龍須菜池塘養(yǎng)殖及其對氮磷去除效果的研究*

王翔宇，張少春，吳海一**

(1.山東省海洋生物研究院，山東青島　266104；2.青島市大型海藻工程技術(shù)研究中心，山東青島　266104)

龍須菜池塘養(yǎng)殖及其對氮磷去除效果的研究*

王翔宇1,2，張少春1，吳海一1,2**

(1.山東省海洋生物研究院，山東青島266104；2.青島市大型海藻工程技術(shù)研究中心，山東青島266104)

摘要：【目的】研究龍須菜(Gracilaria lemaneiformis)在海參養(yǎng)殖池塘中的生長特性及其對水體中氨氮和活性磷的去除作用?！痉椒ā?014年6～8月，在山東乳山海參養(yǎng)殖池塘試驗養(yǎng)殖龍須菜，設(shè)置不同養(yǎng)殖深度和養(yǎng)殖方法，共養(yǎng)殖80 d?！窘Y(jié)果】龍須菜最大增重從0.7 kg到6.1 kg，增長8.5倍，其SGR可達(dá)5.5%；水體氨氮平均下降22.7%，活性磷下降21.4%?！窘Y(jié)論】龍須菜可以在適合的池塘中養(yǎng)殖，并且能有效去除水體中的氨氮和活性磷，是有效的近海生境修復(fù)海藻。

關(guān)鍵詞：龍須菜池塘養(yǎng)殖氨氮活性磷

0引言

【研究意義】我國的淺海海水養(yǎng)殖業(yè)近年來逐漸走上高密度、規(guī)模化發(fā)展道路，但同時也帶來很多污染問題：大量殘餌及生物殘骸的積累，使養(yǎng)殖水體中的有機(jī)物、氨氮和亞硝酸氮等污染物的濃度日益增加，水質(zhì)惡化，影響產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展[1]。其中海水池塘養(yǎng)殖業(yè)因其環(huán)境較為封閉，加上經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，使得其生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢更為明顯?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】人們普遍認(rèn)為，在養(yǎng)殖系統(tǒng)中混養(yǎng)大型海藻，能夠修復(fù)或者緩解水質(zhì)富營養(yǎng)化[2]。黃道建等[3]篩選石莼(Ulva pertusa)和羽藻(Bryopisis plumosa)作為近海環(huán)境修復(fù)的工具藻，岳維忠等[4]用礪菜(Ulva conglobatakjellm)和草葉馬尾藻(Sargassum graminifolium)作為凈化水質(zhì)的優(yōu)良材料，胡凡光等[5]在海參池塘養(yǎng)殖脆江籬(Gracilaria bursapastoris)，Oliveira等[6]和Marinho-Soriano等[7]在蝦池中養(yǎng)殖江蘺(Gracilaria birdiae)都取得良好效果，因此養(yǎng)殖大型海藻是近海環(huán)境修復(fù)的有效措施。龍須菜是一種具有重要經(jīng)濟(jì)價值的海藻，它可以吸收海水中大量的N、P營養(yǎng)鹽，對海水的凈化有重要作用[8]?！颈狙芯壳腥朦c】研究適合在海參養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖龍須菜的養(yǎng)殖模式，并初步研究其對水體修復(fù)的效果。【擬解決的關(guān)鍵問題】以海藻龍須菜(Gracilaria lemaneiformis)為對象，研究在不同養(yǎng)殖方式下龍須菜的生長特性及其對水體中氨氮和活性磷的去除作用。

1材料和方法

1.1試驗場地

實驗點位于山東半島南部沿海的山東乳山徐家鎮(zhèn)的海參養(yǎng)殖池塘，此處南瀕黃海，屬于中緯度暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，溫差較小，雨水豐沛。池塘環(huán)境條件：面積6 000 m2，平均水深2 m，但其底部有石塊，不平坦；水溫17～25℃，水體較為渾濁，透明度較差，平均鹽度為28‰，年平均pH值為8.2；在養(yǎng)殖海藻期間，基本上每3 d換1/3水體。

1.2材料

養(yǎng)殖海藻為龍須菜(Gracilaria lemaneiform-is)，其在自然分類系統(tǒng)上屬紅藻門、真紅藻綱、杉藻目、江蘺科、江蘺屬，產(chǎn)地在榮成、乳山等山東沿海，多生長在潮間帶下部到潮下帶，生長繁殖季節(jié)在6～10月份，最長可達(dá)1 m以上，生物量較大[9]，目前在我國淺海已有大面積養(yǎng)殖[10]，是一種生長范圍較廣，經(jīng)濟(jì)價值較高的海藻。養(yǎng)殖所用龍須菜來自榮成俚島養(yǎng)殖筏架，用保溫車運到養(yǎng)殖地。

1.3方法

養(yǎng)殖筏架：移動可調(diào)筏架，用直徑6 cm的塑料管做成3 m×6 m的長方形筏架，固定于兩條纜繩上。這樣一可以隨時調(diào)節(jié)整個養(yǎng)殖筏架的深度，不必調(diào)節(jié)單個苗繩，大大減少勞動量；二可以通過移動固定筏架的繩子，調(diào)節(jié)筏架間的距離，方便人員維護(hù)池塘。

養(yǎng)殖方式：海藻夾于苗繩上，苗繩長度為3 m，分別是平掛和垂掛，平掛即將苗繩兩端系于筏架上，苗繩最低點距離水面0.5 m，垂掛是苗繩系于筏架一端，苗繩垂到水底。央苗距離為20 cm，龍須菜初始質(zhì)量分別為0.7 kg和1.0 kg，共4個實驗組(表1)，每10 d測量20個樣的質(zhì)量，根據(jù)公式SGR=[(Wt/W0)1/t-1]×100，計算特定生長率(SGR)，式中Wt為每10 d結(jié)束時藻體鮮重，W0指每10 d開始時藻體鮮重，t為養(yǎng)殖時間。

養(yǎng)殖量：筏架在池塘中間，面積2 000 m2，約占池塘面積1/3。其中4排筏架，筏架橫縱向間距1 m，每排長度80 m，寬度是3 m，苗繩養(yǎng)殖間隔50 cm。

表1實驗組設(shè)置

Table 1The experimental group

項目Item實驗組1Group1實驗組2Group2實驗組3Group3實驗組4Group4初始質(zhì)量Initialweight(kg)1.00.71.00.7養(yǎng)殖方式Cultivationmethods平掛Horizontalmethod垂掛Hangingmethod

1.4水質(zhì)監(jiān)測

每天監(jiān)測池塘養(yǎng)殖表層和底層的光照及溫度，每10 d監(jiān)測池塘進(jìn)水口區(qū)域及海藻養(yǎng)殖中心區(qū)海水的氨氮和活性磷濃度。氨氮和活性磷測量方法：取(0.5±0.1)m水深的水樣，用孔徑0.2 μm的濾膜過濾后，置于100 mL取樣瓶，加入2滴四氯化碳，用保溫箱低溫運回實驗室；分析方法參照標(biāo)準(zhǔn)GB17378.4―2007，其中氨氮的測量采用次溴酸鈉氧化法，活性磷的測量采用抗壞血酸還原鉬藍(lán)法(分光光度計型號Spectrum722E)。因為在開放式的養(yǎng)殖環(huán)境中，而且養(yǎng)殖時間較長，無法定量檢測藻體生物量和營養(yǎng)鹽變化的具體關(guān)系，因此沒有進(jìn)行藻體生物量和整個水體營養(yǎng)鹽變化的相關(guān)性分析。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用EXCEL軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，P<0.05作為差異顯著水平。

2結(jié)果與分析

2.1龍須菜生長情況

如圖1所示，在整個實驗期間(80 d)，實驗組2的質(zhì)量最重為6.1 kg，增重8.5倍；實驗組4的質(zhì)量最輕為4.7 kg，但增重倍數(shù)排列第二，為6.6倍。方差分析結(jié)果表明，實驗組1，2，3和實驗組4增重差異明顯，其它各實驗組之間差異不明顯，說明適當(dāng)提高養(yǎng)殖初始質(zhì)量和充足的光照都能夠提高龍須菜的產(chǎn)量。另外，從圖2中可以看出，龍須菜每10 d的生長率變化沒有明顯的規(guī)律。

圖1龍須菜的重量變化

Fig.1The growth of G.lemaneiformis

2.2水體中氨氮和活性磷的去除效果

如表2所示，整個養(yǎng)殖期間，進(jìn)水口和養(yǎng)殖區(qū)兩個位置的水體中氨氮平均含量分別為0.44 mg/L和0.34 mg/L，養(yǎng)殖區(qū)的氨氮平均含量相對于進(jìn)水口而言,下降22.7%；活性磷平均含量分別為0.14 mg/L和0.11 mg/L，養(yǎng)殖區(qū)的活性磷平均含量相對于進(jìn)水口而言，下降21.4%。方差分析表明兩個取樣點水體中營養(yǎng)鹽濃度差異顯著，說明龍須菜對于水體中營養(yǎng)鹽有良好的吸收作用。但是營養(yǎng)鹽下降的比率并未隨龍須菜生物量的增加而增大。

圖2龍須菜每10 d增長率的變化

Fig.2The SGR of G.lemaneiformis every 10 days

表2不同取樣位置氨氮、活性磷的變化(Mean±SD，mg/L)

Table 2The variance of NH4-N and PO4-P concentration in different position(Mean±SD，mg/L)

項目Item位置Location時間Time(d)1020304050607080NH3N濃度Ammoniumconcentration進(jìn)水口Intake0.54±0.040.59±0.050.46±0.040.29±0.020.31±0.020.25±0.010.57±0.030.49±0.05養(yǎng)殖區(qū)Cultivationarea0.44±0.050.46±0.030.41±0.020.14±0.010.21±0.020.18±0.010.49±0.020.39±0.05PO4P濃度Phosphorusconcentration進(jìn)水口Intake0.14±0.010.18±0.020.20±0.010.12±0.010.09±0.010.06±0.010.19±0.040.16±0.02養(yǎng)殖區(qū)Cultivationarea0.08±0.010.06±0.000.15±0.010.08±0.010.07±0.000.05±0.000.14±0.030.09±0.02

3討論

3.1海藻在池塘中的生長

我國海水池塘養(yǎng)殖在海參養(yǎng)殖的帶動下發(fā)展迅速，如果能夠在池塘中養(yǎng)殖大型海藻，則可以促進(jìn)池塘養(yǎng)殖的立體化，帶來較好的經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益，而大型海藻的選擇及適宜的養(yǎng)殖方式是問題的關(guān)鍵。本研究以海藻龍須菜為研究對象，重點探討不同的養(yǎng)殖方式對它們的影響,建立適宜于其生長的養(yǎng)殖方式，結(jié)果表明其能夠在池塘中適宜條件下長時間生長。

另外，研究發(fā)現(xiàn)龍須菜生長需要較強的光照，平掛于淺水層較適宜于龍須菜生長。但是在水溫17～23℃時，其生長速度沒有明顯的規(guī)律性，原因可能是龍須菜在池塘中養(yǎng)殖會附著海鞘等，海鞘等的附著會影響龍須菜的生長，這在池塘養(yǎng)殖條件下屬正?，F(xiàn)象。

3.2海藻對水體中營養(yǎng)鹽的去除效率

大型海藻一般都有較強的氮磷吸收能力，利用這種特性可以減少養(yǎng)殖水體中的營養(yǎng)鹽[11]，有研究表明龍須菜對氨氮和活性磷最大去除效率為83.7%和70.4%(文獻(xiàn)[12])。通常的營養(yǎng)鹽去除效率指標(biāo)包括營養(yǎng)吸收率(Nutrient uptake rate)和營養(yǎng)去除效率(Nutrient reduction efficiency)。本研究發(fā)現(xiàn)，龍須菜對于氨氮和活性磷都有較高的去除效率，但僅限于海藻養(yǎng)殖中心區(qū)和其它區(qū)域的對比，研究結(jié)果較為淺顯，這是因為在池塘這種動態(tài)的大水體中，影響因子較多，如水體大小，水流交換，不同季節(jié)及海藻多少等。要精確地研究營養(yǎng)鹽去除效率的兩個指標(biāo)，還需要長期系統(tǒng)研究。

4結(jié)論

龍須菜適合于池塘養(yǎng)殖，并能有效地去除氨氮和活性磷這兩個主要的營養(yǎng)元素，可以作為提高池塘經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和富營養(yǎng)化修復(fù)的海藻種類。

參考文獻(xiàn):

[1]李京梅，郭斌.我國海水養(yǎng)殖的生態(tài)預(yù)警評價指標(biāo)體系與方法[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2012，31(3)：448-452.

LI J M,GUO B.Marine aquaculture ecological warning evaluation index system and method in China[J].Marine Environmental Science,2012,31(3)：448-452.

[2]胡文佳，楊圣云，朱小明.海水養(yǎng)殖對海域生態(tài)系統(tǒng)的影響及其生物修復(fù)[J].廈門大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，46(增刊1)：197-202.

HU W J,YANG S Y,ZHU X M.The impact of mariculture on the marine ecosystem and studies on bioremediation[J].Journal of Xiamen University：Natural Science,2007,46(sup 1):197-202.

[3]黃道建，黃小平，岳維忠.大型海藻體內(nèi)TN和TP含量及其對近海環(huán)境修復(fù)的意義[J].臺灣海峽，2005，24(3)：316-321.

HUANG D J,HUANG X P,YUE W Z.Contents of TN,TP in macro algae and its significance for remediation of coastal environment[J].Journal of Oceanography in Taiwan Strait,2005，24(3)：316-321.

[4]岳維忠，黃小平，黃良民，等.大型藻類凈化養(yǎng)殖水體的初步研究[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2004，23(1)：13-15.

YUE W Z,HUANG X P,HUANG L M,et al.Preliminary study on purification of mariculture water by macroscopic algae[J].Marine Environmental Science,2004,23(1)：13-15.

[5]胡凡光，王志剛，王翔宇，等.脆江蘺池塘栽培技術(shù)[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2011，32(5)：67-73.

HU F G,WANG Z G,WANG X Y,et al.Studies on pond cultivation techniques of Gracilaria bursapastoris[J].Progress in Fishery Sciences,2011,32(5):67-73.

[6]OLIVEIRA V P，F(xiàn)REIRE F A M，SORIANO E M.Influence of depth on the growth of the seaweed Gracilaria birdiae(Rhodophyta)in a shrimp pond[J].Brazilian Journal of Aquatic Science and Technology，2012，16(1)：33-39.

[7]MARINHO-SORIANO E，MORALES C，MOREIRA W S C.Cultivation of Gracilaria(Rhodophyta)in shrimp pond effluents in Brazil[J].Aquaculture Research，2002，33(13)：1081-1086.

[8]鐘志海，陳偉洲，楊雨玲，等.溫度對龍須菜“2007”生理生化特性的影響[J].廣西科學(xué)，2014，21(6)：600-605.

ZHONG Z H,CHEN W Z,YANG Y L,et al.The effects of temperature on the physiological and biochemical characteristics of strain “2007” of Gracilaria lemaneiformis[J].Guangxi Sciences,2014，21(6)：600-605.

[9]安鑫龍，齊遵利，李雪梅，等.大型海藻龍須菜的生態(tài)特征[J].水產(chǎn)科學(xué)，2009，28(2)：109-112.

AN X L,QI Z L,LI X M,et al.A review on ecological characteristics of seaweed Gracilaria lemaneiformis[J].Fisheries Science,2009,28(2):109-112.

[10]張學(xué)成，費修綆，王廣策，等.江蘺屬海藻龍須菜的基礎(chǔ)研究與大規(guī)模栽培[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報，2009，39(5)：947-954.

ZHANG X C,FEI X G,WANG G C,et al.Genetic studies and large scale cultivation of Gracilaria lemaneiformis[J].Periodical of Ocean University of China,2009,39(5)：947-954.

[11]王翔宇，詹冬梅，李美真，等.大型海藻吸收氮磷營養(yǎng)鹽能力的初步研究[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2011，32(4)：67-71.

WANG X Y,ZHAN D M,LI M Z,et al.Preliminary studies on the nitrogen and phosphorus absorption capability of macroalgae[J].Progress in Fishery Sciences,2011,32(4):67-71.

[12]毛玉澤，楊紅生，周毅，等.龍須菜(Gracilaria leman-eiformis)的生長、光合作用及其對扇貝排泄氮磷的吸收[J].生態(tài)學(xué)報，2005，26(10)：3225-3231.

MAO Y Z,YANG H S,ZHOU Y,et al.Studies on growth and photosynthesis characteristics of Gracilaria lemaneiformis and its capacity to uptake ammonium and phosphorus from scallop excretion[J].Acta Ecology Sinica,2005，26(10)：3225-3231.

(責(zé)任編輯：米慧芝)

收稿日期：2016-03-25

作者簡介：王翔宇 (1979-)，男，助理研究員，主要從事養(yǎng)殖海藻繁育研究。 **通訊作者：吳海一(1973-)，男，副研究員，主要從事海洋生態(tài)學(xué)研究，E-mail：wuhaiyi1997@163.com。

中圖分類號：S968.43

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1002-7378(2016)02-0112-04

Study on Pond Cultivation of Gracilaria lemaneiformis and Removal of NH4-N and PO3-P

WANG Xiangyu1,2,ZHANG Shaochun1,WU Haiyi1,2

(1.Marine Biology Institute of Shandong Province,Qingdao,Shandong,266104,China;2.Macroalgae Engineering Technology Centre of Qingdao,Qingdao,Shandong,266104,China)

Abstract:【Objective】Growth characteristics of Gracilaria lemaneiformis was studied in the sea cucumber breeding pond,and nutrient reduction efficiency of ammonium and phosphorus were determined.【Methods】From June to August,2014，in Rushan of Shandong,G.lemaneiformis was cultured with giving different conditions.【Results】The maximum weight increased from 0.7 kg to 6.1 kg,by 8.5 times factor,the SGR could reach to 5.5%.The reduction efficiency of ammonium and phosphorus were reached to 22.7% and 21.4%,respectively.【Conclusion】The results showed that G.lemaneiformis could grow well in pond under suitable condition,in addition,it uptaked effectively ammonium and phosphorus which was the suitable candidates for habitat restoration.

Key words:Gracilaria lemaneiformis,cultivation in pond,ammonium,phosphorus

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先數(shù)字出版時間:2016-05-17

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先數(shù)字出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/45.1075.N.20160517.1546.008.html

修回日期：2016-05-03

*海洋公益專項(201305021，201305005),海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項目和山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金項目(SDAIT-26)資助。