楊希+李濤+白海鋒+高志+袁永鋒+賈秋紅+高宏偉

摘要：為了解生物絮團技術(shù)在凈化池塘水質(zhì)的同時對池塘初級生產(chǎn)力的影響，于2015年9月-10月對陜西團頭魴良種場鯉魚池塘的浮游植物群落結(jié)構(gòu)進行了調(diào)查研究。結(jié)果顯示：生物絮團池塘共出現(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間和空間上差異性顯著（P<0.05）。研究表明，生物絮團技術(shù)對池塘浮游植物群落結(jié)構(gòu)影響較大，隨著絮團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；鯉魚；浮游植物；群落結(jié)構(gòu)

生物絮團技術(shù)是一種新型養(yǎng)殖技術(shù)，通過向養(yǎng)殖水體中補充有機碳源，調(diào)整碳氮比，使水體中的異養(yǎng)微生物通過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程絮凝了水中的絲狀藻類、原生動物、有機碎屑等物質(zhì)形成絮狀物，這種生物絮團又可作為餌料蛋白，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)殖動物消化和免疫性能等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐[2]。目前，對于生物絮團技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用研究較多[3-5]，但是對其在養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用對浮游植物的影響研究未見報道。浮游植物是水生態(tài)系統(tǒng)中重要的初級生產(chǎn)者，是食物鏈中最低營養(yǎng)級，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，浮游植物對水質(zhì)變化比較敏感，常常被用作水環(huán)境質(zhì)量一項重要評價指標(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]。本研究通過對生物絮團池塘浮游植物群落的研究，科學(xué)地評價其生態(tài)環(huán)境狀況，以期為提高生物絮團在池塘養(yǎng)殖中的生態(tài)效應(yīng)，促進池塘生態(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試驗池塘

試驗池塘選擇在西安草灘渭河南岸養(yǎng)殖區(qū)。池塘長方形，東西走向，日照充足，池壁用混凝土護坡，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試驗方法

1.2.1試驗設(shè)計

生物絮團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。試驗設(shè)置對照組，對照組和實驗組各設(shè)置兩個平行池塘。試驗期間不換水，僅根據(jù)池塘水位適當(dāng)添加新水，以彌補蒸發(fā)和滲漏引起的水分損失。在日常管理中，試驗塘和對照塘盡量做到一致，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)查觀測與分析》[7]。依據(jù)池塘情況，每5 d采樣一次，同時監(jiān)測池塘水質(zhì)，采樣時間選擇在上午8：30-9：30，采樣地點設(shè)置在池中央和池邊。水樣用5 000 mL有機玻璃采水器在水面下50 cm處采水樣1 000 mL，現(xiàn)場用魯哥氏液（加入量1%～1.5%）進行固定，固定好的樣本隨后帶回實驗室靜置24 h，用虹吸管濃縮至50 mL。依據(jù)相關(guān)參考文獻[8-10]，在生物顯微鏡（放大倍數(shù)×400～×1 000）下鑒定種類并計數(shù)。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

浮游植物生物密度計算公式：

N=（V1 ×n）/（V×V2 ）[11]

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

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

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件包進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。生物絮團池與對照池，以及生物絮團池塘不同時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行。

2結(jié)果與分析

2.1水質(zhì)指標(biāo)

試驗期間，生物絮團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；透明度變化范圍為22～35 cm，隨時間的推移呈下降趨勢；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趨勢。從整體來看，在時間尺度上，除氨氮和亞硝酸氮外，其余水質(zhì)指標(biāo)無顯著性差異（P>0.05）。對比對照池塘，生物絮團池塘透明度、氨氮、亞硝酸氮三項指標(biāo)差異顯著（P<0.05）。

2.2浮游植物群落結(jié)構(gòu)

生物絮團池塘和對照池塘在試驗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。

從時間尺度上看，生物絮團池塘浮游植種類變化呈現(xiàn)波浪型，在試驗第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%，而在試驗結(jié)束時（10月1日）出現(xiàn)低谷值（21種）。在時間尺度上，生物絮團池塘浮游植物種類數(shù)存在顯著性差異（P<0.05），對照池差異不顯著（P>0.05）（圖2）。

試驗期間生物絮團池塘和對照池塘浮游植物密度均呈先升后降的趨勢，生物絮團池塘7月15日密度達(dá)到最大值，顯著高于其他時間（P<005），而對照池塘密度高峰期出現(xiàn)9月20日（見圖3）。生物絮團池塘浮游植物生物密度平均值為2 217.07×104 ind./L，在時間上的變化范圍為1 372.82×104～3 093.71×104 ind./L；對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間尺度上出現(xiàn)顯著性差異（P<0.05）。

從圖4可見，試驗期間試驗池塘和對照池塘浮游植物生物量的變化趨勢與密度基本一致。試驗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，試驗結(jié)束時生物量顯著降低，出現(xiàn)最低值，為4.62 mg/L（P<0.05）。從時間上來看，試驗池塘和對照池塘生物量在9月15日之前無顯著性差異（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)的初級生產(chǎn)者，能通過食物鏈將營養(yǎng)物質(zhì)傳遞到更高營養(yǎng)層，對生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動起到積極的推動作用[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)殖動物等。

氮、磷是生命組織中的必需元素，對浮游植物來說，適量的氮、磷能促進其生長。有研究顯示，通常情況下水中的浮游植物在吸收氮元素時，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[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，浮游植物的生長繁殖將受到抑制[14]。從本試驗可以看出，生物絮團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，而對照組這種下降點則延遲了一段時間。這種差異分析認(rèn)為，生物絮團一般從開始形成到成熟需要10～15 d的時間[15]，在這段時間里水體中的氨氮、亞硝酸氮含量變化不大，當(dāng)生物絮團系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)后，其對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所需的營養(yǎng)元素減少，從而使浮游植物在試驗中后期出現(xiàn)漸減的現(xiàn)象。

生物絮團技術(shù)的應(yīng)用需要充足的溶解氧，因此在實施過程中需要不斷地充氣攪水，使生物絮團懸浮于水中，以方便魚類攝食，另一方面防止絮團下沉。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在試驗池由于生物絮團的懸浮導(dǎo)致水體透明度相比對照池降低，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]。本試驗發(fā)現(xiàn)，由于透明度和水溫的變化影響，試驗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，生物絮團技術(shù)在鯉魚養(yǎng)殖過程中對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)用推廣生物絮團技術(shù)時，合理地控制生物絮團生物量和有效的管理模式是生物絮團技術(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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