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藍(lán)藻水華的生物學(xué)特性

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水華,是指淡水水體中藻類短期內(nèi)大量繁殖、老化、大量積累于水面的一種自然生態(tài)現(xiàn)象。池塘水華的出現(xiàn)表明藻類生態(tài)系統(tǒng)失衡、水體富營養(yǎng)化、自凈能力降低或喪失、池塘生態(tài)系統(tǒng)惡化甚至崩潰。

藍(lán)藻是最原始、最古老的藻類,據(jù)考證,大約在34億年前就已經(jīng)在地球上出現(xiàn),藍(lán)藻能進(jìn)行光合自養(yǎng)。近代研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻沒有細(xì)胞核、色素體、線粒體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng),且其細(xì)胞壁的主要組成也是粘縮肽,這些都與細(xì)菌相似,被歸入原核生物,稱為藍(lán)細(xì)菌。

藍(lán)藻本身沒有多少危害,就怕藍(lán)藻老化形成水華。藍(lán)藻形成水華時,藍(lán)藻已經(jīng)處于瀕死狀態(tài),一方面將嚴(yán)重抑制浮游植物利用光合作用產(chǎn)生氧氣,另一方面也阻隔空氣中的氧進(jìn)入水體,導(dǎo)致水體中溶解氧嚴(yán)重不足。長時間出現(xiàn)缺氧或亞缺氧狀態(tài),會使水體持續(xù)惡化,進(jìn)一步破壞水質(zhì),水生生物窒息而亡,造成生態(tài)失衡。而最為嚴(yán)重的問題是,某些有毒藍(lán)藻死亡釋放大量的藻毒素,使養(yǎng)殖動物暴發(fā)病害或中毒死亡!

需要明白的一點是,藍(lán)藻水華的出現(xiàn)是水質(zhì)惡化的結(jié)果,不是水質(zhì)惡化的原因!當(dāng)然,藍(lán)藻的暴發(fā)也加速了池塘生態(tài)系統(tǒng)的惡化,尤其是老化、死亡的藍(lán)藻釋放的藻毒素對所有養(yǎng)殖動物都有劇毒。因此,應(yīng)該從源頭上防止藍(lán)藻水華的出現(xiàn)(不要讓水質(zhì)惡化),而不是糾纏于藍(lán)藻水華用什么藥物能處理(沒有一種藥物能處理惡化的水質(zhì))。一旦出現(xiàn)藍(lán)藻水華,不是殺了藍(lán)藻就完事,而是必須重建池塘生態(tài)系統(tǒng)。

雖然目前藍(lán)藻水華大多歸咎于水體的氮、磷和有機(jī)污染,但在池塘養(yǎng)殖過程中藍(lán)藻水華的出現(xiàn)也不盡是富營養(yǎng)化所造成的。有些水質(zhì)屬性本身就更容易生長藍(lán)藻,但只要藍(lán)藻不老化,不形成水華,不產(chǎn)生藻毒素,池塘中藍(lán)藻數(shù)量的多少并沒有任何問題。想控制好藍(lán)藻,避免老化和形成水華,必須了解藍(lán)藻的特性。

藍(lán)藻水華是池塘水質(zhì)惡化的最終表現(xiàn)

藍(lán)藻水華是池塘水質(zhì)惡化的最終表現(xiàn),也就是說,在池塘生態(tài)環(huán)境惡化的過程中,藍(lán)藻逐漸占了上風(fēng),單藻獨大并最后導(dǎo)致自身老化和崩潰。

在許多物種由于環(huán)境惡化而滅絕的今天,為什么這種古老、原始的藍(lán)藻反而生長得更加瘋狂?這必須從容易形成水華的藍(lán)藻的生物學(xué)特性去尋找答案。

(1)擁有碳酸酐酶,一種催化碳酸氫根分解為二氧化碳和水的酶:
   HCO3 —> CO2 + H2O
在水產(chǎn)養(yǎng)殖pH范圍內(nèi),水體中溶解的無機(jī)碳(DIC:CO2 + HCO3 + CO3)的主要形態(tài)是HCO3,占DIC的90%以上。因而碳酸酐酶賦予藍(lán)藻極高的二氧化碳親和力,只要水體中有那么一丁點DIC,藍(lán)藻都能以接近100%的最高速度進(jìn)行光合作用。

(2)完善的光氧化保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)水體中無機(jī)碳不足,不能滿足卡爾文循環(huán)的暗反應(yīng)時,暗反應(yīng)酶系中的戊酮糖-1,5-二磷酸羧化酶就會轉(zhuǎn)變成加氧酶,催化1,5-二磷酸戊酮糖氧化并裂解成磷酸甘油酸和磷酸乙醛酸,經(jīng)一系列代謝后產(chǎn)生具有很強(qiáng)細(xì)胞毒性的過氧化氫。如果沒有完善的保護(hù)系統(tǒng),藻類就會因過氧化氫中毒而死亡。而藍(lán)藻已經(jīng)進(jìn)化出完善的光氧化保護(hù)系統(tǒng),因而賦予藍(lán)藻具有強(qiáng)大的抗逆境的生存能力。

(3)具固氮酶系。固氮酶系賦予藍(lán)藻在氮、磷、鉀失衡的條件下具有正常的生長能力。盡管正常池塘環(huán)境下氮源并不缺乏,但在晴朗天氣條件下,有可能出現(xiàn)局部氮源缺乏的現(xiàn)象,特別是藻類密度大、透光層淺的靜水池塘。

(4)具偽空泡。偽空泡可調(diào)節(jié)藻類在水體中浮力,在上午太陽出來之后,藍(lán)藻可借助偽空泡的浮力作用快速上升到最佳光合作用光照強(qiáng)度的位置,有利于爭奪光源。

(5)個體微小。生物個體體積越小,比表面積越大,對水體中各種營養(yǎng)素的吸收能力也越強(qiáng),特別是在水體微量元素低于臨界濃度的情況下,許多個體體積大、比表面積小的藻類就失去了競爭能力,無法生存和生長。

(6)藻毒素。某些藍(lán)藻處于不良環(huán)境下還會分泌藻毒素,不僅毒死濾食性生物,避免被攝食,而且還抑制其它藻類繁殖和生長,從而獨占資源。大量繁殖的結(jié)果導(dǎo)致池塘生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)周轉(zhuǎn)中斷,自身老化死亡。

控制藍(lán)藻的滋生遠(yuǎn)比控制藍(lán)藻水華更為重要

池塘養(yǎng)殖過程中,如果飼料投入量大于池塘自凈能力,必然引起池塘水體逐漸富營養(yǎng)化,可以說,絕大多數(shù)池塘水體養(yǎng)殖中后期都處于“營養(yǎng)過?!睜顟B(tài)。此外,飼料的營養(yǎng)組成是根據(jù)養(yǎng)殖對象設(shè)計的,不是根據(jù)池塘生態(tài)系統(tǒng)中健康藻類組成設(shè)計的,因此,對于池塘生態(tài)而言,水體的營養(yǎng)組成又往往處于不平衡狀態(tài)。

根據(jù)藍(lán)藻的生物學(xué)特征,在“營養(yǎng)過?!焙汀盃I養(yǎng)不平衡”條件下,藍(lán)藻具有獨特的生存生長優(yōu)勢。環(huán)境越是惡劣,藍(lán)藻就越有優(yōu)勢。所以,如果池塘管理者不能很好地解決這兩個問題,池塘滋生藍(lán)藻就不可避免。

滋生藍(lán)藻對池塘養(yǎng)殖的危害不僅僅是加速了養(yǎng)殖水體的老化速度、形成水華、阻斷光合作用和隔絕空氣中的氧向池塘水體擴(kuò)散、大量死亡藻類的分解引起池塘嚴(yán)重缺氧、產(chǎn)生藻毒素和還原性毒性物質(zhì)(如硫化氫)。

其實,只要藍(lán)藻滋生,即使池塘生態(tài)還沒演化到水華形成,池塘生態(tài)系統(tǒng)還處于“正?!钡那闆r下,藍(lán)藻的危害已經(jīng)開始了。藍(lán)藻在生長過程中會合成一些致嗅物質(zhì)(如引起土臭味的地霉素(geosmim)和2-甲基異2-茨醇(MIB);以及引起泥腥味的2,4-庚二烯醛、2,4-癸二烯醛、2,6-壬二烯醛、2-辛烯醛、庚醛、己醛、壬醛等)在體內(nèi)積累或分泌到水體中。魚類攝食或接觸這些物質(zhì)就會產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的異味——“泥腥味”或“魚腥味”。

每年由于藍(lán)藻引起異味而導(dǎo)致水產(chǎn)品質(zhì)量降低甚至不能出塘(特別是加工成肉片的魚類,如羅非魚、叉尾鮰等)所造成的經(jīng)濟(jì)損失也許比由于藍(lán)藻導(dǎo)致水質(zhì)惡化所造成的損失更嚴(yán)重。所以,控制藍(lán)藻的滋生遠(yuǎn)比控制藍(lán)藻水華更為重要。當(dāng)然,控制藍(lán)藻滋生自然也就能夠避免藍(lán)藻水華。怎么樣才能避免滋生藍(lán)藻?必須也只須破壞藍(lán)藻具有優(yōu)勢的那些環(huán)境條件,使藍(lán)藻不具任何優(yōu)勢,自然就能夠維持池塘生態(tài)系統(tǒng)中藻類組成的多樣性。

所謂“有益藻”或“有害藻”是相對的

池塘作為一個開放系統(tǒng),其生態(tài)系統(tǒng)中包括藻類在內(nèi)的生物組成是物競天擇的結(jié)果,誰適應(yīng),誰生存。因此,所謂的生態(tài)養(yǎng)殖,就是通過對環(huán)境條件的調(diào)節(jié),達(dá)到抑制某些“有害生物”的生長,促進(jìn)某些“有益生物”的生長,以維持池塘生態(tài)系統(tǒng)處于一個相對健康而穩(wěn)定的狀態(tài)。

但是,必須明白,所謂“有益藻”或“有害藻”是相對的?!吧鷳B(tài)”的本質(zhì)是平衡,在一個平衡的生態(tài)系統(tǒng)里,任何生物的存在都是合理的,沒有一種藻類叫“有益藻”,也沒有一種藻類叫“有害藻”。

如果一個生態(tài)系統(tǒng)失去平衡,也就是說,某些藻類越來越多,而某些藻類越來越少。那些越來越多的藻類,多到一定程度就會引起麻煩(如藍(lán)藻),我們就希望控制它們,殺掉它們,這種藻類,我們就稱為“有害藻類”;而那些越來越少的藻類,我們總希望它們多一些,甚至通過人為添加來提高它們的生物量,這種藻類(如小球藻),我們稱為“有益藻類”。所以,對于一個具體池塘,一種藻類是“有害”還是“有益”,取決于它在生態(tài)系統(tǒng)中是“過?!保€是“不足”。

凡是搞生態(tài)養(yǎng)殖的人,都必須明白這一點,只要“平衡”,就沒有好壞之分。所以,池塘中沒有一種藻類是“多多益善”的“有益藻”,任何藻類,一旦大量繁殖、失控,都會引起水華,都可能造成池塘生態(tài)系統(tǒng)癱瘓,都是有害的;同樣,池塘中也沒有一種必須徹底“清除干凈”的“有害藻”,哪怕是藍(lán)藻,只要它平衡,“不搗亂”,都是正常而健康的。

此外,生態(tài)的“平衡”是相對的,“不平衡”是絕對的。對于出現(xiàn)過多的藻類,上策是通過生態(tài)條件調(diào)節(jié),使之失去優(yōu)勢而降低數(shù)量,回到平衡狀態(tài),這就是日?!八|(zhì)調(diào)節(jié)”的任務(wù)。如果我們采用“藥物殺滅”的方法而沒有改變環(huán)境條件,藥效過后長出來的還是這些藻類。一方面,可能由于藥物對其它本來就不具備優(yōu)勢的藻類的傷害,更加失去生存競爭能力;另一方面,想殺掉的藻類也會逐漸產(chǎn)生對化學(xué)殺藻藥物產(chǎn)生抗藥性。其結(jié)果就是越殺“有害藻類”就越多。

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