密植浒苔对冬季露天池塘池底水温、酸碱度和溶解氧的影响效应

富 裕，Fatou Diouf ，陈汉春，2，袁向阳，任夙艺，王志铮

(1.浙江海洋学院水产学院,浙江舟山 316022;2.慈溪市水产技术推广中心,浙江慈溪 315300)

密植浒苔对冬季露天池塘池底水温、酸碱度和溶解氧的影响效应

富 裕1，Fatou Diouf1，陈汉春1，2，袁向阳1，任夙艺1，王志铮1

(1.浙江海洋学院水产学院,浙江舟山 316022;2.慈溪市水产技术推广中心,浙江慈溪 315300)

借助环境数据实时采集装置,于2014年1月5日至1月22日连续开展了冬季露天池塘培植浒苔对池底水温、酸碱度和溶解氧的实时监测工作。结果表明:（1）密植浒苔可在不改变池底水温峰值期时辰数的基础上,提前1个时辰到达峰值,在不影响到达谷底时辰的同时,使低谷期缩短了1个时辰,并由此延长了水温由峰到谷的转换时长;（2）密植浒苔可保持池底pH值的基本稳定,并在不改变池底pH值时段变化节律的基础上,使日均pH值由9.3下调至8.6;（3）密植浒苔在对池底DO值的时序变化影响上与池底水温相仿,并使日均DO值由10.61mg/L下调至6.80mg/L。

浒苔;冬季;露天池塘;水温;酸碱度;溶解氧

受限于冬季气候的频变性,如何确保洄游性养殖对象在露天池塘安全越冬一直是困扰水产养殖学家和广大养殖从业人员的重大产业问题。针对寒潮、大风的频袭,找寻冬季可有效缓解池内养殖动物因受水温应激导致体质急剧下降的环境友好型生物,并以此构筑生物屏障来稳定进而优化养殖生态环境,无疑对切实保障露天池塘内洄游性养殖经济动物的安全越冬具重要现实意义。

浒苔Enteromorpha prolifera隶属绿藻门、绿藻纲、石药目、石药科、浒苔属,系我国东部沿海常见的大型经济绿藻。据报道,其水温耐受范围为5～35℃,生长适宜范围为10～30℃[1],故冬季海水养殖池塘内浒苔的生长是缓慢而可控的,且浓密的浒苔也可为池中养殖经济动物提供良好的御寒和安全的栖息环境。大型海藻不仅可净化水质,而且还可通过营养竞争或分泌克生物质抑制海洋微藻的生长[2],其对稳定和优化海水养殖池塘生态环境具重要作用。研究表明,浒苔和条浒苔Enteromorpha clathrata去除水体中NH4+-N的效率均高于真江篱Gracilaria asiatica、龙须菜Cracilaria lemaneiformis以及细基江篱繁殖枝变种Gracilaria tenuistipitata var.Liui[3-6];浒苔鲜组织对米氏凯伦藻Kareniamikimotoi的生长具强烈的克生效应[7];条浒苔水溶性提取物对三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum的生长具明显的抑制作用[8],利用甲醇浸泡浒苔可获得对前沟藻Amphidinium hoefleri、米氏凯伦藻Kareniamikimitoi、塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense和中肋骨条藻Skeletonema costatum等4种海洋微藻的生长均具明显抑制作用的粗提物[9]。上述这些都为浒苔成为冬季海水养殖池塘内缓减水质急剧变化的环境友好型生物提供了可能。据此,本课题组于2012年11月至2013年3月间在浙江省岱山县长涂镇沙城养殖场露天养殖池塘内通过密植浒苔使日本囊对虾Marsupenaeus japonicus秋苗养殖成活率获得显著提高的基础上[10],于2014年1月5日至1月22日在该养殖场连续开展了冬季露天池塘密植浒苔对池底水温、pH和DO的实时监测工作,以期探明密植浒苔对冬季池水环境的影响效应,并为露天池塘日本囊对虾秋苗的安全越冬养殖提供相关参考资料。

1 材料与方法

1.1 实验塘及其前处理

于岱山县长涂镇沙城养殖场内随机选取两口相邻养殖池塘作为实验用塘,分别记为A塘(养殖面积26亩)和B塘(养殖面积28亩),养殖水深均为80 cm。A塘于2013年8月20日用生石灰干法清塘(方法按常规)1周后,进水培植浒苔,于2013年9月25日加满水至养殖水深,此时浒苔已覆盖整个池底;B塘于2013年10月30日用生石灰干法清塘1周后进水至养殖水深,实验期间池底均无浒苔出现。

1.2 水质因子监测与数据采集

采用慈溪市水产技术推广中心研制的环境数据实时采集装置(图1)[11]于2014年1月5日至1月22日连续对A、B塘开展水温、pH和DO实时监测数据的采集工作(装置固定于池中央,监测探头触及A塘浒苔,距实验塘池底8 cm),监测频次为10min/次。采集装置探头采用美国哈希产的HYDROLab型自清洁溶氧监测仪,其中溶解氧测量范围为0～20.0 mg/L(分辨率0.01 mg/L,测量值8 mg/L以下精度为±0.1 mg/ L,8mg/L以上精度为±0.2mg/L),pH测量范围为0～14(分辨率0.01,精度为±0.2);水温测量范围为～5¯50℃(分辨率0.01℃，精度±0.1℃)。

图1 环境数据实时采集装置Fig.1 Real-time environmental data acquisition device

1.3 数据处理

鉴于方差分析的齐次性和浙江北部沿海冬季的日照特征,本研究采用表1所示的计时方法整理所测数据,借助SPSS 19.0软件分别计算A、B塘各项水质监测指标的均值、标准差,并采用t检验法检验塘间各时段、时辰的差异显著性,LSD多重比较法检验塘内各时段、时辰的差异显著性(P＜0.05为显著水平)。

表1 长涂岛冬季时段的划分Tab.1 The partition of Changtu ialand in winter

2 结果与分析

2.1 A、B塘池底水温的日变化特征

图2 A、B塘各时段的池底平均水温Fig.2 Average water temperature of the bottom of pond each hour（A pond，B pond）

图3 A、B塘各时段的池底平均水温Fig.3 Averagewater temperature of the bottom of pond each period（A pond，B pond）

由图2、图3可见,A、B塘池底水温的日变化主要表现为:（1）A塘池底水温达到峰、谷的时辰分别为申时（15：00-17：00）至酉时（17：00-19：00）,和寅时（03：00-05：00）至巳时（09：00-11：00）,而B塘则分别为未时（13：00-15：00）至申时,和寅时至辰时（07：00-09：00）,A塘池底水温自巳时至申时呈连续显著上升（跨度为3个时辰）,自酉时至寅时呈连续显著下降（跨度为5个时辰）,而B塘则自辰时至未时呈连续显著上升（跨度为3个时辰）,自申时至子时呈连续显著下降（跨度为4个时辰）。即:①两塘池底水温的峰值时辰数均为2个,但B塘较A塘提前了1个时辰;②两塘池底水温虽同步到达谷底,但B塘低谷期较A塘缩短了1个时辰;③虽两塘池底水温连续显著上升的时长相同,但连续显著下降的时长B塘却较A缩短了1个时辰。（2）虽两塘池底水温到达谷、峰的时段均分别为上午（05：00-11：00）和下午（14：00-17：00）,但A塘的峰值期却可一直延续至晚上（17：00-23：00）,即:A塘由峰到谷的转换时长明显短于B塘。（3）B塘未时池底水温显著高于A塘（P＜0.05）,申时至寅时池底水温均显著低于A塘（P＜0.05）,其余时辰两塘均无显著差异（P＞0.05）。即:B塘自申时至卯时（05：00-07：00）的温变幅度显著低于A塘。（4）A塘凌晨和晚上的池底水温均显著高于B塘（P＜0.05）,而上午和下午时段则均与B塘无显著差异（P＞0.05）。综上可知,密植池底的浒苔既可在水温上升期具遮阳作用,又可在水温下降期起隔热作用,致使B塘池底水温波动幅度和降温速率显著低于A塘。

2.2 A、B塘池底pH值的日变化特征

由图4、5可见,A、B塘池底pH值的日变化特征主要表现为:（1）A塘自亥时 （21：00-23：00）至午时（11：00-13：00）8个时辰间,以及亥时、未时、戌时（19：00-21：00）3个时辰间的池底pH值均无显著差异（P＞0.05）, pH值处于峰值的时辰为申时至酉时,即A塘池底pH值具较强的稳定性。（2）B塘各时辰池底pH值均显著低于A塘（P＜0.05）,但稳定性不如A塘,其pH峰值期为申时,低谷期为卯时至辰时。（3）A、B塘池底pH值均呈下午＞晚上＞凌晨＞上午（P＜0.05）,且各时段A塘池底pH值均显著大于B塘（P＜0.05）,两者日均pH值分别为9.3和8.6,监测期间pH值波动范围分别为8.4～9.7和8.4～8.7。综上可知,A塘各时辰、时段pH值对绝大多数水产养殖动物均具较高的严峻度,而B塘则均在其生存的适宜范围内,无疑密植浒苔可有效降低池底pH值,并使之回调至自然海水的正常pH值（7.8～8.2）范围附近。

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

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

图6 A、B塘各时辰的池底平均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值的日变化特征

由图6、图7可见,A、B塘池底DO值的日变化特征主要表现为:（1）A、B塘池底DO峰值期分别为申时和未时,低谷期分别为寅时至辰时和寅时至卯时,且各时辰A塘池底DO值均显著大于B塘（P＜0.05）。即:①两塘池底DO值的峰值时辰数均为1个,但B塘较A塘提前了1个时辰;②两塘池底DO值虽同步到达谷底,但B塘低谷期较A塘缩短了1个时辰;③A塘池底DO值呈连续显著上升的时长为4个时辰（辰时至申时）,而B塘则仅为3个时辰（辰时至未时）,同样A塘池底DO值呈连续显著下降的时长为6个时辰（申时至寅时）,而B塘则仅为4个时辰（未时至亥时）。（2）两塘池底DO值均呈下午＞晚上＞凌晨＞上午（P＜0.05）,且各时段A塘池底DO值均显著大于B塘 （P＜0.05）,两者日均DO值分别为10.61mg/L和6.80 mg/L,监测期间DO值波动范围分别为2.2～9.7mg/L和3.3～17.1mg/L。综上可知,A、B塘池底DO值的日变化均与其温变特征基本相吻（图2和图3）,密植池底的浒苔不仅可有效降低池底DO值,而且还可减少相邻时辰、时段间的DO值变幅。

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

3 讨论

3.1 密植浒苔对冬季露天池塘池底水温、pH和DO的影响特征

本研究中,A、B塘DO值的变动与其温变特征基本相吻（图2、图3、图6、图7）的结果,表明浒苔和单细胞藻类的光合作用与其所处环境水温有着极为密切的关系;B塘因密植浒苔致使其各时辰、时段pH值和DO值均显著低于A塘的结果（图4、图5、图6、图7）,与已报道的浒苔属种类及其提取物对单细胞藻类的生长具强烈的克生效应或抑制作用[7-9,12]的结论相吻,表明密植浒苔可有效降低冬季单细胞藻类的繁殖速率和光合作用强度。鉴于以上分析,笔者认为实验期间A、B塘池底pH值均较为稳定（图4、图5）的结果,应与浒苔和单细胞藻类受冬季低温的持续胁迫（图2、图3）,其光合作用强度和生长速率较其适温范围已出现明显下滑有关。本研究实验所在地长涂岛,位于亚热带季风气候区内。实验期间,持续震荡于2.7～11.8℃之间的池底水温（图2、图3）,较为稳定的池底pH值（图4、图5）,以及与池底水温变化特征基本一致的DO值（图6、图7）,均为冬季低温成为制约A、B塘内藻类存活与生长的关键性限制因子提供了重要的证据支持。故本研究中密植浒苔的B塘较未培植浒苔的A塘在池底水温的时序变动上更为稳定（图2、图3）的结果,揭示了培植于池中的浒苔在一定程度上具缓减进而阻遏由冷热气温转换引起的水体密度流的功能,对保持池底水温的相对稳定具积极作用。

3.2 密植浒苔对保障露天海水池塘中日本囊对虾秋苗安全越冬的主要贡献

北半球冬季盛行冬季风,而东亚又是全球冬季风最强的地区,我国沿海处于东亚大陆和太平洋西北部的交汇处,受冬季风带来的冷空气影响更大[14]。日本囊对虾原产日本、中国、菲律宾、澳大利亚等国,广泛分布于印度、西太平洋地区,系洄游性底栖虾类品种,寒潮和大风引起的水温急剧异变是导致其越冬个体出现大量死亡的主因。综合本研究所得结果,笔者认为本课题组于2012年11月至2013年3月间在岱山县长涂镇沙城养殖场露天养殖池塘内通过密植浒苔使日本囊对虾秋苗养殖成活率获得显著提高[10]的主因,即密植浒苔对保障露天海水池塘中日本囊对虾秋苗安全越冬所起的贡献主要表现为:（1）通过缓减进而阻遏池塘内水体密度流的形成,可对池底环境起到一定的保温作用,从而达到有效减少池内日本囊对虾秋苗热能损耗的效果;（2）通过营养争夺或克生作用降低单细胞藻类数量密度和繁殖速率,使pH回调至日本囊对虾秋苗生长的适宜范围内,从而在一定程度上消除了该虾因长时间受pH胁迫而易于出现大量死亡的隐患;（3）在借助其生物吸附作用,有效降低养殖水体中重金属含量[13]的同时,还增强养殖空间的异质性,并由此降低了种内自残的几率。

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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

舟山市一般海洋类科技项目(2013C41013)

富裕(1992-)，浙江嘉兴人，硕士研究生，研究方向:水产养殖.E-mail：evangelionadma@163.com

王志铮，研究员.E-mail：wzz-1225@163.com