趙晚晨，秦秀東，程光平，張偉剛，孫玉章，李文紅，趙學(xué)倩，張亞軍

（1.廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院/廣西高校水生生物健康養(yǎng)殖與營養(yǎng)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530005；2.桂林市第二水產(chǎn)養(yǎng)殖場，廣西 桂林 541000；3.廣西桂林市小池塘農(nóng)牧有限公司，廣西 桂林 541000）

【研究意義】投飼模式是水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中極為重要的飼養(yǎng)技術(shù)，不同養(yǎng)殖品種、個(gè)體大小及養(yǎng)殖水域水環(huán)境條件不同時(shí)，其適宜的投飼率也不相同［1］。探究水產(chǎn)動(dòng)物適宜的投飼率及攝食水平是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益最大化的重要途徑之一［2］。黃顙魚（Pelteobagrus fulvidraco Richardson）屬于脊索動(dòng)物門（Chordata）鯰形目（Siluriformes）鲿科（Bagridae）黃顙魚屬（Pelteobagrus），俗稱黃骨魚、嘎牙子等［3］，是一種小型底棲淡水經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚類，也是我國南方地區(qū)淡水養(yǎng)殖主導(dǎo)品種之一。近年來，黃顙魚池塘養(yǎng)殖業(yè)的高密度、高投飼量養(yǎng)殖加劇了養(yǎng)殖水體的富營養(yǎng)化，導(dǎo)致養(yǎng)殖塘水質(zhì)不同程度惡化，同時(shí)引發(fā)了養(yǎng)殖對象病害以及水環(huán)境質(zhì)量等問題。因此，對黃顙魚養(yǎng)殖塘適宜投飼率篩選，將為構(gòu)建節(jié)能型生態(tài)化魚類養(yǎng)殖新技術(shù)體系提供依據(jù)，對推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有積極意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】國內(nèi)學(xué)者研究了不同投飼率對錦鯉幼魚［4］、羅非魚［5］生長及養(yǎng)殖水質(zhì)的影響。苗淑彥等［6］研究發(fā)現(xiàn)，在投飼率過高的情況下，水體中的殘餌是引起養(yǎng)殖水體水質(zhì)惡化的關(guān)鍵因素；高杉等［7］研究養(yǎng)殖水體中的氮、磷等水平，發(fā)現(xiàn)隨著飼料投喂率的增加，氮、磷等營養(yǎng)鹽的含量有所提高，致使水質(zhì)狀況變差［8］。此外，還有學(xué)者研究了不同投飼率對黃顙魚生長性能、成活率及攝食的影響［9］，但迄今關(guān)于不同投飼率對黃顙魚養(yǎng)殖塘水環(huán)境質(zhì)量影響的研究鮮有報(bào)道?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】水質(zhì)評價(jià)是判斷水質(zhì)優(yōu)劣以及制定養(yǎng)殖水體水質(zhì)調(diào)控措施的前提。水質(zhì)評價(jià)的常用方法包括單因子指數(shù)法［10］、主成分分析法、綜合指數(shù)評價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)法和模糊評判法［11］等，其中主成分分析法（Principal Component Analysis，PCA）具有降維作用［12］，而灰色關(guān)聯(lián)分析法具有較高的信息利用率［13］，二者結(jié)合有助于提高水質(zhì)評價(jià)結(jié)果的可信性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以10口生產(chǎn)性黃顙魚養(yǎng)殖塘為載體，探索5種投飼率對養(yǎng)殖塘主要環(huán)境因子的影響。通過定期采樣監(jiān)測，結(jié)合主成分分析與灰色關(guān)聯(lián)分析相，評價(jià)不同投飼率下養(yǎng)殖塘的水質(zhì)狀況，初步篩選出基于良好水質(zhì)的黃顙魚節(jié)能型投飼模式，為我國魚類池塘生態(tài)化養(yǎng)殖提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)塘為廣西桂林市小池塘農(nóng)牧有限公司的10口食用黃顙魚養(yǎng)殖塘。土質(zhì)塘堤，面積0.16～0.60 hm2，平均水深1.8 m，底泥厚度約40 cm。水源以集雨水為主、附近溪流抽提灌溉為輔。各塘均設(shè)1臺(tái)自動(dòng)投飼機(jī)和2臺(tái)水車式增氧機(jī)。

本試驗(yàn)在黃顙魚養(yǎng)殖周期的中、后期進(jìn)行，原放養(yǎng)魚種為自培的雜交黃顙魚，經(jīng)過篩及抽樣測定主要生長指標(biāo)后進(jìn)行分塘，魚種規(guī)格及放養(yǎng)情況如表1所示。設(shè)1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0% 5個(gè)投飼率處理（對應(yīng)A組、B組、C組、D組和E組），2個(gè)重復(fù)。供試飼料為廣東奧特飼料有限公司生產(chǎn)的海龍牌黃顙魚膨化配合飼料，粗蛋白含量≥40%。

1.2 養(yǎng)殖管理

各塘按黃顙魚魚種重量及設(shè)定投飼率計(jì)算每天的理論投飼量；使用自動(dòng)投飼機(jī)投飼，每天清晨和傍晚各投喂1次，每隔10 d調(diào)整日投飼量1次；在具體投喂中，以每天傍晚投飼1 h后的飼料剩余狀況判斷當(dāng)天實(shí)際投飼量及確定次日投飼量。試驗(yàn)期共60 d（2018年7～9月），期間各處理塘實(shí)際飼料輸入量如表1所示。

表1 各塘投飼率、魚種放養(yǎng)及飼料輸入情況Table 1 Feeding rate, stocking and feed input of each pond

1.3 水質(zhì)樣品采集與分析

水質(zhì)測定項(xiàng)目包括水溫（WT）、酸堿度（pH）、透明度（SD）、亞硝酸鹽氮（NO2-N）、氨態(tài)氮（NH3-N）、總氮（TN）、化學(xué)需氧量（CODMn）、5日生化需氧量（BOD5）、總磷（TP）和溶氧（DO）。采樣點(diǎn)為每口塘投飼臺(tái)附近。魚種放養(yǎng)當(dāng)天開始采集水樣，之后每隔30 d左右采集水樣1次，先后采樣檢測水質(zhì)共3次。樣品采集和測定參照文獻(xiàn)［14-17］進(jìn)行，水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［18］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010對各試驗(yàn)塘水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理［19］，無量綱化公式如下，獲取無量綱化值見表2。

式中，Xb(K)為b檢測時(shí)期試驗(yàn)塘評估樣品的K項(xiàng)指標(biāo)的無量綱化值；為 b 檢測時(shí)期試驗(yàn)塘評估樣品各水質(zhì)指標(biāo)的實(shí)測值；為水環(huán)境質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)中各評估指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。

為提高分析結(jié)果參數(shù)的有效性［20-21］，用主成分分析法（PCA）SPSS 25比較分析5種投飼率下養(yǎng)殖塘的主要環(huán)境因子，用灰色關(guān)聯(lián)分析法對水質(zhì)等級進(jìn)行綜合評價(jià)［22-23］。

采用KMO和巴特利特球形檢驗(yàn)對主成分的適用性作出判斷。KMO檢驗(yàn)的依據(jù)是變量間的簡單相關(guān)同偏相關(guān)的比較，一般認(rèn)為KMO接近1，相應(yīng)變量適合作主成分分析，且分析效果較好，KMO＜0.5則不適合進(jìn)行主成分分析；巴特利特球形檢驗(yàn)用來判定變量之間是否存在相關(guān)性，定義P＜0.05為各變量間顯著相關(guān)，可以進(jìn)行主成分分析，同時(shí)要求主成分因子方差累計(jì)貢獻(xiàn)率≥ 70%［24-25］。

表2 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水質(zhì)理化因子無量綱化值Table 2 Dimensionless value of physicochemical factors in the water of P.fulvidraco pond with five feeding rates

2 結(jié)果與分析

2.1 不同投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘TN、TP的動(dòng)態(tài)變化

5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘的TN、TP動(dòng)態(tài)變化如圖1所示。試驗(yàn)期內(nèi)各處理塘TN含量隨養(yǎng)殖活動(dòng)的進(jìn)行大致呈上升趨勢，變化范圍為0.049～0.625 mg/L。其中，D處理塘TN含量最高，均值為0.485 mg/L；A處理塘TN含量最低，為0.366 mg/L。B、C、D處理塘TN含量顯著高于A、E處理塘?？傮w上，TN含量表現(xiàn)為D處理＞C處理＞B處理＞E處理＞A處理；在TP水平上，除A處理塘呈略為上升趨勢外，其他處理塘隨養(yǎng)殖活動(dòng)進(jìn)行呈現(xiàn)稍下降趨勢。其中，C處理塘TP含量最高，為0.224 mg/L；A處理塘TP含量最低，為0.144 mg/L；B、C、D處理塘TP含量明顯高于A、E處理塘?？傮w上，TP含量表現(xiàn)為C處理＞B處理＞D處理＞E處理＞A處理。

圖1 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘TN、TP的動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of TN and TP in P.fulvidraco ponds with five feeding rates

2.2 不同投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘NO2-N、NH3-N的動(dòng)態(tài)變化

5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘的NO2-N、NH3-N動(dòng)態(tài)變化如圖2所示。試驗(yàn)期內(nèi)A、B、C、E 處理塘NO2-N含量隨養(yǎng)殖活動(dòng)進(jìn)行總體呈上升趨勢，而D處理塘NO2-N含量則明顯下降，總體變化范圍為0.014～0.437 mg/L。其中，B處理塘NO2-N含量最高、均值為0.298 mg/L，E處理塘NO2-N含量最低、均值為0.228 mg/L。A、B、C、D 處理塘NO2-N含量差異較小且均高于E處理塘?？傮w上，NO2-N水平表現(xiàn)為B處理＞D處理＞C處理＞A處理＞E處理；在NH3-N水平上，A、B、E處理塘NH3-N含量隨養(yǎng)殖活動(dòng)進(jìn)行略微上升，C、D 處理塘NH3-N含量則顯著下降。其中，D處理塘NH3-N含量最高、均值為0.092 mg/L，A處理塘NH3-N含量最低、均值為0.018 mg/L。C、D處理塘NH3-N含量波動(dòng)較大且高于A、B、E 處理塘，總體上，NH3-N含量D處理＞C處理＞B處理＞E處理＞A處理。

圖2 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘NO2-N、NH3-N的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of NO2-N and NH3-N in P.fulvidraco ponds with five feeding rates

2.3 不同投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘DO、BOD5的動(dòng)態(tài)變化

5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘的DO、BOD5動(dòng)態(tài)變化如圖3所示。試驗(yàn)期內(nèi)各組塘DO含量隨養(yǎng)殖活動(dòng)進(jìn)行變動(dòng)較小。其中，B處理塘DO含量最高均值為3.867 mg/L，C處理塘DO含量最低均值為3.077 mg/L。B、D、E 處理塘DO含量差異不大且均高于A、C 處理塘?？傮w上，DO含量表現(xiàn)為B處理＞D處理＞E處理＞A處理＞C處理；在BOD5水平上，B、C、D處理塘BOD5含量大致呈現(xiàn)上升趨勢，A、E處理塘則略微下降。其中，B處理塘最高均值為3.103 mg/L，A處理塘BOD5含量最低均值為2.340 mg/L。B、D、E處理塘BOD5含量差異較小且顯著高于A、C處理塘?？傮w上，BOD5含量B處理＞D處理＞E處理＞C處理＞A處理。

圖3 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘BOD5、DO的動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of BOD5 and DO in P.fulvidraco ponds with five feeding rates

2.4 不同投飼率下養(yǎng)殖塘環(huán)境因子主成分分析

2.4.1 水質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析 對經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理的WT、SD、DO、CODMn、TN、TP、NH3-N 和 pH值等8種水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析［26］，得到各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣R（表3），兩水質(zhì)指標(biāo)間聯(lián)系程度越大，其相關(guān)性系數(shù)的絕對值則越大。由表3可知，pH與WT、SD、 CODMn、TN、NH3-N等5項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性系數(shù)均較大，且與WT、SD的相關(guān)性最高、呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對值均大于0.5。WT與 CODMn呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對值為0.507。TN與DO兩者之間的相關(guān)性最小，其絕對值最低為0.011。

2.4.2 KMO和巴特利特檢驗(yàn) 對表3水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行KMO和巴特利特檢驗(yàn)，結(jié)果（表4）顯示，KMO為0.701，即KMO＞0.5；巴特利特檢驗(yàn)顯著性水平為0.021，即P＜0.05，因此可以運(yùn)用主成分分析方法對養(yǎng)殖塘的水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。

2.4.3 公因子方差分析 對WT、SD、 DO、CODMn、TN、TP、NH3-N和pH值等8項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行公因子方差分析，結(jié)果（表4）顯示，8項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的有效信息提取值均大于0.50且趨近于1，確認(rèn)以上8個(gè)指標(biāo)可作為評價(jià)黃顙魚養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的主要指標(biāo)。

表3 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水質(zhì)理化因子相關(guān)性矩陣Table 3 Correlation matrix of physicochemical factors of water quality in P.fulvidraco culture ponds with five feeding rates

表4 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水質(zhì)理化因子公因子方差Table 4 Variance of physicochemical factors of water quality in P.fulvidraco culture ponds with five feeding rates

2.4.4 提取主成分 根據(jù)主成分提取的原則選取特征值大于1的前n個(gè)主成分［27-29］。從表5可以看出，前3個(gè)主成分的初始貢獻(xiàn)率(即主成分對原始信息的保留程度)為73%、趨近于100%，對養(yǎng)殖塘水質(zhì)存在較大影響，涵蓋信息量較大，因此只需要提取前3個(gè)主成分對水質(zhì)進(jìn)行分析［30］，即：λ1=2.780、λ2=2.325、λ3=1.071。使用此方法原始信息的有效性損失了27%，但是水質(zhì)分析指標(biāo)從原來的8個(gè)降為3個(gè)，很大程度上簡化了水質(zhì)評價(jià)指標(biāo)［31］。

表5 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水質(zhì)指標(biāo)方差分解主成分提取結(jié)果Table 5 Principal component extraction result of variance decomposition of water quality indexes in P.fulvidraco pond with five feeding rates

各水質(zhì)理化因子與3個(gè)主成分之間的成分得分系數(shù)矩陣如表6所示，其相應(yīng)的成分得分系數(shù)絕對值越大，說明相應(yīng)指標(biāo)與主成分之間的聯(lián)系越緊密，通常認(rèn)為成分得分系數(shù)大于0.3，表明該指標(biāo)與主成分緊密度較高［32］。從表6中8項(xiàng)水質(zhì)理化指標(biāo)在3個(gè)主成分上的得分系數(shù)可知，第一主成分主要反映SD、DO及CODMn指標(biāo)信息，第二主成分主要反映NH3-N、TN及DO指標(biāo)信息，第三個(gè)主成分主要反映TP、TN及NH3-N指標(biāo)信息，其中對TP的反應(yīng)度最大值為0.779。

表6 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水質(zhì)理化因子成分得分系數(shù)矩陣Table 6 Score coefficient matrix of physicochemical factors of water quality in P.fulvidraco ponds with five feeding rates

2.4.5 主成分表達(dá)式的構(gòu)建 由主成分得分系數(shù)矩陣數(shù)據(jù)（表6），乘以經(jīng)無量綱化處理的各水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)（表2），再依次相加獲得主成分的表達(dá)式Fn［33］。本研究只選擇經(jīng)過主成分分析對水質(zhì)特征值貢獻(xiàn)率較大的3個(gè)主成分進(jìn)行分析，將其得分系數(shù)與對應(yīng)的水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)相乘之后獲得F1、F2、F3表達(dá)式如下：

F1=0.270WWT+0.337WSD+0.332WDO-0.335WCOD-0.071WTP+0.042WTN+0.051WNH3-N-0.199WPH

F2=-0.096WWT+0.148WSD+0.336WDO+0.011WCOD+0.133WTP+0.367WTN+0.632WNH3-N+0.178WPH

F3=-0.006WWT+0.107WSD-0.183WDO+0.181WCOD+0.779WTP-0.263WTN+0.290WNH3-N-0.161WPH

從F1、F2、F3可以看出，第一主成分中SD、CODMn、DO相關(guān)系數(shù)的絕對值之和較高，是影響?zhàn)B殖塘水質(zhì)的主要因素，其中CODMn、TP及pH值為負(fù)相關(guān)，其他均為正相關(guān)；第二主成分中NH3-N、TN、DO是影響水質(zhì)的主要因素，其中WT為負(fù)相關(guān)，其他均為正相關(guān)；第三主成分中TP是影響水質(zhì)的最主要因素，其中SD、CODMn、TP、NH3-N為正相關(guān)，其他均為負(fù)相關(guān)。

2.5 不同投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘環(huán)境因子灰色關(guān)聯(lián)分析

基于不同投飼率下養(yǎng)殖塘水質(zhì)理化因子主成分分析結(jié)果，從中選取對水質(zhì)狀況具有主導(dǎo)作用的理化指標(biāo)DO、CODMn、TN、TP、NH3-N，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析評價(jià)各塘水質(zhì)狀況［34］。以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中5類水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，將各處理塘無量綱化處理的水質(zhì)指標(biāo)實(shí)測值與無量綱化處理的標(biāo)準(zhǔn)級別值（表7）進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，計(jì)算出實(shí)測值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的關(guān)聯(lián)度并進(jìn)行排序。兩者關(guān)聯(lián)系數(shù)值越大，表明該處理塘水質(zhì)與相應(yīng)級別水質(zhì)接近程度越高，進(jìn)而對水質(zhì)級別進(jìn)行判定（表8）。各處理塘水質(zhì)級別綜合評判均為Ⅲ類水；投飼率2.5%的D處理塘水質(zhì)情況波動(dòng)較大，8月份顯示為Ⅳ類水、水質(zhì)惡化，9月份顯示為Ⅱ類水、水質(zhì)狀況略有好轉(zhuǎn)。

表7 地表水環(huán)境評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的無量綱值Table 7 Dimensionless values of environmental assessment criteria for surface water

表8 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)等級關(guān)聯(lián)度Table 8 Correlation between water quality indexes and water quality grades of P.fulvidraco ponds with five feeding rates

2.6 不同投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水質(zhì)綜合評價(jià)

將主成分分析中的8項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)在每個(gè)主成分上的得分乘以與之相對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率權(quán)重，即可得出各養(yǎng)殖塘水質(zhì)的主成分綜合得分評價(jià)函數(shù)F，即：

F= 0.348/(0.348+0.166+0.134)×F1+0.166/(0.3 4 8+0.1 6 6+0.1 3 4)×F2+0.1 3 4/(0.348+0.166+0.134)×F3

根據(jù)主成分綜合評價(jià)函數(shù)，用SPSS 25計(jì)算出各處理塘水質(zhì)狀況的主成分綜合得分（表9）并進(jìn)行排序，進(jìn)而評價(jià)5種投飼率下養(yǎng)殖塘的水質(zhì)狀況，得分越大表明養(yǎng)殖塘水質(zhì)污染越嚴(yán)重。由水質(zhì)綜合評價(jià)結(jié)果（表9）可以看出，投飼率2.5%、3.0%處理塘的水質(zhì)評價(jià)綜合得分較高，排名相對靠前，水質(zhì)相對較差，說明水質(zhì)污染較為嚴(yán)重；投飼率1.5%處理塘的主成分分析的綜合評分處于相對中等狀態(tài)，水質(zhì)狀況相對略好；投飼率1.0%、2.0%處理塘的綜合得分較低，水質(zhì)狀況相對較好。

表9 5種投飼率下黃顙魚養(yǎng)殖塘水環(huán)境因子主成分分析綜合得分Table 9 Comprehensive score of Principal Component Analysis of water environment factors in P.fulvidraco ponds with five feeding rates

3 討論

3.1 不同投飼率對黃顙魚養(yǎng)殖塘NO2-N、NH3-N、TN和TP的影響

淡水養(yǎng)殖塘水體中的TN、TP、NO2-N、NH3-N等是水環(huán)境質(zhì)量的參考指標(biāo)，不同程度地反映水環(huán)境質(zhì)量，直接影響水生生物的正常生長。楊世平等［35］研究表明，飼料投喂量的不同極大影響水環(huán)境因子變化，進(jìn)而影響?zhàn)B殖塘水質(zhì)狀況。水體中NO2-N、NH3-N濃度隨養(yǎng)殖活動(dòng)的進(jìn)行呈現(xiàn)上升趨勢［36］，即隨養(yǎng)殖時(shí)間延長，水體中堆積大量餌料、魚體排泄物及其他魚體和浮游生物的尸體將使水體NO2-N、NH3-N濃度升高［37-40］。本研究中相對較高投飼率的B、C、E處理塘NO2-N濃度隨養(yǎng)殖活動(dòng)的進(jìn)行上升幅度較大，D組塘養(yǎng)殖中期NO2-N濃度下降顯著，但其整體濃度仍處于較高水平；B、C、D、E處理塘NH3-N濃度也處于較高水平，而低投飼率的A處理塘NO2-N濃度上升幅度較為緩慢，NH3-N濃度波動(dòng)也較小。這與施祥元等［41］關(guān)于水質(zhì)因子變動(dòng)研究結(jié)果相符。王艷紅等［42］認(rèn)為，水生態(tài)系統(tǒng)中影響水質(zhì)的各理化因子不是單一存在的，而是密切聯(lián)系、相互影響制約［43］。本研究水環(huán)境因子綜合分析結(jié)果表明，5種投飼率養(yǎng)殖塘水質(zhì)理化因子之間存在極大相關(guān)性，即DO、CODMn、TN、TP、NH3-N、NO2-N及pH值共同參與養(yǎng)殖塘水質(zhì)調(diào)節(jié)。其中養(yǎng)殖活動(dòng)初期（7—8月）各模式塘中TP、TN、NH3-N及NO2-N含量等變化顯著，原因可能在于初期浮游植物密度低，光合作用產(chǎn)氧量少，水體環(huán)境中氧含量不足，水體自凈能力差，從而造成水體TP、TN、NO2-N、NH3-N等理化因子的積累。隨著養(yǎng)殖活動(dòng)的進(jìn)行，浮游植物密度增大，產(chǎn)氧量增加，制約水體TP、TN、NO2-N、NH3-N含量變化，共同影響著水環(huán)境質(zhì)量。

3.2 不同投飼率對黃顙魚養(yǎng)殖塘水環(huán)境因子主成分特性探討

本研究中第一主成分主要顯示SD、DO及CODMn的信息，而各處理塘SD主要受外部飼料輸入量、雨水帶入的懸浮物質(zhì)和藻類等水生生物代謝作用，以及池塘增氧機(jī)攪拌作用影響。水體SD降低，表明池塘水生生物數(shù)量增多，進(jìn)而導(dǎo)致CODMn升高。因此，第一主成分主要間接反映水體生物的活動(dòng)狀況及其對水環(huán)境因子的影響。該結(jié)果與管佳佳等［44］關(guān)于太湖水質(zhì)理化因子的分析結(jié)果相符。

第二主成分主要顯示NH3-N、TN及DO的信息，三者均表現(xiàn)為正相關(guān)。表明作為營養(yǎng)元素的氮鹽，其含量波動(dòng)制約了池塘水生生物密度，即藻類等水生生物密度增加，將引起DO含量增加。第二主成分信息揭示了黃顙魚養(yǎng)殖塘氮鹽特性，該結(jié)果與馬詩茜等［45］關(guān)于水庫水質(zhì)分析結(jié)果相符。

第三主成分中TP是影響水質(zhì)的最主要因素。隋少峰等［46］研究表明，養(yǎng)殖塘水體pH值是綜合性指標(biāo)，其大于或小于7.4（pH中性值）時(shí)有利于底泥對磷的釋放。本研究pH值與TP有顯著相關(guān)性，即養(yǎng)殖塘pH值變化影響水體TP含量［47］。第三主成分反映黃顙魚養(yǎng)殖塘無機(jī)鹽離子特,及其對水生生物代謝活動(dòng)影響［48］。同時(shí)，本研究第一主成分的方差貢獻(xiàn)率略高于第二、第三主成分，即試驗(yàn)周期內(nèi)首要主控因素為SD、DO、CODMn，而人工投飼等引起水體SD、DO及CODMn變動(dòng)的因素對養(yǎng)殖塘水環(huán)境質(zhì)量起主導(dǎo)作用。該結(jié)論進(jìn)一步加強(qiáng)本研究水質(zhì)綜合評價(jià)結(jié)果，即適宜的外源性物質(zhì)（如餌料）輸入能使水質(zhì)保持良好狀態(tài)。

3.3 不同投飼率對黃顙魚養(yǎng)殖塘水體富營養(yǎng)化狀態(tài)的影響

外源輸入飼料影響?zhàn)B殖水體水質(zhì)，影響程度隨輸入量的大小而異。朱鵬等［49］研究表明，水產(chǎn)養(yǎng)殖的規(guī)?；l(fā)展給池塘水環(huán)境質(zhì)量帶來氮、磷壓力。LI等［50］研究表明，水體中氮、磷含量超標(biāo)是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素。余國營等［51］研究表明，水體底泥中有機(jī)質(zhì)含量狀況參與構(gòu)成水體富營養(yǎng)化內(nèi)源性壓力。因此，養(yǎng)殖池塘中，大量外源物質(zhì)（如飼料、漁藥、城市地表污水）的排放及農(nóng)藥殘留雨水能引起養(yǎng)殖水體TN、TP含量顯著變化，嚴(yán)重則引起水體富營養(yǎng)化［52-53］。

本研究的水質(zhì)評價(jià)表明，A、B、C、E處理塘水質(zhì)均為Ⅲ類水，符合水產(chǎn)品養(yǎng)殖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。而D處理塘8月份水質(zhì)級別為Ⅳ類水，且水體中的TN、TP等因子含量超標(biāo)，水質(zhì)污染嚴(yán)重。其原因可能是D處理（投飼率2.5%）塘飼料投喂量較大，飼料中的殘餌及魚類排泄物在底泥中積累較多，條件適宜時(shí)可引起特定優(yōu)勢藻類大量繁殖，易造成水體富營養(yǎng)化。主成分分析綜合評分表明，A、C兩種處理塘的總體得分較低，水質(zhì)較為穩(wěn)定，且A處理塘水質(zhì)狀況較好。原因可能在于：A處理塘投飼量低，魚體對餌料的利用率高，底泥中餌料殘余量減少，降低了底泥中TN、TP等物質(zhì)的積累，且隨著養(yǎng)殖時(shí)間的延長，水體不斷自我凈化，有助于保持較好的水質(zhì)狀況，避免了因TN、TP等環(huán)境因子超標(biāo)以及優(yōu)勢藻類大量繁殖而引發(fā)的水體富營養(yǎng)化。因此，解決水體富營養(yǎng)化的主要措施為控制水體外源營養(yǎng)鹽的輸入，其中采取合理的投飼策略為控制營養(yǎng)鹽輸入的措施之一，既能為養(yǎng)殖戶帶來較高經(jīng)濟(jì)效益，又能保持良好水質(zhì)，為實(shí)現(xiàn)黃顙魚生態(tài)化養(yǎng)殖奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

黃顙魚養(yǎng)殖塘水環(huán)境質(zhì)量易受到WT、SD 、DO、CODMn、BOD5、TN、TP、NH3-N、NO2-N、pH值等理化因子影響。主成分分析（PCA）及不同投飼率處理塘水質(zhì)因子動(dòng)態(tài)分析表明，CODMn、DO、TN、TP及NH3-N在影響?zhàn)B殖塘水質(zhì)方面占據(jù)主導(dǎo)作用；pH值與其他理化因子均存在極高相關(guān)性，且TN與TP、NH3-N均呈顯著相關(guān)性。這些理化因子之間密切聯(lián)系并相互制約，共同影響水環(huán)境質(zhì)量狀況，據(jù)此應(yīng)引起養(yǎng)殖戶的密切關(guān)注，針對水質(zhì)理化因子狀況采取合理的水質(zhì)調(diào)控措施。

經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)分析評價(jià)，5種投飼率中，投飼率1.0%、1.5%、2.0%、3.0%處理塘的水質(zhì)均達(dá)Ⅲ類水，符合水產(chǎn)品養(yǎng)殖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。而投飼率2.5%處理塘在養(yǎng)殖中期水質(zhì)級別達(dá)到Ⅳ類水，且水體中的TN、TP等因子含量超標(biāo)，水質(zhì)污染較嚴(yán)重；1.0%、1.5%、2.0%處理塘主成分綜合評分分別為1.2704536、1.2704664、1.2704642，水質(zhì)狀況穩(wěn)定，而3.0%處理塘的得分最高為1.2730678，水質(zhì)波動(dòng)較大。因此，投飼率為1.0%～2.0%處理塘的的水質(zhì)狀況相對較好，過高的投飼率將降低養(yǎng)殖水體的水質(zhì)健康狀況。

以主成分分析結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析評價(jià)養(yǎng)殖塘水質(zhì)，弱化了單獨(dú)使用其中一種方式探討水環(huán)境質(zhì)量的片面性，大大提高了養(yǎng)殖塘水質(zhì)評價(jià)結(jié)果的可信性，可為水產(chǎn)養(yǎng)殖戶持續(xù)性生態(tài)養(yǎng)殖提供參考。