增氧机对养殖池塘浮游植物群落结构的影响

闵文武，王金乐

(1.贵州省农业科学院水产研究所，贵州 贵阳 550025； 2.贵州省特种水产工程技术中心，贵州 贵阳 550025)

养鱼先养水，良好的水质是水产动物生长和保持健康的前提。在池塘集约化养殖条件下，养殖动物呼吸耗氧、残饵、排泄物和代谢产物的影响，常造成水体出现缺氧及氨氮等有害物质含量升高，从而影响养殖动物的生长和健康，甚至死亡[1-2]。增氧机对水质的调节有重要作用，已广泛应用于水产养殖中，其能够有效地增加池塘水体的溶解氧，保证水产动物有充足的氧气，调节水体中各物质的平衡，从而达到健康养殖、减少疾病的发生、降低饵料系数和提高养殖经济效益的目的[3-7]。

浮游植物作为水生生物的主要组成部分，是主要的初级生产者，其组成和群落结构的变化直接影响到水生态系统的结构和功能，对维持水生态系统平衡起至关重要的作用[8-10]。浮游植物的种类、丰度和生物量与水体的营养程度和鱼的产量潜力提升有密切联系[11-12]。保持池塘中浮游植物的物质组成和群落结构合理，使有益藻类占比增大，对促进渔业养殖经济效益具有重要意义。目前，已有一些增氧机对养殖池塘浮游植物群落结构影响的研究报道，但在山区养殖上的研究较少，鉴于此，对加装增氧机池塘的水质及浮游植物群落结构进行研究，以期为提高山区池塘初级生产力和单位面积的养殖效益提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验池塘

试验1号池塘面积为800 m2(长50 m，宽16 m，平均水深1.5 m)，主养鲤鱼，套养草鱼、鲢鱼，养殖密度为1 000 kg/667m2，鱼类规格为8～12 cm。池塘配备2台叶轮式增氧机(绿一，YL-0.75)，运行时间为每天的上午7:00～9:00和下午15:00～17:00。

2号池塘(CK)面积为1 200 m2，为不规则的多边形池塘，未配置增氧机，养殖鱼类品种、密度和规格与试验池塘相同。

1.2 水体指标测定

水体理化指标测定采取现场测定和实验室测定相结合，现场用水质分析仪(HachiHQ30d)测定水温(WT)、电导率(EC)、溶解氧含量(DO)和pH，根据国标方法采集水样，并于实验室按照《水和废水水质监测方法》测定水体总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝酸盐氮(NO3--N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、磷酸盐(PO43--P)、高锰酸盐指数(CODMn)和生化需氧量(BOD5)。

1.3 浮游植物样本采集

定性样本用25号浮游生物网在水中按“∞”字形进行采集，将网底管内的水样收集于100 mL标本瓶中，用4%的福尔马林现场固定，送回实验室镜检观察。定量样本用采水器采集水面下0.5 m处水样1 L装入采样瓶，加入15 mL鲁哥试液进行固定，静置48 h后吸去上清液，移入50 mL标本瓶，定容至50 mL进行镜检。

定性和定量样本使用显微镜(Nikon50i)进行镜检，将样本充分摇匀，吸取0.1 mL于浮游植物计数框内，根据相关文献[13-15]进行物种鉴定和密度计算。

1.4 数据分析

运用PRIMER5计算浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H’)和Margalef丰富度指数(J’)，2口池塘数据差异和Pearson相关性分析运用spss19.0进行，采用Excel 2007对数据进行统计分析。物种优势度指数(Y)计算按照参考文献[8]进行。

2 结果与分析

2.1 水体理化指标

从表1看出，水质指标中，WT、DO、TN、TP、NH4+-N、NO3--N、CODMn、BOD5和PO43--P 1号池塘极显著低于2号池塘；pH和NO2--N 2个池塘差异不显著；DO 1号池塘显著高于2号池塘，EC 1号池塘极显著高于2号池塘。

表1 试验池塘水体的理化指标

2.2 浮游植物物种组成及优势种

从图1看出，2个池塘中共检出浮游植物7门43属94种，其中，硅藻门(Bacillariophyta)30种，占31.91%；绿藻门(Chlorophyta)32种，占34.04%；蓝藻门(Cyanophyta)19种，占20.21%；裸藻门(Euglenophyta)6种，占6.38%；隐藻门(Cryptophyta)2种，占2.13%；甲藻门(Pyrrophyta)4种，占4.26%；黄藻门(Xanthophyta)1种，占1.06%。1号池塘检出浮游植物7门41属90种，其中，硅藻门29种(32.22%)，绿藻门31种(34.44%)，蓝藻门17种(18.89%)，裸藻门6种(6.67%)，隐藻门2种(2.22%)，甲藻门4种(4.44%)，黄藻门1种(1.11%)。2号池塘检出浮游植物6门33属77种，其中，硅藻门24种(31.17%)，绿藻门26种(33.77%)，蓝藻门17种(22.08%)，裸藻门和甲藻门均4种，各占5.19%，隐藻门2种(2.60%)。

浮游植物优势种共12种(表2)，包括硅藻门2种，绿藻门1种，蓝藻门9种。其中，变异直链藻(Melosiravarians)、席藻属(Phormidiumsp.)、普通念珠藻(Microcystisincerta)和微囊藻属(Microcystissp.)为2个池塘的共有种；集星藻(Actinastrumsp.)、银灰平裂藻(Merismopediaglauca)、颤藻属(Oscillatoriasp.)、为首螺旋藻(Spirulinaprinceps)为1号池塘的独有种，颗粒直链藻(Melosiragranulata)、卷曲鱼腥藻(Anabaenacircinalis)、中华尖头藻(Merismopediasinica)、色球藻属(Chroococcussp.)为2号池塘的独有种。1号池塘中，优势度最高的是席藻属，其次是微囊藻属，最低的是集星藻，次低是银灰平裂藻。2号池塘中，优势度最高的是微囊藻属，其次是席藻属，最低的是色球藻属，次低的是普通念珠藻。

表2 试验池塘浮游植物优势种及优势度

2.3 浮游植物群落结构特征

从表3看出，浮游植物密度2号池塘高于1号池塘,差异显著，2号池塘的蓝藻门和硅藻门物种密度较高；1号池塘浮游植物密度组成以蓝藻门物种为主，其次是隐藻门和绿藻门；2号池塘浮游植物密度组成以蓝藻门为主，其次是硅藻门和绿藻门。生物量2口池塘相差不大。H’和J’均是1号池塘高于2号池塘，差异显著。

表3 试验池塘浮游植物的群落结构差异

2.4 水环境因子与浮游植物密度和生物量的相关性

经Pearson相关性分析，1号池塘浮游植物密度与水温呈显著负相关(r=-0.937，P=0.019)，与其他环境因子无显著相关性；浮游植物生物量与所测环境因子间无显著相关性。2号池塘浮游植物密度和生物量与所测环境因子均无显著相关性。

3 结论与讨论

2口池塘水质除pH和NO2—-N 2个监测指标外，其余监测指标均表现出显著差异。加装增氧机的池塘(1号)水体营养物质的浓度显著低于未加装的池塘(2号)，说明池塘加装增氧机在有效提高水体DO含量的同时，能有效改善水质[16-17]。加装增氧机水体中氧气充足，鱼类摄食效率高，生长快，能有效降低水体中残饵的量，从而能够降低水体中NH4+-N和NO3--N的浓度。当氧气充足时可促使水体中氨氮进行硝化作用产生硝酸盐，而氧气不足时，硝化作用产生硝酸盐可进行反硝化作用产生氨气离开水体，亚硝酸盐是硝化作用及其过程中产生的不稳定的中间产物[18]，两口池塘中DO含量平均值分别为6.92 mg/L和5.55 mg/L，该DO浓度对改变水体中硝化作用和反硝化作用的强弱尚未明确，这或许是造成2口池塘NO2--N的浓度差异不显著的原因，还有待进一步研究。根据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)分析，所测水质全部为地表Ⅱ类或Ⅲ类水质，通过加装增氧机，可使CODMn、BOD5、DO和TP从地表Ⅲ类水质达到Ⅱ类水质。因此，通过控制养殖密度，并加装增氧机等增氧或净水设施，能有效提高池塘水质指标，减少环境污染。

2口池塘浮游植物物种组成均以绿藻门和硅藻门种类为主，与张家卫等[19]的研究结果相似，共检出浮游植物94(属)种，高于张芹等[20-21]的研究结果，低于邓金钗等[22]的研究结果。两口池塘浮游植物优势种均是蓝藻门种类，浮游植物密度组成均以蓝藻门为主，表明加装增氧机，并不能从根本上改变池塘浮游植物的种群结构，只能通过增氧机调节池塘水质，从而调节有益藻和无益藻的藻相变化，达到稳定藻类多样性，改善水质的效果。

浮游植物种类和数量受多种水环境因素的影响，有研究表明，浮游植物密度和生物量与水体中N、P的含量呈正相关[23]，这与研究中2号池塘浮游植物密度显著高于1号池塘的结果一致。2号池塘水质较1号池塘富营养化，池塘中浮游植物组成以绿藻门种类为主，密度组成以蓝藻门种类为主，绿藻和蓝藻种群对水体中营养盐竞争加剧，其他类群的浮游植物生长繁殖受限，降低了水体中浮游植物物种的丰富度。增氧机的使用，加剧了水体的搅动，降低了水体中N、P的含量，能有效抑制蓝藻等大型丝状藻类的生长，硅藻等小型藻类则能正常生长繁殖，物种丰富度增加，从而表现出1号池塘浮游植物Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数显著高于2号池塘。

张芹等[20]分析了加装3种不同增氧机的3口池塘浮游植物群落结构，结果显示不同增氧机对池塘水质均起到较好的调节作用，可移动式太阳能增氧机和水犁式增氧机池塘中硅藻和绿藻含量更高，效果优于普通叶轮式增氧机。本研究未加装增氧机的2号池塘水温、TN和TP均高于1号池塘，通过浮游植物群落表现的是密度增加，多样性指数降低，蓝藻门种类比例增加。因此在高温季节，要高度关注池塘水质变化，可通过换水或加装增氧设备等措施改善水质，防止蓝藻水华爆发。

大量研究表明，放养鱼类的滤食作用是影响浮游植物群落结构最主要的因素之一[24-25]。本研究结果表明，2口池塘浮游植物群落结构与水质指标相关性较低，可能与池塘套养了草鱼和鲢鱼有关，草鱼对大型水生植物影响较大，鲢鱼对浮游植物滤食作用较大。杨建雷[26]的研究显示，鲢鱼的滤食作用可以导致浮游动植物的粒级趋于小型化，并且对蓝藻水华有一定的抑制能力，鲤鱼对池塘底泥的扰动，在一定程度上也起到控制水华的效果。在淡水池塘混养模式中，科学配比池塘中鲤鱼、草鱼和鲢鱼的数量，对调节浮游植物藻相变化，控制蓝藻水华具有重要作用。