養(yǎng)殖水體仍能保持良好的水質(zhì)。

大型海藻對硝態(tài)氮的清除效果一般低于氨態(tài)氮[16]，在試驗結(jié)束時，龍須菜、孔石莼、海帶和滸苔各組中NH4-N清除率分別為79.25%、75.47%、71.70%、77.36%，而NO3-N清除率分別為67.57%、54.05%、40.54%、59.46%。主要是因為海藻能將氨態(tài)氮直接轉(zhuǎn)化成氨基酸,而亞硝態(tài)氮需先轉(zhuǎn)化成氨態(tài)氮,然后再轉(zhuǎn)化成氨基酸。

綜合4種海藻對養(yǎng)殖水體中營養(yǎng)鹽的清除效果以及對南美白對蝦體質(zhì)量特定增長率、體長特定增長率和存活率的影響，可以得出，龍須菜與南美白對蝦混養(yǎng)效果最佳。

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Ecological Effects of Four Kinds of Algae inPenaeusvannameiCulture System

ZHENG Hui1,XU Wenchao2

(1.Ocean College of Hebei Agricultural University,Qinhuangdao 066000,China; 2.Tangshan Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau,Tangshan 063000,China)

Four kinds of algae，Gracilarialemaneiformis，Ulvapertusavar，LaminariajaponicaAresch andEnteromorphaprolifra，were polycultured withPenaeusvannameirespectively in laboratory to investigate different algae’s nutrients uptake rates．The results showed that all the algae could absorb the nutrients produced byPenaeusvannameieffectively．The uptake rates ofGracilarialemaneiformison nutrients of NH4-N,NO2-N,NO3-N and PO4-P were 79.25%，68.00%，65.57%and 70.00%,respectively．In theUlvapertusavarpolyculture system，the uptake rates of nutrients were 75.47%，60.00%，54.05%，65.00%,respectively，and 71.70%，56.00%，40.54%，57.50%,respectively inLaminariajaponicaAresch polyculture group，and 77.36%，76.00%，59.46%，67.50%,respectively inEnteromorphaprolifrapolyculture group．The growth rates ofPenaeusvannameiin the polyculture patterns were higher than that in monoculture pattern．The SLGR and SWGR ofGracilarialemaneiformiswere 1.43%and 4.24%,respectively.Considering the effects on water quality purification，SWGR,SLGR and SR ofPenaeusvannamei，GracilarialemaneiformisandPenaeusvannameipolyculture petterns had better effects than the others．

Penaeusvannamei;Gracilarialemaneiformis;Ulvapertusavar;LaminariajaponicaAresch;Enteromorphaprolifra; polyculture

2015-10-20

秦皇島市科技計劃支撐項目(201401A209)

鄭 輝(1982-)，男，河北唐山人，講師，碩士，主要從事水體污染防治技術(shù)的研究。E-mail: zhenghui619@163.com

S94

A

1004-3268(2016)05-0144-04