水質(zhì)因子季節(jié)變化規(guī)律及對(duì)池蝶蚌生長(zhǎng)的影響

董家儀，李 菁，曹廣義，賴昕欣，胡蓓娟，洪一江

(南昌大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330031)

池蝶蚌(Hyriopsisschlegelii)隸屬軟體動(dòng)物門(Mollusca)、瓣鰓綱(lamellibranchia)，古異齒亞綱(Palaeoheterodon)、蚌目(Unionoida)、蚌科(Uniondiae)、帆蚌屬(Hyriopsis)，貝殼大型、鼓起，殼質(zhì)堅(jiān)厚，外形呈無規(guī)則的長(zhǎng)橢圓形，前端鈍圓，后端尖長(zhǎng)，背緣向上擴(kuò)展成三角形。外套膜結(jié)締組織發(fā)達(dá)厚實(shí)、蚌體重、晶桿粗長(zhǎng)、生長(zhǎng)速度快、珍珠分泌能力強(qiáng)、貝殼珍珠層厚、光澤強(qiáng)、培育大規(guī)格珍珠比例高[1]。池蝶蚌為我國(guó)當(dāng)前的一種重要的淡水育珠蚌，養(yǎng)殖面積超過20萬畝，約占1/3，覆蓋到全國(guó)淡水珍珠主產(chǎn)區(qū)[2]。

目前，珍珠蚌生產(chǎn)中主要有單養(yǎng)和漁-蚌混養(yǎng)模式，無論是哪種養(yǎng)殖模式，養(yǎng)殖水域的水質(zhì)都會(huì)對(duì)珍珠蚌的生長(zhǎng)產(chǎn)生較大影響[3-4]，Ling-lanYan等[5]的研究說明了珍珠蚌的生長(zhǎng)形狀與成珠質(zhì)量顯著相關(guān)，而培育珍珠的水體要求水體溶氧高，富含浮游生物[6]，因此開展珍珠蚌養(yǎng)殖水域的水質(zhì)研究對(duì)珍珠養(yǎng)殖具有重要意義[7-8]。如何通過優(yōu)化養(yǎng)殖模式來提高養(yǎng)殖生物對(duì)水體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用效率，增加經(jīng)濟(jì)效益和降低污染，是今后珍珠培養(yǎng)工作的一個(gè)重點(diǎn)[9-10]。目前已有在不同季節(jié)和不同養(yǎng)殖模式中針對(duì)池蝶蚌的研究[11-12]，但還缺少在時(shí)間和空間尺度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，所以比較不同季節(jié)、不同水域池蝶蚌養(yǎng)殖水體的水質(zhì)特點(diǎn)，揭示其與池蝶蚌生長(zhǎng)的關(guān)系，可為池蝶蚌養(yǎng)殖的養(yǎng)殖計(jì)劃和管理措施提供重要參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究于2017年6月～2018年5月分別調(diào)查分析了江西省都昌鄱陽湖池蝶蚌育珠養(yǎng)殖基地內(nèi)2個(gè)養(yǎng)殖點(diǎn)——大港養(yǎng)殖基地(以下簡(jiǎn)稱DG)和荷塘養(yǎng)殖基地(以下簡(jiǎn)稱HT)水體的水質(zhì)及其池蝶蚌各生長(zhǎng)指標(biāo)。

所調(diào)查的池蝶蚌養(yǎng)殖水體分布在江西省(九江市都昌縣)，大港養(yǎng)殖基地位于東經(jīng)116.28°，北緯29.33°，面積16 萬m2，水深10 m；荷塘養(yǎng)殖基地位于東經(jīng)116.25°，北緯29.15°，面積400 000 m2，水深10 m。兩個(gè)養(yǎng)殖基地的養(yǎng)殖模式類似，均為魚蚌混養(yǎng)模式，投放的魚/蚌比例相同，大港基地投放魚飼料，荷塘基地投放魚飼料+生物肥料。每個(gè)養(yǎng)殖點(diǎn)根據(jù)其占地設(shè)置4個(gè)采樣點(diǎn)(如圖所示)，每個(gè)采樣點(diǎn)根據(jù)不同的情況設(shè)置不同的重復(fù)。

圖1 池蝶蚌養(yǎng)殖基地位置及采樣點(diǎn)設(shè)置圖

1.2 樣品的采集與分析、測(cè)定方法

2017年6月～2018年5月實(shí)驗(yàn)期間，每月5日前往養(yǎng)殖基地采樣。使用水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定每個(gè)樣點(diǎn)的水溫(WT)、pH、鹽度(Sal)、溶氧(OD)、濁度(Turbid)、葉綠素(Chla)和藻藍(lán)蛋白(BGA-PC)等，水樣采集的深度為0.5 m，每個(gè)采樣點(diǎn)設(shè)3個(gè)重復(fù)，水樣采集工具使用5 L的有機(jī)玻璃圓缸，每樣點(diǎn)取水樣帶回實(shí)驗(yàn)室后-20℃冰凍保存，使用碳氮分析儀進(jìn)行總碳(TC)和總氮(TN)的分析。取水樣1 L水樣，經(jīng)直徑25 mm的Whatman GF/F玻璃纖維濾膜(使用前經(jīng)450 ℃灼燒2 h，除去有機(jī)質(zhì))過濾，將濾膜在60 ℃下烘干48 h，在干燥器中冷卻后稱重。將烘干后的GF/F玻璃纖維濾膜經(jīng)450 ℃灼燒2 h，冷卻后再稱重(灼燒后灰分重)。根據(jù)空白濾膜重、樣品濾膜烘干重、灼燒減重及過濾水樣體積，計(jì)算水樣中懸浮顆粒有機(jī)物含量。

每個(gè)采樣點(diǎn)處隨機(jī)取10個(gè)養(yǎng)殖蚌，清洗表面后，使用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量其殼長(zhǎng)、殼寬、殼高、體長(zhǎng)和體高。

殼長(zhǎng)：殼的前緣到后緣的距離，AB 示；殼高：翼下端到腹緣的垂直距離，OH示；殼寬：左右兩殼的最大距離，CD 示。

對(duì)實(shí)驗(yàn)始末的池蝶蚌進(jìn)行測(cè)量，以珍珠蚌的“殼長(zhǎng)/殼寬”比值為生長(zhǎng)參考值，同時(shí)計(jì)算各養(yǎng)殖基地池蝶蚌的生長(zhǎng)率，計(jì)算公式：

生長(zhǎng)率(%)=(Wt-W0)/W0×100%

式中，Wt表示蚌的終末總重(kg)，W0表示蚌的初始總重(kg)。

采用單因素方差分析(One-way ANOVA)檢驗(yàn)不同養(yǎng)殖點(diǎn)對(duì)各水化學(xué)指標(biāo)的影響及各處理組間的差異，用Duncan’s test 進(jìn)行多重比較，采用SPSS 10.0對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行差異和相關(guān)性分析，取P<0.05為顯著性水平，P<0.01為極顯著水平，所有圖形均由sigma plot 生成。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)因子的季節(jié)變化規(guī)律

實(shí)驗(yàn)期間，兩個(gè)不同養(yǎng)殖基地實(shí)驗(yàn)期間總氮平均值變動(dòng)為0.56～1.28 mg·L-1，總碳平均值變動(dòng)范圍是4.71～6.50 mg·L-1。DG基地內(nèi)總氮始終處于較大幅度波動(dòng)中，其中秋季最低，冬季最高；總碳從夏季開始逐步上升至冬季后開始下降，但變化較為穩(wěn)定；HT基地的總氮、總碳含量平均值均在穩(wěn)定范圍內(nèi)波動(dòng)(8.06～8.59，0.60～0.75 mg·L-1)。

圖3 不同養(yǎng)殖基地總氮和總碳含量季節(jié)變化圖

由圖4可知，溫度隨時(shí)間季節(jié)的變化呈周期性變化，不同季節(jié)的溫度差異極顯著(P<0.001)，總的來說春、夏、秋3季HT基地水溫顯著高于DG基地水溫(P<0.01)，冬季DG基地水溫顯著高于HT基地(P<0.001)。其中HT基地夏季水溫最高，為30.88 ℃，HT冬季溫度最低，為9.30 ℃。

圖4 不同養(yǎng)殖基地水溫、pH、鹽度和濁度季節(jié)變化圖

養(yǎng)殖點(diǎn)水體pH的變化范圍為7.28～8.87，方差分析表明，春季HT基地的平均pH值高于DG基地，差異極顯著(P<0.001)，夏季和秋季DG基地的平均pH值顯著高于HT基地(P<0.01)，冬季則差異不顯著。

由圖中所示可知，養(yǎng)殖點(diǎn)水體鹽度的變化范圍為0.14～0.41 ppt(part per thousand)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，兩個(gè)基地的鹽度均呈現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)。秋季DG基地略高于HT基地，而其他3季HT基地則略高于DG基地，但差異不顯著，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.1669，P=0.2751，P=0.0671)。

兩個(gè)養(yǎng)殖基地濁度的變化范圍為1.14～32.79 NTU，其中DG基地秋季最低，HT基地春季最高。HT基地的透明度值均大于DG基地透明度值，夏季和秋季差異極顯著(P<0.001，P<0.001)，冬季差異顯著(P<0.01)。

圖5 不同養(yǎng)殖基地溶氧量季節(jié)變化圖

養(yǎng)殖點(diǎn)水體溶氧量的變化范圍為7.84～9.94 mg·L-1，DG基地的溶氧隨季節(jié)變化先升高后從下降，春季表現(xiàn)出最低值；HT基地的溶氧量則呈現(xiàn)折線波動(dòng)，在秋季和春季溶氧量較低，在冬季溶氧量升至最高點(diǎn)。DG高于HT，秋季呈顯著差異(P<0.01)。在HT，夏、秋和冬季的溶氧相互間均差異顯著，春季分別于夏季和秋季差異不顯著。

2.2 不同季節(jié)的懸浮顆粒有機(jī)物變化規(guī)律

夏季養(yǎng)殖水體有機(jī)質(zhì)含量極顯著高于秋、冬和春季(P<0.001，P<0.001，P<.0.001)，而冬季最低，其中，夏季HT基地有機(jī)質(zhì)含量極顯著大于DG基地(P<0.001)。在不同的季節(jié)，HT基地水體有機(jī)質(zhì)含量均高于DG基地水體的有機(jī)質(zhì)含量(見圖6)。

注：不同小寫字母表示在P<0.001水平有顯著差異；***表示樣本之間在P<0.001水平有顯著差異。

2.3 不同養(yǎng)殖基地葉綠素和藻藍(lán)蛋白的季節(jié)變化

兩個(gè)養(yǎng)殖基地水體中葉綠素的變化范圍為4.16～18.96 μg/L，夏、秋2季的葉綠素含量高于冬、春2季，其中DG基地的葉綠素含量在秋季高于HT基地，其它3季均低于HT基地，差異顯著。藻藍(lán)蛋白的變化范圍為2506.38～9464.25 mg·L-1，春、夏2季含量較高，說明這兩個(gè)季節(jié)池蝶蚌養(yǎng)殖池塘中藍(lán)藻生物量較高。

2.4 不同養(yǎng)殖點(diǎn)池蝶蚌生長(zhǎng)情況

依據(jù)公示計(jì)算不同養(yǎng)殖基地4季池蝶蚌的生長(zhǎng)率，結(jié)果由圖7可知，夏季的生長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于秋季、冬季和春季，呈極顯著差異(P<0.001，P<0.001，P<0.001)。其中夏季HT基地池蝶蚌的生長(zhǎng)率極顯著大于DG基地(P<0.001)，然而，冬季的生長(zhǎng)率最低，尤其是DG基地的池蝶蚌生長(zhǎng)率趨近于0，與HT基地顯著差異(P<0.01)。而DG和HT兩個(gè)不同養(yǎng)殖基地的生長(zhǎng)率變化雖不存在顯著差異，均為夏季最大，隨入秋降低，一直持續(xù)到冬季到最低值，春季回暖后小幅度上升，但DG基地池蝶蚌的生長(zhǎng)率夏季極顯著高于秋季(P<0.001)，秋季顯著高于冬季(P<0.01)。HT基地池蝶蚌在夏季的生長(zhǎng)率極顯著高于秋季(P<0.001)，而秋季與冬季的差異顯著(P<0.05)，冬季顯著低于春秋(P<0.05)。

圖7 不同養(yǎng)殖基地葉綠素和藻藍(lán)蛋白含量季節(jié)變化圖

殼間距離寬有利于培育大規(guī)格珍珠，池蝶蚌具有殼間距較寬(四齡殼寬是同齡三角帆蚌的1.23倍)、外套膜厚(四齡厚度是同齡三角帆蚌的1.78倍)的特征，且珍珠分泌速度快(四齡貝殼珍珠層的厚度是同齡三角帆蚌的2.08倍)[13]，具有可培育大規(guī)格珍珠的能力。實(shí)驗(yàn)期間各養(yǎng)殖基地的殼長(zhǎng)/殼寬比值[14]的范圍為4.319～2.761，從夏季開始至次年春季，殼長(zhǎng)/殼寬的比例逐漸降低。

注：不同小寫字母表示在P<0.05水平有顯著差異；**表示樣本之間在P<0.01水平有顯著差異，***表示樣本之間在P<0.001水平有顯著差異。

表1 不同養(yǎng)殖基地池蝶蚌的殼長(zhǎng)/殼寬值變化規(guī)律(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)

3 討論與分析

3.1 水質(zhì)因子對(duì)池蝶蚌生長(zhǎng)影響

徐在寬、徐大中等人研究發(fā)現(xiàn)，蚌的適宜生長(zhǎng)溫度為20℃左右，在水溫30 ℃～32 ℃以上時(shí)，新陳代謝不正常[17]。有研究表明在適宜溫度范圍內(nèi)，淡水蚌的生長(zhǎng)與溫度呈顯著正相關(guān)[18]。然而，從本次實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)池蝶蚌養(yǎng)殖基地夏季溫度已高于30℃，池蝶蚌生長(zhǎng)率依然保持上升趨勢(shì)，并未出現(xiàn)新陳代謝不正常、生長(zhǎng)率下降等現(xiàn)象，可見池蝶蚌掛蚌深度為50 cm左右時(shí)可避免表層水體溫度過高從而保持其正常生長(zhǎng)。

貝類對(duì)水環(huán)境相當(dāng)敏感，低pH值的水環(huán)境將直接引起貝體內(nèi)酸堿平衡和離子平衡的失調(diào)，使得進(jìn)出貝體的鈣比例發(fā)生逆轉(zhuǎn)，造成體內(nèi)鈣丟失，影響其生長(zhǎng)[19]。大多數(shù)貝類適宜的pH值在8左右[20]，黃瑞族等人研究認(rèn)為三角帆蚌的最佳生長(zhǎng)pH值為7.3～8.4[21]，本實(shí)驗(yàn)在秋、冬季的池蝶蚌養(yǎng)殖基地的pH值符合黃瑞族等人的研究，春、夏2季的pH則遠(yuǎn)高于該范圍，這是由于春、夏2季水溫逐漸回升，浮游植物大量生長(zhǎng)，為蚌的生長(zhǎng)提供了豐富的生物餌料，此時(shí)池蝶蚌維持了全年最高的生長(zhǎng)率，pH在8.0～8.5范圍，甚至可高達(dá)9.0，可見池蝶蚌養(yǎng)殖水域pH值保持在該范圍內(nèi)可有效提高池蝶蚌的生長(zhǎng)率。

鹽度不僅影響貝類濾水率、攝食率和吸收率[22]，而且鹽度與貝類生長(zhǎng)率之間有一定的關(guān)系，從容的研究報(bào)道當(dāng)鹽度處于0.15～1.05范圍內(nèi)時(shí)較易三角帆蚌的生長(zhǎng)，其中0.30～0.70是最適宜的生長(zhǎng)鹽度值[23]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見在0.15～0.30期間，鹽度越高，池蝶蚌生長(zhǎng)率越高，可以促進(jìn)池蝶蚌的生長(zhǎng)，這與此前研究結(jié)果相符。

溶氧量也是重要的水質(zhì)因子，與水生生物的生長(zhǎng)密切相關(guān)，溶氧量的變化與水體中有機(jī)質(zhì)含量、浮游植物生長(zhǎng)等息息相關(guān)。陳瑛等人的研究中，溶氧量與蚌增重呈顯著正相關(guān)[6]。本研究中DG基地的溶氧隨溫度的升高而下降，夏季最低，冬季最高，與戴楊鑫、王巖等人[24]研究相符。而且DG基地的溶氧量高于HT基地，可能與DG基地大水面溶氧量更高有關(guān)[25]。池蝶蚌養(yǎng)殖水體溶氧量的變化范圍為7.84～9.94 mg·L-1，在該范圍內(nèi)池蝶蚌的生長(zhǎng)率較高，變化范圍也與林青霞等人研究的溶氧量大于4.00 mg·L-1相符[26]。

3.2 有機(jī)質(zhì)含量、Chl-a和藻藍(lán)蛋白

雙殼貝類依靠其濾食作用攝取能量，研究表明濾水效果好的貝類可以濾食更多的懸浮顆粒[27-28]。在本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也表明，水體中懸浮顆粒有機(jī)物含量越高，池蝶蚌生長(zhǎng)率也越高。

養(yǎng)殖點(diǎn)水體葉綠素的變化范圍為4.16～18.96 mg·L-1。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，HT基地的葉綠素變化較為穩(wěn)定(保持在10左右)；而DG基地的變化幅度較大，尤其在秋季其葉綠素含量高達(dá)18.95 mg·L-1，此時(shí)池蝶蚌生長(zhǎng)緩慢?？梢姡珻hl-a在10左右時(shí)較適宜池蝶蚌生長(zhǎng)，當(dāng)超過15.00 mg·L-1時(shí)，反而不利于生長(zhǎng)。朱生博、杜盛藍(lán)等人研究雖然表明，Chl-a與浮游植物的生物量呈顯著相關(guān)關(guān)系[29-30]，但是這些浮游植物并非全部被蚌濾食并在體內(nèi)吸收，很多浮游植物抑或未被濾食進(jìn)入蚌體內(nèi)，抑或進(jìn)入體內(nèi)后未被消化而排出體外[31]。夏、春季的藍(lán)、綠藻大量繁殖，而在秋季和冬季，其藻藍(lán)蛋白較低，說明水體內(nèi)藍(lán)綠藻較低，這與池蝶蚌生長(zhǎng)率變化趨勢(shì)相吻合，結(jié)合本研究結(jié)果認(rèn)為藻藍(lán)蛋白可作為Chl-a值的進(jìn)一步參考值，有利于更好地分析池蝶蚌的濾食作用。

本研究通過對(duì)不同季節(jié)水質(zhì)與池蝶蚌生長(zhǎng)率之間的研究，獲得了一些水質(zhì)因子的季節(jié)性規(guī)律，揭示了水質(zhì)因子對(duì)池蝶蚌生長(zhǎng)的顯著影響，為池蝶蚌的科學(xué)養(yǎng)殖提供數(shù)據(jù)支持。