新型增氧机对养殖池塘浮游植物组成的影响

张 芹，宋 威，吴小军，周晓林

(1.河南省水产科学研究院，河南 郑州 450044;2.河南工业大学 化学化工学院，河南 郑州 450001)

新型增氧机对养殖池塘浮游植物组成的影响

张 芹1，宋 威2，吴小军1，周晓林1

(1.河南省水产科学研究院，河南 郑州 450044;2.河南工业大学 化学化工学院，河南 郑州 450001)

使用3种不同的增氧机,监测整个生产季节池塘水浮游植物组成的变化。检测到的浮游植物隶属8个门，67个属(种)，以绿藻门、硅藻门和蓝藻门为主。藻类细胞个体密度的最高峰出现在8～9月，最低密度出现在5月和11月。藻类生物量从5月份开始上升，8月份达到峰值，然后逐渐下降。3个池塘的Shannon-Wiener指数在2.147～2.857之间，Margalef指数在2.572～7.162之间，Pielou均匀度指数在0.601～0.746之间。3种不同的增氧机都对池塘水质起到了较好的调节作用，对比后发现，使用可移动式太阳能增氧机和水犁式增氧机的池塘中硅藻和绿藻的含量更高，效果要好于普通叶轮式增氧机。

增氧机；浮游植物；养殖池塘

养鱼先养水，所谓养水就是保持池塘中浮游植物的群落结构合理，有益藻类所占比例较大。在自然状态下，池塘中的藻类向水中提供了大量的氧气。在目前的养殖环境下，仅仅靠藻类提供的氧气是远远不够的。大量养殖机械的应用，是池塘产量提高的基本条件，尤其是叶轮式增氧机，在池塘养殖中起到非常重要的作用。叶轮式增氧机是我国池塘养鱼业中使用最广的一种增氧机，是我国养殖产量不断飙升的重要保证[1-3]。

节能减排是我国渔业现代化的发展战略，许多新型增氧机应运而生，符合我国渔业发展战略的同时也满足了渔民降低生产成本的需求。本文中用到了2种新型增氧机：可移动太阳能增氧机和水犁式增氧机，这2种增氧机都在国家大宗淡水鱼产业技术体系郑州综合试验站荥阳示范片进行了运行监测。通过监测整个生产季节2种新型增氧机及普通叶轮式增氧机对池塘水藻相变化的影响，从另一个角度来解释增氧机在养殖过程中的作用，以期为增氧机的升级改造提供参考。

1 材料与方法

1.1试验材料

试验地点在大宗淡水鱼类产业技术体系郑州综合试验站荥阳基地，选择3口池塘，土池，进排水方便，设施齐备，分别配备水犁式增氧机(D)、可移动太阳能增氧机(Z)和普通叶轮式增氧机(X)。3口池塘的养殖模式和放养密度相同，主养品种为鲤，密度为30000尾/hm2，鲢按照2250尾/hm2、鳙按照750尾/hm2的比例投放。3口池塘的进水渠道相同，池塘水深1.5 m，养殖期间不换水，只补充渗漏和蒸发的水分。

1.2试验方法

在生产季节(5～11月)，每口池塘逐月采集水样，采用2.5 L有机玻璃采水器，采集表层和底层的混合水样，从混合样中取500 mL加甲醛固定。

固定后样品带回实验室，用FlowCAM流式细胞仪对藻相进行检测分析,小型藻类采用50 μm流动池，10×和20×物镜观察，中型和大型藻类采用100 μm流动池，10×和20×物镜观察。

浮游植物的采样和种类鉴定按照《内陆水域渔业自然资源调查手册》[4]、《中国淡水藻类》[5]进行。

1.3数据分析

优势度和多样性指数主要参照文献[6-7]，采用以下公式计算:

y=(ni/N)·fi

Margalef指数:d=(S-1)/lnN

Shannon-Wiener指数:H′=-∑[(ni/N)×ln(ni/N)]

Pielou均匀度指数:J=H′/Hmax,Hmax=log2S

式中:ni为第i种的个体数，fi为出现频率,S为种类数，N为所有种类的总个体数。取优势度y=0.02的种类为优势种。

2 结果与分析

2.1浮游植物种类组成

检测到的浮游植物隶属8个门，67个属(种)，其种类组成见图1。其中绿藻门种类最多，24种，占比35.82%；硅藻门第二，19种，占比28.36%；第三是蓝藻门，10种，占比14.93%。

检测到的浮游植物中以直链藻(Melosira)、小球藻(Chlorella)、桥弯藻(Cymbella)、舟形藻(Navicula)、衣藻(Chlamydomonas)、微囊藻(Microcystis)等种类最为常见。3个池塘不同月份优势种组成见表1，优势种以普通小球藻(Chlorellavulgaris)、新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)、颗粒直链藻(Melosiragranulata)、普通黄丝藻(Tribonemavulgare)等绿藻门、硅藻门种类较多，其中X池塘8月份、9月份扁裸藻(EuglenaoxyurisSchmarda)和尖尾裸藻(Euglenaoxyuris)成为优势种。

2.2浮游植物个体密度

对3个池塘不同月份的藻类个体密度作图(图2)，可以看到藻类细胞个体密度最高峰出现在8～9月，最低密度出现在5月和11月。其中D池塘8月份藻类个体密度下降，可能是由于刚加注新水造成的。从浮游植物个体密度来看，Z池塘藻类个体密度最大，在(51.8～262.4)×107ind/L之间变动，X池塘藻类个体密度最小，在(6.6～115.8)×107ind/L之间变动。

图1 浮游植物种类组成

图2 3个池塘藻类个体密度随月份的变化

在整个养殖季节，硅藻个体密度所占的比例始终在35%以上，从图3可以看出，硅藻在整个养殖季节呈上升趋势，其个体密度占检测出藻类总数的百分比从35%上升到50%以上。使用普通叶轮式增氧机(X)硅藻含量的增加比较缓慢，最高达到63.52%；使用可移动式太阳能增氧机(Z)硅藻含量的增加比例较快，最多达到73.24%；使用水犁式增氧机(D)硅藻含量的增加比例也较快，最多达到71.06%。使用2种新型增氧机的池塘水藻相都较使用普通叶轮式增氧机的池塘水藻相要更好一些，有益藻的含量更高。

2.3浮游植物生物量

从池塘藻类生物量随月份的变化可以看出(图4)，藻类生物量从5月份开始上升，到8月份达到峰值，然后逐渐下降，3个池塘的变化规律基本一致。D池塘的藻类生物量在12.39～21.26 mg/L之间变化，X池塘藻类生物量在1.54～20.77 mg/L之间，Z池塘生物量在8.48～39.61 mg/L之间变化。

表1 不同月份池塘浮游植物优势种组成

图3 硅藻个体密度占检测出藻类总数的百分比

在整个养殖季节，硅藻生物量所占的比例始终在40%以上，硅藻在整个养殖季节呈上升趋势，其生物量占检测出藻类总数的百分比最高达到77.14%。其中8月份使用普通叶轮式增氧机(X)硅藻含量出现下降，经过与原始数据的比对，发现在8月份，该池塘中出现了较多的裸藻和黄藻，导致硅藻含量下降。使用可移动式太阳能增氧机(Z)以及水犁式增氧机(D)池塘中的硅藻生物量比较平稳，其所占比例呈缓慢上升的趋势。

图4 池塘藻类生物量随月份的变化

2.4多样性指数

3个池塘的多样性指数见表2，池塘的Shannon-Wiener指数在2.147～2.857之间，不同月份之间变化不大。Margalef指数在2.572～7.162之间，除了Z池塘在11月份为2.572外，其他月份的池塘Margalef指数均大于3。Z池塘的Margalef指数变化幅度大于另外2个池塘，最大值7.162出现在7月份，最小值2.572出现在11月份。Pielou均匀度指数在0.601～0.746之间，3个池塘不同月份之间的数值变化较平缓。

表2 不同月份池塘多样性指数

3 讨论

3.1不同池塘的浮游植物组成差异

本文主养鲤鱼的试验池塘浮游植物平均生物量低于文献[8-9]中主养草鱼试验池塘的浮游植物平均生物量。浮游植物种类受多种因素的影响，其中放养鱼类的滤食作用是最主要的因素[10-13]。试验池塘中鲢鳙鱼按照3∶1的比例放养，对于池塘中浮游植物的种类和数量有着一定的调节作用。

在一定范围内，水温升高，浮游植物的种类和生物量增高[14]。试验池塘中浮游生物量随着水温的升高逐渐增多，在8月份的时候达到顶峰，然后随着温度的降低有所下降。3口池塘距离较近，进水都为黄河水，浮游植物种类差别不大。在整个生产季节，采样点浮游植物以硅藻和绿藻为主，两者相加的比例在70%以上，试验池塘浮游植物群落属于硅藻-绿藻型。3个池塘的Shannon-Wiener指数在2.147～2.857之间，变化不大，均属于中营养性[15]。Margalef指数在2.572～7.162之间，除了Z池塘在11月份为2.572外，其他月份的池塘Margalef指数均大于3，属于清洁水质[9,16]。与其他文献相比[8-9,17]，试验池塘的浮游植物多样性较高，群落结构稳定，有利于鱼类的生长。

3种不同的增氧机都对池塘水质起到了较好的调节作用，池塘中硅藻和绿藻的含量较高，池塘的水藻相分布良好。D池塘(水犁式增氧机)在整个生产季节，有益藻类含量较高，池塘浮游植物多样性指数较稳定，水质良好。Z池塘(可移动式太阳能增氧机)除11月份Margalef指数偏低外，整个生产季节浮游植物多样性指数稳定，有益藻类含量高。X池塘(普通增氧机)在8月份和9月份出现了“裸藻水华”，其他时间浮游植物群落结构稳定，多样性指数较高。

3.2不同增氧机的优缺点

水犁式增氧机即单电机双速叶轮式增氧机，该设备中驱动增氧机叶轮的电动机为特制的电动机，通过控制器可改变电机的转速和功率。高速时与现有的3 kW和1.5 kW增氧机功能一样，电动机低速时转速和功率减半起到犁水造浪调节水质的功能，从而实现了增氧、搅水、造浪一体化[18]。在使用过程中可以根据需要，选择不同的模式进行增氧，可以有效地减少电能的使用，从而达到降低成本的目的。

可移动太阳能增氧机由光伏供电系统和水面行走装置搭载涌浪机而成，较传统增氧机作用面积更大、扰动更大，不额外消耗电能[19-20]。对于光照充足的地方，安装可移动太阳能增氧机可以有效地减少电能的使用，在节能和降低成本方面成效显著。但是由于该增氧机只能在天气晴好的白天使用，所以最好作为机械增氧的补充措施，为了避免阴雨天气时不能及时充氧的问题，需要配合其他增氧设备共同使用。

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(责任编辑：曾小军)

EffectofNew-typeAeratoronPhytoplanktonCompositioninAquaculturalPonds

ZHANG Qin1, SONG Wei2, WU Xiao-jun1, ZHOU Xiao-lin1

(1. Henan Academy of Fishery Science, Zhengzhou 450044, China;2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

The changes in phytoplankton composition in aquacultural ponds were monitored in the whole production season by using three different aerators. The detected phytoplankton belonged to 8 Phyla (mainly including Chlorophyta, Bacillariophyta and Cyanophyta) and 67 genera (species). The population density of algae cells reached its maximum in August and September, and reached its minimum in May and November. The biomass of algae began to rise in May, reached its peak value in August, and then gradually declined. In three ponds, the Shannon-Wiener diversity index of phytoplankton was 2.147～2.857, the Margalef diversity index was 2.572～7.162, and the Pielou evenness index was 0.601～0.746. Three kinds of aerators had good regulatory effects on the water quality of aquacultural ponds, but the movable solar aerator and water-plough-type aerator had better improving effects on the content of diatom and green algae in ponds than the common impeller-type aerator.

Aerator; Phytoplankton; Aquacultural pond

S969

A

1001-8581(2017)12-0082-05

2017-07-20

河南省重点攻关项目(No122102113112)资助；现代农业产业技术体系建设专项(CARS-45-44)；河南省现代农业产业技术体系(NoS2017-10)；国家水产种质资源共享服务平台(2017DKA30470)。

张芹(1980─)，女，河南辉县人，畜牧师，硕士，主要从事鱼类遗传育种研究。