三种底质对水质和红鲫鱼生长影响的试验.doc

文章编号：三种底质对水质和红鲫鱼生长影响的试验苏 利1 , 姜志强2, 宋波澜1（1.河北农业大学海洋学院,河北 秦皇岛 066003;2.大连海洋大学,辽宁 大连 116036）6摘要：在室内采用淤泥、沙砾和防渗膜三种底质处理的水槽中进行红鲫鱼养殖，探讨三种底质对水质和鱼类的影响。结果表明，有淤泥的底质对稳定水质作用明显，随试验时间延长，其氨氮指标始终控制在较低的水平，淤泥底质水中红鲫鱼的SGR明显高于另两种底质。采用F检验表明,不同底质间氨氮、NO-N含量差异均显著（P=0.0030.05，P=0.0090.05）；淤泥底质与防渗膜、沙砾底质叶绿素a差异显著（P=0.016），防渗膜与沙砾、淤泥底质生长差异极显著（P=0.009、0.0030.01）。关键词：底质；生长；影响中图法分类号： S 96 文献标识码： Three Kinds of Substrate on Water Quality and Growth of Red Crucian Carp Test SU Li1, JIANG ZHI-Qiang, SONG BO-Lan (College of Ocean, Agricultural University of Heibei, Qinhuangdao 066003, China)Abstract: Breeding red carp in the plastic water tank, using silts, sands and impermeable membranes installed in the bottom of the tank in the laboratory, to explore three different matrix effects on water quality and fish. The results show that mud substrates have an obvious effect on the stability of the water quality, and the ammonia content was low along with the testing process. The red crucian carp higher SGR than the other two tanks. Variance test, different sediment sink in the ammonia and NO - N content was significantly different (P = 0.003 0.05, P = 0.009 0.05); mud sediment and impermeable membrane, gravel sediment chlorophyll a were significantly different ( P = 0.016), impermeable membrane and sand sediment and silt sediment in the tank in the fish body weight difference was significant (P = 0.009,0.003 0.01).Key words : Substrate; growth; impact在水产养殖中, 水层下面的底质状况影响养殖水体环境。 底质和水质共同构成水生生物的生活空间和水体物质能量循环的载体空间（胡亚东等，2006）。由于长期将水产养殖环境好坏的指标放在水质的影响上，忽略了底质的重要性，因此造成了今日养殖环境的不断恶化（刘文御，2001）。养殖环境中底质与养殖水体之间的物质交换是其营养盐的主要来源（孙耀，1996； 周劲风等，2006）。通过营养盐的交换及物质再循环过程, 底泥成为生长在池底的水生1.收稿日期2.资助项目：河北农业大学科研基金3.作者简介：苏利（1960-），男，副教授，硕士，从事鱼虾类养殖研究。E-mail：动植物所需营养盐的来源之一(Boyd, 1990; Matida, 1966)。池塘土壤或沉淀物与水生动物产量之间的关系大多数是不直接的，但土壤条件在决定水质变量浓度对鱼类和其他水生动物生存和生长的影响方面是极其重要的（Boyd,2004)。有关不同底质对水产养殖动物生长的影响对比研究，见诸于几种对虾方面的试验（臧维玲等，2003；张沛东，2006）。本试验从三种不同底质方面着手，探讨淡水精养池塘底质在养殖早期对养殖水质和鱼类生长的影响。试验用红鲫为鲫(Carassius auratus)的变种，为正常的2倍体有性生殖群体，其一般特征与普通鲫鱼相同。但由于其体色火红，色泽鲜艳，肉味鲜美，具有食用与观赏双重经济价值,是一个很受群众欢迎的养殖品种。1材料与方法1.1试验材料试验用红鲫购于观赏鱼市场，平均全长 6.560.70cm，平均尾重3.6g；饲育用水槽9只，上口41.558.5 cm、底3753cm、高38.5cm。1.2试验方法试验鱼在实验室内水槽暂养3 d，使其适应试验环境，然后再按相同规格标准进行选优后，随机装箱。1.2.1实验设计对底质进行单因素三水平试验。试验设三种底质处理：防渗膜底、沙砾底和淤泥底,每个底质处理设3个重复。淤泥采自于淡水鱼塘底部表层淤泥铺放，厚1cm；沙砾采用小颗粒风化岩石，粒径0.53mm，厚1cm；防渗膜采用水产养殖专用黑色HDPE材料。试验自2009年11月26日至12月17日，时间为3周。1.2.2饲育管理每个水槽盛水60L，水源是经过曝气后的等温自来水。放养密度：15尾槽-1。室内自然水温，自然光周期；及时添加少量新水，补充采样及蒸发掉的水量；在DO3mg/L时，用增氧机自控仪控制空气压缩机，自动开泵微充气；每d 8:00等量投喂破碎后的鲤鱼颗粒饲料一次，傍晚捞出残饵及粪便。1.2.3水样采集与相关因子测定方法每天14 时采集每只水槽水样一次，测定TNH4-N、NO2-N； DO和PH值加测日变化数据；COD每周测定一次；水温用表面温度计在每日8时、14时各测一次。用TN200溶解氧分析仪进行测定DO值； 用pHS-3C型酸度计测定pH值；COD用酸性高锰酸钾法测定；TNH4-N和NO2-N用奈式试剂分光光度法和盐酸萘乙二胺分光光度法测定。每周对水中藻类进行一次定性和定量。水槽水经充气搅拌均匀后采集水样：计数定量每次取水样50ml,用鲁哥氏液固定, 经离心机低速离心聚集浓缩静置后，用光学显微镜采用视野法进行藻类细胞计数；叶绿素a每次采集水样500ml，用单色分光光度法测定。1.2.4数据分析三组水平试验的各种水质影响因子的每次数据是本组内重复测定值的平均值；各组的各因子数据的平均值和标准差是各组相应数据的平均值和标准差。各处理组相应的数据经单因素方差分析后，若差异显著再做均值多重比较以检验组间的差异。 所有统计分析使用SPSS Inc . PASW Statistics 18.0统计软件。2结果2.1水质因子在三周试验期间，三组底质模式的水质因子指标平均值及方差见表1。表1 三组处理水质因子浓度Tab.1 The concentration of water quality indicators in the Three treatments因子 防渗膜1 沙砾2 淤泥3温度() 17.60.5 170.6 18.20.5DO(mg/L) 6.9 0.6 6.3 0.6 9.70.8pH 7.6 0.2 7.40.2 8.10.3COD(mg/L) 5.392.17 5.982.24 5.472.2TNH4-N(mg/L) 1.070.79 0.970.64 0.490.12NO-N (mg/L) 0.180.14 0.390.31 0.260.17叶绿素a (g/L)45.6711.72 45.6717.01 230.67117.1藻类细胞密度(103 cells/ml) 48.6716.56 39.6717.01 23.6711.59 试验期间各组水温变化幅度：防渗膜16.4-18.4、沙砾15.8-17.8、淤泥16.8-19.5。方差分析F=7.707，P=0.0050.05，差异显著；沙砾底质与淤泥底质之间水温的多重比较P=0.0010.05，防渗膜与淤泥底质P=0.0650.05，之间水温差异不显著。下图1是试验期三组处理的水温平均值的差异及变化趋势。图1 三种不同底质的水温变化趋势Figure 1 Three kinds of water temperature trends 试验期间三组处理不同底质的氨氮和NO-N水质指标数据，其变化趋势见图2和图3。图2 三种不同底质的氨氮变化 mgL-1Figure 2 Three different ammonia nitrogen in sediment changes mg L-1图3 三种不同底质的NO-N变化 mgL- Figure 3 Three different substrate of NO- - N change mg L -1对氨氮方差分析表明：F=6.504，P=0.0030.05说明三组不同底质水体中的氨氮含量有显著差异；多重比较结果表明：1与3之间，P=0.0010.01；2与3之间 ， P=0.0070.01存在极其显著的差异，1与2之间，P=0.560.05差异不显著。对NON进行方差分析：F=5.130，P=0.0090.05，三组底质的水中NO-N含量差异显著；多重比较结果表明：与之间，P=0.0020.01差异极其显著；与之间，P=0.2440.05差异不显著；与之间， P=0.0510.05差异不显著。图4 三种不同底质水中DO昼夜变化Figure 4 DO diurnal variation of three test tank mg L-1对溶解氧和PH值昼夜监测数据进行方差分析，F值分别是0.598和2.280，P=0.556和0.118，均0.05，差异不显著。但从一天之中的10时到16时的数据分析，结果正相反，方差分析的F值分别是6.391和9.486，P=0.019和0.006，均0.05，淤泥与防渗膜及沙砾底质组间的DO、PH值比较均有明显的差异（P=0.022和0.009；P=0.012和0.002），防渗膜与沙砾底质差异不明显（P=0.576，P=0.323）。图5 三种不同底质水中PH昼夜变化Figure 5 Diurnal variation of three test tank PH但是DO和PH值日常监测是在每日14时，方差及多重分析的显著性与上述白天的结果基本一致。从长期变化看，三组处理的PH值均呈下降趋势，而COD在缓慢升高。对水中藻类检测与分析，三组底质处理的浮游植物种类不同，淤泥底质以硅藻中的针杆藻为优势种，另两组水中以绿藻中衣藻占优势。藻细胞密度差异不明显（P=0.208），但叶绿素a差异显著（P=0.0250.05），淤泥底质明显高于另两组,与防渗膜及沙砾底质多重比较，P值均为0.016，差异明显；后两者之间差异不明显（P=1.000）。2.2鱼类生长情况表2 三种底质鱼类的生长情况 厘米（全长）/克（尾重）Tab.2 Comparison of fish growth cm/g处理 L0 W0 Lt Wt 防渗膜 6.560.71 6.590.81 3.48 5.06沙砾 6.550.69 6.970.67 3.7 5.51淤泥 6.560.70 6.990.4 3.61 5.65底质对红鲫鱼的生长的影响非常显著，取生长后的三次测量的平均体重数据进行方差分析F=12.854、P=0.0070.01；防渗膜与沙砾、淤泥底质差异极显著（P=0.009、0.0030.05）。防渗膜、沙砾及淤泥底质的特定生长率SGR由低到高，依次为0.018/d、0.019/d、0.021/d。图6 三组底质处理鱼类的生长情况Figure 6 Comparison of fish growth 3 讨论3.1不同底质对水质的影响从试验数据和图2、图3变化趋势看：三组处理中淤泥底质氨氮较低，变化较平缓，平均在0.490.12 mgL-1，而防渗膜底质在1.070.79 mgL-1、沙砾底质在0.970.64 mgL-1，多重比较分析表明淤泥底质与另两组底质差异极显著。亚硝酸氮含量的变化趋势略有不同：铺膜底质较低，为0.180.14 mgL-1，砂底质0.390.31 mgL-1，淤泥底质0.260.17 mgL-1，沙砾底质与防渗膜底质差异极显著。为什么不同的底质，采用相同的饲育方法，水质变化差异这么大？养殖水体中氨氮的消化途径，其一是被水中植物吸收利用，其二是被水中有益菌转化。试验红鲫是杂食性底栖鱼类,它们在池底的活动会使底泥中的营养盐回到水体中参加物质循环,有利于浮游植物的生长繁殖（申屠青春等，1999）。试验期间，淤泥底质的氨氮始终较低，是由于被水槽中繁殖了大量的针杆藻吸收利用所致。而另两组处理虽然藻类密度相对较高，但种类主要为个体较小的衣藻，总体上看，后两组各自的浮游植物生物量仍然较低，对氨态氮利用能力有限而使其逐渐累积在水中。水体中的氨氮消化的另一条途径是通过硝化细菌进行转化。沙砾底质从第10d开始，亚硝酸氮上升明显而氨氮变化不显著，说明水中的亚硝化作用增强。这是由于沙砾具有很大的表面积，在水下底质的上层沙砾可为硝化细菌的栖居提供丰富的附着基质场地（柯清水等，2002），沙砾底质组以硝化细菌为主的微生态系统率先构建，所以在进行硝化作用方面优于防渗膜和淤泥底质。3.2 不同底质对养殖鱼类的影响养殖底质首先影响水质，然后再影响到养殖鱼类。从三组底质处理饲育红鲫鱼的生长数据看：淤泥底质的SGR最高，为2.1%/d，其次为沙砾底质0.9%/d、防渗膜底质0.8%/d。但从饲育的第一周末检测的SGR分别是5.96、4.94、3.45%/d，均明显高于上述整个试验周期的SGR，这主要是由于红鲫鱼脱离缺乏食物环境后进行的补偿生长(吴立新，2000)所致，除此，水中有害物质的积累对生存、生长的影响也不可忽视。此外，底质对水温的影响值得重视。淤泥的平均水温最高（18.20.5），防渗膜居中（17.60.5），沙砾居后（170.6）。这是由于淤泥底质的水中出现的硅藻水华，以及水层较薄，防渗膜吸收了部分太阳能所致。多重比较，淤泥底质与其它两组处理差异极显著，防渗膜与沙砾底质的水温差异不明显。所以说，淤泥底质在调控和稳定水质方面的能力好于保水的沙砾底质，沙砾底质略好于铺膜底质。在高密度水产养殖生产中，土壤肥沃的地区产量高于土壤贫瘠的地区（Toth，1960）。4 结论目前我国精养池塘底质类型，绝大多数是以土质并经过养殖后形成的淤泥底为主，此外在南方沿海地区采用水泥砌筑或使用PE防渗膜铺就而成，与原有底质隔开的高位池模式占有一定数量，在沿海还有砂质底或土壤与沙混合等底质形式。三种不同类型的底质对养殖水质和鱼类生长有不同程度的影响。淤泥是池塘生态系统中一个非常重要的组成部分。在决定池塘水质方面，淤泥表层的有益微生物转化池中的有害物质；由于淤泥的胶体性质，淤泥具有储存和释放养分功能，在与池塘水中溶解物质的交换方面，同样起着非常重要的作用（Boyd，2003）。所以，淤泥底质的池塘生态系统功能较完善，从而保证了池塘物质循环正常进行和水质的稳定性，有利于鱼类的生长。但生产中对淤泥层的厚度要控制在适宜的水平，防止恶化水质。 防渗膜底质的池塘，地膜将鱼与自然底质隔绝, 水质不会受池底影响, 增加了选址的机会。但由于缺乏在底泥及其他基质中生活的有益微生物，使得池塘的自净能力大大下降。此外，由于没有淤泥底质的缓冲作用，水质不稳定，对管理要求也高，如果管理不当很容易造成养殖鱼类严重的损失。这种防渗膜，如在地势较高、底质条件较差，渗漏较重的池塘铺膜养殖，目前是一种有效的方法。其优点是：养殖密度大，通过科学的换水、定期排污和合理使用增氧机等生产管理措施来调控水质；此外，由于底质无成分复杂的淤泥及其中滋生的各种有害生物等因素（何建国等，1998），使用渔药效果也较好。沙砾底质对池水的调控作用居中，但沙砾底质表层氧气状况较好时，可为硝化细菌提供良好的附着基质（刘文御，2001；柯清水，2002），硝化作用比较明显。这种底质的池塘依据养殖种类和底层水质氧气状况，可适当采取降低密度进行养殖。 三种底质影响养殖水质和鱼类的功能存在明显的差异，如何发挥各自所长，除了在养殖品种、结构等模式方面要事先科学决策外，在产中要因池因底进行动态管理。三种底质处理，为精养池塘养殖模式选择及水质管理提供参考，在实际生产中，不论采用何种模式，止水式精养池塘，水质富营养化趋势只是时间问题，为此，依据不同养殖模式，可在产前、产中阶段采取相应的管理措施，才能取得较好的养殖成效。 参考文献1何建国,对虾高位池养殖模式及其与病害控制的关系J. 中国水产 1998,12:30-31.2胡亚东等,集约化养殖池塘水质调控关键因素探讨J. 中国水产 2006,10:35-37.3申屠青春等,池塘养殖生态系水质调控技术研究综述J.水利渔业,1999,19(6):39-42.4孙耀.池塘养殖环境中底质一水界面营养盐扩散通量的现场测定J.生态学报, 1996,16(6):664-666.5吴立新等，水产动物继饥饿或营养不足后的补偿生长研究进展J.应用生态学报2000,11(6)943-9466周劲风等,养殖池塘底泥- 水界面营养盐扩散的室内模拟研究：氮、磷的扩散.农业环境科学学报 2006,25(3):786- 7967臧维玲等,底质对日本对虾幼虾生长的影响