對(duì)蝦地膜精養(yǎng)池營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空差異

摘要 [目的]研究?jī)煽趯?duì)蝦地膜精養(yǎng)池營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空差異狀況。[方法]在兩口對(duì)蝦地膜精養(yǎng)池投放一定密度蝦苗，選取不同時(shí)間段和取樣點(diǎn)取水樣，檢測(cè)地膜精養(yǎng)池中營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空差異變化。[結(jié)果]蝦池水質(zhì)中磷酸鹽、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮含量的平均值分別為0.369、0.393、0.775、0.525 mg/L，均已經(jīng)超過(guò)了富營(yíng)養(yǎng)化的閾值，試驗(yàn)過(guò)程中均呈持續(xù)上升趨勢(shì)，其中硝酸氮和氨氮到了后期有所緩和；整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中，垂直方向上各水層的營(yíng)養(yǎng)鹽差異不顯著，而在水平方向上部分區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)鹽則差異顯著（P<0.05），且各區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)鹽含量大小排列順序是C區(qū)>D區(qū)>B區(qū)>A區(qū)。[結(jié)論]該研究為科學(xué)調(diào)控水質(zhì)、降低養(yǎng)殖過(guò)程中的自身污染提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 地膜池；仔蝦；營(yíng)養(yǎng)鹽；時(shí)空差異

中圖分類號(hào) S945.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）17-05487-06

Abstract [Objective] The research aimed to study the spatial and temporal differences of the nutrients in two film intensive cultivation shrimp ponds. [Method] In two film intensive cultivation shrimp ponds put a certain density shrimp，the water samples were selected in different time period and sampling point，the spatial and temporal differences of the nutrients were tested in film intensive cultivation shrimp ponds.[Result] The content of phosphate，nitrate nitrogen，nitrite nitrogen and ammonia nitrogen of water quality were 0.369，0.393，0.775，0.525 mg/L，which were more than the threshold of eutrophication and showed a continuing upward trend during the experiment， and nitrate nitrogen and ammonia nitrogen were eased in late culture period.In entire breeding process， the nutrients differences of each water layer were not significant in the vertical direction，while the nutrients in the part of region in the horizontal direction were significant （P<0.05）， and size of the order of the regional area were C > D > B > A .[Conclusion] The study provides the theoretical guidance for the regulation of water quality in science and reduce the own pollution of the breeding process.

Key words Film pools； Larvae； Nutrients； Spatial and temporal differences

自1998年對(duì)蝦地膜養(yǎng)殖模式在國(guó)內(nèi)首次建立以來(lái)，目前已經(jīng)得到了大面積的推廣，是我國(guó)目前最主要的養(yǎng)殖模式之一[1-4]。但由于此精養(yǎng)模式的養(yǎng)殖密度高，投入物多，對(duì)保持良好的水質(zhì)造成很大壓力，特別是養(yǎng)殖后期，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均很高甚至超標(biāo)嚴(yán)重，對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象造成極大傷害。同時(shí)，由于整個(gè)蝦池水質(zhì)因子空間分布不均，常會(huì)引起對(duì)蝦偷死。目前，國(guó)內(nèi)外已報(bào)道很多關(guān)于蝦池營(yíng)養(yǎng)鹽等水體主要理化因子的研究[3-6]，但專門針對(duì)地膜對(duì)蝦養(yǎng)殖池營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空差異研究較少。筆者研究地膜對(duì)蝦養(yǎng)殖池水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空差異，為科學(xué)調(diào)控水質(zhì)、降低養(yǎng)殖過(guò)程中的自身污染、預(yù)防蝦病的發(fā)生以及減少對(duì)蝦偷死提供重要的理論指導(dǎo)和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 蝦池概況

兩口地膜養(yǎng)殖池選自湛江國(guó)聯(lián)水產(chǎn)開(kāi)發(fā)股份有限公司南三基地，編號(hào)為D1#和D2#。蝦池形狀為正方形，面積均為0.33 hm2，設(shè)有中央排污口。配備4臺(tái)1.5 kW的水車式增氧機(jī)，到養(yǎng)殖后期補(bǔ)加2臺(tái)1.5 kW潛水射流式增氧機(jī)，放養(yǎng)凡納濱對(duì)蝦蝦苗量為150萬(wàn)尾/hm2。養(yǎng)殖過(guò)程投喂全價(jià)對(duì)蝦配合飼料，養(yǎng)殖期間蝦池的平均水深大約1.5 m。

1.2 樣品采集和營(yíng)養(yǎng)鹽測(cè)定方法及數(shù)據(jù)處理

根據(jù)蝦池形狀，水平區(qū)域分為4個(gè)，分別為A、B、C、D。每個(gè)區(qū)設(shè)置4個(gè)采樣點(diǎn)，然后每個(gè)采樣點(diǎn)，根據(jù)水深情況，再平均分5個(gè)水層采樣，從上到下分別設(shè)為W1、W2、W3、W4、W5（表層和底層距離分別離水面和池底各為5 cm）（圖1）。試驗(yàn)時(shí)間為2012年4月26日～7月16日。取樣時(shí)間為07：00，10 d一次，共采9次水樣。用2 L的鋼化玻璃采水器采集水樣，然后裝入潔凈的聚乙烯瓶，迅速帶回用0.45 μm濾膜抽濾處理，用于測(cè)定硝氮（NO3-N）（鋅鎘還原比色法）、亞硝氮（NO2-N）（萘乙二胺分光光度法）、氨氮（NH4+N）（納氏試劑法）、磷酸鹽（PO43-P）（磷鉬藍(lán)分光光度法）[7-8]。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度變化情況

整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中，兩口蝦池水中的營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)基本相同。

2.1.1

磷酸鹽。由圖2a可見(jiàn)，在前期兩口蝦池中磷酸鹽的質(zhì)量濃度均保持平穩(wěn)狀態(tài)，從養(yǎng)殖20 d開(kāi)始，兩口蝦池磷酸鹽的含量逐漸上升，并在第9次采樣時(shí)達(dá)到最高值；D1#池磷酸鹽的質(zhì)量濃度變化范圍為0.017～1.248 mg/L，平均為0.416 mg/L；D2#池磷酸鹽的質(zhì)量濃度變化范圍為0.017～1.038 mg/L，平均為0.322 mg/L；兩口蝦池磷酸鹽平均含量為0.369 mg/L。

2.1.2

硝酸氮。由圖2b可見(jiàn)，在開(kāi)始時(shí)D1#池比D2#池高，之后趨于一致；養(yǎng)殖40 d前，質(zhì)量濃度較低，且變化比較平緩，之后開(kāi)始升高，在50 d后驟然上升，在養(yǎng)殖70 d左右達(dá)最大值，隨后又有所回落。D1#池硝酸氮的質(zhì)量濃度變化范圍為0.010～1.484 mg/L，平均值為0.410 mg/L；D2#池硝酸氮的質(zhì)量濃度變化范圍為0.007～1.388 mg/L，平均值為0.376 mg/L；兩口蝦池硝酸氮平均含量為0.393 mg/L。

2.1.3

亞硝酸氮。由圖2c顯示，在開(kāi)始時(shí)D1#池比D2#池高，之后趨于一致；在養(yǎng)殖50 d之前，亞硝酸氮的含量較低，變化平緩，之后驟然上升，并一直呈上升趨勢(shì)，到養(yǎng)殖80 d左右達(dá)最大值。D1#池亞硝酸氮的質(zhì)量濃度變化范圍為0.005～2.758 mg/L，平均值為0.760 mg/L；D2#池亞硝酸氮質(zhì)量濃度變化范圍為0.004～3.140 mg/L，平均值為0.789 mg/L；兩口蝦池亞硝酸氮平均含量為0.775 mg/L。

2.1.4

氨氮。由圖2d可見(jiàn)，養(yǎng)殖前30 d，氨氮含量較少，且變化平緩，之后逐漸上升，在50 d之后驟然升高，在養(yǎng)殖60 d左右達(dá)最大值，而隨后又迅速下降，在養(yǎng)殖結(jié)束前，變化趨于平穩(wěn)。D1#池氨氮的質(zhì)量濃度變化范圍為0.105～2.052 mg/L，平均值為0.512 mg/L；D2#池氨氮的質(zhì)量濃度變化范圍為0.110～2.407 mg/L，平均值為0.539 mg/L；兩口蝦池氨氮平均含量為0.525 mg/L。

2.2.3

亞硝酸氮。

2.2.3.1

垂直變化。由表5可見(jiàn)，D1#池除在70 d時(shí)，W2與W3水層存在差異顯著（P<0.05）外，其他時(shí)間段各水層的亞硝酸含量均差異不顯著；D2#池除在10 d時(shí)，W3與W2、W5水層存在差異顯著（P<0.05），在70 d時(shí)，W1與W5水層存在差異顯著（P<0.05）外，其他時(shí)間段各水層的亞硝酸氮含量均差異不顯著。

2.2.3.2

水平變化。經(jīng)分析，D1#池在各時(shí)間段中A、B、C、D區(qū)域中均有部分區(qū)域之間的亞硝酸氮含量存在顯著差異（P<0.05）；D2#池除了在30 d時(shí)，A、B、C、D區(qū)域之間的亞硝酸氮含量差異不顯著外，其余時(shí)間段中A、B、C、D區(qū)域中有部分區(qū)域之間存在顯著差異（P<0.05）；而整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中，各區(qū)域的平均亞硝酸氮含量大小排列順序是C區(qū)>D區(qū)>B區(qū)>A區(qū)（表6）。

3 討論

3.1 磷酸鹽

磷酸鹽的質(zhì)量濃度變化范圍為0.017～1.248 mg/L，平均值為0.369 mg/L，整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程含量呈逐漸上升趨勢(shì)。王小谷等研究表明淡水養(yǎng)蝦池磷含量113.6 μg/L，在該養(yǎng)殖中磷營(yíng)養(yǎng)鹽隨季節(jié)變化始終較為平穩(wěn)，其最大值出現(xiàn)在養(yǎng)殖初期[9]；查廣才認(rèn)為低鹽度高產(chǎn)蝦池磷酸鹽含量為7.70 mg/L，整體水平高，后期有降低的趨勢(shì)[10]。與上述學(xué)者研究的結(jié)果相比，該試驗(yàn)蝦池水中的磷酸鹽含量處于上述研究結(jié)果之間，但已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鄒景忠等報(bào)道的營(yíng)養(yǎng)鹽閾值標(biāo)準(zhǔn)（無(wú)機(jī)磷為45 μg/L）[11]。有研究指出，添加磷酸鹽可以提高大多數(shù)魚(yú)塘的魚(yú)類產(chǎn)量[12]。Lee等分析指出大多數(shù)天然水體對(duì)添加磷的反應(yīng)是提高植物產(chǎn)量[13]。然而磷酸鹽過(guò)高，引發(fā)浮游生物大量增加，易導(dǎo)致水體惡化，引發(fā)疾病的發(fā)生；另外，養(yǎng)殖廢水排入到海中，容易引發(fā)赤潮的發(fā)生，造成生態(tài)破壞。整個(gè)養(yǎng)殖周期的磷酸鹽含量的變化趨勢(shì)與以上研究有所不同，這主要是養(yǎng)殖模式和養(yǎng)殖方式不同所致。該研究所用池塘均鋪地膜，且養(yǎng)殖過(guò)程中換水較少。蝦池水體中磷酸鹽空間上的分布，在垂直的方向上，在10和70 d時(shí)存在顯著差異（P<0.05），其他時(shí)間段各水層的磷酸鹽含量差異均不顯。這是由于增氧機(jī)攪動(dòng)作用，使上下層的水進(jìn)行交換，從而使磷酸鹽混合均勻。而在第10天出現(xiàn)差異的原因可能是養(yǎng)殖前期，增氧機(jī)開(kāi)的過(guò)少，不能充分混合，70 d出現(xiàn)差異，主要原因可能是后期投入物較多，且投料不均所致。在水平方向上，除10 d時(shí)A、B、C、D區(qū)域之間的磷酸鹽含量無(wú)顯著差異外，其他時(shí)間段中有部分區(qū)域之間存在顯著差異（P<0.05），而整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程中，各區(qū)域的平均磷酸鹽含量大小排列順序是C區(qū)>D區(qū)>B區(qū)>A區(qū)。由于增氧機(jī)的作用，整個(gè)蝦池水體形成環(huán)流，但蝦池中間設(shè)中間排污口，且有一定的傾斜，易形成了磷酸鹽含量從外到內(nèi)出現(xiàn)由大到小分布的情況。而C區(qū)>D區(qū)，可能是因?yàn)镈區(qū)的磷酸鹽在排污時(shí)被排走了一些，因?yàn)槊看稳訒r(shí)都在排污之后。

3.2 硝酸氮

硝酸氮的變化范圍是0.007～1.484 mg/L，平均值為0.393 mg/L，變化趨勢(shì)前期平緩，后期急劇上高，之后有所緩和。與其他學(xué)者研究結(jié)果相比，孔謙研究發(fā)現(xiàn)單養(yǎng)池塘中硝酸氮的變化范圍是 0.176～1.680 mg/L，平均值為0.750 mg/L，硝酸氮的含量均比較高，且在后期表現(xiàn)為持續(xù)波動(dòng)[14]；張才學(xué)等研究報(bào)道了工廠化集約模式與低鹽度養(yǎng)殖模式硝酸氮的含量接近0.3 mg/L，含量較高，其濃度波動(dòng)式升高[15]；李奕雯等分析指出凡納濱對(duì)蝦海水高位池硝酸氮含量為0.016～3.251 mg/L，前期較低，之后一段時(shí)間稍有回落，后面又突然驟升至3.251 mg/L[16]；崔闊鵬研究表明硝酸氮具有明顯的規(guī)律性，在養(yǎng)殖中前期均保持較低水平，在養(yǎng)殖中期迅速升高并有一定的波動(dòng)，在養(yǎng)殖后期變化平緩[17]。這與該試驗(yàn)研究的硝酸氮含量均比較接近。但變化趨勢(shì)有所差異，雖然在養(yǎng)殖70 d前與以上學(xué)者研究結(jié)果相同，但之后又下降，這個(gè)可能是因?yàn)榈搅损B(yǎng)殖后期，殘餌、有機(jī)碎屑和對(duì)蝦排泄物不斷增多，浮游生物密度過(guò)大，導(dǎo)致透明度小、溶解氧降低，在反硝化細(xì)菌等微生物作用下，還原硝酸鹽為亞硝酸氮，進(jìn)一步釋放出分子態(tài)氮（N2）或一氧化二氮（N2O）。

3.3 亞硝酸氮

有研究報(bào)道了亞硝酸鹽的致毒機(jī)理，其毒性作用是由于NO2N進(jìn)入血液后，將血紅蛋白分子的Fe2+氧化成為Fe3+，使之失去載氧能力，導(dǎo)致組織缺氧、神經(jīng)麻痹、代謝紊亂甚至窒息死亡[18]。孫國(guó)銘等研究表明在水溫27 ℃、pH 8.15、鹽度20時(shí)，亞硝酸鹽對(duì)凡納濱對(duì)蝦的安全濃度為5.551 mg/L[19]。該試驗(yàn)研究的亞硝酸氮質(zhì)量濃度變化范圍為0.004～3.140 mg/L，平均為0.775 mg/L，均不超過(guò)安全濃度，不妨礙凡納濱對(duì)蝦的正常生長(zhǎng)。該試驗(yàn)中亞硝酸氮的含量前期較低，且變化平緩，之后躍增，并一直呈上升趨勢(shì)。而在開(kāi)始時(shí)，D1#池比D2#池高，主要是因?yàn)镈2#池肥水時(shí)間比D1#池早幾天的原因。李世凱等研究指出NO2N作為硝酸鹽和銨鹽還原與氧化過(guò)程的中間產(chǎn)物，其含量在水體中不穩(wěn)定，池塘水中含量分別為0.005～1.820 mg/L，隨著養(yǎng)殖周期而呈上升趨勢(shì)[20]；齊明研究表明各蝦池水體中亞硝態(tài)氮質(zhì)量濃度變化范圍為1.3～81.0 μg/L，平均值為33.0 μg/L，蝦池水體中的亞硝態(tài)氮含量均隨著養(yǎng)殖的進(jìn)行呈持續(xù)上升趨勢(shì)[21]。該試驗(yàn)結(jié)果與之相比，亞硝酸氮的含量偏高，這可能是因?yàn)轲B(yǎng)殖方式（放苗密度、換水頻率）不同的原因，該試驗(yàn)過(guò)程換水較少。而變化趨勢(shì)基本相同，后期均呈持續(xù)上升態(tài)勢(shì)，主要是因?yàn)轲B(yǎng)殖后期有機(jī)物大量積累且長(zhǎng)期不換水，透明度低，對(duì)蝦活動(dòng)增強(qiáng)，導(dǎo)致水中溶氧減少，微生物的厭氧作用加強(qiáng)所致。

3.4 氨氮

有研究表明隨著氨氮水平升高，凡納濱對(duì)蝦免疫力明顯下降，對(duì)病原體的易感性提高，因此在養(yǎng)殖過(guò)程中，氨氮不應(yīng)超過(guò)0.5 mg/L[22]。孫國(guó)銘等認(rèn)為總氨氮對(duì)南美白對(duì)蝦的安全濃度為2.667 mg/L[19]。而該試驗(yàn)研究氨氮的變化范圍是0.105～2.407 mg/L，平均為0.525 mg/L。氨氮含量雖然處于以上研究的中間，但還是偏大，不過(guò)該試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)蝦生長(zhǎng)并沒(méi)有受到影響。事實(shí)上，氨氮對(duì)生物生長(zhǎng)的不良影響是由下列因素造成的：①由于鰓的損傷引起氧呼吸下降；②由于使用預(yù)備脫毒途徑引起額外的能量消耗；③干擾滲透壓調(diào)節(jié)；④各種組織的物理?yè)p傷[23]。氨氮變化趨勢(shì)的結(jié)果為前期含量較少，且變化平緩，中后期驟然升高，而隨后又迅速下降，在養(yǎng)殖結(jié)束前，變化趨于平穩(wěn)。這與裴宇等的研究結(jié)果[24]一致。因?yàn)轲B(yǎng)殖前期，投入物較少，氨氮的含量較低，隨著養(yǎng)殖時(shí)間的推移，殘餌、排泄廢物和有機(jī)碎屑不斷積累，養(yǎng)殖池內(nèi)生物量逐漸增大，Chin等研究指出池塘中氨氮的主要來(lái)源是甲殼類的直接分泌[25]，導(dǎo)致氨氮的含量不斷增大。而之后迅速下降，可能是因?yàn)槿斯ぜ铀?，也可能是浮游植物群落?yōu)勢(shì)種發(fā)生改變，即偏愛(ài)氨氮作為營(yíng)養(yǎng)的藻類大量繁殖所致。

硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮3種營(yíng)養(yǎng)鹽的含量在蝦池水體中空間分布相同。在垂直方向上，3種物質(zhì)的含量差異不顯著；在水平方向上，3種物質(zhì)的含量差異顯著（P<0.05），各區(qū)域的平均含量大小排列順序一樣，均是C區(qū)>D區(qū)>B區(qū)>A區(qū)。至于在垂直方向上，3種物質(zhì)含量在前期或后期的個(gè)別時(shí)間段出現(xiàn)差異顯著，以及在水平方向上，在前期或后期的個(gè)別時(shí)間段出現(xiàn)差異不顯著的原因與磷酸鹽的情況一致。

由硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮組成的無(wú)機(jī)氮，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中以氨氮為主要形式。無(wú)機(jī)氮的平均值為1.693 mg/L。根據(jù)鄒景忠等富營(yíng)養(yǎng)化閾值標(biāo)準(zhǔn)（無(wú)機(jī)氮為 200～300 μg/L）[11]，無(wú)機(jī)氮的含量已經(jīng)遠(yuǎn)超了營(yíng)養(yǎng)鹽的閾值，達(dá)到了富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。但在這樣水體進(jìn)行3個(gè)月的養(yǎng)殖生產(chǎn)，并沒(méi)有對(duì)養(yǎng)殖對(duì)蝦造成明顯的危害。生產(chǎn)實(shí)踐中，在養(yǎng)殖中后期，蝦池水體經(jīng)常呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[26]。但如果能夠采取合理的生產(chǎn)管理措施（如添加適當(dāng)?shù)奈⑸镏苿?，以控制營(yíng)養(yǎng)鹽；合理地使用增氧機(jī)，保證水體處于富氧狀態(tài)；施放水體pH調(diào)節(jié)劑；適當(dāng)?shù)膿Q水等），仍能使對(duì)蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)得以順利進(jìn)行。

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