論文：Nualgi營(yíng)養(yǎng)素、硅藻藻種對(duì)池塘水質(zhì)和浮游植物的短期效應(yīng)研究

Nualgi營(yíng)養(yǎng)素、硅藻藻種對(duì)池塘水質(zhì)和浮游植物的短期效應(yīng)研究

毛夢(mèng)哲1,3，李曉莉2,3，陶玲2,3,4，高毛林1，李谷2,3

(1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海201306；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所，武漢430223；3.農(nóng)業(yè)部熱帶亞熱帶水產(chǎn)資源利用與養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所，廣州510380；4.淡水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢430223)

為探討短期內(nèi)Nualgi營(yíng)養(yǎng)素對(duì)池塘水質(zhì)和藻類群落結(jié)構(gòu)的影響，本研究在池塘中的不透水有底帆布圍隔內(nèi)共設(shè)計(jì)了4個(gè)試驗(yàn)組，依次分別添加Nualgi營(yíng)養(yǎng)素(M1組)、補(bǔ)充硅藻藻種(M2組)、同時(shí)添加Nualgi營(yíng)養(yǎng)素并補(bǔ)充硅藻藻種(M3組)、不做任何處理的空白對(duì)照(C組)。經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的試驗(yàn)，結(jié)果顯示：各組的pH值、DO、TN、TP之間沒(méi)有顯著性差異；Nualgi可以顯著降低水體中IP的含量，M1組和M3組的IP顯著低于M2組和C組；M1組、M2組和M3組中的NH4+-N、NO2--N和CODMn含量顯著低于C組，表明Nualgi和硅藻藻種都可以顯著降低水體中NH4+-N、NO2--N和CODMn的含量，對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)具有顯著的調(diào)控效果。試驗(yàn)各組的藻類種群極為豐富，試驗(yàn)期間共檢出浮游植物7門(mén)109屬186種，其中綠藻門(mén)47屬86種，硅藻門(mén)26屬48種，藍(lán)藻門(mén)18屬27種，裸藻門(mén)11屬17種，甲藻門(mén)3屬3種，隱藻門(mén)2屬3種，金藻門(mén)2屬2種。結(jié)果顯示：添加Nualgi和補(bǔ)充硅藻藻種都可以有效提高水體中硅藻的生物量并抑制綠藻和藍(lán)藻的生長(zhǎng)，同時(shí)可以改變水體中浮游植物的群落結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)進(jìn)行到第20天時(shí)，M1組、M2組和M3組中硅藻的生物量均顯著高于C組，綠藻和藍(lán)藻的生物量顯著低于C組。試驗(yàn)中，顆粒直鏈藻在M1組、M2組和M3組中成為優(yōu)勢(shì)藻種，但并未在C組中成為優(yōu)勢(shì)藻種，小空星藻和四足十字藻僅在C組中成為優(yōu)勢(shì)藻種，四尾柵藻在M1組、M2組和C組中均成為優(yōu)勢(shì)藻種。在試驗(yàn)期內(nèi)，各試驗(yàn)組之間的多樣性指數(shù)沒(méi)有顯著差異，香農(nóng)-威納指數(shù)均在2.00以上，表明Nualgi和硅藻藻種并沒(méi)有影響到水體中藻類的多樣性。

Nualgi營(yíng)養(yǎng)素；硅藻；浮游植物；池塘水質(zhì)

浮游植物是水體中主要的初級(jí)生產(chǎn)者，其中硅藻的初級(jí)生產(chǎn)量占全球初級(jí)生產(chǎn)量的60%[1]。硅藻既可以作為天然餌料被水產(chǎn)動(dòng)物攝食和消化，也可以凈化水質(zhì)、維持水體的生態(tài)平衡[2]。在淡水養(yǎng)殖中，以硅藻為優(yōu)勢(shì)種群的水體多呈茶色或茶褐色，是水產(chǎn)養(yǎng)殖的最佳水環(huán)境之一[3]，因此人們希望能夠培養(yǎng)出以硅藻占優(yōu)勢(shì)種群的養(yǎng)殖水體。

硅藻的生長(zhǎng)不僅需要碳、氫、氧、氮、磷等大量元素，同時(shí)也需要硅、鐵、鈣等多種微量元素[4]，其中硅元素作為硅藻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的必要元素，不僅是硅藻細(xì)胞壁的重要組成成分，還參與硅藻細(xì)胞中光和色素、蛋白質(zhì)和DNA的合成，細(xì)胞的分裂及多種生長(zhǎng)代謝過(guò)程[5-9]。鐵元素在硅藻生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收利用，電子傳遞，葉綠素合成等方面有重要作用，并可以影響硅藻的光合作用和呼吸作用，含有高質(zhì)量濃度Fe3+的水體中，硅藻門(mén)有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可以在浮游植物群落中占優(yōu)勢(shì)地位[10-15]。在硅藻的生長(zhǎng)過(guò)程中，Ca2+可以吸附在硅藻細(xì)胞膜表面影響硅藻的運(yùn)動(dòng)，幫助硅藻抵抗各種金屬的毒性，維持硅藻細(xì)胞膜的相關(guān)功能，對(duì)硅藻的生長(zhǎng)起到一定的促進(jìn)作用[16]。

本研究主要探討了向養(yǎng)殖水體中加入一種含有納米級(jí)硅、鐵、鈣等微量元素的營(yíng)養(yǎng)素Nualgi，接種優(yōu)良硅藻藻種等不同措施對(duì)池塘水質(zhì)和浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響，以期為養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的改善和浮游植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)控提供一種可靠的參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)施

試驗(yàn)在位于湖北荊州的中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院池塘生態(tài)工程研究中心的試驗(yàn)池塘內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)所用池塘規(guī)格為20 m×33 m，養(yǎng)殖期平均水深1.5 m，池塘為泥質(zhì)底、水泥護(hù)坡，養(yǎng)殖魚(yú)種為草魚(yú)，投放密度1.8×104ind./hm2，規(guī)格(70±10)g/ind.，試驗(yàn)期間，每日上午9:00投喂全價(jià)商品飼料14 kg，下午3:00投喂12 kg。

試驗(yàn)所用圍隔采用鋼骨架作為支架，搭建長(zhǎng)、寬各1 m，高1.4 m的不透水帆布有底圍隔，每3個(gè)圍隔連接為一組并視為同一試驗(yàn)組的3個(gè)平行，共搭建4組，為防止魚(yú)類跳入，圍隔高出水面0.2 m，搭建好后將圍隔放入池塘中，為排除浮游動(dòng)物對(duì)浮游植物攝食的影響向圍隔內(nèi)抽入經(jīng)200目絹紗過(guò)濾后的池塘水，靜置7 d，在圍隔內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定后開(kāi)展試驗(yàn)。

1.2生態(tài)營(yíng)養(yǎng)素Nualgi

生態(tài)營(yíng)養(yǎng)素Nualgi是由青山綠水科技生產(chǎn)的一種生態(tài)養(yǎng)殖營(yíng)養(yǎng)素，該產(chǎn)品主要以納米二氧化硅為核心，包埋鐵、鈷、鎂、錳、鈣等諸多微量、痕量營(yíng)養(yǎng)元素制成，納米顆粒由于直徑較小更易被浮游植物吸收利用。Nualgi可以激發(fā)水體中土著硅藻的生長(zhǎng)并通過(guò)硅藻的生長(zhǎng)吸收水體中大量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，凈化水質(zhì)；硅藻通過(guò)光合作用在水體各個(gè)部位產(chǎn)生大量溶解氧，促進(jìn)土著喜氧菌生長(zhǎng)并降解水體中的有機(jī)污染物，溶解氧抑制水體中厭氧菌的生長(zhǎng)繼而抑制硫化氫、氨氣、甲烷等有毒有害性惡臭氣體的產(chǎn)生，防止水體二次污染。

1.3硅藻藻種

試驗(yàn)所需硅藻藻種選用湖北肽洋紅生物工程有限公司生產(chǎn)的藻種，主要成分為針桿藻，舟形藻和直鏈藻等硅藻，豐度為(267.42±3.68)×106ind./L。

1.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分為Nualgi組(M1)、硅藻藻種組(M2)、Nualgi加硅藻藻種組(M3)和對(duì)照組(C組)4個(gè)組。試驗(yàn)期間圍隔內(nèi)無(wú)換水和排水。每7 d向M1組、M2組和M3組中按商品使用說(shuō)明添加Nualgi和硅藻藻種，劑量分別為：M1組中每次添加Nualgi 120 μL，M2組每次添加硅藻藻種150 μL，M3組每次添加Nualgi120 μL、硅藻藻種150 μL，C組不作處理。

1.5樣品的采集和測(cè)試方法

試驗(yàn)于2015年10月4日—10月24日進(jìn)行。試驗(yàn)期間每4 d取樣測(cè)試水體理化指標(biāo)和浮游植物指標(biāo)，10月4日記為0 d，10月8日記為4 d,此后依次為8 d……20 d，取樣時(shí)間為上午8:00～8:30。

1.5.1水質(zhì)理化指標(biāo)的測(cè)定方法

用2.5L有機(jī)玻璃采水器取水面下約0.5 m處的水樣1.5 L帶回實(shí)驗(yàn)室用于水質(zhì)指標(biāo)總氮(TN)、亞硝酸鹽氮(NO2--N)、氨氮(NH4+-N)、總磷(TP)、無(wú)機(jī)磷(IP)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)的測(cè)定，以上指標(biāo)的測(cè)定方法按國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局編寫(xiě)的《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》進(jìn)行[17]。在線指標(biāo)pH值、溶解氧(DO)采用YFI水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。

1.5.2浮游植物的測(cè)定方法

浮游植物采樣與水化因子采樣同時(shí)進(jìn)行，用2.5 L有機(jī)玻璃采水器取水面下約0.5 m處的水樣1 L現(xiàn)場(chǎng)用10 mL魯哥試劑固定，帶回實(shí)驗(yàn)室靜置48 h，用帶有2 μm孔徑絹紗的細(xì)小虹吸管吸去上清液將樣品濃縮至50 mL，加數(shù)滴福爾馬林保存。定性和定量計(jì)數(shù)均在10×40倍的Olympus顯微鏡下用迅數(shù)R100軟件進(jìn)行，每個(gè)樣本重復(fù)計(jì)數(shù)兩次，每次計(jì)數(shù)200個(gè)視野。浮游植物的鑒定方法參照胡鴻鈞等[18]，生物量的估算及優(yōu)勢(shì)種大小測(cè)量方法參照文獻(xiàn)[19-20]。

1.6統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)分析使用SPSS 11.5進(jìn)行方差(ANOVA)分析和Pearson系數(shù)的相關(guān)性檢驗(yàn)。P>0.05，反映比較指標(biāo)之間無(wú)顯著性差異；P<0.05，反映比較指標(biāo)之間有顯著性差異。結(jié)果與分析中不一一標(biāo)示。

2　結(jié)果與分析

試驗(yàn)開(kāi)始前，對(duì)各試驗(yàn)組水質(zhì)理化指標(biāo)的本底值進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　試驗(yàn)前各組主要水質(zhì)理化參數(shù)平均值Tab.1　Mean value of water quality in all groups before aquaculture

2.1水質(zhì)理化指標(biāo)

試驗(yàn)開(kāi)始后，每4 d對(duì)養(yǎng)殖水體的各項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖1所示。

本試驗(yàn)中，各組pH值的變化趨勢(shì)均為先降低后升高再降低，范圍分別為：M1組7.54～8.10，M2組7.58～8.16，M3組7.57～8.10，C組7.58～8.13；各組DO的變化趨勢(shì)一致，均為先降低后升高，變化范圍分別是：M1組5.60～9.50 mg/L，M2組5.70～9.15 mg/L，M3組5.46～9.10 mg/L，C組4.88～8.23 mg/L；各組的pH值和DO均符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，統(tǒng)計(jì)分析顯示，在試驗(yàn)期間M1組、M2組、M3組和C組各組之間的pH值、DO等常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)并沒(méi)有顯著性差異。試驗(yàn)中，各組的TN均呈上升趨勢(shì)，變化范圍分別是：M1組9.36～13.00 mg/L，M2組9.38～12.98 mg/L，M3組9.29～12.95 mg/L、C組9.19～13.66 mg/L，M1組、M2組、M3組和C組各組之間的TN含量沒(méi)有顯著性差異。M1組和M3組的NH4+-N含量在試驗(yàn)期間呈緩慢下降趨勢(shì)，M2組和C組的NH4+-N含量先升高后降低，各組的NH4+-N含量變化范圍分別是：M1組1.76～2.18 mg/L，M2組1.98～2.19 mg/L，M3組1.35～2.18 mg/L，C組2.18～2.59 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示，從試驗(yàn)開(kāi)始后第12天到試驗(yàn)結(jié)束，M1組和M3組中NH4+-N含量顯著低于C組，第12天到第16天，M2組中的NH4+-N含量顯著低于C組。M1組、M2組和C組的NO2--N變化趨勢(shì)一致，均為先升高后降低再升高，M3組的NO2--N先升高后持續(xù)降低，各組NO2--N的變化范圍分別是：M1組0.031～0.067 mg/L，M2組0.036～0.072 mg/L，M3組0.025～0.068 mg/L，C組0.056～0.073 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示，試驗(yàn)開(kāi)始后第12天到試驗(yàn)結(jié)束，M1組和M3組的NO2--N含量顯著低于C組，第16天M2組的NO2--N含量顯著低于C組。各試驗(yàn)組的TP含量在試驗(yàn)期間均緩慢升高，變化范圍分別是：M1組1.24～1.62 mg/L，M2組1.23～1.64 mg/L，M3組1.24～1.67 mg/L，C組1.24～1.66 mg/L，試驗(yàn)期間，M1組、M2組、M3組和C組各組之間的TP含量沒(méi)有顯著差異。各組IP含量的變化趨勢(shì)各不相同，M1組為先上升后下降，M2組IP的變化趨勢(shì)為先上升后下降再上升，M3組為先下降后上升，C組為先上升后下降，變化范圍分別是：M1組0.152～0.178 mg/L，M2組0.168～0.193 mg/L，M3組0.111～0.16 mg/L，C組0.165～0.181 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示，試驗(yàn)開(kāi)始后第16天，M1組的IP含量顯著低于M2組和C組，第12天到試驗(yàn)結(jié)束，M3組的IP含量顯著低于M2組和C組。M1組、M2組和M3組的CODMn的變化趨勢(shì)一致，均為先下降后上升再下降，C組的CODMn的變化趨勢(shì)為先上升后下降，各組CODMn的變化范圍分別是：M1組18.84～27.13 mg/L，M2組19.01～25.99 mg/L，M3組17.10～23.77 mg/L，C組22.55～31.10 mg/L，統(tǒng)計(jì)分析顯示：試驗(yàn)開(kāi)始后第8天到第12天，M1組和M3組的CODMn的含量顯著低于C組，第12天，M2組的CODMn的含量顯著低于C組。

圖1　各試驗(yàn)組水質(zhì)理化指標(biāo)隨時(shí)間的變化Fig.1　Variations of water physicochemical parameters quality in all groups

2.2浮游植物

2.2.1浮游植物種類組成

在試驗(yàn)期間，從各試驗(yàn)組共發(fā)現(xiàn)浮游植物7門(mén)109屬186種。其中綠藻門(mén)47屬86種，占種類總數(shù)的46.24%；其次是硅藻門(mén)，26屬48種，占種類總數(shù)的25.81%；藍(lán)藻門(mén)18屬27種，占種類總數(shù)的14.52%；裸藻門(mén)11屬17種，占種類總數(shù)的9.14%；甲藻門(mén)3屬3種，占種類總數(shù)的1.61%；隱藻門(mén)2屬3種，占種類總數(shù)的1.61%；金藻門(mén)2屬2種，占種類總數(shù)的1.08%。

在試驗(yàn)過(guò)程中，各組浮游植物種類的組成見(jiàn)表2。試驗(yàn)結(jié)束和試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)相比各組浮游植物種類數(shù)量變化不大，其中M1組中浮游植物的種類增加了1種；M2組減少了1種；M3組增加了3種，C組減少了3種。

表2　試驗(yàn)期間各組浮游植物種類的組成Tab.2　Numbers of species of each phylum in all groups during the experimental period

采樣時(shí)間甲藻門(mén)隱藻門(mén)金藻門(mén)總計(jì)M1M2M3CM1M2M3CM1M2M3CM1M2M3C0d211121111111949393968d1101111112129791869116d1111111121009085889020d11221111121195929693

2.2.2各組浮游植物的數(shù)量和生物量

(1) 浮游植物的數(shù)量

試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)各組浮游植物的數(shù)量之間沒(méi)有顯著性差異，分別為：M1組(307.65±4.54)×106ind./L，M2組(333.82±3.28)×106ind./L，M3組(313.45±3.65)×106ind./L，C組(300.92±5.41)×106ind./L；試驗(yàn)開(kāi)始后，M1和M3組中浮游植物的數(shù)量先上升后下降，M2組和C組中浮游植物的數(shù)量上升后基本保持穩(wěn)定趨勢(shì)，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中M1組和M2組中浮游植物的數(shù)量和C組沒(méi)有顯著差異；試驗(yàn)開(kāi)始后第12天及第16天M3組中浮游植物的數(shù)量分別為(316.71±20.32)×106ind./L和(293.17±52.30)×106ind./L，顯著低于第12天及第16天C組中浮游植物的數(shù)量(401.96±28.68)×106ind./L和(417.82±31.90)×106ind./L(圖2a)。

(2) 浮游植物的生物量

試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)各組浮游植物的生物量分別為：M1組(222.79±5.04)mg/L，M2組(234.32±3.67)mg/L，M3組(214.29±5.32)mg/L，C組(235.21±4.34)mg/L，整個(gè)試驗(yàn)期間各組浮游植物的生物量先上升后基本維持穩(wěn)定趨勢(shì)，試驗(yàn)期間各組浮游植物的生物量之間沒(méi)有顯著性差異(圖2b)。

圖2　浮游植物數(shù)量和生物量隨時(shí)間的變化Fig.2　Variations of phytoplankton number and biomass in different treatments during the experimental period

2.2.3浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化

隨著浮游植物數(shù)量和生物量的變化，浮游植物的群落結(jié)構(gòu)也在改變。

(1) 浮游植物群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化

本試驗(yàn)中綠藻、硅藻和藍(lán)藻的貢獻(xiàn)率一直占各試驗(yàn)組浮游植物總數(shù)量的95%以上。統(tǒng)計(jì)分析顯示：試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，各組浮游植物的綠藻、硅藻和藍(lán)藻數(shù)量占浮游植物總數(shù)量的百分比之間沒(méi)有顯著性差異；隨著時(shí)間的推移，M1組中硅藻的數(shù)量明顯增加，至第20天M1組中硅藻的數(shù)量百分比顯著高于C組；M2組中藍(lán)藻的數(shù)量呈降低趨勢(shì)，在第20天M2組中藍(lán)藻的數(shù)量百分比顯著低于C組；M3組中，硅藻的數(shù)量一直呈上升趨勢(shì)，藍(lán)藻門(mén)的數(shù)量卻持續(xù)降低，從試驗(yàn)開(kāi)始后第4天到試驗(yàn)結(jié)束M3組中硅藻數(shù)量的百分比顯著高于C組，從第12天到試驗(yàn)結(jié)束M3組中藍(lán)藻數(shù)量的百分比顯著低于C組(圖3)。

圖3　試驗(yàn)期間各組浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化Fig.3　Dynamic of the structure of the phytoplankton community

(2)浮游植物各門(mén)類生物量的變化

試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，各組綠藻、硅藻和藍(lán)藻的生物量沒(méi)有顯著性差異；試驗(yàn)開(kāi)始后第12天和第20天，M1組中綠藻、藍(lán)藻的生物量顯著低于C組中綠藻和藍(lán)藻的生物量，第20天，硅藻的生物量顯著高于C組；M2組中綠藻的生物量在試驗(yàn)開(kāi)始后第12天和第20天顯著低于C組，藍(lán)藻的生物量在第20天顯著低于C組，硅藻的生物量在第20天顯著高于C組；M3組中綠藻和藍(lán)藻的生物量在第12天和20天顯著低于C組，硅藻的生物量在第4天、16天、20天顯著高于C組。在試驗(yàn)過(guò)程中，M1組和M3組中硅藻的生物量在試驗(yàn)開(kāi)始后第12天超過(guò)綠藻，成為生物量最多的門(mén)類，M2組中硅藻的生物量在第20天超過(guò)綠藻成為生物量最多的門(mén)類，C組綠藻的生物量始終高于其余門(mén)類的生物量(圖4)。

圖4　試驗(yàn)期間各處理組浮游植物生物量隨時(shí)間的變化Fig.4　Dynamic of the total biomass of phytoplankton during the experimental period

(3) 浮游植物的多樣性指數(shù)

試驗(yàn)過(guò)程中，各試驗(yàn)組多樣性指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化如表3所示，統(tǒng)計(jì)分析顯示：香農(nóng)-威納指數(shù)、辛普森多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)在試驗(yàn)期間M1組、M2組、M3組和對(duì)照組C組各組之間沒(méi)有顯著差異，香農(nóng)-威納指數(shù)均在2.00以上，說(shuō)明各試驗(yàn)組的物種多樣性較高，添加Nualgi和硅藻藻種并沒(méi)有影響到水體中浮游植物的多樣性。

表3　不同處理組之間浮游植物種類多樣性的變化Tab.3　The bio-diversity of the phytoplankton community in different treatments

采樣時(shí)間物種豐富度Speciesrichness(D)均勻度指數(shù)Pielou'evenness(J)M1M2M3CM1M2M3C0d4.92±0.084.85±0.294.95±0.795.32±0.830.55±0.020.52±0.020.57±0.020.58±0 8d4.50±0.544.01±0.454.34±0.044.15±0.410.53±0.020.51±0.010.55±0.010.54±0.0216d4.22±0.294.41±0.314.07±0.534.12±1.010.58±0.040.59±0.010.53±0.070.56±0.0320d4.79±0.444.24±0.323.42±0.944.05±0.330.59±0.030.59±0.010.55±0.020.57±0.02

(4) 浮游植物優(yōu)勢(shì)種的變化

試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，各試驗(yàn)組的優(yōu)勢(shì)藻類一致，主要表現(xiàn)為綠藻門(mén)的小球藻和藍(lán)藻門(mén)的細(xì)小平裂藻，試驗(yàn)開(kāi)始后第4天，M3組中的細(xì)小平裂藻不再成為優(yōu)勢(shì)種；試驗(yàn)進(jìn)行到第8天，M2組、M3組和C組中藍(lán)藻門(mén)的銅綠微囊藻占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位成為這三組新的優(yōu)勢(shì)種；第12天，藍(lán)藻門(mén)的銅綠微囊藻和硅藻門(mén)的顆粒直鏈藻取代細(xì)小平裂藻成為M1組中的優(yōu)勢(shì)藻種，M3組中的優(yōu)勢(shì)藻種比第8天多了硅藻門(mén)的顆粒直鏈藻，C組中的優(yōu)勢(shì)藻種變?yōu)榫G藻門(mén)的小空星藻和藍(lán)藻門(mén)的細(xì)小平裂藻；第16天，M1組的優(yōu)勢(shì)藻種為綠藻門(mén)的小球藻和四尾柵藻，硅藻門(mén)的顆粒直鏈藻，M2組中的優(yōu)勢(shì)藻種為綠藻門(mén)的小球藻和四尾柵藻，藍(lán)藻門(mén)的細(xì)小平裂藻，M3組的優(yōu)勢(shì)藻為綠藻門(mén)的小球藻和硅藻門(mén)的直鏈藻，C組的優(yōu)勢(shì)藻為綠藻門(mén)的小空星藻和四尾柵藻，藍(lán)藻門(mén)的銅綠微囊藻；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，M1組和M3組中的優(yōu)勢(shì)藻種和第16天相比沒(méi)有變化，硅藻門(mén)的顆粒直鏈藻取代M2組中的細(xì)小平裂藻成為M2組中的優(yōu)勢(shì)藻種，C組中，綠藻門(mén)的四足十字藻代替小空星藻成為C組中新的優(yōu)勢(shì)藻種(表4)。

表4　試驗(yàn)期間各組浮游植物優(yōu)勢(shì)種變化Tab.4　Dominant species in different treatments during the experimental period

注：當(dāng)某一個(gè)種的密度占浮游植物密度的20%以上時(shí)作為優(yōu)勢(shì)種

3　討論

浮游植物作為水生態(tài)系統(tǒng)中重要的初級(jí)生產(chǎn)者，其種群結(jié)構(gòu)、豐度、生物量的變化和與環(huán)境因子密切相關(guān)[21-22]。本試驗(yàn)中第12天和16天M3組中浮游植物的數(shù)量顯著低于C組但生物量和C組沒(méi)有顯著差異，原因是M3組中硅藻所占浮游植物豐度的百分比大于C組，硅藻的細(xì)胞壁高度硅質(zhì)化，密度大于其余門(mén)類的浮游植物所以M3組中浮游植物的總生物量和C組沒(méi)有顯著差異。研究表明硅、鐵等微量元素能夠提高硅藻的競(jìng)爭(zhēng)力并使硅藻在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)成為生物量最多的門(mén)類，本試驗(yàn)中，M1組、M3組中添加的含有硅、鐵、鈣等營(yíng)養(yǎng)元素的Nualgi刺激了土著硅藻的生長(zhǎng)，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)M1組和M3組中硅藻門(mén)的生物量顯著高于C組，這與Dafner[23]等的研究結(jié)果一致；M2組中硅藻藻種的加入增加了水體中硅藻的數(shù)量，所以在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)M2組的硅藻生物量也顯著高于對(duì)照組，M3組中硅藻生物量的快速增加和添加硅藻藻種有一定的關(guān)系。

試驗(yàn)期間，各組的TN和TP含量均有增加，分析原因可能是餌料投喂導(dǎo)致了水體中溶解的TN、TP增加，這與我們前期研究中在養(yǎng)殖季節(jié)TN、TP呈上升趨勢(shì)的結(jié)果一致[24]。M1組、M2組和M3組中NH4+-N的含量顯著低于C組，是因?yàn)楣柙鍖?duì)NH4+-N的攝取優(yōu)于硝態(tài)氮等其它氮源，Mccarthy等[25]的研究也得到了同樣的結(jié)論；試驗(yàn)中M1組、M2組和M3組中NO2--N和CODMn的含量顯著低于C組這一結(jié)果符合硅藻對(duì)水質(zhì)凈化有一定效果的報(bào)道[26]。M1組和M3組中的IP含量顯著低于M2組和C組主要是因?yàn)楦∮沃参锏纳L(zhǎng)主要利用IP[27]，M1和M3組中浮游植物的生物量高于M2組和C組中浮游植物的生物量，雖未達(dá)到顯著水平，但可能已影響到IP含量的變化，該結(jié)果表明Nualgi可以顯著降低水體中IP的含量。M1組、M2組和M3組中綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)的生物量顯著低于C組是浮游植物的種間競(jìng)爭(zhēng)造成的，硅藻生物量的增加占用了更多的空間和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致了綠藻和藍(lán)藻生物量的下降。試驗(yàn)中，各試驗(yàn)組優(yōu)勢(shì)種的不同說(shuō)明通過(guò)向水體中添加硅藻藻種和Nualgi均可影響水體中浮游植物優(yōu)勢(shì)種的變化。在試驗(yàn)期間，綠藻門(mén)的四尾柵藻僅未在M3組中形成優(yōu)勢(shì)藻種原因是因?yàn)镸3組中的營(yíng)養(yǎng)鹽含量低于M1組、M2組和C組，而四尾柵藻屬于耐有機(jī)污染藻種[28]。綠藻門(mén)的細(xì)小平裂藻和銅綠微囊藻具有體積小、表面積大的特點(diǎn)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽具有更高的吸收效率，成為四組中均常見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)藻種[29]。

目前對(duì)養(yǎng)殖池塘中浮游植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)控研究較少，據(jù)報(bào)道，通過(guò)向水體中添加藻液或投放芽孢桿菌對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)控有一定效果[30-31]，但由于成本高、適用條件有限，在實(shí)際生產(chǎn)推廣應(yīng)用中受到限制，本研究通過(guò)同時(shí)向水體中添加Nualgi和硅藻藻種快速持續(xù)地促進(jìn)了硅藻的生長(zhǎng)，改變了水體中浮游植物的群落結(jié)構(gòu)，有效降低了養(yǎng)殖水體中IP、NH4+-N、NO2--N和CODMn的含量，維護(hù)了水體的生態(tài)平衡，為養(yǎng)殖水體中浮游植物的調(diào)控提供了一種新參考。

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