毛夢(mèng)哲，李曉莉，陶　玲,4，高毛林，李　谷

(1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上?！?01306；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所，武漢　430223；3.農(nóng)業(yè)部熱帶亞熱帶水產(chǎn)資源利用與養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所，廣州　510380；4.淡水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢　430223)

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Nualgi營養(yǎng)素、硅藻藻種對(duì)池塘水質(zhì)和浮游植物的短期效應(yīng)研究

毛夢(mèng)哲1,3，李曉莉2,3，陶玲2,3,4，高毛林1，李谷2,3

(1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海201306；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所，武漢430223；3.農(nóng)業(yè)部熱帶亞熱帶水產(chǎn)資源利用與養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所，廣州510380；4.淡水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢430223)

為探討短期內(nèi)Nualgi營養(yǎng)素對(duì)池塘水質(zhì)和藻類群落結(jié)構(gòu)的影響，本研究在池塘中的不透水有底帆布圍隔內(nèi)共設(shè)計(jì)了4個(gè)試驗(yàn)組，依次分別添加Nualgi營養(yǎng)素(M1組)、補(bǔ)充硅藻藻種(M2組)、同時(shí)添加Nualgi營養(yǎng)素并補(bǔ)充硅藻藻種(M3組)、不做任何處理的空白對(duì)照(C組)。經(jīng)過近一個(gè)月的試驗(yàn)，結(jié)果顯示：各組的pH值、DO、TN、TP之間沒有顯著性差異；Nualgi可以顯著降低水體中IP的含量，M1組和M3組的IP顯著低于M2組和C組；M1組、M2組和M3組中的NH4+-N、NO2--N和CODMn含量顯著低于C組，表明Nualgi和硅藻藻種都可以顯著降低水體中NH4+-N、NO2--N和CODMn的含量，對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)具有顯著的調(diào)控效果。試驗(yàn)各組的藻類種群極為豐富，試驗(yàn)期間共檢出浮游植物7門109屬186種，其中綠藻門47屬86種，硅藻門26屬48種，藍(lán)藻門18屬27種，裸藻門11屬17種，甲藻門3屬3種，隱藻門2屬3種，金藻門2屬2種。結(jié)果顯示：添加Nualgi和補(bǔ)充硅藻藻種都可以有效提高水體中硅藻的生物量并抑制綠藻和藍(lán)藻的生長，同時(shí)可以改變水體中浮游植物的群落結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)進(jìn)行到第20天時(shí)，M1組、M2組和M3組中硅藻的生物量均顯著高于C組，綠藻和藍(lán)藻的生物量顯著低于C組。試驗(yàn)中，顆粒直鏈藻在M1組、M2組和M3組中成為優(yōu)勢(shì)藻種，但并未在C組中成為優(yōu)勢(shì)藻種，小空星藻和四足十字藻僅在C組中成為優(yōu)勢(shì)藻種，四尾柵藻在M1組、M2組和C組中均成為優(yōu)勢(shì)藻種。在試驗(yàn)期內(nèi)，各試驗(yàn)組之間的多樣性指數(shù)沒有顯著差異，香農(nóng)-威納指數(shù)均在2.00以上，表明Nualgi和硅藻藻種并沒有影響到水體中藻類的多樣性。

Nualgi營養(yǎng)素；硅藻；浮游植物；池塘水質(zhì)

浮游植物是水體中主要的初級(jí)生產(chǎn)者，其中硅藻的初級(jí)生產(chǎn)量占全球初級(jí)生產(chǎn)量的60%[1]。硅藻既可以作為天然餌料被水產(chǎn)動(dòng)物攝食和消化，也可以凈化水質(zhì)、維持水體的生態(tài)平衡[2]。在淡水養(yǎng)殖中，以硅藻為優(yōu)勢(shì)種群的水體多呈茶色或茶褐色，是水產(chǎn)養(yǎng)殖的最佳水環(huán)境之一[3]，因此人們希望能夠培養(yǎng)出以硅藻占優(yōu)勢(shì)種群的養(yǎng)殖水體。

硅藻的生長不僅需要碳、氫、氧、氮、磷等大量元素，同時(shí)也需要硅、鐵、鈣等多種微量元素[4]，其中硅元素作為硅藻生長發(fā)育過程中的必要元素，不僅是硅藻細(xì)胞壁的重要組成成分，還參與硅藻細(xì)胞中光和色素、蛋白質(zhì)和DNA的合成，細(xì)胞的分裂及多種生長代謝過程[5-9]。鐵元素在硅藻生長過程中對(duì)營養(yǎng)鹽的吸收利用，電子傳遞，葉綠素合成等方面有重要作用，并可以影響硅藻的光合作用和呼吸作用，含有高質(zhì)量濃度Fe3+的水體中，硅藻門有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢(shì)，可以在浮游植物群落中占優(yōu)勢(shì)地位[10-15]。在硅藻的生長過程中，Ca2+可以吸附在硅藻細(xì)胞膜表面影響硅藻的運(yùn)動(dòng)，幫助硅藻抵抗各種金屬的毒性，維持硅藻細(xì)胞膜的相關(guān)功能，對(duì)硅藻的生長起到一定的促進(jìn)作用[16]。

本研究主要探討了向養(yǎng)殖水體中加入一種含有納米級(jí)硅、鐵、鈣等微量元素的營養(yǎng)素Nualgi，接種優(yōu)良硅藻藻種等不同措施對(duì)池塘水質(zhì)和浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響，以期為養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的改善和浮游植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)控提供一種可靠的參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)施

試驗(yàn)在位于湖北荊州的中國水產(chǎn)科學(xué)研究院池塘生態(tài)工程研究中心的試驗(yàn)池塘內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)所用池塘規(guī)格為20 m×33 m，養(yǎng)殖期平均水深1.5 m，池塘為泥質(zhì)底、水泥護(hù)坡，養(yǎng)殖魚種為草魚，投放密度1.8×104ind./hm2，規(guī)格(70±10)g/ind.，試驗(yàn)期間，每日上午9:00投喂全價(jià)商品飼料14 kg，下午3:00投喂12 kg。

試驗(yàn)所用圍隔采用鋼骨架作為支架，搭建長、寬各1 m，高1.4 m的不透水帆布有底圍隔，每3個(gè)圍隔連接為一組并視為同一試驗(yàn)組的3個(gè)平行，共搭建4組，為防止魚類跳入，圍隔高出水面0.2 m，搭建好后將圍隔放入池塘中，為排除浮游動(dòng)物對(duì)浮游植物攝食的影響向圍隔內(nèi)抽入經(jīng)200目絹紗過濾后的池塘水，靜置7 d，在圍隔內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定后開展試驗(yàn)。

1.2生態(tài)營養(yǎng)素Nualgi

生態(tài)營養(yǎng)素Nualgi是由青山綠水科技生產(chǎn)的一種生態(tài)養(yǎng)殖營養(yǎng)素，該產(chǎn)品主要以納米二氧化硅為核心，包埋鐵、鈷、鎂、錳、鈣等諸多微量、痕量營養(yǎng)元素制成，納米顆粒由于直徑較小更易被浮游植物吸收利用。Nualgi可以激發(fā)水體中土著硅藻的生長并通過硅藻的生長吸收水體中大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，凈化水質(zhì)；硅藻通過光合作用在水體各個(gè)部位產(chǎn)生大量溶解氧，促進(jìn)土著喜氧菌生長并降解水體中的有機(jī)污染物，溶解氧抑制水體中厭氧菌的生長繼而抑制硫化氫、氨氣、甲烷等有毒有害性惡臭氣體的產(chǎn)生，防止水體二次污染。

1.3硅藻藻種

試驗(yàn)所需硅藻藻種選用湖北肽洋紅生物工程有限公司生產(chǎn)的藻種，主要成分為針桿藻，舟形藻和直鏈藻等硅藻，豐度為(267.42±3.68)×106ind./L。

1.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分為Nualgi組(M1)、硅藻藻種組(M2)、Nualgi加硅藻藻種組(M3)和對(duì)照組(C組)4個(gè)組。試驗(yàn)期間圍隔內(nèi)無換水和排水。每7 d向M1組、M2組和M3組中按商品使用說明添加Nualgi和硅藻藻種，劑量分別為：M1組中每次添加Nualgi 120 μL，M2組每次添加硅藻藻種150 μL，M3組每次添加Nualgi120 μL、硅藻藻種150 μL，C組不作處理。

1.5樣品的采集和測(cè)試方法

試驗(yàn)于2015年10月4日—10月24日進(jìn)行。試驗(yàn)期間每4 d取樣測(cè)試水體理化指標(biāo)和浮游植物指標(biāo)，10月4日記為0 d，10月8日記為4 d,此后依次為8 d……20 d，取樣時(shí)間為上午8:00～8:30。

1.5.1水質(zhì)理化指標(biāo)的測(cè)定方法

用2.5L有機(jī)玻璃采水器取水面下約0.5 m處的水樣1.5 L帶回實(shí)驗(yàn)室用于水質(zhì)指標(biāo)總氮(TN)、亞硝酸鹽氮(NO2--N)、氨氮(NH4+-N)、總磷(TP)、無機(jī)磷(IP)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)的測(cè)定，以上指標(biāo)的測(cè)定方法按國家環(huán)境保護(hù)總局編寫的《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》進(jìn)行[17]。在線指標(biāo)pH值、溶解氧(DO)采用YFI水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。

1.5.2浮游植物的測(cè)定方法

浮游植物采樣與水化因子采樣同時(shí)進(jìn)行，用2.5 L有機(jī)玻璃采水器取水面下約0.5 m處的水樣1 L現(xiàn)場(chǎng)用10 mL魯哥試劑固定，帶回實(shí)驗(yàn)室靜置48 h，用帶有2 μm孔徑絹紗的細(xì)小虹吸管吸去上清液將樣品濃縮至50 mL，加數(shù)滴福爾馬林保存。定性和定量計(jì)數(shù)均在10×40倍的Olympus顯微鏡下用迅數(shù)R100軟件進(jìn)行，每個(gè)樣本重復(fù)計(jì)數(shù)兩次，每次計(jì)數(shù)200個(gè)視野。浮游植物的鑒定方法參照胡鴻鈞等[18]，生物量的估算及優(yōu)勢(shì)種大小測(cè)量方法參照文獻(xiàn)[19-20]。

1.6統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)分析使用SPSS 11.5進(jìn)行方差(ANOVA)分析和Pearson系數(shù)的相關(guān)性檢驗(yàn)。P>0.05，反映比較指標(biāo)之間無顯著性差異；P<0.05，反映比較指標(biāo)之間有顯著性差異。結(jié)果與分析中不一一標(biāo)示。

2　結(jié)果與分析

試驗(yàn)開始前，對(duì)各試驗(yàn)組水質(zhì)理化指標(biāo)的本底值進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表1。

表1　試驗(yàn)前各組主要水質(zhì)理化參數(shù)平均值Tab.1　Mean value of water quality in all groups before aquaculture

2.1水質(zhì)理化指標(biāo)

試驗(yàn)開始后，每4 d對(duì)養(yǎng)殖水體的各項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖1所示。

本試驗(yàn)中，各組pH值的變化趨勢(shì)均為先降低后升高再降低，范圍分別為：M1組7.54～8.10，M2組7.58～8.16，M3組7.57～8.10，C組7.58～8.13；各組DO的變化趨勢(shì)一致，均為先降低后升高，變化范圍分別是：M1組5.60～9.50 mg/L，M2組5.70～9.15 mg/L，M3組5.46～9.10 mg/L，C組4.88～8.23 mg/L；各組的pH值和DO均符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，統(tǒng)計(jì)分析顯示，在試驗(yàn)期間M1組、M2組、M3組和C組各組之間的pH值、DO等常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)并沒有顯著性差異。試驗(yàn)中，各組的TN均呈上升趨勢(shì)，變化范圍分別是：M1組9.36～13.00 mg/L，M2組9.38～12.98 mg/L，M3組9.29～12.95 mg/L、C組9.19～13.66 mg/L，M1組、M2組、M3組和C組各組之間的TN含量沒有顯著性差異。M1組和M3組的NH4+-N含量在試驗(yàn)期間呈緩慢下降趨勢(shì)，M2組和C組的NH4+-N含量先升高后降低，各組的NH4+-N含量變化范圍分別是：M1組1.76～2.18 mg/L，M2組1.98～2.19 mg/L，M3組1.35～2.18 mg/L，C組2.18～2.59 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示，從試驗(yàn)開始后第12天到試驗(yàn)結(jié)束，M1組和M3組中NH4+-N含量顯著低于C組，第12天到第16天，M2組中的NH4+-N含量顯著低于C組。M1組、M2組和C組的NO2--N變化趨勢(shì)一致，均為先升高后降低再升高，M3組的NO2--N先升高后持續(xù)降低，各組NO2--N的變化范圍分別是：M1組0.031～0.067 mg/L，M2組0.036～0.072 mg/L，M3組0.025～0.068 mg/L，C組0.056～0.073 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示，試驗(yàn)開始后第12天到試驗(yàn)結(jié)束，M1組和M3組的NO2--N含量顯著低于C組，第16天M2組的NO2--N含量顯著低于C組。各試驗(yàn)組的TP含量在試驗(yàn)期間均緩慢升高，變化范圍分別是：M1組1.24～1.62 mg/L，M2組1.23～1.64 mg/L，M3組1.24～1.67 mg/L，C組1.24～1.66 mg/L，試驗(yàn)期間，M1組、M2組、M3組和C組各組之間的TP含量沒有顯著差異。各組IP含量的變化趨勢(shì)各不相同，M1組為先上升后下降，M2組IP的變化趨勢(shì)為先上升后下降再上升，M3組為先下降后上升，C組為先上升后下降，變化范圍分別是：M1組0.152～0.178 mg/L，M2組0.168～0.193 mg/L，M3組0.111～0.16 mg/L，C組0.165～0.181 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示，試驗(yàn)開始后第16天，M1組的IP含量顯著低于M2組和C組，第12天到試驗(yàn)結(jié)束，M3組的IP含量顯著低于M2組和C組。M1組、M2組和M3組的CODMn的變化趨勢(shì)一致，均為先下降后上升再下降，C組的CODMn的變化趨勢(shì)為先上升后下降，各組CODMn的變化范圍分別是：M1組18.84～27.13 mg/L，M2組19.01～25.99 mg/L，M3組17.10～23.77 mg/L，C組22.55～31.10 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示：試驗(yàn)開始后第8天到第12天，M1組和M3組的CODMn的含量顯著低于C組，第12天，M2組的CODMn的含量顯著低于C組。

圖1　各試驗(yàn)組水質(zhì)理化指標(biāo)隨時(shí)間的變化Fig.1　Variations of water physicochemical parameters quality in all groups

2.2浮游植物

2.2.1浮游植物種類組成

在試驗(yàn)期間，從各試驗(yàn)組共發(fā)現(xiàn)浮游植物7門109屬186種。其中綠藻門47屬86種，占種類總數(shù)的46.24%；其次是硅藻門，26屬48種，占種類總數(shù)的25.81%；藍(lán)藻門18屬27種，占種類總數(shù)的14.52%；裸藻門11屬17種，占種類總數(shù)的9.14%；甲藻門3屬3種，占種類總數(shù)的1.61%；隱藻門2屬3種，占種類總數(shù)的1.61%；金藻門2屬2種，占種類總數(shù)的1.08%。

在試驗(yàn)過程中，各組浮游植物種類的組成見表2。試驗(yàn)結(jié)束和試驗(yàn)開始時(shí)相比各組浮游植物種類數(shù)量變化不大，其中M1組中浮游植物的種類增加了1種；M2組減少了1種；M3組增加了3種，C組減少了3種。

表2　試驗(yàn)期間各組浮游植物種類的組成Tab.2　Numbers of species of each phylum in all groups during the experimental period

采樣時(shí)間甲藻門隱藻門金藻門總計(jì)M1M2M3CM1M2M3CM1M2M3CM1M2M3C0d211121111111949393968d1101111112129791869116d1111111121009085889020d11221111121195929693

2.2.2各組浮游植物的數(shù)量和生物量

(1) 浮游植物的數(shù)量

試驗(yàn)開始時(shí)各組浮游植物的數(shù)量之間沒有顯著性差異，分別為：M1組(307.65±4.54)×106ind./L，M2組(333.82±3.28)×106ind./L，M3組(313.45±3.65)×106ind./L，C組(300.92±5.41)×106ind./L；試驗(yàn)開始后，M1和M3組中浮游植物的數(shù)量先上升后下降，M2組和C組中浮游植物的數(shù)量上升后基本保持穩(wěn)定趨勢(shì)，整個(gè)試驗(yàn)過程中M1組和M2組中浮游植物的數(shù)量和C組沒有顯著差異；試驗(yàn)開始后第12天及第16天M3組中浮游植物的數(shù)量分別為(316.71±20.32)×106ind./L和(293.17±52.30)×106ind./L，顯著低于第12天及第16天C組中浮游植物的數(shù)量(401.96±28.68)×106ind./L和(417.82±31.90)×106ind./L(圖2a)。

(2) 浮游植物的生物量

試驗(yàn)開始時(shí)各組浮游植物的生物量分別為：M1組(222.79±5.04)mg/L，M2組(234.32±3.67)mg/L，M3組(214.29±5.32)mg/L，C組(235.21±4.34)mg/L，整個(gè)試驗(yàn)期間各組浮游植物的生物量先上升后基本維持穩(wěn)定趨勢(shì)，試驗(yàn)期間各組浮游植物的生物量之間沒有顯著性差異(圖2b)。

圖2　浮游植物數(shù)量和生物量隨時(shí)間的變化Fig.2　Variations of phytoplankton number and biomass in different treatments during the experimental period

2.2.3浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化

隨著浮游植物數(shù)量和生物量的變化，浮游植物的群落結(jié)構(gòu)也在改變。

(1) 浮游植物群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化

本試驗(yàn)中綠藻、硅藻和藍(lán)藻的貢獻(xiàn)率一直占各試驗(yàn)組浮游植物總數(shù)量的95%以上。統(tǒng)計(jì)分析顯示：試驗(yàn)開始時(shí)，各組浮游植物的綠藻、硅藻和藍(lán)藻數(shù)量占浮游植物總數(shù)量的百分比之間沒有顯著性差異；隨著時(shí)間的推移，M1組中硅藻的數(shù)量明顯增加，至第20天M1組中硅藻的數(shù)量百分比顯著高于C組；M2組中藍(lán)藻的數(shù)量呈降低趨勢(shì)，在第20天M2組中藍(lán)藻的數(shù)量百分比顯著低于C組；M3組中，硅藻的數(shù)量一直呈上升趨勢(shì)，藍(lán)藻門的數(shù)量卻持續(xù)降低，從試驗(yàn)開始后第4天到試驗(yàn)結(jié)束M3組中硅藻數(shù)量的百分比顯著高于C組，從第12天到試驗(yàn)結(jié)束M3組中藍(lán)藻數(shù)量的百分比顯著低于C組(圖3)。

圖3　試驗(yàn)期間各組浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化Fig.3　Dynamic of the structure of the phytoplankton community

(2)浮游植物各門類生物量的變化

試驗(yàn)開始時(shí)，各組綠藻、硅藻和藍(lán)藻的生物量沒有顯著性差異；試驗(yàn)開始后第12天和第20天，M1組中綠藻、藍(lán)藻的生物量顯著低于C組中綠藻和藍(lán)藻的生物量，第20天，硅藻的生物量顯著高于C組；M2組中綠藻的生物量在試驗(yàn)開始后第12天和第20天顯著低于C組，藍(lán)藻的生物量在第20天顯著低于C組，硅藻的生物量在第20天顯著高于C組；M3組中綠藻和藍(lán)藻的生物量在第12天和20天顯著低于C組，硅藻的生物量在第4天、16天、20天顯著高于C組。在試驗(yàn)過程中，M1組和M3組中硅藻的生物量在試驗(yàn)開始后第12天超過綠藻，成為生物量最多的門類，M2組中硅藻的生物量在第20天超過綠藻成為生物量最多的門類，C組綠藻的生物量始終高于其余門類的生物量(圖4)。

圖4　試驗(yàn)期間各處理組浮游植物生物量隨時(shí)間的變化Fig.4　Dynamic of the total biomass of phytoplankton during the experimental period

(3) 浮游植物的多樣性指數(shù)

試驗(yàn)過程中，各試驗(yàn)組多樣性指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化如表3所示，統(tǒng)計(jì)分析顯示：香農(nóng)-威納指數(shù)、辛普森多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)在試驗(yàn)期間M1組、M2組、M3組和對(duì)照組C組各組之間沒有顯著差異，香農(nóng)-威納指數(shù)均在2.00以上，說明各試驗(yàn)組的物種多樣性較高，添加Nualgi和硅藻藻種并沒有影響到水體中浮游植物的多樣性。

表3　不同處理組之間浮游植物種類多樣性的變化Tab.3　The bio-diversity of the phytoplankton community in different treatments

采樣時(shí)間物種豐富度Speciesrichness(D)均勻度指數(shù)Pielou'evenness(J)M1M2M3CM1M2M3C0d4.92±0.084.85±0.294.95±0.795.32±0.830.55±0.020.52±0.020.57±0.020.58±0 8d4.50±0.544.01±0.454.34±0.044.15±0.410.53±0.020.51±0.010.55±0.010.54±0.0216d4.22±0.294.41±0.314.07±0.534.12±1.010.58±0.040.59±0.010.53±0.070.56±0.0320d4.79±0.444.24±0.323.42±0.944.05±0.330.59±0.030.59±0.010.55±0.020.57±0.02

(4) 浮游植物優(yōu)勢(shì)種的變化

試驗(yàn)開始時(shí)，各試驗(yàn)組的優(yōu)勢(shì)藻類一致，主要表現(xiàn)為綠藻門的小球藻和藍(lán)藻門的細(xì)小平裂藻，試驗(yàn)開始后第4天，M3組中的細(xì)小平裂藻不再成為優(yōu)勢(shì)種；試驗(yàn)進(jìn)行到第8天，M2組、M3組和C組中藍(lán)藻門的銅綠微囊藻占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位成為這三組新的優(yōu)勢(shì)種；第12天，藍(lán)藻門的銅綠微囊藻和硅藻門的顆粒直鏈藻取代細(xì)小平裂藻成為M1組中的優(yōu)勢(shì)藻種，M3組中的優(yōu)勢(shì)藻種比第8天多了硅藻門的顆粒直鏈藻，C組中的優(yōu)勢(shì)藻種變?yōu)榫G藻門的小空星藻和藍(lán)藻門的細(xì)小平裂藻；第16天，M1組的優(yōu)勢(shì)藻種為綠藻門的小球藻和四尾柵藻，硅藻門的顆粒直鏈藻，M2組中的優(yōu)勢(shì)藻種為綠藻門的小球藻和四尾柵藻，藍(lán)藻門的細(xì)小平裂藻，M3組的優(yōu)勢(shì)藻為綠藻門的小球藻和硅藻門的直鏈藻，C組的優(yōu)勢(shì)藻為綠藻門的小空星藻和四尾柵藻，藍(lán)藻門的銅綠微囊藻；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，M1組和M3組中的優(yōu)勢(shì)藻種和第16天相比沒有變化，硅藻門的顆粒直鏈藻取代M2組中的細(xì)小平裂藻成為M2組中的優(yōu)勢(shì)藻種，C組中，綠藻門的四足十字藻代替小空星藻成為C組中新的優(yōu)勢(shì)藻種(表4)。

表4　試驗(yàn)期間各組浮游植物優(yōu)勢(shì)種變化Tab.4　Dominant species in different treatments during the experimental period

注：當(dāng)某一個(gè)種的密度占浮游植物密度的20%以上時(shí)作為優(yōu)勢(shì)種

3　討論

浮游植物作為水生態(tài)系統(tǒng)中重要的初級(jí)生產(chǎn)者，其種群結(jié)構(gòu)、豐度、生物量的變化和與環(huán)境因子密切相關(guān)[21-22]。本試驗(yàn)中第12天和16天M3組中浮游植物的數(shù)量顯著低于C組但生物量和C組沒有顯著差異，原因是M3組中硅藻所占浮游植物豐度的百分比大于C組，硅藻的細(xì)胞壁高度硅質(zhì)化，密度大于其余門類的浮游植物所以M3組中浮游植物的總生物量和C組沒有顯著差異。研究表明硅、鐵等微量元素能夠提高硅藻的競爭力并使硅藻在較長時(shí)間內(nèi)成為生物量最多的門類，本試驗(yàn)中，M1組、M3組中添加的含有硅、鐵、鈣等營養(yǎng)元素的Nualgi刺激了土著硅藻的生長，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)M1組和M3組中硅藻門的生物量顯著高于C組，這與Dafner[23]等的研究結(jié)果一致；M2組中硅藻藻種的加入增加了水體中硅藻的數(shù)量，所以在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)M2組的硅藻生物量也顯著高于對(duì)照組，M3組中硅藻生物量的快速增加和添加硅藻藻種有一定的關(guān)系。

試驗(yàn)期間，各組的TN和TP含量均有增加，分析原因可能是餌料投喂導(dǎo)致了水體中溶解的TN、TP增加，這與我們前期研究中在養(yǎng)殖季節(jié)TN、TP呈上升趨勢(shì)的結(jié)果一致[24]。M1組、M2組和M3組中NH4+-N的含量顯著低于C組，是因?yàn)楣柙鍖?duì)NH4+-N的攝取優(yōu)于硝態(tài)氮等其它氮源，Mccarthy等[25]的研究也得到了同樣的結(jié)論；試驗(yàn)中M1組、M2組和M3組中NO2--N和CODMn的含量顯著低于C組這一結(jié)果符合硅藻對(duì)水質(zhì)凈化有一定效果的報(bào)道[26]。M1組和M3組中的IP含量顯著低于M2組和C組主要是因?yàn)楦∮沃参锏纳L主要利用IP[27]，M1和M3組中浮游植物的生物量高于M2組和C組中浮游植物的生物量，雖未達(dá)到顯著水平，但可能已影響到IP含量的變化，該結(jié)果表明Nualgi可以顯著降低水體中IP的含量。M1組、M2組和M3組中綠藻門和藍(lán)藻門的生物量顯著低于C組是浮游植物的種間競爭造成的，硅藻生物量的增加占用了更多的空間和營養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致了綠藻和藍(lán)藻生物量的下降。試驗(yàn)中，各試驗(yàn)組優(yōu)勢(shì)種的不同說明通過向水體中添加硅藻藻種和Nualgi均可影響水體中浮游植物優(yōu)勢(shì)種的變化。在試驗(yàn)期間，綠藻門的四尾柵藻僅未在M3組中形成優(yōu)勢(shì)藻種原因是因?yàn)镸3組中的營養(yǎng)鹽含量低于M1組、M2組和C組，而四尾柵藻屬于耐有機(jī)污染藻種[28]。綠藻門的細(xì)小平裂藻和銅綠微囊藻具有體積小、表面積大的特點(diǎn)，對(duì)營養(yǎng)鹽具有更高的吸收效率，成為四組中均常見的優(yōu)勢(shì)藻種[29]。

目前對(duì)養(yǎng)殖池塘中浮游植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)控研究較少，據(jù)報(bào)道，通過向水體中添加藻液或投放芽孢桿菌對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)控有一定效果[30-31]，但由于成本高、適用條件有限，在實(shí)際生產(chǎn)推廣應(yīng)用中受到限制，本研究通過同時(shí)向水體中添加Nualgi和硅藻藻種快速持續(xù)地促進(jìn)了硅藻的生長，改變了水體中浮游植物的群落結(jié)構(gòu)，有效降低了養(yǎng)殖水體中IP、NH4+-N、NO2--N和CODMn的含量，維護(hù)了水體的生態(tài)平衡，為養(yǎng)殖水體中浮游植物的調(diào)控提供了一種新參考。

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(責(zé)任編輯：張紅林)

The short-term effects of biological nutrient Nualgi and diatom algaes on the water quality and phytoplankton in culture pond

MAO Meng-zhe1,3,LI Xiao-li2,3,TAO Ling2,3,4,GAO Mao-lin1,LI Gu2,3

(1.CollegeofMarineSciences,ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China；2.YangtzeRiverFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Wuhan430223,China;3.KeyLaboratoryofTropical&SubtropicalFisheryResourceApplicationandCultivation,MinistryofAgriculture,P.R.China，PearlRiverFisheriesResearchInstituteChineseAcademyofFisherySciences，Guangzhou510380,China；4.FreshwaterAquacultureCollaborativeInnovationCenterofHubeiProvince,Wuhan430070,China)

In order to study the short-term effects of biological nutrient Nualgi on water quality and phytoplankton in fishpond,we conducted continuous and regular surveys for three weeks on the phytoplankton community and the water quality indexes in 4 groups.The 4 groups were a Nualgi group(M1),an algae group(M2),a Nualgi and algae group(M3) and a control group(C).The results showed that the pH,DO,TN,TP had no remarkable difference among the 4 groups.IP in group M1 and M3 were remarkably lower than group M2 and group C,meaning Nualgi can reduce IP in water.Levels of NH4+-N,NO2--N and CODMnin group M1,M2 and M3 were remarkably lower than that of group C,meaning Nualgi or algae can both reduce NH4+-N,NO2--N and CODMnto adjust water quality.During the test,we identified 186 species that belonged to 7 phyla and 109 genera.86 species were Chlorophyta,48 were Bacillariophyta,27 were Cyanophyta,17 were Euglenophyta,3 were Dinophyta,3 were Cryptophyta and 2 were Chrysophyta.Adding diatom algae or Nualgi can both promote the growth of Bacillariophyta and restrain the growth of Chlorophyta and Cyanophyta.In the test,Melosira granulata became the dominant algae in group M1,M2 and M3 but without groupCoelastrummicroporumandCrucigeniatetrapediaare the dominant algae in group C only.Scenedesmus quadricauda became the dominant algae in group M1,M2 and C.There were no remarkable difference between the 4 groups about the diversity index,and the Shannon-Wiener index were all above 2.00,which showed that the species diversity is abundant.

Nualgi;diatom;phytoplankton;ponds water quality

2015-11-06；

2016-05-20

引進(jìn)國際先進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)計(jì)劃(2015Z-15)，“十二五”國家科技支撐計(jì)劃(2015BAD13B03，2012BAD25B05)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS-46)，農(nóng)業(yè)部熱帶亞熱帶水產(chǎn)資源利用與養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題

毛夢(mèng)哲(1988-)，女，碩士研究生，專業(yè)方向淡水池塘水質(zhì)修復(fù)，E-mail:maomengzhe@163.com

李谷。E-mail:ligu667@yahoo.com

S959

A

1000-6907-(2016)05-0055-09