大丰盐碱养殖虾塘浮游植物群落结构组成及其对水环境pH值的影响

摘要

浮游藻类作为养殖水体中重要的组成部分，水生态系统的初级生产者，其种类组成及数量变动与养殖池塘水环境pH有着密切的关系。而pH作为养殖水体重要指标之一，是水体化学性状和生命活动的综合反应，也是影响养殖生物活动重要的综合生态因素。本研究通过对光明食品集团海丰水产养殖有限公司标准化养殖场凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖池塘浮游植物群落结构组成及水环境理化因子的定期调查。根据调查结果，以虾塘优势藻类代表种作为研究对象，采用正交试验的方法，探讨不同温度和光照强度下池塘水环境pH升高与藻类品种之间的相关性，探索常见微藻在生长过程中对水环境pH值的影响及变化规律。 1.盐碱养殖虾塘浮游植物结构组成特点及其水质理化因子的变化 自2014年6月30日至10月06日，每隔10~15d对选定的3个虾池共进行了9次浮游微藻的采样分析。调查发现，在养殖期间中共检出浮游植物39属61种，其中绿藻门种类最多，16属23种，占浮游藻类种类总数的37.70%，蓝藻门次之，9属16种，占浮游藻类种类总数的26.23%，再次是硅藻门，7属12种，占浮游藻类种类总数的19.67%，第四是裸藻门，3属4种，占浮游藻类种类总数的6.55%，第五是隐藻门，1属2种，占浮游藻类种类总数的3.28%。养殖期间蓝藻为优势种，绿藻次之，而后是硅藻，裸藻和隐藻出现相对较少。其中，蓝藻优势种主要有水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、坚实微囊藻(Microcystis firma)、弯形小尖头藻(Raphidiopsis curvata)等；绿藻优势种主要有波吉卵囊藻(Oocystis borgei)、亮绿转板藻(Mougeotia laetevirens)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、顶锥十字藻(Crucigenia apiculata)等；硅藻门优势种主要有梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)长菱形藻(Nitzschia longissima)扭曲小环藻(Cyclotella comta)等。此外，养殖期间，池塘水温维持在24.0~29.5℃，叶绿素a的浓度与水环境pH、碳酸盐碱度、TN、TP呈现正相关，与水体透明度、氨氮、亚硝酸盐的含量呈现负相关。 2.不同浮游植物对水环境中pH的影响 选择蓝藻代表种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和鱼腥藻(Anabaena sp.)、绿藻代表种小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)及硅藻代表种小环藻(Cyclotella sp.)为研究对象，通过设置不同温度(20℃，25℃，30℃)和光照强度(2000lx，4000lx，6000lx)组合条件下进行蓝藻、绿藻及硅藻对水质pH的影响，以不添加微藻，只添加对应培养基组为空白对照，试验时间为10d。采用正交试验的方法，探讨不同温度和光照强度下常见微藻在生长过程中对水环境pH的影响及变化规律，结果显示： (1)蓝藻优势种铜绿微囊藻和鱼腥藻均能使水环境pH在短时间显著升高至9.50以上；绿藻优势种小球藻和四尾栅藻在试验期间亦能促使水环境pH的升高，但作用结果依旧处在最适养殖生物生长所需pH值范围7.5~8.5之间；硅藻代表种小环藻在试验期间水环境pH并未随着藻细胞密度的增加而显著上升，仅在试验第2d水环境pH有小幅度上升，之后一直趋于稳定。 (2)试验期间，除小环藻之外，其他微藻的生长及水环境pH的变化均因温度和光照强度的不同而呈现差异性显著(P<0.05)。其中，铜绿微囊藻在温度为25℃、光照强度为6000lx时藻细胞密度增加及水环境pH的上升最为显著，藻细胞密度在试验第10d达到最大值1.1×107 cells/ml，水环境pH在试验第9d达到峰值10.83；鱼腥藻在温度为30℃、光照强度为6000lx时藻细胞密度增加及水环境pH的上升最为显著，藻细胞密度试验第10d达到最大值2.2×107 cells/ml，水环境pH在试验第8d达到峰值11.02。温度为30℃、光照强度为6000lx时最为显著，在试验第10d小球藻藻细胞密度达到的最大值8.1×106 cells/ml，水环境pH达到峰值7.73；四尾栅藻在温度为20℃、光照强度为6000lx时藻细胞密度增加最为显著，在试验第10d达到最大值2.3×106 cells/ml，而水环境pH在温度为30℃、光照强度为6000lx时上升最为显著，在试验第9d达到峰值8.45。温度为30℃、光照强度为6000lx时藻细胞密度增加最为显著，在试验第10d达到最大值1.8×106 cells/ml。 3.不同微藻对水体pH的贡献度 将试验期间几种微藻藻细胞密度同对应水质pH值相关性进行ANCOVA分析，结果显示水环境pH和藻细胞密度呈正相线性相关，铜绿微囊藻水环境pH和藻细胞密度相关系数R2=0.904，鱼腥藻水环境pH和藻细胞密度相关系数R2=0.801，小球藻水环境pH和藻细胞密度相关系数R2=0.903，四尾栅藻水环境pH和藻细胞密度相关系数R2=0.768，小环藻水环境pH和藻细胞密度相关系数R2=0.576。结果表明，同等藻细胞密度下，蓝藻、绿藻及硅藻对水环境pH贡献率存极显著差异(P<0.01)，其贡献度总体表现为蓝藻>绿藻>硅藻；对不不同微藻而言，总体表现为鱼腥藻>铜绿微囊藻>四尾栅藻>小球藻>小环藻。 综上，在池塘水产养殖过程中，浮游植物群落结构组成与水环境理化因子有着密切的联系，池塘藻类的爆发常常能够促使水环境pH的上升，然而不同微藻品种在推升水环境pH上升的过程中存在一定的差异。其中，蓝藻在促使水环境pH上升过程中起到了主导作用。在本试验中，蓝藻的大量生长繁殖之前，水环境pH已显著上升，当蓝藻大量繁殖时，水环境pH再次显著升高，而绿藻和硅藻对水环境pH的影响显著低于蓝藻，导致不同微藻对水环境pH的作用结果不同，可能与微藻光合作用的机制有关，究其具体原因，还有待进一步探讨。而本试验的结果不仅能够为进一步探讨不同微藻光合作用机制提供数据参考，还可为盐碱水养殖水质调控提供理论指导，在养殖期间，防治蓝藻的大量增殖，对调控养殖水质pH使其适宜养殖生物的生长，进而实现健康养殖具有重要的意义。

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引言

1 立论依据

2 国内外研究现状

3 研究内容与拟解决问题

4 技术路线

第一章 盐碱养殖虾塘浮游植物结构组成及水质理化因子的变化

1.1 材料与方法

1.2 结果与分析

1.3 讨论

第二章 蓝藻对水环境pH的影响

2.1 材料与方法

2.2 试验结果与分析

2.3 讨论

第三章 绿藻对水环境pH的影响

3.1 材料与方法

3.2 试验结果与分析

3.3 讨论

第四章 硅藻对水环境pH的影响

4.1 材料与方法

4.2 试验结果与分析

4.3 讨论

第五章 微藻对水环境pH的影响

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

结论

硕士期间完成论文

参考文献

致谢