發(fā)酵有機(jī)肥對(duì)主養(yǎng)草魚池塘水質(zhì)調(diào)控效果研究

季英杰 鄧 閔 陳杰玉 王海鵬 緱敬偉 何緒剛,

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院, 武漢 430070; 2. 淡水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心, 武漢 430070; 3. 池塘健康養(yǎng)殖湖北省工程實(shí)驗(yàn)室, 水產(chǎn)養(yǎng)殖國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(華中農(nóng)業(yè)大學(xué))，武漢 430070)

當(dāng)前, 我國精養(yǎng)池塘普遍面臨著水質(zhì)劣化、調(diào)控效果差等環(huán)境問題。一個(gè)重要原因是飼料中氮素轉(zhuǎn)化成為魚肉的效率通常不高[1], 未被魚類利用的有機(jī)態(tài)氮素逐漸礦化成為氨氮, 進(jìn)而氧化成為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮等無機(jī)形態(tài)。其中, 氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)魚類等水生生物有強(qiáng)毒性[2]。在養(yǎng)殖中后期,隨著投飼量逐漸增加, 常引起氨氮、亞硝態(tài)氮等有害氮素過量堆積[3,4], 不僅導(dǎo)致水體營養(yǎng)失衡, 藻類單一化, 水質(zhì)易波動(dòng), 而且有害氮素直接毒害魚類,降低魚類免疫力, 頻繁暴發(fā)病害[2,5]。這是目前我國精養(yǎng)池塘普遍遇到的共性問題。因此, 精養(yǎng)池塘水質(zhì)調(diào)控應(yīng)重點(diǎn)考慮如何抑制過高濃度有害氮素產(chǎn)生、如何均衡主要營養(yǎng)元素含量等。所以, 研究高密度放養(yǎng)、大量投飼精養(yǎng)池塘水質(zhì)調(diào)控方式方法十分必要。

發(fā)酵有機(jī)肥不僅富含浮游植物生長所必須的營養(yǎng)元素, 而且富含蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和磷酸酶等胞外酶, 以及乳酸菌、芽孢桿菌等有益微生物, 可加速分解水中有機(jī)質(zhì), 改良水體環(huán)境[6], 抑制水體中有害菌的繁殖生長[7], 因而成為精養(yǎng)池塘兼具肥效的“微生態(tài)制劑”。但目前鮮見關(guān)于發(fā)酵有機(jī)肥調(diào)控水質(zhì)的研究報(bào)道。本研究通過監(jiān)測發(fā)酵有機(jī)肥定期使用后水質(zhì)理化指標(biāo)、浮游生物群落結(jié)構(gòu)及水體微生物豐度等變化, 以評(píng)價(jià)發(fā)酵有機(jī)肥抑制高濃度有害氮素產(chǎn)生、改善水體環(huán)境效果, 研究結(jié)果為指導(dǎo)精養(yǎng)池塘合理使用發(fā)酵有機(jī)肥調(diào)控水質(zhì)提供參考和借鑒。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)池塘與材料

實(shí)驗(yàn)于2015年7月至2016年6月在湖北省荊州市公安縣崇湖漁場華中農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)示范基地進(jìn)行。選擇基地6口草魚(Ctenopharyngodon idellus)主養(yǎng)池塘為研究對(duì)象, 其中3口為對(duì)照池塘(1#、2#和3#), 3口為實(shí)驗(yàn)池塘(12#、13#、14#), 6口池塘日常管理一致, 只是實(shí)驗(yàn)池塘定期施放發(fā)酵有機(jī)肥。6口池塘面積均為3000 m2, 水深1.5—2.0 m, 各池配備一臺(tái)投餌機(jī)和一臺(tái)1.5 kw增氧機(jī)。6口池塘放養(yǎng)量一致, 均放養(yǎng)2齡草魚種, 規(guī)格1.5—1.8 kg/尾,放養(yǎng)量為900 kg/池, 花鰱(Aristichthys nobilis)50 kg/池, 規(guī)格500—600 g/尾; 白鰱(Hypophthalmichthys molitrix)300 kg/池, 規(guī)格200—300 g/尾。草魚成魚飼料為荊州大海飼料有限公司提供的海大708型飼料, 每天投喂量80 kg/池, 陰雨天酌情減量投喂。實(shí)驗(yàn)用發(fā)酵有機(jī)肥由湖北炎農(nóng)生物科技有限公司提供。實(shí)驗(yàn)開始前測定發(fā)酵生物肥總氮、總磷及有益微生物占總微生物量的比例(總氮8.60%、總磷2.28%、芽孢桿菌11%、乳酸菌58.57%)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)塘每月施發(fā)酵有機(jī)肥一次, 每次40 kg/池,施肥時(shí)將有機(jī)肥加到船艙加入池水混勻后全池均勻潑灑, 連續(xù)晴天時(shí)間段施肥, 陰雨天不施肥。具體施肥時(shí)間為: 2015年7月20日、8月10日、9月13日, 10月4日以及2016年4月11日、5月7日、6月10日。每月采樣1次, 用于浮游生物、水質(zhì)理化指標(biāo)和細(xì)菌豐度檢測; 細(xì)菌種類檢測只在施肥前期(2015年7月31日)和施肥中后期(2015年10月9日)進(jìn)行。

1.3 實(shí)驗(yàn)采樣與分析

選擇晴天上午10:00采樣, 具體采樣時(shí)間為:2015年7月31日、8月26日、9月20日、10月9日以及2016年4月27日、5月24日、6月24日。采樣點(diǎn)為池塘4個(gè)角及對(duì)角線交叉點(diǎn), 四角點(diǎn)離池邊1 m, 采集水面下50 cm、池底以上50 cm的混合樣。水樣取自5個(gè)樣點(diǎn)等體積混合后用于各指標(biāo)的測定。水化指標(biāo): 溫度、溶解氧(DO)、pH采用美國YSI便攜式水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測定, 測試點(diǎn)為水面下50 cm處;亞硝態(tài)氮(-N)、硝態(tài)氮(-N)、銨態(tài)氮(-N)、可溶性磷酸鹽(-P)、總磷(TP)和總氮(TN), 按照水質(zhì)理化指標(biāo)國標(biāo)方法進(jìn)行測定[8]。浮游動(dòng)植物定性、定量, 樣品采集與分析參考《淡水浮游生物研究方法》[9], 根據(jù)文獻(xiàn)[10, 11]計(jì)數(shù)浮游動(dòng)植物的種類和密度。細(xì)菌豐度測定參照李博[12]、鄭天凌等[13]方法進(jìn)行; 細(xì)菌種類使用MiSeq高通量測序方法進(jìn)行判別, 具體方法和步驟如下: 首先提取水樣細(xì)菌總DNA[14], 設(shè)計(jì)并合成引物接頭(測序區(qū)域: V3+V4: 338F-806R), PCR采用TransGen AP221-02: TransStart Fastpfu DNA Polymerase進(jìn)行PCR擴(kuò)增, MiSeq PE文庫的制備, 最后進(jìn)行MiSeq高通量測序[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

計(jì)算浮游動(dòng)植物優(yōu)勢度Y(采用Y＞0.02作為優(yōu)勢種判別標(biāo)準(zhǔn))[16]、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)[17]、Margalef豐富度指數(shù)[18]和Pielou均勻度指數(shù)[19]。組間差異性檢驗(yàn)使用SPSS19.0軟件, 以P＜0.05表示具有顯著性差異。結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(MS±SD)表示。使用graphpad prism 6.0作圖。

2 結(jié)果

2.1 水體理化指標(biāo)

總體上, 實(shí)驗(yàn)塘和對(duì)照塘水質(zhì)各理化指標(biāo)變化趨勢基本相同。實(shí)驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)塘與對(duì)照塘水溫基本一致, 變幅均為21.6—32.2℃。實(shí)驗(yàn)塘、對(duì)照塘DO養(yǎng)殖前期(4、5月份)均高于養(yǎng)殖中后期(6—10月份), 且相同時(shí)間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)塘DO均高于對(duì)照塘,4月份及7—10月份差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)(圖1a)。pH的變化范圍在6.65—8.51, 實(shí)驗(yàn)塘與對(duì)照塘pH除6、7月份以外, 其余月份差異不顯著(P＞0.05)(圖1b);-N整體呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢, 實(shí)驗(yàn)塘上升幅度要低于對(duì)照塘實(shí)驗(yàn)塘-N濃度, 8—10月份顯著低于對(duì)照塘(P＜0.05), 4—7月份兩者無顯著差異(P＞0.05)(圖1c);-N整體呈現(xiàn)先升后降趨勢, 8月份為轉(zhuǎn)折點(diǎn), 實(shí)驗(yàn)塘-N濃度8月份顯著低于對(duì)照塘(P＜0.05), 其他時(shí)間段兩者無顯著差異(P＞0.05)(圖1d); TN、TP、-N、-P實(shí)驗(yàn)塘與對(duì)照塘變化趨勢相同且各時(shí)間節(jié)點(diǎn)均無顯著差異(P＞0.05), 4—10月TN、TP呈逐漸升高趨勢;-N是先升后降, 8月份是轉(zhuǎn)折點(diǎn);-P整體呈上升態(tài)勢, 只在8月份出現(xiàn)小的轉(zhuǎn)折(圖1e—h)。

2.2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)

浮游植物種類、優(yōu)勢種及多樣性實(shí)驗(yàn)期間共檢出浮游藻類6門49屬96種, 分屬于藍(lán)藻門、綠藻門、裸藻門、甲藻門、隱藻門和硅藻門; 實(shí)驗(yàn)組池塘共檢出86種, 對(duì)照池塘檢出73種, 名錄見表 1。

對(duì)照池塘優(yōu)勢種有6種: 球衣藻Chlamydomonas globoza、綠色裸藻Euglena viridis、魚形裸藻Euglena pisciformis、尖針桿藻Synedra acus、嚙蝕隱藻Cryptomonas erosa、卵形隱藻Cryptomonas ovata; 實(shí)驗(yàn)池塘優(yōu)勢種相同, 但缺少尖針桿藻(表 2);優(yōu)勢種分屬于綠藻門、裸藻門、隱藻門。球衣藻、嚙噬隱藻和卵形隱藻多出現(xiàn)在4、5和6月份;綠色裸藻和魚形裸藻在8、9月份出現(xiàn)最多。

在實(shí)驗(yàn)期間, 實(shí)驗(yàn)塘Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)各時(shí)間節(jié)點(diǎn)均高于對(duì)照塘; 實(shí)驗(yàn)塘的Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef指數(shù)和Pielou指數(shù)各月份之間的波動(dòng)幅度均小于對(duì)照塘(表 3)。實(shí)驗(yàn)塘Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef指數(shù)和Pielou指數(shù)7個(gè)月份的平均值(分別為2.62±0.26、3.66±0.35、0.45±0.03)均高于對(duì)照塘(1.93±0.32、3.03±0.22、0.36±0.05)。

浮游植物的密度和生物量在實(shí)驗(yàn)期間, 對(duì)照塘浮游植物密度的變化范圍是(1.07—3.63)×107ind./L, 實(shí)驗(yàn)塘的變化范圍是(2.31—7.93)×107ind./L; 實(shí)驗(yàn)塘月平均生物量 (68.21±25.13) mg/L是對(duì)照塘(24.51±12.10) mg/L的2.78倍。對(duì)照塘生物量養(yǎng)殖前期(4—6月份)較高, 養(yǎng)殖中后期(7—10月份)較低; 實(shí)驗(yàn)塘生物量除6月份略高于對(duì)照塘外, 其他各月份均顯著高于對(duì)照塘(P＜0.05)(圖2)。

圖1 各月份水化指標(biāo)Fig. 1 Monthly hydration index

2.3 浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)

浮游動(dòng)物種類、優(yōu)勢種共檢出原生動(dòng)物17屬20種, 輪蟲13屬21種, 枝角類2屬2種和橈足類2屬2種(表 4), 原生動(dòng)物、輪蟲、枝角類和橈足類

種類數(shù)分別占總動(dòng)物種類數(shù)的44.44%、46.67%、4.45%和4.45%。

表 1 實(shí)驗(yàn)期間檢出的浮游植物種類Tab. 1 Phytoplankton species during the experiment

浮游動(dòng)物優(yōu)勢種有原生動(dòng)物包括: 小單環(huán)櫛毛蟲、尾泡焰毛蟲、滾動(dòng)焰毛蟲、腎形腎形蟲、梨形四膜蟲、綠草履蟲、旋回俠盜蟲、綠急游蟲, 輪蟲包括: 針簇多肢輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、萼花臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲、暗小異尾輪蟲(表 5)。

浮游動(dòng)物生物量實(shí)驗(yàn)期間, 實(shí)驗(yàn)塘、對(duì)照塘浮游動(dòng)物生物量分別波動(dòng)于2.28—21.91 mg/L和0.66—6.28 mg/L, 實(shí)驗(yàn)塘平均生物量(9.83±5.74) mg/L是對(duì)照塘(2.26±1.49) mg/L的4.35倍。實(shí)驗(yàn)塘浮游動(dòng)物生物量各月份顯著高于對(duì)照塘(P＜0.05)(圖3)。在浮游動(dòng)物中, 輪蟲比重最大, 實(shí)驗(yàn)塘輪蟲月平均生物量(8.46±5.54) mg/L明顯高于對(duì)照塘輪蟲生物量(1.54±1.20) mg/L, 其次是原生動(dòng)物, 枝角類和橈足類數(shù)量最少。對(duì)照塘4—7月動(dòng)物生物量逐漸升高, 而后降低, 10月份略有增加; 實(shí)驗(yàn)塘4—6月份逐漸降低, 7月份生物量突然增加, 而后逐漸降低,10月份數(shù)量增加達(dá)到最大值。

表 2 浮游植物主要優(yōu)勢種的優(yōu)勢度(Y＞0.02)Tab. 2 Dominance index of dominant species of phytoplankton

表 3 浮游植物的多樣性指數(shù)Tab. 3 Diversity index of Phytoplankton

圖2 浮游植物生物量Fig. 2 Phytoplankton biomass

2.4 水體細(xì)菌種類和豐度

細(xì)菌種類池塘水體中共檢出細(xì)菌13門101屬, 其中變形菌門(Proteobacteria)、藍(lán)藻門(Cyanobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)占優(yōu)勢(圖4a); 相對(duì)豐度較高的屬為乳酸菌屬(Lactococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、鯨桿菌屬(Cetobacterium)、藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacteria)、氣單胞菌屬(Aeromonas)、擬桿菌屬(Bacteroides)、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、12up、聚球藻屬(Synechococcus)和亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)。發(fā)酵有機(jī)肥對(duì)有益菌增殖有顯著促進(jìn)作用, 施肥后期, 實(shí)驗(yàn)塘乳酸菌屬、芽孢桿菌屬、鯨桿菌屬、節(jié)桿菌屬、亞硝化單胞菌屬相對(duì)豐度分別為(0.61±0.17)%、(0.89±0.29)%、(0.20±0.031)%、(0.04±0.0082)%和(0.34±0.037)%,分別是對(duì)照塘的3倍、3倍、2倍、4倍和1.42倍(圖4b)。發(fā)酵有機(jī)肥未引起氣單胞菌等致病菌相對(duì)豐度增高, 施肥后期, 實(shí)驗(yàn)塘氣單胞菌屬相對(duì)豐度為(0.11±0.037)%, 對(duì)照塘為(0.10±0.016)%, 兩者差異不顯著(圖4b)。

細(xì)菌豐度實(shí)驗(yàn)期間, 實(shí)驗(yàn)塘和對(duì)照塘細(xì)菌豐度變化趨勢相同, 均表現(xiàn)為養(yǎng)殖前期(4—6月份)較低, 養(yǎng)殖中后期(7—10月份)較高(圖5)。發(fā)酵有機(jī)肥顯著增加了細(xì)菌豐度: 實(shí)驗(yàn)塘細(xì)菌豐度6、8、9、10月份均顯著高于對(duì)照塘(P＜0.05)(圖5)。在實(shí)驗(yàn)期間, 實(shí)驗(yàn)塘細(xì)菌平均豐度為(6.53±2.13)×106ind./mL, 對(duì)照塘為(5.05±2.10)×106ind./mL, 實(shí)驗(yàn)塘是對(duì)照塘的1.29倍。

3 討論

3.1 發(fā)酵有機(jī)肥對(duì)水質(zhì)的改善作用

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 發(fā)酵有機(jī)肥對(duì)養(yǎng)殖中后期池塘

水體較高濃度的銨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮有顯著平抑作用。在養(yǎng)殖前中期(4—7月份), 池塘水體-N濃度一直處于較低水平(＜1 mg/L), 但到了養(yǎng)殖中后期(8—10月份), 水體中-N濃度快速上升, 此時(shí),實(shí)驗(yàn)塘-N濃度卻顯著低于對(duì)照塘(圖1c), 表明發(fā)酵有機(jī)肥對(duì)髙濃度-N的抑制作用顯著。同樣地, 在-N濃度不高(＜0.01 mg/L)的時(shí)間段, 實(shí)驗(yàn)塘-N濃度與對(duì)照塘變化趨勢相同且差異不顯著, 但在-N濃度飆升的8月份, 實(shí)驗(yàn)塘-N濃度則顯著低于對(duì)照塘(圖1d), 表明發(fā)酵有機(jī)肥對(duì)髙濃度-N的抑制作用也很顯著。池塘銨態(tài)氮主要來源于有機(jī)物礦化分解及生物代謝排氨, 而亞硝態(tài)氮主要經(jīng)氨氧化而來[20]。發(fā)酵有機(jī)肥抑制-N及-N濃度的途徑主要有三條。一是通過增加浮游植物豐度, 促進(jìn)浮游植物吸收利用-N。對(duì)照塘4—6月份浮游植物生物量維持較高水平(21.64—52.34 mg/L)(圖2), 對(duì)氨氮吸收作用較強(qiáng); 而在7—10月份對(duì)照塘浮游植物生物量反而降低(12.56—25.34 mg/L), 對(duì)氨氮吸收作用減弱, 加之殘餌、糞便等積累, 有機(jī)物礦化產(chǎn)氨大幅增加等,共同導(dǎo)致水體-N濃度的上升。在發(fā)酵有機(jī)肥促進(jìn)下, 實(shí)驗(yàn)塘浮游植物生物量一直維持較高水平(圖2), 保持了較高的-N吸收率, 促使-N濃度降低。二是通過促進(jìn)水體異養(yǎng)菌的生長, 強(qiáng)化異養(yǎng)菌吸收利用-N。異養(yǎng)菌可直接吸收利用氨氮合成自身蛋白質(zhì)[21]。發(fā)酵有機(jī)肥大幅增加了水體芽孢桿菌和乳酸菌等異養(yǎng)菌豐度, 對(duì)-N的降低起到了重要作用。三是通過硝化、反硝化等氮循環(huán)途徑。養(yǎng)殖期間, 實(shí)驗(yàn)塘和對(duì)照塘的-N、-N濃度均呈先上升后下降的趨勢(圖1d, e), 表明池塘水體硝化和反硝化反應(yīng)均順利進(jìn)行。水體中-N、-N主要經(jīng)硝化作用產(chǎn)生[22], 又經(jīng)反硝化作用去除[23,24]。一般認(rèn)為, 硝化作用為耗氧反應(yīng)(即水體高溶解氧量有利于硝化作用), 而反硝化作用通常發(fā)生在厭氧條件下[23]。養(yǎng)殖前期-N濃度實(shí)驗(yàn)塘與對(duì)照塘無顯著差異, 但養(yǎng)殖后期卻顯著低于對(duì)照塘(圖1c);-N、-N實(shí)驗(yàn)塘變化趨勢與對(duì)照塘相同且濃度相近, 僅8月份-N濃度顯著低于對(duì)照塘(圖1d, e)。在試驗(yàn)后期檢測到實(shí)驗(yàn)塘亞硝化單胞菌屬平均占比(0.34±0.037)%,是對(duì)照塘的1.42倍, 表明發(fā)酵有機(jī)肥不但不會(huì)干擾硝化、反硝化作用, 反而有促進(jìn)作用。

表 4 實(shí)驗(yàn)期間檢出的浮游動(dòng)物種類Tab. 4 Zooplankton species during the experiment

表 5 浮游動(dòng)物主要優(yōu)勢種的優(yōu)勢度(Y＞0.02)Tab. 5 Dominance index of dominant species of zooplankton

圖3 浮游動(dòng)物生物量Fig. 3 Zooplankton biomass

養(yǎng)殖期間, 實(shí)驗(yàn)塘DO均明顯高于對(duì)照塘(圖1a), 說明發(fā)酵有機(jī)肥增氧效果顯著, 原因是其增加了浮游植物生物量(圖2), 促進(jìn)了光合作用產(chǎn)氧量[25]。發(fā)酵有機(jī)肥對(duì)TN、TP、-P和pH等均未產(chǎn)生顯著影響(圖1), 表明發(fā)酵有機(jī)肥不會(huì)產(chǎn)生水體pH劇烈波動(dòng)及TN、TP堆積等負(fù)面作用。

實(shí)驗(yàn)期間, 發(fā)酵有機(jī)肥增加了浮游動(dòng)植物種類數(shù)量(表 1、表 4), 也增加了浮游植物多樣性(表 3),促使浮游生物群落結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定[26], 不僅對(duì)抑制藍(lán)藻等有害水華的爆發(fā)十分有益[27], 而且也增進(jìn)了池塘水質(zhì)的穩(wěn)定[28], 進(jìn)而有助于避免魚病的暴發(fā)。

圖4 門水平和主要屬水平細(xì)菌相對(duì)豐度Fig. 4 Relative abundance of phyla and main genus (%)

圖5 細(xì)菌豐度的變化Fig. 5 The dynamics of bacterial abundance

3.2 發(fā)酵有機(jī)肥的肥水效果

研究結(jié)果表明, 發(fā)酵有機(jī)肥顯著增加了浮游生物生物量(圖2、圖3)和細(xì)菌豐度(圖5), 表現(xiàn)出了優(yōu)異的肥水效果, 對(duì)加快濾食性魚類生長、促進(jìn)濾食性魚類增產(chǎn)非常有利[29]。有研究指出白鰱易消化的藻類有隱藻、硅藻等[30]。曾青蘭[31]指出鰱、鳙可以消化裸藻門中的扁裸藻, 消化率在50%以上。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 發(fā)酵有機(jī)肥能有效增加濾食性魚類所喜食的隱藻和扁裸藻的生物量。本實(shí)驗(yàn)混養(yǎng)量白鰱48.91 g/m3、花鰱8.15 g/m3, 實(shí)驗(yàn)表明發(fā)酵有機(jī)肥可以增加浮游生物多樣性; 增加實(shí)驗(yàn)塘中浮游動(dòng)物所占比例(試驗(yàn)塘12.59%, 對(duì)照塘7.47%), 有利于鰓耙較大的花鰱攝食浮游動(dòng)物。有研究表明, 鰱的放養(yǎng)量達(dá)到50 g/m3可控制水體水華的發(fā)生[32], 與本實(shí)驗(yàn)的套養(yǎng)比例結(jié)果相符。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 施加發(fā)酵有機(jī)肥可以增加藍(lán)藻門中平裂藻和藍(lán)纖維藻數(shù)量, 而其生物量占比與對(duì)照組相比無明顯變化, 與韓士群等提出的平裂藻和藍(lán)纖維藻容易被鰱消化[33]的觀點(diǎn)相符, 在該混養(yǎng)模式下有利于保證白鰱對(duì)藻類的攝食需求。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 對(duì)照塘養(yǎng)殖前期(4—6月份)浮游植物生物量比養(yǎng)殖中后期(7—10月份)高(圖2),但浮游動(dòng)物生物量則剛好相反(圖3)。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是, 在養(yǎng)殖中后期(7—10月份)水體細(xì)菌豐度較養(yǎng)殖前期有大幅增加[34](圖5), 為浮游動(dòng)物提供了大量餌料[35], 彌補(bǔ)了浮游植物餌料資源的不足。養(yǎng)殖中后期細(xì)菌豐度大幅增加, 是養(yǎng)殖過程投飼引起池塘有機(jī)物大量堆積造成的[36]。發(fā)酵有機(jī)肥不僅增加了細(xì)菌絕對(duì)豐度, 而且對(duì)有益菌屬的乳酸菌屬、芽孢桿菌屬、鯨桿菌屬和節(jié)桿菌屬等相對(duì)豐度增高也有顯著促進(jìn)作用。乳酸菌和芽孢桿菌等數(shù)量增加對(duì)去除水體高氨氮和亞硝態(tài)氮十分有利; 鯨桿菌屬是草魚腸道產(chǎn)B12的主要細(xì)菌, 對(duì)促進(jìn)草魚的消化吸收纖維素十分有益[37]; 節(jié)桿菌具有非常強(qiáng)的聚磷能力[38]。有益菌數(shù)量增加對(duì)抑制病原微生物生長、提高機(jī)體免疫力等有一定的積極作用[39—41]。

綜上, 發(fā)酵有機(jī)肥肥效突出, 改善池塘水環(huán)境效果顯著, 主要表現(xiàn)為: 大幅提升浮游生物生物量和細(xì)菌豐度, 尤其促進(jìn)了鰱鳙等易于消化的種類和數(shù)量增加, 提高了池塘初級(jí)生產(chǎn)力, 對(duì)濾食性魚類有顯著增產(chǎn)作用; 平抑高濃度-N、-N及增氧作用顯著; 增加了浮游生物種類與多樣性, 促進(jìn)水質(zhì)更加穩(wěn)定; 同時(shí)不會(huì)引起pH、TN、TP等顯著變化。建議: 高密度放養(yǎng)、大量投飼的精養(yǎng)池塘宜定期施放發(fā)酵有機(jī)肥以改善水質(zhì)、增進(jìn)池塘養(yǎng)殖效益。

[1]Li B, Liang X F, Liu L L,et al. Effects of dietary protein levels on growth, feed utilization and the enzymes activity on nitrogen metabolism of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) [J].Acta Hydrobiologica Sinica, 2014,38(2): 233—240 [李彬, 梁旭方, 劉立維, 等. 飼料蛋白水平對(duì)大規(guī)格草魚生長、飼料利用和氮代謝相關(guān)酶活性的影響. 水生生物學(xué)報(bào), 2014, 38(2): 233—240]

[2]Yu R L, Nie X P. Toxicity of molecular ammonia & nitrite to fishes and the control measures [J].Journal of Fishery Sciences of China, 1999, 6(3): 73—77 [余瑞蘭,聶湘平. 分子氨和亞硝酸鹽對(duì)魚類的危害及其對(duì)策. 中國水產(chǎn)科學(xué), 1999, 6(3): 73—77]

[3]Gao P, Jiang M, Zhao Y J,et al. Variation rules of water quality and budget of nitrogen and phosphorus in ponds with grass carp as the dominant cultured species [J].Journal of Yunnan Agricultural University, 2009, 24(1):71—77 [高攀, 蔣明, 趙宇江, 等. 主養(yǎng)草魚池塘水質(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律和氮磷收支. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2009,24(1): 71—77]

[4]Yang S P, Qiu D Q. Water quality in the high-density shrimp culturing ponds [J].Aquatic Sciences, 2006, 25(9):459—462 [楊世平, 邱德全. 對(duì)蝦高密度養(yǎng)殖過程中水質(zhì)的周期變化與分析. 水產(chǎn)科學(xué), 2006, 25(9):459—462]

[5]Steven R K, Vicki S B, Thomas L M. Effect of acclimation time on nitrite movement across the gill epithelia of rainbow trout: the role of“chloride cells” [J].The Progressive Fish-Culturist, 1982, 44(44): 126—130

[6]Li W F, Deng B, Chen N N,et al. Effects ofBacilluson water quality, growth and antioxidant activity of intestinal mucosa ofCtenpharyngodon idellus[J].Journal of Hydroecology, 2012, 33(1): 65—70 [李衛(wèi)芬, 鄧斌, 陳南南, 等. 芽孢桿菌對(duì)草魚生長和腸粘膜抗氧化功能及養(yǎng)殖水質(zhì)的影響. 水生態(tài)學(xué)雜志, 2012, 33(1): 65—70]

[7]He Y J. Study on ammoniaand nitrite reducing in pond using microorganism [D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2007 [何義進(jìn). 微生態(tài)制劑降解養(yǎng)殖水體氨氮及亞硝酸鹽的研究. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué). 2007]

[8]HJ 535-2009, People’s Republic of China industry protection standards [S]. Beijing: China Environmental Science Press. 2010 [HJ 535-2009 中華人民共和國行業(yè)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn). 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社. 2010]

[9]Zhang Z S, Huang X F. Research Methods of Freshwater Plankton [M]. 1991, 333—339 [章宗涉, 黃祥飛. 淡水浮游生物研究方法. 1991, 333—339]

[10]Hu H J, Wei Y X. Algal of China, Systematics, Taxonomy and Ecology [M]. Beijing: Science Press. 2006,23—903 [胡鴻鈞, 魏印心. 中國淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài). 北京: 科學(xué)出版社. 2006, 23—903]

[11]Liu J K. Advanced Hydrobiology [M]. Beijing: Science Press. 1999, 176—223 [劉健康. 高級(jí)水生生物學(xué). 北京:科學(xué)出版社. 1999, 176—223]

[12]Li B. A preliminary study on bacterial productivity in different grass carp polyculture eco-systems and analysis of bacterial community [D]. Ocean University of China,Qingdao. 2013 [李博. 草魚混養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)細(xì)菌生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究. 中國海洋大學(xué), 青島. 2013]

[13]Zheng T L, Wang F, Xu M Z,et al. Bacterial production ,biomass and role in microbial loop in Taiwan strait [J].Oceanologia et Limnologia Sinica, 2002, 33(4): 415—423 [鄭天凌, 王斐, 徐美珠, 等. 臺(tái)灣海峽海域細(xì)菌產(chǎn)量,生物量及其在微食物環(huán)中的作用. 海洋與湖沼, 2002,33(4): 415—423]

[14]Zhang H, Zhou T, Wang Y. Bacterial composition in the intestine of freshwater pearl mussel and co-cultured fishes in an integrated culture pond [J].Acta Hydrobiologica Sinica, 2013, 37(5): 824—835 [張涵, 周濤, 王巖. 綜合養(yǎng)殖池塘中三角帆蚌和魚類腸道細(xì)菌的組成. 水生生物學(xué)報(bào), 2013, 37(5): 824—835]

[15]Fouhy F, Deane J, Rea M C,et al. The effects of freezing on faecal microbiota as determined using MiSeq sequencing and culture-based investigations [J].PloS One, 2015,10(3): e0119355

[16]Wang Y L, Yuan Q, Shen X Q. Ecological character of phytoplankton in spring in the Yangtze River estuary and adjacent waters [J].Journal of Fishery Sciences of China,2005, 12(3): 300—306 [王云龍, 袁騏, 沈新強(qiáng). 長江口及鄰近水域春季浮游植物的生態(tài)特征. 中國水產(chǎn)科學(xué),2005, 12(3): 300—306]

[17]Shannon C E, Weaver W. The Mathematical Theory of Communication [M]. Urbana IL: University of Illinois Press. 1949, 623—656

[18]Ulanowicz R E. Information theory in ecology [J].Computers Chemist, 2001, 25(4): 393—399

[19]Pielou E C. An Introduction to Mathematical Ecology [J].Bioscience, 1971, 24(2): 7—12

[20]Wang W Q, Wen M M, Chai S W. Nitrogenous forms,distribution and environmental impacts in the sediment of aquacutural water columm [J].Aquatic Sciences, 2004,23(1): 29—32 [王文強(qiáng), 溫枚茂, 柴士偉. 養(yǎng)殖水體沉積物中氮的形態(tài)、分布及環(huán)境效益效應(yīng). 水產(chǎn)科學(xué), 2004,23(1): 29—32]

[21]Ebeling J M, Timmons M B, Bisogni J J. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic, autotrophic, and heterotrophic removal of ammonia-nitrogen in aquaculture systems [J].Aquaculture, 2006, 257(1):346—358

[22]Zhou X P, Wang J G, Xue L X,et al. N and P removal characters of eutrophic water body under planted float [J].Chinese Journal of Applied Ecology, 2005, 16(11):2199—2203 [周小平, 王建國, 薛利紅, 等. 浮床植物系統(tǒng)對(duì)富營養(yǎng)化水體中氮、磷凈化特征的初步研究. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 16(11): 2199—2203]

[23]He J Z, Zhang L M. Advances in ammonia-oxidizing microorganisms and global nitrogen cycle [J].Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(1): 406—415 [賀紀(jì)正, 張麗梅. 氨氧化微生物生態(tài)學(xué)與氮循環(huán)研究進(jìn)展. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2009,29(1): 406—415]

[24]Li P, Zhang S, Liu D L. Study progress of bacterial aerobic denitrification [J].Journal of Microbiology, 2005,25(1): 60—64 [李平, 張山, 劉德立. 細(xì)菌好氧反硝化研究進(jìn)展. 微生物學(xué)雜志, 2005, 25(1): 60—64]

[25]Ibrahim N, Naggar G E. Water quality, fish production and economics of Nile tilapia,Oreochromis niloticus, and African catfish,Clarias gariepinus, monoculture and polycultures [J].Journal of the World Aquaculture Society, 2010, 41(4): 574—582

[26]Garg S K, Bhatnagar A. Effect of different doses of organic fertilizer (cow dung) on pond productivity and fish biomass in stillwater ponds [J].Journal of Applied Ichthyology, 1999, 15(1): 10—18

[27]Pechar L. Long-term changes in fish pond management as‘a(chǎn)n unplanned ecosystem experiment’: importance of zooplankton structure, nutrients and light for species composition of cyanobacterial blooms [J].Water Science and Technology, 1995, 32(4): 187—196

[28]Qin J, Culver D A, Yu N. Effect of organic fertilizer on heterotrophs and autotrophs: implications for water quality management [J].Aquaculture Research, 1995, 26(12):911—920

[29]Garg S K, Bhatnagar A. Effect of fertilization frequency on pond productivity and fish biomass in still water ponds stocked withCirrhinus mrigala(Ham.) [J].Aquaculture Research, 2000, 31(5): 409—414

[30]ЛИ Ш H-X O, Б Й ΓO-ДУH. BЫPAЩИBAHИE ПЛAHКTOHA OPΓAHИЧECКИMИ УДOБPEHЯMИ ДЛЯ PЫБHOΓO XOЗЯЙCTBA, 1956, (2): 200—208[黎尚豪, 白國棟. 施用有機(jī)肥料以繁殖浮游生物. 水生生物集刊, 1956, (2): 200—208]

[31]Zeng Q L. Study on the digestion of phacus byHypophthalmichthus molithixandAristichthys nobilis[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2001, 29(4):549—552 [曾青蘭. 鰱、鳙魚對(duì)扁裸藻消化利用的研究.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2001, 29(4): 549—552]

[32]Han S Q, Fan C X, Yan S H. Study on the plankton communities and its biomanipulation in the eutrophicated beach ponds [J].Acta Hydrobiologica Sinica, 2006,30(3): 344—348 [韓士群, 范成新, 嚴(yán)少華. 灘涂富營養(yǎng)池塘中浮游生物種群結(jié)構(gòu)及其生態(tài)調(diào)控研究. 水生生物學(xué)報(bào), 2006, 30(3): 344—348]

[33]Han S Q, Zhang Z H, Yan S H,et al. Population and biomass of algae in embanked fish pond ecosystem along coastal area [J].Acta Hydrobiologica Sinica, 2001, 25(4):317—323 [韓士群, 張振華, 嚴(yán)少華, 等. 海涂圍灘養(yǎng)魚生態(tài)系統(tǒng)中藻類種群和生物量的研究. 水生生物學(xué)報(bào),2001, 25(4): 317—323]

[34]Qin J, Culver D A, Yu N. Effect of organic fertilizer on heterotrophs and autotrophs: implications for water quality management [J].Aquaculture Research, 1995, 26(12):911—920

[35]Li H B, Yang Q, Zhou F. Research advances on microbial food loop in marine ecosystem [J].Marine Environmental Science, 2012, 31(6): 927—932 [李洪波, 楊青, 周峰. 海洋微食物環(huán)研究新進(jìn)展. 海洋環(huán)境科學(xué), 2012,31(6): 927—932]

[36]Yu Z G, Lin F X, He J. Study on the relationship between heterotrophic bacteria and shrimp disease [J].Acta Oceanologica Sinica, 1995, 17(3): 85—91 [于占國, 林鳳翱, 賀杰. 異養(yǎng)細(xì)菌與蝦病關(guān)系的研究. 海洋學(xué)報(bào), 1995,17(3): 85—91]

[37]Sugita H, Miyajima C, Deguchi Y. The vitamin B12-producing ability of the intestinal microflora of freshwater fish [J].Aquaculture, 1991, 92: 267—276

[38]Chen Y, Yang X L, Cao Y S. Study on isolation, identification and phosphate accumulating capacity ofArthrobactersp [J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2011(1): 447—450 [陳燕, 楊小龍, 曹郁生. 1 株高效聚磷節(jié)桿菌的分離鑒定及其聚磷特性研究. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011(1): 447—450]

[39]Sun Y Z, Yang H L. A review: distribution and manipulation of fish gut microflora [J].Aquatic Sciences, 2008,27(5): 257—261 [孫云章, 楊紅玲. 淺談魚類消化道微生物的分布及調(diào)控. 水產(chǎn)科學(xué), 2008, 27(5): 257—261]

[40]Hua X M, Zhou H Q, Qiu X Z,et al. Effects of dietaryBallussp. and selenoyeast on the growth and disease resistance of allogynogenetic crucian carp [J].Journal of Fisheries of China, 2001, 25(5): 448—453 [華雪銘, 周洪琪, 邱小琮, 等. 飼料中添加芽孢桿菌和硒酵母對(duì)異育銀鯽的生長及抗病力的影響. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2001, 25(5):448—453]

[41]Rengpipat S, Rukpratanporn S, Piyatiratitivorakul S,et al.Immunity enhancement in black tiger shrimp (Penaeus monodon) by a probiont bacterium (Bacillus S11) [J].Aquaculture, 2000, 191(4): 271—288