刺参Apostichopus japonicus-海蜇Rhopilema esculenta-对虾Fenneropenaeus chinensis综合养殖系统和投喂鲜活硅藻Cylindrotheca fusiformis养参系统的碳氮磷收支

摘要

本研究以滩涂刺参养殖围堰和池塘作为研究对象，测定了刺参-海蜇-对虾综合养殖系统和投喂鲜活硅藻的刺参单养系统的碳、氮、磷收支，旨在为改进刺参养殖技术，实现高效清洁生产提供理论依据。重点研究了刺参、海蜇、对虾综合养殖系统对系统输入碳、氮、磷的利用率，以及综合养殖系统对邻近海域的影响。根据底泥和沉降物质中营养含量的变化，对养殖生物的放养密度提出了改进措施和意见。针对刺参养殖池塘中底栖硅藻生物量较低，其它藻粉的投喂会造成水质变坏这一现象，进行了投喂鲜活浓缩硅藻养殖刺参实验，测定了养殖系统的物质收支，探讨底栖硅藻对刺参生长和水质的影响。研究结果总结如下：
　　1.刺参-海蜇-对虾综合养殖系统对输入有机碳的利用率及碳收支的影响
　　对120.2 hm2刺参-海蜇-对虾综合养殖系统有机碳收支进行了周年调查，研究了围堰综合养殖系统对有机碳的收支和利用率。研究结果表明：刺参-海蜇-对虾综合养殖系统有机碳的总输入量为498300kg，其中纳水输入的有机碳为363200kg，养殖生物放养输入的有机碳为1500kg，浮游植物光合作用固定有机碳133600 kg，是总输入有机碳的26.8％。养殖刺参生产量为3668kg有机碳，海蜇和对虾等的总生产量为714kg，因此，综合养殖系统比刺参单养的有机碳产量提高约20%。刺参单养系统对输入有机碳的利用率为7.4‰，而综合养殖系统对输入有机碳的利用率比单养高18.9%。刺参综合养殖系统排放有机碳总量为336600 kg，是纳水输入有机碳总量的92.7%，也就是说该养殖系统不仅是养殖产品的生产系统，也是近海环境的净化系统和环境友好的海水养殖系统，它消减了纳入水中7.3%的有机碳。适量提高刺参和对虾的放养密度可进一步提高该系统对输入有机碳的利用率。
　　2.刺参-海蜇-对虾综合养殖系统对输入氮磷的利用率及氮磷收支的影响
　　研究了刺参-海蜇-对虾综合养殖系统（120.2 hm2）的氮磷收支、生态学效率。养殖过程中基本不投喂人工饵料，主要依靠纳潮输入营养物质。结果表明：刺参-海蜇-对虾综合养殖系统氮和磷的总输入量分别为139600 kgyr-1和9730 kgyr-1；系统排水输出的氮和磷量分别约为118900 kgyr-1和2840 kgyr-1，分别仅为进水氮和磷的85.7%和29.2%。养殖刺参的氮和磷生产量分别是889.5 kgyr-1和49.28 kgyr-1，海蜇和对虾的氮和磷产量分别为204 kgyr-1和18.03 kgyr-1；综合养殖系统对输入氮和磷的利用率分别为7.8‰和6.9‰，比刺参单养对输入氮和磷的利用率分别提高了21.9%和38%。该研究表明，该养殖系统削减了进水中14.3%的总氮和70.8%的总磷。本研究系统的刺参放养量和/或规格可进一步提高，其生态学效率还可进一步提高。
　　3.投喂鲜活硅藻对刺参生长和池塘水质的影响
　　在刺参池塘中投喂浓缩鲜活菱形筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis），进行为期13个月的养殖实验。研究了硅藻对刺参生长和池塘水质的影响。结果表明，在刺参养殖的前期投喂浓缩硅藻液可以提高刺参的特定生长率和成活率，且在6月份其特定生长率和平均重量均显著高于对照组（P<0.05），养殖后期硅藻组刺参生长优势不明显，至实验结束时，刺参的特定生长率和平均重量未出现显著差异（P>0.05）。这表明筒柱藻对早期刺参的摄食和生长作用明显，而随着刺参摄食量的增加，硅藻在其食物中的比例降低，促生长作用减弱。10月份硅藻组池塘中氨氮含量显著低于对照组池塘（P<0.05）；在大部分养殖期间内，硅藻投喂组中的总氮、总磷含量低于对照组，但未达到显著差异（P>0.05），这可能与实验中投喂硅藻量还不够大有关，氨氮、总氮和总磷含量较低表明硅藻在快速生长阶段具有一定的净化水质作用。综合投入与产出数据，投喂硅藻可以提高刺参的总产量以及缩短刺参的上市时间，每亩池塘可以增加1100元的净收益。
　　4．刺参池塘中投喂底栖硅藻对池塘底部和刺参体壁脂肪酸的影响
　　测定了底泥、菱形筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis）、刺参体壁中的脂肪酸组成，结果表明，6月份硅藻组底泥中C16:1(n-7)/C16:0的比值显著高于对照组（P<0.05），且底泥的C20:5(n-3)含量高于对照组；11月份实验结束时硅藻组底泥具有高含量的C16:1(n-7)，其相对含量可达到19%，而对照组为15.15%，并且硅藻组C16:1(n-7)/C16:0比值高于对照组。6月份硅藻组刺参体壁脂肪酸有较高的C16:1(n-7)/C16:0比值，并且C16:1(n-7)的相对含量高于对照组。实验结束时，硅藻特征脂肪酸在硅藻组刺参体壁中有较高的体现（P<0.05），表明池塘中投喂底栖硅藻可在一定程度上提高刺参池塘底部的硅藻生物量，从而促进刺参的生长。
　　5.硅藻对刺参养殖池塘中有机碳收支的影响
　　本实验对投喂底栖硅藻的刺参养殖池塘（600 m2）中有机碳（TOC）收支进行了周年研究，确定了刺参养殖系统中硅藻对系统有机碳收支和利用率的影响。养殖过程中均依靠纳潮输入营养物质，每个月在硅藻组池塘中投喂底栖菱形筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis）。结果表明：对照组和硅藻组池塘中有机碳的总输入分别为248.4和257.9 Kg，硅藻组养殖系统对输入有机碳的利用率为7.1‰，比对照组的（6.0‰）提高了16.8%。硅藻组浮游植物光合作用固定有机碳69.34 Kg，比对照组提高15.9%。在适宜底栖硅藻生长的阶段，硅藻投喂组底泥有机碳含量一直高于对照组，且差异显著（P<0.05）。实验表明，硅藻的投喂和生长可以促进表层底泥中有机碳含量的提高，有利于刺参的生长和提高系统对输入有机碳的利用率。
　　6.硅藻对刺参养殖池塘中氮、磷收支和利用率的影响
　　研究了泼洒培养的菱形筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis）对刺参养殖池塘中氮、磷收支和利用率的影响。结果表明：养殖池塘总氮输入量为88.84 kg，对照组和硅藻组中经排水输出的总氮量分别为42.25 kgyr-1 N and43.24 kgyr-1 N，占输入总氮的47.6%和48.7%。对照组和硅藻组中刺参的氮输出分别为0.37 kg和0.46 kg N，硅藻组刺参对输入氮的利用率为0.52%，比对照组（0.42%）提高了23.4%，表明投喂硅藻可以提高刺参的TN移除能力。在大部分养殖期间，硅藻组底泥中TN含量高于对照组，表明硅藻的投喂和生长能够提高底泥中总氮含量，有利于刺参生长。硅藻组刺参体壁的总氮含量显著高于对照组（P<0.05），表明硅藻能够提高刺参体壁内的蛋白质含量。
　　刺参养殖系统中总磷的输入量为4.30 kg，对照组和硅藻组中经由排水输出的总磷量分别为1.37 kgyr-1和1.42 kgyr-1，占输入总磷的32%和33%。硅藻组刺参的总磷收获量为0.23 kg P，而对照组中刺参的总磷收获量为0.21 kg P，总磷利用率提高了8%。硅藻组底泥中总磷含量与对照组无显著差异，表明投喂硅藻对刺参池塘底泥中总磷的影响较小。底泥中TN/TP比值未增加，表明养殖系统中沉降物质的营养值较低，这可能与水体中浮游植物的生物量低有关系。

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前言

第一章 文献综述

1.1 水产综合养殖的研究现状

1.2 综合养殖技术的优化研究

1.3 国内刺参的综合养殖情况

1.4 养殖系统中营养物质的收支

1.5 刺参的高效清洁生产中存在的问题

1.6 研究目的

第二章 刺参、海蜇和对虾综合养殖系统有机碳收支的研究1

2.1 材料与方法

2.2实验结果：

2.3 讨论

第三章 刺参、海蜇和对虾综合养殖系统氮和磷收支的研究2

3.1 材料与方法

3.2 实验结果

3.3讨论：

第四章 刺参池塘投喂鲜活硅藻对刺参生长和池塘水质的影响

4.1 材料与方法

4.2 实验结果

4.3讨论

第五章 刺参池塘中投喂底栖硅藻对池塘底部和刺参体壁脂肪酸的影响

5.1 材料与方法

5.2 实验结果

5.3讨论

第六章 刺参池塘投喂鲜活硅藻对养殖系统中有机碳收支的影响

6.1 材料与方法

6.2 结果

6.3 讨论

第七章 刺参池塘投喂鲜活硅藻对养殖系统中氮、磷收支的影响

7.1鲜活硅藻对刺参养殖系统氮收支的影响

7.2 鲜活硅藻对刺参养殖系统磷收支的影响

总结

展望

参考文献

致谢

个人简历

博士期间发表的文章