匍枝马尾藻人工栽培初步研究

邹潇潇， 林　勇， 朱　军， 黄惠琴， 鲍时翔

(中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南 海口 571101)



匍枝马尾藻人工栽培初步研究

邹潇潇， 林勇， 朱军， 黄惠琴， 鲍时翔

(中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南 海口 571101)

摘要：为探索匍枝马尾藻(Sargassumpolycystum)的人工栽培技术，采用浮筏式栽培方式于2015年3—6月在海南省儋州市海头镇进行了匍枝马尾藻的人工栽培试验，记录了该藻的生长规律，并通过栽培水深和夹苗密度试验，比较了不同栽培条件对其生长的影响。结果显示，3月下旬至5月下旬为匍枝马尾藻生长最旺盛的季节，其中藻体长度的快速增长主要集中在4月中旬以前，而藻体重量以相对稳定的速率持续增长至5月下旬。栽培水深和夹苗密度分别对匍枝马尾藻的藻体长度和分枝数有显著影响，而藻体鲜重则同时受到这两个因素的影响(P<0.05)。研究表明，适量增加匍枝马尾藻的栽培水深和控制夹苗密度有利于促进其生长；为有效提高匍枝马尾藻的产量，栽培水深应设计为80 cm左右，夹苗密度控制在10 cm左右。

关键词：匍枝马尾藻；栽培；生长；水深；密度

匍枝马尾藻(Sargassumpolycystum)是褐藻门、马尾藻属的暖水性大型海藻，广泛分布于印度尼西亚、菲律宾、马来西亚、越南、日本以及我国的海南岛、广东硇洲岛、西沙群岛等地[1-2]。匍枝马尾藻是重要的工业原料[3]，同时在食品[4]、医药[5-7]、农业[8]和生态修复[9]等领域也具有很大的开发价值。

匍枝马尾藻是海南马尾藻的优势种之一[10]。由于目前还没有开展匍枝马尾藻的人工栽培，沿海居民长期依靠打捞野生的匍枝马尾藻作为鱼虾、海参、鲍鱼等的饲料，使其种群遭到了严重破坏。为满足日益增长的匍枝马尾藻市场需求，尽快恢复匍枝马尾藻的自然资源，本研究采用浮筏式栽培技术于2015年3—6月在海南省儋州市海头镇开展了匍枝马尾藻的人工栽培试验，并对栽培过程中的夹苗密度、栽培水深等进行了初步探讨，旨在为该藻的规模化科学栽培提供参考。

1材料与方法

1.1试验地点

试验海区为海南省儋州市海头镇白沙地村海域(N19°34.6160′，E108°59.1701′)。该区域海水深度约为18 m，无工业污染和大量淡水，水质清澈，海水透明度可达4 m，水流速度约35 cm/s。

1.2种苗来源

以潮间带的野生匍枝马尾藻作为种苗，藻体营养枝平均体长10 cm。种苗采集时，连同固着器一起从礁石上铲下，将藻体上附生的杂藻及其他生物清理干净，然后用清洁海水将藻体洗净备用。

1.3海上栽培方式

匍枝马尾藻的栽培试验采用筏式栽培技术，将苗绳平挂于两行筏架上。苗绳材质为聚乙烯，苗绳长3 m，绳间距约3 m。

设置不同的条件进行栽培实验：(1)夹苗密度试验，共设置3组，每组16条苗绳，夹苗的间距分别设置为5 cm、10 cm、15 cm；(2)栽培水深试验，共设置3组，每组16条苗绳, 以20 cm、40 cm、60 cm、80 cm 等4个不同的水深进行栽培，并通过在苗绳两端和中间绑上吊绳和不同大小的沉石来控制水深。两组实验均采用单株夹苗的方式，定期清除杂藻、石灰虫等其他生物，并从每根苗绳上随机抽取3～5株匍枝马尾藻，分别测量各单株的长度、鲜重以及分枝数(初生分枝数)，以了解其生长情况。

1.4统计分析

采用SPSS 22.0 进行方差分析和t检验，数据以平均值±标准差(Mean±SD)表示，以P<0.05作为显著性差异水平。

2结果

2.1匍枝马尾藻的生长规律

2015年3—6月进行了匍枝马尾藻人工栽培试验，从藻体长度和重量(鲜重)随时间变化的趋势(图1)看，3月下旬到4月中旬为该藻生长最迅速的季节，在此期间藻体长度和重量的增长均非常显著。其中，藻体长度的快速增长主要在4月中旬以前，此后增长速率逐渐减缓，而藻体重量以相对稳定的速率持续增长至5月下旬。至5月底，栽培的匍枝马尾藻进入有性繁殖期时，藻体的长度和重量均达到最大值。6月中旬，藻体的重量和长度都呈下降趋势，尤其是重量下降尤为明显，这与匍枝马尾藻进入成熟期，部分完成有性生殖的藻体开始腐烂有关。本次试验中，以80 cm栽培水深、10 cm夹苗密度的藻体长度和重量增长速度最快。

图1　匍枝马尾藻的生长趋势Fig.1　Growth trends of the cultured S. polycystum

2.2栽培密度和水深对藻体长度的影响

采用双因素方差分析研究不同夹苗密度和栽培水深对匍枝马尾藻藻体长度的影响(图2)。栽培68 d后，不同夹苗密度对藻体的长度影响不显著，但不同栽培水深对其有明显影响。3种夹苗密度(5 cm，10 cm，15 cm)均以80 cm栽培水深的藻体长度为最长，而20 cm栽培水深的藻体长度最短，并且都表现出随着栽培水深的增加，藻体长度逐渐变长的趋势。尤其是在10 cm和15 cm的夹苗密度时，80 cm栽培水深的藻体长度显著高于其他栽培水深的长度(P<0.05)。

图2　夹苗密度和栽培水深对匍枝马尾藻藻体长度的影响Fig.2　The effects of different densities and waterdepths on the length of S. polycystum

2.3栽培密度和水深对藻体分枝数的影响

双因素方差分析显示，不同栽培水深对匍枝马尾藻藻体分枝数的影响不明显，但夹苗密度对其分枝数有显著影响(图3)。匍枝马尾藻平均分枝数在不同栽培水深下均以10 cm 夹苗密度为最多，其中以40 cm栽培水深的分枝数达最大值，且明显高于其他栽培条件下的分枝数(P<0.05)；而5 cm和15 cm夹苗密度的平均分枝数相对较少，并且在相同的栽培水深下没有显著差异。

图3　夹苗密度和栽培水深对匍枝马尾藻分枝数的影响Fig.3　The effects of different densities and waterdepths on the branch number of S. polycystum

2.4栽培密度和水深对藻重量的影响

双因素方差分析显示，不同夹苗密度和栽培水深对匍枝马尾藻单株藻体的重量均有显著影响(P<0.05)(图4)。在不同夹苗密度下，匍枝马尾藻的鲜重都表现出栽培水深越深、藻体重量越大的趋势。其中以10 cm夹苗密度、80 cm水深的藻体平均鲜重最大，并且显著高于其他栽培条件下的鲜重(P<0.05)。5 cm夹苗密度时，60 cm和80 cm栽培水深的藻体鲜重明显高于其他栽培水深的鲜重；而15 cm夹苗密度时，各栽培水深的藻体鲜重普遍较小，并且各栽培水深之间没有显著差异。

图4　夹苗密度和栽培水深对匍枝马尾藻鲜重的影响Fig.4　The effects of different densities and waterdepths on the fresh weight of S. polycystum

3讨论

3.1匍枝马尾藻生长规律

温度对马尾藻的种群密度、生长速率和生物量等有显著影响[11]。马尾藻的生长周期包括生长期、繁殖期、衰退期和休止期[11-12]，受海水温度变化的影响，匍枝马尾藻的生长周期具有明显的季节性，生物量也随着季节变换而变化显著[13]。在海南，一般每年3—5月为野生匍枝马尾藻的生长盛期，在此期间海水温度回升，匍枝马尾藻生物量增长迅速。与此规律相似，本研究中栽培的匍枝马尾藻藻体长度和重量也从3月下旬开始进入生长盛期，尤其是重量的快速增长趋势一直持续到5月下旬。5月中旬，少数栽培的匍枝马尾藻开始有生殖托出现，至5月底藻株基本上都出现生殖托，开始进入有性繁殖期。6月中旬，本试验进行匍枝马尾藻采收时，栽培的匍枝马尾藻已完成有性繁殖过程，这时藻体的叶片、侧枝等开始腐烂，生物量下降，由此进入衰退期。与当年海头镇同期生长的野生匍枝马尾藻相比，成熟期提前了近半个月。研究发现，适当提高温度和光照强度，可使鼠尾藻的成熟期提前[14]。因此，本试验通过浮筏栽培的匍枝马尾藻成熟期早于野生种群的成熟期，这可能与生长于水面上层受到更高光照强度而导致温度高的影响有关。

3.2匍枝马尾藻的人工栽培条件

本研究发现，匍枝马尾藻的鲜重同时受到栽培水深和夹苗密度的影响，而藻体长度主要受到栽培水深的影响，分枝数则与夹苗密度更相关。水深与水下的光照强度、温度、营养盐以及溶氧量等直接相关，对藻类的种群分布有重要影响[15]。当水深过浅时，藻体被迫接受过多的光照辐射，从而产生光抑制作用，其通过关闭着光反应中心来减少光过饱和带来的损伤[16]；而当水过深时，由于光照不足和温度的下降，也会导致藻体因无法充分进行光合作用而不能正常生长[17]。水深对马尾藻的生长具有显著影响，不同马尾藻都有其适宜生长的水深，如：瓦式马尾藻生长的最适水深为2 m[18]；鼠尾藻则更适宜在水下40～60 cm生长[19]。本研究结果显示，匍枝马尾藻栽培水深为80 cm左右时，有利于藻体的快速生长和生物量增加。

此外，夹苗密度与马尾藻的生长也有较大影响[20]。本研究发现10 cm夹苗密度为最佳。夹苗密度过低，不仅增加栽培成本，而且因受到风浪的冲击，藻体容易断落；密度过高则不利于藻体接受充足的阳光进行光合作用，从而影响产量。

4结论

匍枝马尾藻的生长周期具有明显的季节性，在海区进行匍枝马尾藻的人工栽培，需要充分考虑季节因素以及海水温度和光照强度变化对其生长的影响。根据匍枝马尾藻的生长规律，可选择每年的3月左右开始进行人工栽培。此外，不同的栽培条件，如栽培水深和夹苗密度对匍枝马尾藻的生长和产量均有显著影响，选择适宜的栽培水深和合适的夹苗密度有利于促进其生长。为有效提高匍枝马尾藻的产量，建议将栽培水深设计为80 cm左右，夹苗密度控制在10 cm左右。

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Study on the artificial cultivation technology ofSargassumpolycystum

ZOU Xiaoxiao， LIN Yong， ZHU Jun， HUANG Huiqin， BAO Shixiang

(InstituteofTropicalBioscienceandBiotechnology,CATAS,Haikou571101,China)

Abstract：In order to explore the artificial cultivation technology ofSargassumpolycystum, raft culture ofS.polycystumwas conducted during March to June, 2015 in Haitou Town of Danzhou city, Hainan Province. The growth rhythm ofS.polycystumwas recorded, and the effects of different cultivation conditions including water depth and culture density on growth were compared. The results showed that the culturedS.polycystumgrew very fast from late-March to late-May, the length increased markedly before middle-April, while the weight kept increasing at a relative stable rate until the end of May. The algae length and branch number were influenced significantly by water depth and culture density respectively, while the fresh weight was obviously influenced by both of the above factors (P<0.05). This study indicated that properly increasing the water depth and choosing rational density could effectively promote the growth ofS.polycystum. To increase the yield, the water depth should be set at around 80 cm, and the densities would be better set at 10 cm.

Key words：brown algae;Sargassumpolycystum; cultivation; growth; depth; density

DOI：10.3969/j.issn.1007-9580.2016.03.006

收稿日期：2016-03-24修回日期：2016-05-22

基金项目：海洋公益性行业科研专项(2014050402)；海南省自然科学基金项目(20163119)；国家海洋经济创新发展区域示范项目(12PYY001SF08)；海南省科技兴海专项(XH201408)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(ITBB2015RC07；1630052015038)

作者简介：邹潇潇(1983—)，女，博士，助理研究员。研究方向：藻类生物学。E-mail：zouxiaoxiao@itbb.org.cn 通信作者：鲍时翔(1966—)，男，博士，研究员。研究方向：海洋生物学。E-mail：baoshixiang@itbb.org.cn

中图分类号：S968.4

文献标志码：A

文章编号：1007-9580(2016)03-029-05