密植滸苔對冬季露天池塘池底水溫、酸堿度和溶解氧的影響效應

富 裕，Fatou Diouf ，陳漢春，2，袁向陽，任夙藝，王志錚

(1.浙江海洋學院水產學院,浙江舟山 316022;2.慈溪市水產技術推廣中心,浙江慈溪 315300)

密植滸苔對冬季露天池塘池底水溫、酸堿度和溶解氧的影響效應

富 裕1，Fatou Diouf1，陳漢春1，2，袁向陽1，任夙藝1，王志錚1

(1.浙江海洋學院水產學院,浙江舟山 316022;2.慈溪市水產技術推廣中心,浙江慈溪 315300)

借助環境數據實時采集裝置,于2014年1月5日至1月22日連續開展了冬季露天池塘培植滸苔對池底水溫、酸堿度和溶解氧的實時監測工作。結果表明:（1）密植滸苔可在不改變池底水溫峰值期時辰數的基礎上,提前1個時辰到達峰值,在不影響到達谷底時辰的同時,使低谷期縮短了1個時辰,并由此延長了水溫由峰到谷的轉換時長;（2）密植滸苔可保持池底pH值的基本穩定,并在不改變池底pH值時段變化節律的基礎上,使日均pH值由9.3下調至8.6;（3）密植滸苔在對池底DO值的時序變化影響上與池底水溫相仿,并使日均DO值由10.61mg/L下調至6.80mg/L。

滸苔;冬季;露天池塘;水溫;酸堿度;溶解氧

受限于冬季氣候的頻變性,如何確保洄游性養殖對象在露天池塘安全越冬一直是困擾水產養殖學家和廣大養殖從業人員的重大產業問題。針對寒潮、大風的頻襲,找尋冬季可有效緩解池內養殖動物因受水溫應激導致體質急劇下降的環境友好型生物,并以此構筑生物屏障來穩定進而優化養殖生態環境,無疑對切實保障露天池塘內洄游性養殖經濟動物的安全越冬具重要現實意義。

滸苔Enteromorpha prolifera隸屬綠藻門、綠藻綱、石藥目、石藥科、滸苔屬,系我國東部沿海常見的大型經濟綠藻。據報道,其水溫耐受范圍為5～35℃,生長適宜范圍為10～30℃[1],故冬季海水養殖池塘內滸苔的生長是緩慢而可控的,且濃密的滸苔也可為池中養殖經濟動物提供良好的御寒和安全的棲息環境。大型海藻不僅可凈化水質,而且還可通過營養競爭或分泌克生物質抑制海洋微藻的生長[2],其對穩定和優化海水養殖池塘生態環境具重要作用。研究表明,滸苔和條滸苔Enteromorpha clathrata去除水體中NH4+-N的效率均高于真江籬Gracilaria asiatica、龍須菜Cracilaria lemaneiformis以及細基江籬繁殖枝變種Gracilaria tenuistipitata var.Liui[3-6];滸苔鮮組織對米氏凱倫藻Kareniamikimotoi的生長具強烈的克生效應[7];條滸苔水溶性提取物對三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum的生長具明顯的抑制作用[8],利用甲醇浸泡滸苔可獲得對前溝藻Amphidinium hoefleri、米氏凱倫藻Kareniamikimitoi、塔瑪亞歷山大藻Alexandrium tamarense和中肋骨條藻Skeletonema costatum等4種海洋微藻的生長均具明顯抑制作用的粗提物[9]。上述這些都為滸苔成為冬季海水養殖池塘內緩減水質急劇變化的環境友好型生物提供了可能。據此,本課題組于2012年11月至2013年3月間在浙江省岱山縣長涂鎮沙城養殖場露天養殖池塘內通過密植滸苔使日本囊對蝦Marsupenaeus japonicus秋苗養殖成活率獲得顯著提高的基礎上[10],于2014年1月5日至1月22日在該養殖場連續開展了冬季露天池塘密植滸苔對池底水溫、pH和DO的實時監測工作,以期探明密植滸苔對冬季池水環境的影響效應,并為露天池塘日本囊對蝦秋苗的安全越冬養殖提供相關參考資料。

1 材料與方法

1.1 實驗塘及其前處理

于岱山縣長涂鎮沙城養殖場內隨機選取兩口相鄰養殖池塘作為實驗用塘,分別記為A塘(養殖面積26畝)和B塘(養殖面積28畝),養殖水深均為80 cm。A塘于2013年8月20日用生石灰干法清塘(方法按常規)1周后,進水培植滸苔,于2013年9月25日加滿水至養殖水深,此時滸苔已覆蓋整個池底;B塘于2013年10月30日用生石灰干法清塘1周后進水至養殖水深,實驗期間池底均無滸苔出現。

1.2 水質因子監測與數據采集

采用慈溪市水產技術推廣中心研制的環境數據實時采集裝置(圖1)[11]于2014年1月5日至1月22日連續對A、B塘開展水溫、pH和DO實時監測數據的采集工作(裝置固定于池中央,監測探頭觸及A塘滸苔,距實驗塘池底8 cm),監測頻次為10min/次。采集裝置探頭采用美國哈希產的HYDROLab型自清潔溶氧監測儀,其中溶解氧測量范圍為0～20.0 mg/L(分辨率0.01 mg/L,測量值8 mg/L以下精度為±0.1 mg/ L,8mg/L以上精度為±0.2mg/L),pH測量范圍為0～14(分辨率0.01,精度為±0.2);水溫測量范圍為～5ˉ50℃(分辨率0.01℃，精度±0.1℃)。

圖1 環境數據實時采集裝置Fig.1 Real-time environmental data acquisition device

1.3 數據處理

鑒于方差分析的齊次性和浙江北部沿海冬季的日照特征,本研究采用表1所示的計時方法整理所測數據,借助SPSS 19.0軟件分別計算A、B塘各項水質監測指標的均值、標準差,并采用t檢驗法檢驗塘間各時段、時辰的差異顯著性,LSD多重比較法檢驗塘內各時段、時辰的差異顯著性(P＜0.05為顯著水平)。

表1 長涂島冬季時段的劃分Tab.1 The partition of Changtu ialand in winter

2 結果與分析

2.1 A、B塘池底水溫的日變化特征

圖2 A、B塘各時段的池底平均水溫Fig.2 Average water temperature of the bottom of pond each hour（A pond，B pond）

圖3 A、B塘各時段的池底平均水溫Fig.3 Averagewater temperature of the bottom of pond each period（A pond，B pond）

由圖2、圖3可見,A、B塘池底水溫的日變化主要表現為:（1）A塘池底水溫達到峰、谷的時辰分別為申時（15：00-17：00）至酉時（17：00-19：00）,和寅時（03：00-05：00）至巳時（09：00-11：00）,而B塘則分別為未時（13：00-15：00）至申時,和寅時至辰時（07：00-09：00）,A塘池底水溫自巳時至申時呈連續顯著上升（跨度為3個時辰）,自酉時至寅時呈連續顯著下降（跨度為5個時辰）,而B塘則自辰時至未時呈連續顯著上升（跨度為3個時辰）,自申時至子時呈連續顯著下降（跨度為4個時辰）。即:①兩塘池底水溫的峰值時辰數均為2個,但B塘較A塘提前了1個時辰;②兩塘池底水溫雖同步到達谷底,但B塘低谷期較A塘縮短了1個時辰;③雖兩塘池底水溫連續顯著上升的時長相同,但連續顯著下降的時長B塘卻較A縮短了1個時辰。（2）雖兩塘池底水溫到達谷、峰的時段均分別為上午（05：00-11：00）和下午（14：00-17：00）,但A塘的峰值期卻可一直延續至晚上（17：00-23：00）,即:A塘由峰到谷的轉換時長明顯短于B塘。（3）B塘未時池底水溫顯著高于A塘（P＜0.05）,申時至寅時池底水溫均顯著低于A塘（P＜0.05）,其余時辰兩塘均無顯著差異（P＞0.05）。即:B塘自申時至卯時（05：00-07：00）的溫變幅度顯著低于A塘。（4）A塘凌晨和晚上的池底水溫均顯著高于B塘（P＜0.05）,而上午和下午時段則均與B塘無顯著差異（P＞0.05）。綜上可知,密植池底的滸苔既可在水溫上升期具遮陽作用,又可在水溫下降期起隔熱作用,致使B塘池底水溫波動幅度和降溫速率顯著低于A塘。

2.2 A、B塘池底pH值的日變化特征

由圖4、5可見,A、B塘池底pH值的日變化特征主要表現為:（1）A塘自亥時 （21：00-23：00）至午時（11：00-13：00）8個時辰間,以及亥時、未時、戌時（19：00-21：00）3個時辰間的池底pH值均無顯著差異（P＞0.05）, pH值處于峰值的時辰為申時至酉時,即A塘池底pH值具較強的穩定性。（2）B塘各時辰池底pH值均顯著低于A塘（P＜0.05）,但穩定性不如A塘,其pH峰值期為申時,低谷期為卯時至辰時。（3）A、B塘池底pH值均呈下午＞晚上＞凌晨＞上午（P＜0.05）,且各時段A塘池底pH值均顯著大于B塘（P＜0.05）,兩者日均pH值分別為9.3和8.6,監測期間pH值波動范圍分別為8.4～9.7和8.4～8.7。綜上可知,A塘各時辰、時段pH值對絕大多數水產養殖動物均具較高的嚴峻度,而B塘則均在其生存的適宜范圍內,無疑密植滸苔可有效降低池底pH值,并使之回調至自然海水的正常pH值（7.8～8.2）范圍附近。

圖4 A、B塘各時辰的池底平均pH值Fig.4 Average pH value of the bottom of pond each hour（A pond，B pond）

圖5 A、B塘各時辰的池底平均pH值Fig.5 Average pH value of the bottom of pond each period（A pond，B pond）

圖6 A、B塘各時辰的池底平均DO值Fig.6 Average dissolved oxygen value of the bottom of pond each hour（A pond，B pond）

2.3 A、B塘池底DO值的日變化特征

由圖6、圖7可見,A、B塘池底DO值的日變化特征主要表現為:（1）A、B塘池底DO峰值期分別為申時和未時,低谷期分別為寅時至辰時和寅時至卯時,且各時辰A塘池底DO值均顯著大于B塘（P＜0.05）。即:①兩塘池底DO值的峰值時辰數均為1個,但B塘較A塘提前了1個時辰;②兩塘池底DO值雖同步到達谷底,但B塘低谷期較A塘縮短了1個時辰;③A塘池底DO值呈連續顯著上升的時長為4個時辰（辰時至申時）,而B塘則僅為3個時辰（辰時至未時）,同樣A塘池底DO值呈連續顯著下降的時長為6個時辰（申時至寅時）,而B塘則僅為4個時辰（未時至亥時）。（2）兩塘池底DO值均呈下午＞晚上＞凌晨＞上午（P＜0.05）,且各時段A塘池底DO值均顯著大于B塘 （P＜0.05）,兩者日均DO值分別為10.61mg/L和6.80 mg/L,監測期間DO值波動范圍分別為2.2～9.7mg/L和3.3～17.1mg/L。綜上可知,A、B塘池底DO值的日變化均與其溫變特征基本相吻（圖2和圖3）,密植池底的滸苔不僅可有效降低池底DO值,而且還可減少相鄰時辰、時段間的DO值變幅。

圖7 A、B塘各時段的平均DO值Fig.7 Average dissolved oxygen value of the bottom of pond each period（A pond，B pond）

3 討論

3.1 密植滸苔對冬季露天池塘池底水溫、pH和DO的影響特征

本研究中,A、B塘DO值的變動與其溫變特征基本相吻（圖2、圖3、圖6、圖7）的結果,表明滸苔和單細胞藻類的光合作用與其所處環境水溫有著極為密切的關系;B塘因密植滸苔致使其各時辰、時段pH值和DO值均顯著低于A塘的結果（圖4、圖5、圖6、圖7）,與已報道的滸苔屬種類及其提取物對單細胞藻類的生長具強烈的克生效應或抑制作用[7-9,12]的結論相吻,表明密植滸苔可有效降低冬季單細胞藻類的繁殖速率和光合作用強度。鑒于以上分析,筆者認為實驗期間A、B塘池底pH值均較為穩定（圖4、圖5）的結果,應與滸苔和單細胞藻類受冬季低溫的持續脅迫（圖2、圖3）,其光合作用強度和生長速率較其適溫范圍已出現明顯下滑有關。本研究實驗所在地長涂島,位于亞熱帶季風氣候區內。實驗期間,持續震蕩于2.7～11.8℃之間的池底水溫（圖2、圖3）,較為穩定的池底pH值（圖4、圖5）,以及與池底水溫變化特征基本一致的DO值（圖6、圖7）,均為冬季低溫成為制約A、B塘內藻類存活與生長的關鍵性限制因子提供了重要的證據支持。故本研究中密植滸苔的B塘較未培植滸苔的A塘在池底水溫的時序變動上更為穩定（圖2、圖3）的結果,揭示了培植于池中的滸苔在一定程度上具緩減進而阻遏由冷熱氣溫轉換引起的水體密度流的功能,對保持池底水溫的相對穩定具積極作用。

3.2 密植滸苔對保障露天海水池塘中日本囊對蝦秋苗安全越冬的主要貢獻

北半球冬季盛行冬季風,而東亞又是全球冬季風最強的地區,我國沿海處于東亞大陸和太平洋西北部的交匯處,受冬季風帶來的冷空氣影響更大[14]。日本囊對蝦原產日本、中國、菲律賓、澳大利亞等國,廣泛分布于印度、西太平洋地區,系洄游性底棲蝦類品種,寒潮和大風引起的水溫急劇異變是導致其越冬個體出現大量死亡的主因。綜合本研究所得結果,筆者認為本課題組于2012年11月至2013年3月間在岱山縣長涂鎮沙城養殖場露天養殖池塘內通過密植滸苔使日本囊對蝦秋苗養殖成活率獲得顯著提高[10]的主因,即密植滸苔對保障露天海水池塘中日本囊對蝦秋苗安全越冬所起的貢獻主要表現為:（1）通過緩減進而阻遏池塘內水體密度流的形成,可對池底環境起到一定的保溫作用,從而達到有效減少池內日本囊對蝦秋苗熱能損耗的效果;（2）通過營養爭奪或克生作用降低單細胞藻類數量密度和繁殖速率,使pH回調至日本囊對蝦秋苗生長的適宜范圍內,從而在一定程度上消除了該蝦因長時間受pH脅迫而易于出現大量死亡的隱患;（3）在借助其生物吸附作用,有效降低養殖水體中重金屬含量[13]的同時,還增強養殖空間的異質性,并由此降低了種內自殘的幾率。

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Influence Effects of Enteromorpha prolifera on Tem perature, pH,and DO of Open Pond in W inter

FU Yu1，FATON Diouf1，CHEN Han-chun1，2，et al
（1.Fishery School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316022；2.Fishery Technology Extension Center of Cixi，Cixi 315300，China）

The research on influence effects of Enteromorpha prolifera on temperature，pH，and DO on open ponds in winter are studied with real-time environmental data acquisition device from January 5th，2014 to January 22nd，2014.The results indicate that：（1）E.prolifera canmake the peak of pond bottom water temperature reach an hour early on the basis of not changing its peak hours，and shorten an hour of trough time without affecting the reach time of trough.Therefore itextends the transfer time ofwater temperature from peak to trough.（2）E.prolifera can keep the pH value stable in the pond bottom.Moreover E.prolifera can also change the average daily pH value from 9.3 to 8.6 without changing the variation period of the rhythm of pH value.（3）E.prolifera can change the DO value from 10.61 mg/L to 6.80 mg/L，which is similar with the change of pond bottom temperature.

Enteromorpha prolifera；winter；open ponds；temperature；pH；DO

S968.41+3;Q178.1+1

A

1008-830X（2014）05-0389-05

2014-04-20

舟山市一般海洋類科技項目(2013C41013)

富裕(1992-)，浙江嘉興人，碩士研究生，研究方向:水產養殖.E-mail：evangelionadma@163.com

王志錚，研究員.E-mail：wzz-1225@163.com