4種海藻在南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖水體中的生態(tài)作用

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(yàn)檢疫局，河北 唐山 063000)

4種海藻在南美白對(duì)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(yàn)檢疫局，河北 唐山 063000)

在實(shí)驗(yàn)室條件下，設(shè)置南美白對(duì)蝦單養(yǎng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ郊澳厦腊讓?duì)蝦分別與龍須菜、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(duì)南美白對(duì)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(duì)NH4-N、NO2-N、NO3-N和PO4-P的清除率不同，其中，龍須菜組對(duì)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(yàn)組中南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)情況均較南美白對(duì)蝦單養(yǎng)良好，龍須菜組體長(zhǎng)、體質(zhì)量的特定增長(zhǎng)率均最高，分別為1.43%、4.24%。可見，4種海藻與南美白對(duì)蝦混養(yǎng)均可以有效清除南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽，南美白對(duì)蝦與龍須菜混養(yǎng)效果最佳。

南美白對(duì)蝦； 龍須菜； 孔石莼； 海帶； 滸苔； 混養(yǎng)

隨著我國(guó)南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)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(yíng)養(yǎng)鹽是水產(chǎn)學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為行之有效的水質(zhì)改良措施之一[4-11]，將有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的大型海藻如龍須菜、孔石莼等引入南美對(duì)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(duì)蝦養(yǎng)殖水域的環(huán)境修復(fù)，同時(shí)將成熟后的海藻進(jìn)行收割，還可將環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)一。鑒于此，采用在南美白對(duì)蝦(Penaeusvannamei)養(yǎng)殖水體中分別植入我國(guó)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(jìn)行模擬試驗(yàn)，研究這4種海藻對(duì)南美對(duì)蝦養(yǎng)殖水體的水質(zhì)凈化效果以及對(duì)南美對(duì)蝦生長(zhǎng)的影響，為進(jìn)一步選擇大型海藻建立生態(tài)綜合性的南美對(duì)蝦養(yǎng)殖模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

南美白對(duì)蝦取自秦皇島沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)，體質(zhì)量(4.2±0.5)g，體長(zhǎng)(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(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年8月17日—9月27日進(jìn)行。南美白對(duì)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(duì)蝦8尾，養(yǎng)殖池的規(guī)格為100 cm×50 cm×48 cm,養(yǎng)殖對(duì)蝦5 d后，開始植入海藻進(jìn)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(duì)蝦食用海藻。試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)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(shí)設(shè)1個(gè)對(duì)照組(不放海藻)，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.3 養(yǎng)殖管理

試驗(yàn)期間，養(yǎng)殖水體pH值7.6～8.6，水溫20～26 ℃，鹽度28‰～30‰。對(duì)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(bǔ)充蒸發(fā)所失水分。

1.4 取樣和測(cè)定

每周取1次水樣，測(cè)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(biāo)準(zhǔn)為GB17378.4—2007，其中，NH4-N的測(cè)定采用次溴酸鈉氧化法，NO2-N的測(cè)定采用重氮-偶氮法，NO3-N的測(cè)定采用鎘柱還原法，PO4-P的測(cè)定采用抗壞血酸還原磷鉬藍(lán)法。養(yǎng)殖生物的生長(zhǎng)情況在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)測(cè)定。

養(yǎng)殖對(duì)蝦的生長(zhǎng)指標(biāo)按下式進(jìn)行計(jì)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(zhǎng)率，W0為初始濕質(zhì)量(g)，Wt為t時(shí)間后的濕質(zhì)量(g)，SLGR為體長(zhǎng)特定增長(zhǎng)率，L0為初始體長(zhǎng)(cm)，Lt為t時(shí)間后的體長(zhǎng)(cm)，t為時(shí)間(d)。

養(yǎng)殖對(duì)蝦的存活率按下式進(jìn)行計(jì)算：

SR=Nt/N0×100%

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

海藻對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的清除率按下式計(jì)算：

C=(V0-Vi)/V0×100%

式中，C為營(yíng)養(yǎng)鹽清除率，V0為對(duì)照組的營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度(mg/L)，Vi為試驗(yàn)組的營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度(mg/L)。

2 結(jié)果與分析

2.1 南美白對(duì)蝦的生長(zhǎng)情況

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

表1 不同混養(yǎng)模式下南美白對(duì)蝦的生長(zhǎng)情況

2.2 海藻對(duì)養(yǎng)殖水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的清除效果

2.2.1 海藻對(duì)NH4-N的清除效果 由圖1可以看出，試驗(yàn)期間，試驗(yàn)組的NH4-N質(zhì)量濃度水平明顯低于對(duì)照組。試驗(yàn)前21d對(duì)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(shì)減緩。其原因可能是因?yàn)闇囟认陆凳鼓厦腊讓?duì)蝦的新陳代謝能力減弱，排泄物減少[12]。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)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(yàn)組中NH4-N平均值分別為0.14、0.16、0.17、0.16 mg/L，而對(duì)照組為0.43 mg/L。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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(duì)NH4-N的清除效果

2.2.2 海藻對(duì)NO2-N的清除效果 由圖2可以看出，與對(duì)照組相比，各試驗(yàn)組中NO2-N質(zhì)量濃度變化幅度不大，均處于較低水平。對(duì)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(yàn)期間6次測(cè)量值之間變化幅度不大，均值為0.24 mg/L。試驗(yàn)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(yàn)結(jié)束時(shí)，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(duì)NO2-N的清除效果

2.2.3 海藻對(duì)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(shì)和NO2-N質(zhì)量濃度的變化趨勢(shì)類似，試驗(yàn)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(duì)照組為0.36 mg/L。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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(duì)NO3-N的清除效果

2.2.4 海藻對(duì)PO4-P的清除效果 由圖4可以看出，對(duì)照組中PO4-P質(zhì)量濃度總體呈上升趨勢(shì)，其變化范圍為0.12～0.40 mg/L。前14 d，4個(gè)試驗(yàn)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(yàn)組中PO4-P質(zhì)量濃度開始緩慢下降。在試驗(yàn)期間，對(duì)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(yàn)結(jié)束時(shí)，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(duì)PO4-P的清除效果

3 結(jié)論與討論

3.1 海藻對(duì)南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)的影響

海藻與南美白對(duì)蝦具有生態(tài)上的互補(bǔ)性，能吸收南美白對(duì)蝦釋放到水體中的CO2和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，并能釋放出蝦類呼吸所需的O2，進(jìn)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(yàn)結(jié)果顯示，加入海藻的試驗(yàn)組中南美白對(duì)蝦體質(zhì)量特定增長(zhǎng)率、體長(zhǎng)特定增長(zhǎng)率和存活率均明顯高于對(duì)照組。

3.2 海藻對(duì)營(yíng)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(zhǎng)，這意味著投入的餌料僅有22%被有效利用，其余部分都以營(yíng)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(yíng)養(yǎng)化的有效方法[14-15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，海藻對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的清除效果明顯，盡管試驗(yàn)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(duì)硝態(tài)氮的清除效果一般低于氨態(tài)氮[16]，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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?yàn)楹Ｔ迥軐睉B(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(duì)養(yǎng)殖水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的清除效果以及對(duì)南美白對(duì)蝦體質(zhì)量特定增長(zhǎng)率、體長(zhǎng)特定增長(zhǎng)率和存活率的影響，可以得出，龍須菜與南美白對(duì)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(jì)劃支撐項(xiàng)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