无纺布生态基对凡纳滨对虾养殖池塘浮游生物群落结构的影响

2019-06-10 09:30:40 天津农业科学2019年6期

王永辰 吴会民 张韦 蔡超 李楠 刘健 缴建华

摘    要:为探讨无纺布生态基在凡纳滨对虾池塘养殖环境修复作用,试验设置900 m2·hm-2(I组)、1 200 m2·hm-2(II组)和1 500 m2·hm-2(III组)3个无纺布生态基的密度处理,以无生态基处理为对照(CK),养殖模式为主养凡纳滨对虾,套养鲤鱼、鲢、鱅和草鱼,监测了不同处理组浮游生物状况在整个养殖周期的变化特征。结果表明:与CK相比较,无纺布生态基处理在凡纳滨对虾养殖过程中监测到的浮游植物和浮游动物的种类相对较少,但硅藻、绿藻等浮游植物优势种数显著增加(P<0.05),而I组浮游动物的优势种数显著降低(P<0.05);无纺布生态基处理中I组和II组浮游植物种类分布丰富度显著降低(P<0.05),浮游植物多样性指数、均匀度指数及浮游动物多样性指数、均匀度指数、丰富度指数组间差异均不显著(P>0.05);随着生态基设置密度的提高,浮游动物的优势种数量不断增加。综合说明,放置生态基有利于浮游植物优势种的形成,结合浮游动物优势种的变化,3个生态基放置密度中组I(900 m2·hm-2)最合理。

关键词:无纺布生态基;凡纳滨对虾;养殖池塘;浮游生物

中图分类号:S945.4+6          文献标识码:A           DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2019.06.004

Abstract:In order to investigate the environmental remediation of non-woven ecological base in the pond culture of L. vannamei, it was set 3 kinds of density treatments of non-woven ecological bases for the experiment, which included 900 m2 hm-2 (group I), 1 200 m2·hm-2(group II) and 1 500 m2·hm-2 (group III), the treatment with no ecological basis was as control (CK). The culture mode was mainly for the cultivation of prawn, intercropping with the common carp, silver carp, bighead carp and grass carp. The changes of plankton in the ponds were examined. The results showed that compared with CK, the species of phytoplankton and zooplankton detected in the ponds with ecological basis during the culture process were decreased, but the dominant species number of phytoplankton such as diatoms and chlorophyta increased significantly(P<0.05), and the dominant species number of zooplankton in group I decreased significantly(P<0.05); the richness index of phytoplankton in group I and group II were significantly reduced(P<0.05), but there was no significant differences in phytoplankton diversity index, evenness index, and zooplankton diversity index, evenness index, and richness index among groups(P>0.05). The dominant species number of zooplankton increased with the increase of ecological base density. In conclusion, placing an ecological base was conducive to the formation of dominant species of phytoplankton, in which the group I (900 m2·hm-2) was the most reasonable among the three ecological base placement densities combined with changes in the dominant species of zooplankton.

Key words: non-woven fabric ecological base; L. vannamei; aquaculture pond; plankton

傳统的池塘养殖对虾的水质调控技术主要是换水、消毒和投放微生物制剂等,均能够在一定程度上预防对虾病害的发生,但是并未从根本上解决养殖污水对环境所造成的污染[1-3]。大量换水不仅增加了养殖成本,也会使大量病原菌、病毒和其它有毒物质随换水进入虾池,增加养殖风险。另外,过量使用消毒剂本身亦有很大风险,而使用有益微生物制剂如EM复合菌剂等,只能对特定的某种或几种有益细菌生长起到一定的促进作用,对养虾池塘水质的改善作用也有限[5-6]。生态基是一种用于废水处理的、在水中不易分解、对自然环境无污染、具有高比表面积和特殊的纤维排列方式的可填充材料[5,7],可通过微生物载体富集并发展微生物来稳定水体生态系统的生物多样性,利用微生物的代谢作用达到净化水质的生物保育技术。据报道,生态基可显著降低池塘水体中氨氮、硝态氮、总氮、总磷及重金属离子含量,从而有效减少水华的爆发,增加水体透明度,由于材料为化工合成产物,具有制作成本低、操作简单、物理化学稳定性强,不溶出有害物质的特点,可以长期使用[8-10]。董永宏等[11]进行了生态基在对虾养殖上的应用试验,结果表明,投放生态基可培养水体中有益微生物,抑制有害菌,减少病害发生,提高对虾的成活率。目前有关滨海型盐碱地池塘主养凡纳滨对虾条件下生态基的使用效果尚未见报道。

本研究以凡纳滨对虾池塘为研究对象,研究不同生态基放置密度池塘的浮游生物变化特点,探索生态基对养虾池塘浮游生物的影响,以期为养虾池塘水质调控提供新的思路。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2017年在天津市水产研究所水产养殖基地开展。试验共8口池塘,池塘规格为90 m×60 m。池深均为2.5 m,淤泥深度13 cm左右,池底平坦,进排水渠完整。在苗种放养前3~5 d抽出池水,通过氧化钙(生石灰)1 500 kg·hm-2干法进行消毒。每口池塘配备一台1.5 kW叶轮式增氧机。试验设置3个无纺布生态基悬挂密度处理,分别为900 m2·hm-2(I组)、1 200 m2·hm-2(II组)和1 500 m2·hm-2(III组),以无无纺布生态基悬挂处理为对照(CK)。每个处理使用两口池塘,分别按试验设计的密度悬挂无纺布生态基,生态基规格为10 m×1 m(长×宽),不同处理组的悬挂方式均为以池塘同侧为起点向内部平行悬挂,间隔2 m。

试验的养殖模式为主养凡纳滨对虾,套养鲤鱼、鲢、鱅和草鱼,苗种的放养数量和规格如表1所示。先放养凡纳滨对虾苗,当凡纳滨对虾体长大于4 cm时,投放鲤鱼、鲢、鱅和草鱼。

1.2 养殖管理

当凡纳滨对虾>3 cm时,选择优质的粗蛋白含量为40%的凡纳滨对虾饵料投喂,第1个月每天2次,从第2个月逐渐增加到4次。整个养殖过程中套养的鱼类不进行投喂。通过科学管理和水质监测来有效降低养殖对象病害发生概率;在养殖过程中定期对池塘进行消毒、定期投喂药饵、定期水质监测,并通过底质改良等措施预防病害发生;对发生鱼病的池塘,采用“外消内服”相结合的治疗方法,不使用对凡纳滨对虾有强刺激的外用药物。

1.3 浮游生物状况分析方法和标准

浮游生物采样和计数按 SC/T 9012《渔业生态环境监测规范》(淡水)方法进行。浮游植物种类鉴定参照《中国淡水藻类》[12]。浮游动物种类鉴定参照《中国淡水轮虫志》[13]、《中国动物志》[14-15]、《中国淡水生物图谱》[16]。浮游生物状况自生态基放置以后每两周监测1次。

浮游植物采集定量样品,用有机玻璃采水器于水下0.5 m处采集水样,取1 000 mL装入样品瓶中,加入10 mL鲁哥试剂固定保存。浮游动物定量样品,用采水器采集不同深度的水共10 L,经浮游生物网中过滤,并将附着的浮游动物冲刷至网口后,装入样品瓶,用5%的福尔马林固定后带回实验室,进行室内鉴定、计数、测定等。浮游植物样品需要先在沉淀器中沉淀48 h后,浓缩至50 mL左右,在0.1 mL的计数框内计数,每个样品重复计数2次,每次计数视野为100个,取2次计数的平均值进行数据处理分析;浮游动物样品定量分析时,取1 mL样品,使用浮游动物计数框进行分析,计数2次取平均值即为所观察到的浮游动物个数。

2 结果与分析

2.1 不同处理池塘水体浮游植物群落组成及动态

CK养殖过程中共检测到7门38种藻类,其中,硅藻门5种,绿藻门15种,金藻门2种,隐藻门3种,蓝藻门8种,裸藻门4种,甲藻门1种。

I组养殖过程中共检测到6门30种藻类,其中,硅藻门7种,绿藻门13种,隐藻门1种,蓝藻门1种,裸藻门7种,金藻门1种。

II组养殖过程中共检测到5门24种藻类,其中,硅藻门3种,绿藻门10种,隐藻门3种,蓝藻门7种,裸藻门1种。

III组养殖过程中共检测到6门36种藻类,其中,硅藻门7种,绿藻门14种,隐藻门3种,蓝藻门9种,裸藻门2种,甲藻门1种。

从图1可以看出,4种处理的浮游植物多样性指数在整个养殖过程中变化规律相似,都是在养殖中后期较高,养殖前期和末期较低,最高值出现在CK的7月29日,最低值出现在I组的5月29日。方差分析表明4组之间差异不显著(P>0.05)。

从图2可以看出,4种处理的浮游植物种类均匀度在整个养殖过程中变化规律相似,在整个养殖过程中都呈波动变化,变化范围为0.15~3.36,最高值出现在II组的5月29日,最低值出现在I组的6月24日。方差分析表明4组之间没有显著差异(P>0.05)。

从图3可以看出,4种处理的浮游植物种类分布丰富度在整个养殖过程中变化规律相似,在整个养殖过程中都呈波动变化,变化范围为0.85~5.64,最高值出现在III组的7月29日,最低值出现在II组的7月9日。方差分析表明CK丰富度显著高于I和II组(P<0.05)。

从表2可以看出,CK只有在7月9日检測时有优势种,优势种为二角盘星藻Pediastrum duplex;I组在整个养殖过程中的每次检测都有优势种,优势种的变化趋势为养殖初期(5、6月份)为硅藻门种类,中期(7月份)为绿藻门种类,后期(8月份)和末期(9、10月份)为蓝藻门种类;II组优势种的变化趋势为养殖初期(5、6月份)和中期(7月份)为绿藻门种类,后期(8月份)为蓝藻门种类,末期(9、10月份)没有优势种;III组在整个养殖过程中优势种为绿藻门和隐藻门的种类,但是在7、8月份没有检测到优势种。

2.2 不同处理池塘水体浮游动物群落组成及动态

CK养殖过程中共检测到5类18种浮游动物,其中,桡足类2种,枝角类5种,幼虫类1种,原生动物1种,轮虫9种。

I组养殖过程中共检测到4类13种浮游动物,其中,桡足类1种,枝角类4种,幼虫类1种,轮虫7种。

II组养殖过程中共检测到4类18种浮游动物,其中,桡足类2种,枝角类6种,幼虫类1种,轮虫9种。

III组养殖过程中共检测到5类15种浮游动物,其中,桡足类2种,枝角类3种,幼虫类1种,原生动物1种,轮虫8种。

从图4可以看出,在整个养殖过程中,4种处理的浮游动物的多样性指数变化没有统一的规律,变化范围为0~2.84,最高值出现在III组的10月9日,最低值出现在I组的5月29日和7月9日。方差分析表明4组之间差异不显著(P>0.05)。

从图5可以看出,在整个养殖过程中,4种处理的浮游动物的种类均匀度变化没有统一的规律,变化范围为0~0.62,最高值出现在III组的的8月27日,最低值出现在I组的5月29日和7月9日。方差分析表明4组之间差异不显著(P>0.05)。

从图6可以看出,在整个养殖过程中,4种处理的浮游动物的种类分布丰富度都呈波动变化的规律,变化范围为0~2.32,最高值出现在CK组的的6月24日,最低值出现在I组的5月29日和7月9日。方差分析表明4组之间差异不显著(P>0.05)。

从表3可以看出,I组检测的优势种数量最少,CK次之,II组较多,III组最多;I组在5月29日和7月9日没有检测到优势种;各试验组在养殖早期优势种中有桡足类、枝角类和轮虫,养殖中期和后期优势种主要是轮虫。

3 结论与讨论

3.1 生态基设置对凡纳滨对虾养殖池塘浮游植物种群结构的影响

本试验中,虽然生态基对凡纳滨对虾养殖池塘浮游植物的种类均匀度和多样性指数没有显著的影响,但是生态基不同设置密度组池塘的浮游植物的优势种数量和组成却存在显著差异,CK的优势种数量显著低于设置生态基的池塘,只在一次检测中出现了优势种,为蓝藻种类;而设置生态基的试验组基本每次检测都有优势种,并且在主要养殖季节多为硅藻、绿藻种类,这与张扬等[21]研究发现设置生态基的池塘的浮游植物主要优势种类为绿藻门、硅藻门和蓝藻门种类的研究结果相似,说明生态基可以改善对虾养殖池塘的浮游植物种群结构。藻类的生长受水流速度的影响,水流平缓,有利于藻类的生长;反之则不利于藻类的生长繁殖[22-23],生态基的设置,可以使池塘水流减缓,水流平缓更有利于藻类的生长繁殖,从而促使优势种类的形成。

3.2 生态基设置对凡纳滨对虾养殖池塘浮游动物种群结构的影响

据报道,对虾的养殖密度、放苗时间、饵料的投喂量、施肥及杀菌等消毒药物的应用以及天气变化等各种因素都可影响到水体中浮游动物种类组成及变化[24]。本研究中,各池塘的日常管理基本相同,因此影响浮游动物种群变化的因素主要是生态基,结果发现,随着生态基设置密度的提高,浮游动物的优势种数量不断增加,这可能是因为生态基为浮游动物提供了栖息和躲避敌害的场所。

3.3 结 论

浮游生物是池塘生态系统的重要组成部分,对于池塘生态系统的物质循环和能量流动具有重要作用。生态基的放置有利于绿藻、硅藻等易于被养殖对象摄食的藻类形成优势种,因此有利于池塘水体处于良性循环和养殖对象的生长,从本研究看,3个生态基放置密度中900 m2·hm-2组(I组)最合理。

参考文献:

[1]曹煜成,李卓佳,文国樑,等.虾-鱼-蟹海水养殖池塘细菌数量动态及其与理化因子的关系[J].广东农业科学,2013(5): 120-124.

[2]蔡林婷,陈晨,王一农,等.凡纳滨对虾设施化养殖塘中浮游植物的动态变化[J].宁波大学学报:理工版,2013,26(2): 7-11.

[3]李金亮,陈雪芬,赖秋明,等.凡纳滨对虾高位池养殖氮、磷收支研究及养殖效果分析[J].南方水产,2010,6(5):13-20.

[4]马叶胜,许忠能,林小涛,等.柘林湾沿岸对虾养殖环境的氮磷负荷与区域分布[J].水生态学杂志,2010,31(2):23-27.

[5]宋协法,薛松松,陈义明.纳米生态基对水产养殖污水的处理效果[J].环境工程学报,2012(7): 2231-2236.

[6]王雅琼,黄翔鹊,李长玲.亚热带集约化对虾养殖池塘水质因子变化规律研究[J].渔业现代化,2010,37(6):15-19.

[7]周慧华,宋晓光,吴革,等.水体/底泥生物基城市河道富营养化水体修复试验研究[J].环境科学,2013,34(10):3879-3887.

[8]连庆安.生态基在鲤池塘精养模式中的应用研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2016.

[9]宋协法,马真,万荣.纳米生态基在凡纳滨对虾养殖中的应用研究[J].中国海洋大学学报:自然科学版,2010,40(10):24-28.

[10]张凯,李志斐,谢骏,等.生态基对大口黑鲈池塘养殖系统水质及能量收支的影响研究[J].南方水产科学,2018,14(5): 53-59.

[11]董永宏,田志群.一种化学纤维生态基在对虾养殖中的应用[J].海洋与渔业,2015(7):48-49.

[12]胡鸿钧,李尧英,魏印心,等.中国淡水藻类[M].上海:上海科学技术出版社,1980:9-492.

[13]王家楫.中国淡水轮虫志[M].北京:科学出版社,1961:21-283.

[14]中国科学院动物研究所甲壳动物研究组.中国动物志:淡水桡足类[M].北京:科学出版社,1979:53-423.

[15]蒋燮治,堵南山.中国动物志:淡水枝角类[M].北京:科学出版社,1979:80-273.

[16]韩茂森,束蕴芳.中国淡水生物图谱[M].北京:海洋出版社, 1995:20-352.

[17]SHANNON C E. A mathematical theory of communication[J].The bell system technical journal, 1948, 27:379-423,623-656.

[18]MCNAUGHTON S J. Relationship among functional pros-

perities of California grassland [J].Nature, 1967,216:168-169.

[19]PIELOU E C. Species-diversity and pattern-diversity in the study of ecological succession[J].Journal of theoretical biology, 1966, 10(2):370-383.

[20]李曉钰,于洪贤,马成学.松花江哈尔滨段浮游植物群落典范对应分析及多样性分析[J].东北林业大学学报,2013,41(10):103-107.

[21]张扬,李连星,刘兴,等.生态基对养殖池塘中浮游植物变化的影响[J].江苏农业科学,2018,46(19):198-202.

[22]DEVERCELLI M. Phytoplankton of the middle Paraná River during an anomalous hydrological period: a morphological and functional approach [J].Hydrobiolo gia, 2006, 563(1):465-478.

[23]廖平安,胡秀琳.流速对藻类生长影响的试验研究[J].北京水利,2005(2):12-14.

[24]查广才,周昌清,黄建荣.凡纳滨对虾淡化养殖虾池微型浮游生物群落及多样性[J].生态学报,2004,2(8):1752-1759.