（动物遗传育种与繁殖专业论文）养殖水体水华发生的原因探讨.pdf

摘要 在2 0 0 6 年6 由月期间，对天津市小南河镇四个新开虾池进行了水华成因的分析调查， 对水体的浮游生物进行定性和定量，同步进行水质理化因子、池塘底泥间隙水等水化指标及 底泥营养盐的检测：研究了p h 值、温度和光胁迫对铜绿微囊藻的影响，探讨了养殖水体水 华的形成机制，结果如下： 四个虾池的浮游植物共有6 门6 4 种，以广温广盐性种类为主，其中蓝藻门为主，绿 藻门和硅藻门次之，其他种类生物量很少群落结构为蓝藻一绿藻型，优势种群为蓝球藻 ( c h r o o c o c c u s ) 、铜绿微囊藻( m i c r o c y s t i s a e r u g i n o s a ) 、微小平裂藻( m e r i s m o p e d i a t e n u i s s i m a ) ， 绿藻门的小型月牙藻( s e l e n a s t r u mm i n u m m ) 、四尾栅藻( s c e n e d e s m u sq u a d r i c a u d a ) 和空星 藻( c o e l a s t r w ns p h a e r i c u m ) 。 水质检测发现，四个虾池均属于典型的氯化物水型盐碱池塘。池水中的营养盐类主要是 氮和磷：总氮的变化趋势与氨氮基本一致，前四周氮水平普遍较低，第五周氨态氮和硝态氟 开始升高：从第四周磷的总量开始增加，来源可能为水生物的残骸及代谢废物，底泥也释放 一定量的磷进入水体。 底泥间隙水中氨氮含量的分布和变化可反映出虾池生态环境的稳定程度和对虾养殖状 况，亦可反映出残饵、排泄物和其他水生生物残体等有机质对池底部的有机污染的轻重程度。 四个虾池底泥间隙水中磷酸盐浓度的变化趋势基本相同四个虾池底泥间隙水中铵态氮的平 均含量为5 0 6 7m g l ，硝态氮的平均含量为o 1 7 7m g l ，亚硝态氮的平均含量为0 0 3 9r a g 儿， 铵态氮占无机氮的平均百分含量为9 6 ，占总氮的平均百分含量高达8 8 。由此表明：在整 个养殖过程中虾池底泥间隙水中所含的氮中铵态氮的含量最高。 1 号、2 号和3 号虾池在采样期间相继发生过蓝藻水华其中1 号虾池主要是以水华微 囊藻和铜绿微囊藻为主，2 号和3 号虾池以微小平列藻为主 四个虾池浮游植物生长基本不受n 营养盐限制无机化合氮和磷酸盐磷的比值平均为 1 2 8 6 ，具备蓝藻水华发生的n 、p 营养盐基础。三态氮与浮游植物密度相关性大小依次为 n h 4 + - n n 0 3 - - n n o z 一- n 。 7 毋月份，池塘水温平均为2 7 , 4 1 - - + 2 4 5 c ，适合蓝藻水华的发生，水温与蓝藻、微囊藻 的丰度具有正相关性。 通过对生长速率的显著性检验发现p h 值在8 5 1 0 之间，铜绿微囊藻有较高的生长速率， 相对生长速率在3 0 c ，在p h = 9 5 的条件下最高，为o 1 2 4 d ，2 0 c ，p h = 6 5 的条件下最低， 为0 0 1 6 d 。 3 0 c 、2 5 c 与2 0 ( 2 条件下，铜绿微囊藻的密度差异极其显著( p 0 1 ) ，表明铜绿微囊 藻在高温、碱性条件下生长较好。最适温度为3 0 c ，最适p h 值为8 ，5 v l o 。 4 组铜绿微囊藻光胁迫实验中3 d 、5d 和7d 处理组的平均相对生长率高于ld 处理组， 分别是各自对照组的1 8 、2 0 和3 7 4 倍，这说明在光胁迫的耐受范围之内，胁迫时间越长， 补偿效果越显著 关键词：水华：养殖水体；理化因子；铜绿微囊藻 a n i n v e s t i g a t i o no nt h ec a u s eo f w a t e r b l o o mi nf i s h p o n d a b s t r a c t t h ef o u rn e w l yo p e n e ds h r i m pp o n d si nt h ex i a on a n h ec o u n t r yo ft i a n j i nc i t yw e r e i n v e s t i g a t e df r o mj t m et os e p t e m b e ri n2 0 0 6 , t h ep l a n k t o nc a r r i e do nq u a l i t a t i v ea n dt h e q u a n t i t a t i v es a m p l i n g 1 1 他m a i np h y s i c o - c h e m i c a li n d e xo fp o n dt h ep o m w a t e ro fb o t t o ms e d i m e n t a n dn u t r i e n t so fb o t t o ms e d i m e n tw e r ei n v e s t i g a t e ds i m u l t a n e i w t h ee f f e c to fp hv a l u e 、t h e t e m p e r a t u r ea n dt h el i g h ts l _ e s $ o nt h em i c r o c y s t 缸a e r u g # l o s aw 丛s t u d i e d t h eg 印e r a n t m e c h a n i s mo f t h ew a t e rb l o o mw a sd i s c u s s e d t h ee x p e r i m e n tr e s u l t sa ma sf l o l l o w s ： t h ep h y t o p l a n k t o nh a s6p h y l u m6 4s p e c i e si nt o t a l , c y a n o p h y mi np r i m a r i l y , c h l o r o p h y ma n d b a e i l l a r i u p h y mn e x t , a n do t h e rs p e c i e sa v e r yf e w t h ec o m m u n i t ys t r u c t u r ei sc y a n o p h y t a - c h l o r o p h y t a , t h ed o m i n a n ts p e c i e sw 雠c h r o o c o c e u s 、m i e r o c y s t 缸a e r l t g # l o s a 、m e r i s m o p e d i a t e n u i s s i m a ，s e l e n a s t r u mm i n u t u m 、s c e n e d e s m u sq u a d r i c a u d aa n dc 缸f 肌$ p h a e r i c m n t h ei n v e s t i g a t i o nd i s c o v e r e dt h a tt h ef o u rs h r i m pp o n d s b e l o n g e dt ot h ec h l o r i d ew a t e rt y p eo f s a l ta l k a l o i dp o n d t h ep o n dw a t e rn u t r i e n ti n d e xw h i c hw a sm a i n l yt h en i t r o g e na n dt h e p h o s p h o r u s ，d i s c o v e r e dt h a tt h ec h a n g et e n d e n c yo ft nw a ss i m i l a rw i t hn i - h + n i nt h ef i r s tf o u r w e e k s ，血en i t r o g e ng e n e r a l l yw a sl o w e r , t h en h + - na n dn 0 3 - ns t a r t e dt or i s i n gi nt h ef i f t h w e e l t h ep h o s p h o r u sa l s oi n c r e a s e df r o mt h ef o r t hw e e k , t i l ep h o s p h o r u si n c r e o s ed u e dt ot h e c o r p s eo f a q u a t i ca n i m a l sa n dp l a n t s 、t h ew a s t eo f m e t a b o l i s ma n db o t t o ms e d i m e n tr e l e a s e d t h ed i s t r i b 埘o nm a dt h ec h a n g eo ft h en h d + - nc o n t e n ti nt h ep o m w a t e ro fb o t t o ms e d i m e n t m a yr e f l e c te c o l o g i c a ls t a b i l i z a t i o na n ds h r i m pc u l t u r ec o n d i t i o n , a l s om a yr e f l e c to r g a n i c c o n t a m i n a t i v ed e g r e eo fs h r i m pr e m n a n tf e e d 、e x c r e t i o n 、o t h e rr e m n a n tb o d yo fa q u a t i ca n i m a l s a n dp l a n t si i lt h eb o t t o ms h r i m pp o n d n 忙c o n c e n t r a t i o no f p 0 4 3 - p c h a n g et e n d e n c yw a ss i m i l a ri n t h ep o r e w a l e ro f b o t t o ms e d i m e n t o f t h ef o u rs h r i m p , a n dt h ef l u e t u a n tr a n g ew 丛0 0 0 4 一o 0 6 5m g 儿 1 1 1 en h 4 + - na v e r a g ec o n t e n ti s5 0 6 7m g r l 、m en 0 3 - na v e r a g ec o n t e n ti so 1 7 7m g ，la n dt h e n 0 2 - na v e r a g ec o n t e n ti s0 0 3 9m g r li nt h ep o m w a t e ro f b o t t o ms e d i m e n to f t h ef o u rs h r i m p t h e a v e r a g ep e r c e n t a g eo f t h en h 4 * - no c c u p i e dt h ei n o r g a n i cn i t r o g e nw a s9 6 ，a n do c c u p i e dt h et n w a s8 8 i n d i c a t e dt h a tt h en h 4 + - nc o n t e n tw a st h eh i g h e s ti nt h ep o r e w a t e ro f b o t t o ms e d i m e n ti n t h ee n t i r ec u l t i v a t e dp r o c e s s t h ec y a n o b a c t e r i ab l o o mh a p p e n e di nt h el 血、2 t ha n d3 山p o n d m i c r o c y s t i sa e r u g i n o s aa n d m i c r o c y s t i s f l o s a q u a ew a sf o u n di nt h e1 4p o n da n dm e r i s m o p e d i at e n u i s s i m ar n a i n l yp r e s e n t e di n 廿1 e 2 m a n d3 血 n u t r i e n t si nu p p e rl a y e ro ft h ew a t e rc o l u m n ，m a i n l yl o a d e db yl a n dr u n o f f , b e dc l o s ep o s i t i v e c o r r e l a t i o nw i t hp r e c i p i t a t i o nna n dpc o n c e n t r a t i o n si nt h er e s e r v o i rw e r eh e a v ye n o u g hf o r 东北农业大学农学硕士学位论文 o c c u r r e n c eo fc y a n o b a a e r i ab l o o m h er a t i oo ft h ei n o r g a n i cn i u o g e na n dt h ec o n c e n t r a t i o no f p 0 4 3 pw a s1 2 9 6 ，w h i c hw s st h ef o u n d a t i o no ft h ec y a n o b a o e r i ab l o o mh a p p e n i n g d u r i n gt h e a n a l y s i so f p o s i t i v ec o r r e l a t i u n , t h es e q u e n c eo f c o r r e l a t i o nw a s ：n 乩+ - n n 0 3 一- n n 0 2 一- n f r o mj u l yt os e p t e m b e r , t h ea v e r g ew a t e rt e m p e r a t u r ew a s2 7 4 1 ：t ：2 4 5 ci nt h ep o n d ，w h i c h f i t e df o rt h eh a p p e n i n go fc y a n o b a c t e r i ab l o o m ，h a ds i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o nw i t ha b u n d a n c eo f p h y t o p l a n k t o no rc y a n o b a c t e r i a , i n d i c a t i n gt h a tw a t e rt e m p e r a t u r ew a sa ni m p o r t a n tf a c t o ra 伍e c t i n g c y a n o b a c t e r i ab l o o m o nd i f f e r e mp hv a l u ec o n d i t i o n , t h r o u g hs i g n i f i c a n tt e s to nm i c r o c y s t i sa e r 呼n o s ag r o w t hr a t e s h o w nt h em i c r o c y s t i sa e r u # n o s ah a dt h eh i g h e rg r o w t hr a t et h a tp hv a l u er a n g e df r o m8 5t o 1 0 r e l a t i v eg r o w t hr a t ew a sh i g h e s ti n3 0 a n dp h9 5 ，2 0 a n dp h6 5 w a sl o w e s t , r e s p e c t i v e l yw a s0 1 2 4 d 1a n d0 0 1 6 d 一 t h er e s u l ti n d i c a t e dm i c r o 堰出o e r u 窖i b o s ad e n s i t yw a ss i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n c e so nt h e c o n d i t i o no f 3 0 、2 5 a n d2 0 ( p ；s o i - 。h c o i +；c 0 。判断出四个虾池均属于氯化水。阳离子含量顺序 为：。+ m i “ 。c | “，判断四个虾池属于钠组又通过计算可知： c c c 。 l c o i + ；- + ；i - c m s “+ c c a z c h i + 扣 ，判断出四个虾池属于i i 型水。综合以 r 、1 n a 上分析，本实验检测的四个虾池均属于“1 1 型水，即氯化水，钠组型。是典型的氯化物 水型盐碱池塘。 锄 咖咖 咖伽 晰o 一、日乒o：倒龆霉粤基碴 3 2 2 物理指标 3 2 2 1 水温 4 个虾池水温平均值基本相同，在2 4 9 7 2 5 4 9 c 范围内，在采样期间( 6 月中旬到9 月 末) 水温变化在2 3 4 3 l 之间，为水生生物生长良好的季节。6 月中下旬开始出现水华， 而后随着光照的增强和水温的升高扩展，7 、8 月份达到高峰，l o 月中旬以后随着光照强度和 水温的下降，水华逐渐衰退 3 2 2 2 透明度 图3 - 2 表示透明度变化趋势，4 个虾池透明度差异明显，2 号虾池和3 号虾池透明度明显 偏高，1 号虾池和4 号虾池偏低，在第9 周透明度降到晟低，l l 周以后透明度逐渐升高。影 响虾池水体透明度的主要因素是浮游植物及水体中悬浮的无机颗粒等 3 2 3 化学指标 3 2 3 1 酸碱度( p h ) 四个虾池水体的p h 值变动在8 0 4 9 5 6 之间，平均为8 7 4 8 9 9 四个虾池水体呈微碱 性( 图3 - 3 ) 。水体偏碱性和土壤性质有关，我国土壤盐饱和度北方高于南方，因此北方水体的 p h 值高于南方水体。p h 值对池塘的初级生产力有相当显著的影响，有的藻类，如：蓝藻在高 p h 值条件下，可以很好地生长，这一点对防止池塘水华是十分不利的。实验发现1 号和4 号两个虾池第7 周发生的水华优势种中，蓝藻门的种类占绝大部分，这可能与虾池水体中d h 值的升高有一定的关系。 3 2 3 2 有机耗氧量( c o d ) 图3 4 表示c o d 的变化趋势，四个虾池c o d 的变动范围在2 9 2 1 8 5 6m g l ，平均为 9 2 9 1 1 2 3 m g l 。采样初期c o d 值较低，水质较好。四个虾池c o d 值在第7 周之后。富营 养化水体中强烈的光合作用生成了大量的有机物，使水体的化学耗氧量明显增高，一般都超 过1 0m g l 以上c o d 可以作为有机污染的指示，当c o d 值超过4m g l 时，表明水体己经 受到有机物的污染。c o d 的变化趋势与藻类的生长相联系，7 、8 月份达到峰值。 3 2 3 3 溶解复( d o ) 图3 - 5 所示为四个虾池的溶解氧变化趋势，在1 8 3 1 1 5 2m g l 范围内，平均为5 4 l 6 1 0m g l 。四个调查虾池从浮游植物的种类组成来看，有大量的蓝绿藻出现，属于中污染性 在这种水体中溶解氧水平一般会较高，甚至会出现过饱和现象。溶解氧是藻类繁殖的一个重 要条件，但是，各种藻类对溶解氧的要求不同如蓝藻门的微囊藻能耐低溶解氧条件，也就 是说在低溶解氧条件下，容易繁殖。水中溶解氧随着水温的升高而下降，根据观测发现，虾 池7 、8 月份的溶解氧浓度比较低，同时发现这一时期易爆发微囊藻水华。 3 2 3 4 总氮( t n ) 图3 6 表示为总氮变化趋势，l 号虾池总氮含量变化在0 4 9 3 2 0 m g 1 , 之间，平均为1 6 3 r a g l ：2 号虾池变化在0 7 6 2 3 2 m g l 之间，平均1 6 6 m g l ，3 号虾池变化在0 8 7 2 7 5 m g l 之间，平均1 5 6m g l ，4 号虾池变化在0 8 5 5m g l 之间，平均2 3m g l 。 2 i 表3 3 虾池主要离子成分含量 t a b 3 3t h ec o n t e n to f n u t r i e n te l e m e n t si np o n dw a t e r 池号周数碱度钙镁氧化物硫化物水型 119 5 03 9 03 1 9 7 1 1 4 1 o o 1 5 1 1 6 3 p 1 2 9 4 52 0 3 3 2 2 41 1 3 1 0 0 1 4 3 7 7 6 。1 n 1 48 2 54 9 62 6 3 38 7 2 0 0l1 7 8 2 1 1 58 3 85 6 92 5 9 48 5 5 0 0l o “6 9 21 1 1 1 71 7 3 3 7 5 71 3 8 0 0 0 1 6 8 0 4 8 ，、l 2l o 8 71 7 33 7 9 61 3 6 6 0 01 6 9 7 6 3 “ 1 47 9 97 0 92 2 7 78 3 4 0 09 8 2 7 2 1 58 2 97 0 92 3 1 68 2 7 0 0 1 0 0 0 6 2 3i1 0 7 51 9 83 3 6 71 2 5 8 0 01 5 0 3 7 1 ，、1 21 0 2 61 9 53 3 9 5 1 2 8 1 1 5 1 5 5 9 “ 1 4 8 2 25 7 5 2 4 0 98 4 5 0 01 0 1 5 0 0 1 58 3 84 9 42 5 0 48 8 1 0 01 0 1 0 2 0 4i1 0 9 83 0 23 1 1 21 2 3 9 0 01 4 3 2 a 8 ，、l 21 0 8 32 1 43 2 4 91 2 4 3 0 01 4 5 4 9 1 “ 1 48 9 36 3 72 4 6 28 7 2 0 01 3 0 7 4 8 】59 0 36 2 02 4 9 09 5 8 0 0 1 3 0 8 0 7 3 2 3 5 氨态氮( n h 4 + ) 图3 7 表示氨态氮变化趋势，l 号虾池氨态氮含量变化在0 1 1 2 1 lm g l 之间。平均o 6 9 r a g l , 2 号虾池变化在o 1 1 5 m g l 之间平均1 6 6 m g l t3 号虾池变化在o 1 8 1 7 3 m g l 之间，平均o 6 4 m g l ，4 号虾池变化在0 1 3 3 8 m g l 之间，平均1 1 8 m g l 3 2 3 6 硝酸盐( n 0 3 孙i ) 图3 8 表示硝态氮变化趋势，硝态氮的变化趋势和氨态氮的变化趋势基本一致，在第l o 周达到高峰，四个虾池平均达到0 3 9m g l ，随后逐渐降低 3 2 3 7 亚硝酸盐( n o f - n ) 图3 - 9 表示亚硝态氮变化趋势从浮游生物对氮的利用量来看，对亚硝态氦的利用最低， 在氨态氦和硝态氮浓度都较高时，亚硝态氮的浓度变化并不大，并且不会对浮游生物产生多 大的影响。 3 2 3 8 总磷( t p ) 图3 1 0 表示总磷变化趋势。1 号虾池总磷含量变化在0 0 6 o 2 8m g l 之间，平均0 1 6 r a g l ：2 号虾池变化在o 1 l o 2 2 m g l 之间，平均0 1 5 m g l ，3 号虾池变化在0 0 9 0 2 6 m g l 之间平均0 1 6m g l ，4 号虾池变化在0 1 0 0 5 0m g l 之间，平均0 2 9m g l 。 3 2 3 9 磷酸盐( p 0 4 3 - _ p ) 图3 - 1 l 表示磷酸盐磷变化趋势，从调查结果来看1 号虾池磷酸盐含量变化在0 0 0 2 o 0 4 6 m g l 之间，平均o 0 1 6 m g l ；2 号虾池变化在0 0 0 4 0 0 1 4 m e , l 之间，平均0 0 0 7 m g l t 3 号虾池变化在0 0 0 3 0 0 1 9 m g r l 之间，平均0 0 0 6 m g l 4 号虾池变化在0 0 0 3 0 0 4 6 m 盯一 之间平均0 0 2 7m g ，l 。四个池塘中的磷酸盐磷含量较低甚至达不到一般情况下磷酸盐磷 占总磷5 f f l 要求，而总磷含量却较高，说明水体中的磷大部分是以有机磷的形式存在，但 是浮游生物主要利用的却是磷酸盐磷1 号虾池和4 号虾池磷酸盐浓度在第7 9 周达到高峰， 这与1 号虾池和4 号虾池产生水华的时问相符合 图3 - 2 透明度变化趋势 f i g 3 - 2c h a n g eo f 廿a n s p a r c n c i nt h ep o n d s 图3 4c o d 的变化趋势 f i g 3 - 4c h a n g eo f c o d i nt h ep o n d s 图3 - 6 总氮变化趋势 f i g 3 - 6c h a n g e o f t ni n t h e p o n d s 图3 - 3 酸碱度变化趋势 f i g 3 - 3c h a n g eo f p hi nt h ep 0 i l d s 图3 - 5 溶解氧变化趋势 f i g 3 - 5c h g eo f d oi nt h ep o n d s 图3 7 氨态氦变化趋势 f i g 3 - 7c h a n g eo f n h 4 + - ni nt l mp o n d s 东北农业大学农学硕士学位论文 菲脚141 01 3 熏弘拟三蠢 军 7 * 一日号池 霞。_ ：。：i ：_ 。：= 。一四号池 1h一时阃周) 图3 - $ 硝态氮变化趋势 f i g 3 8c h a n g eo f n 0 3 - ni nt h ep o n d s 图3 - 9 亚硝态氮变化趋势 f i g 3 - 9c h a n g eo f n 0 2 - ni nt h ep o n d s i | i ；蜂嚣黧脚囊 莽聪澍聋鎏瓣妇篓薹 时问啁) 图3 1 0 总磷变化趋势 f i g 3 - 1 0c h a n g eo f t pi nt h ep o n d s 3 3 池塘底泥间隙水主要水化指标 3 3 1 硝态氮 硝态氮的测量结果示于图3 1 2 。 o 日 v 趟 ：搴圭 i t 问倜) 图3 - 1 1 磷酸盐磷变化趋势 f i g 3 i i c h a n g eo f p 0 4 3 - p i n t h e p o n d s 鲰：喵| ：裟 时间( 周) l35 79l l1 3 1 5 时阃( 周) 巍0 幽池：裟鞭0b k ：裟 乏；l拿；l 13 579l l1 3 1 5 时闻( 周) 1357 91 l1 31 5 时间( 周) 图3 1 2 底泥间隙水中硝态氮浓度 f i g 3 1 2c h a n g e so f n 0 3 - ni np o r ew i x t g