4种海藻在南美白对虾养殖水体中的生态作用

郑 辉，许文超

(1.河北农业大学 海洋学院，河北 秦皇岛 066000； 2.唐山出入境检验检疫局，河北 唐山 063000)

4种海藻在南美白对虾养殖水体中的生态作用

郑 辉1，许文超2

(1.河北农业大学 海洋学院，河北 秦皇岛 066000； 2.唐山出入境检验检疫局，河北 唐山 063000)

在实验室条件下，设置南美白对虾单养试验模式及南美白对虾分别与龙须菜、孔石莼、海带、浒苔4种不同海藻混养模式，研究不同海藻对南美白对虾养殖水体中氨态氮(NH4-N)、亚硝态氮(NO2-N)、硝态氮(NO3-N)和磷酸盐(PO4-P)的清除效果。结果显示， 4种海藻对NH4-N、NO2-N、NO3-N和PO4-P的清除率不同，其中，龙须菜组对NH4-N、NO2-N、NO3-N、PO4-P的清除率分别为79.25%、68.00%、65.57%、70.00%，孔石莼组分别为75.47%、60.00%、54.05%、65.00%，海带组分别为71.70%、56.00%、40.54%、57.50%，浒苔组分别为77.36%、76.00%、59.46%、67.50%。各试验组中南美白对虾生长情况均较南美白对虾单养良好，龙须菜组体长、体质量的特定增长率均最高，分别为1.43%、4.24%。可见，4种海藻与南美白对虾混养均可以有效清除南美白对虾养殖水体中的营养盐，南美白对虾与龙须菜混养效果最佳。

南美白对虾； 龙须菜； 孔石莼； 海带； 浒苔； 混养

随着我国南美白对虾养殖规模的不断扩大、集约化程度的不断提高，在其代谢物和残饵影响下，养殖水体中不仅含有大量的氮、磷等营养盐，还含有少量残留药物，养殖环境日益恶化，甚至影响浅海的生态环境[1-3]。因此，有效去除虾养殖水体中氮、磷等营养盐对改善水体环境具有重要的意义。将大型水生植物作为“生物净化器”净化吸收养殖废水中的营养盐是水产学术界普遍认为行之有效的水质改良措施之一[4-11]，将有经济价值的大型海藻如龙须菜、孔石莼等引入南美对虾养殖环境中，吸收养殖过程中排出的代谢物，参与对虾养殖水域的环境修复，同时将成熟后的海藻进行收割，还可将环境效益和经济效益统一。鉴于此，采用在南美白对虾(Penaeusvannamei)养殖水体中分别植入我国常见的大型海藻龙须菜(Gracilarialemaneiformis)、孔石莼(Ulvapertusavar)、海带(LaminariajaponicaAresch)和浒苔(Enteromorphaprolifra)的方式进行模拟试验，研究这4种海藻对南美对虾养殖水体的水质净化效果以及对南美对虾生长的影响，为进一步选择大型海藻建立生态综合性的南美对虾养殖模式提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

南美白对虾取自秦皇岛沿海水产养殖场，体质量(4.2±0.5)g，体长(7.1±0.5)cm。龙须菜、孔石莼、海带和浒苔取自秦皇岛沿海养殖区。

1.2 试验设计

试验于2015年8月17日—9月27日进行。南美白对虾采用网笼养殖，网笼规格为45 cm×24 cm×23 cm，每笼对虾8尾，养殖池的规格为100 cm×50 cm×48 cm,养殖对虾5 d后，开始植入海藻进行混养，海藻以绳挂法夹于池壁，与虾笼保持一定距离，避免对虾食用海藻。试验共设置4个混养模式，其中龙须菜、孔石莼、海带、浒苔养殖密度分别为(168.5±6.1)、(170.4±5.2)、(169.6±6.9)、(171.5±4.1)g/m3，同时设1个对照组(不放海藻)，每组设3个重复。

1.3 养殖管理

试验期间，养殖水体pH值7.6～8.6，水温20～26 ℃，盐度28‰～30‰。对虾饲喂专用颗粒饲料，每天投喂2次，日投喂量为虾体质量的3%。各养殖池均采用气泵充气，不换水，仅补充蒸发所失水分。

1.4 取样和测定

每周取1次水样，测定氨态氮(NH4-N)、亚硝态氮(NO2-N)、硝态氮(NO3-N)和磷酸盐(PO4-P)的质量浓度。海水分析方法标准为GB17378.4—2007，其中，NH4-N的测定采用次溴酸钠氧化法，NO2-N的测定采用重氮-偶氮法，NO3-N的测定采用镉柱还原法，PO4-P的测定采用抗坏血酸还原磷钼蓝法。养殖生物的生长情况在试验开始和结束时测定。

养殖对虾的生长指标按下式进行计算：

SWGR=100×ln(Wt/W0)/t×100%

SLGR=100×ln(Lt/L0)/t×100%

式中，SWGR为体质量特定增长率，W0为初始湿质量(g)，Wt为t时间后的湿质量(g)，SLGR为体长特定增长率，L0为初始体长(cm)，Lt为t时间后的体长(cm)，t为时间(d)。

养殖对虾的存活率按下式进行计算：

SR=Nt/N0×100%

式中，SR为存活率,N0为初始时虾的数量，Nt为t时间后虾的数量。

海藻对营养盐的清除率按下式计算：

C=(V0-Vi)/V0×100%

式中，C为营养盐清除率，V0为对照组的营养盐质量浓度(mg/L)，Vi为试验组的营养盐质量浓度(mg/L)。

2 结果与分析

2.1 南美白对虾的生长情况

由表1可以看出，对照组中南美白对虾的体长和体质量的特定增长率均最低，分别为0.73%和3.23%。与对照组相比，龙须菜、孔石莼、海带、浒苔组中南美白对虾的体长特定增长率分别提高了0.70、0.63、0.53、0.65个百分点，体质量特定增长率分别提高了1.01、0.67、0.48、0.91个百分点。龙须菜、孔石莼、海带、浒苔组中南美白对虾生长情况均较南美白对虾单养良好，龙须菜组体长和体质量的特定增长率均最高，分别为1.43%和4.24%。各试验组中南美白对虾成活率分别为100.0%、100.0%、87.5%、100.0%，对照组仅为75.0%。

表1 不同混养模式下南美白对虾的生长情况

2.2 海藻对养殖水体中营养盐的清除效果

2.2.1 海藻对NH4-N的清除效果 由图1可以看出，试验期间，试验组的NH4-N质量浓度水平明显低于对照组。试验前21d对照组中的NH4-N质量浓度上升幅度较大，从最初的0.11 mg/L上升到0.46 mg/L，之后上升趋势减缓。其原因可能是因为温度下降使南美白对虾的新陈代谢能力减弱，排泄物减少[12]。与对照组相比，试验期间龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中的NH4-N质量浓度始终处于较低水平， 各试验组中NH4-N平均值分别为0.14、0.16、0.17、0.16 mg/L，而对照组为0.43 mg/L。试验结束时，龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中NH4-N清除率分别为79.25%、75.47%、71.70%、77.36%。

图1 海藻对NH4-N的清除效果

2.2.2 海藻对NO2-N的清除效果 由图2可以看出，与对照组相比，各试验组中NO2-N质量浓度变化幅度不大，均处于较低水平。对照组的NO2-N质量浓度7 d急剧上升至0.21 mg/L，之后变化趋于平缓，试验期间6次测量值之间变化幅度不大，均值为0.24 mg/L。试验期间龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中NO2-N质量浓度平均值分别是0.08、0.09、0.12、0.10 mg/L。试验结束时，龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中NO2-N清除率分别为68.00%、60.00%、56.00%、76.00%。

图2 海藻对NO2-N的清除效果

2.2.3 海藻对NO3-N的清除效果 由图3可以看出，各养殖模式中NO3-N质量浓度的变化趋势和NO2-N质量浓度的变化趋势类似，试验期间龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中NO3-N质量浓度平均值分别是0.15、0.16、0.22、0.17 mg/L，而对照组为0.36 mg/L。试验结束时，龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中NO3-N清除率分别为67.57%、54.05%、40.54%、59.46%。

图3 海藻对NO3-N的清除效果

2.2.4 海藻对PO4-P的清除效果 由图4可以看出，对照组中PO4-P质量浓度总体呈上升趋势，其变化范围为0.12～0.40 mg/L。前14 d，4个试验组的PO4-P质量浓度都有所上升，其中海带组中PO4-P质量浓度上升幅度较大，从第14天开始，各试验组中PO4-P质量浓度开始缓慢下降。在试验期间，对照组中PO4-P质量浓度的平均值为0.33 mg/L，龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中PO4-P质量浓度平均值分别为0.16、0.16、0.21、0.17 mg/L。试验结束时，龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中PO4-P清除率分别为70.00%、65.00%、57.50%、67.50%。

图4 海藻对PO4-P的清除效果

3 结论与讨论

3.1 海藻对南美白对虾生长的影响

海藻与南美白对虾具有生态上的互补性，能吸收南美白对虾释放到水体中的CO2和氮、磷等营养盐，并能释放出虾类呼吸所需的O2，进而增加水体溶解氧含量,净化水质，虾排泄物中的含氮物质为海藻提供了充足的氮源。本试验结果显示，加入海藻的试验组中南美白对虾体质量特定增长率、体长特定增长率和存活率均明显高于对照组。

3.2 海藻对营养盐的清除

饵料有约80%的氮被虾类直接摄食，摄食的部分中仅有约28%的氮用于虾类生长，这意味着投入的饵料仅有22%被有效利用，其余部分都以营养盐的形式排放到养殖环境中[13]。发展大型海藻和虾类的混养方式是解决虾类养殖水体富营养化的有效方法[14-15]。本试验结果表明，海藻对营养盐的清除效果明显，尽管试验期间没有换水，植入海藻的虾养殖水体仍能保持良好的水质。

大型海藻对硝态氮的清除效果一般低于氨态氮[16]，在试验结束时，龙须菜、孔石莼、海带和浒苔各组中NH4-N清除率分别为79.25%、75.47%、71.70%、77.36%，而NO3-N清除率分别为67.57%、54.05%、40.54%、59.46%。主要是因为海藻能将氨态氮直接转化成氨基酸,而亚硝态氮需先转化成氨态氮,然后再转化成氨基酸。

综合4种海藻对养殖水体中营养盐的清除效果以及对南美白对虾体质量特定增长率、体长特定增长率和存活率的影响，可以得出，龙须菜与南美白对虾混养效果最佳。

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Ecological Effects of Four Kinds of Algae inPenaeusvannameiCulture System

ZHENG Hui1,XU Wenchao2

(1.Ocean College of Hebei Agricultural University,Qinhuangdao 066000,China; 2.Tangshan Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau,Tangshan 063000,China)

Four kinds of algae，Gracilarialemaneiformis，Ulvapertusavar，LaminariajaponicaAresch andEnteromorphaprolifra，were polycultured withPenaeusvannameirespectively in laboratory to investigate different algae’s nutrients uptake rates．The results showed that all the algae could absorb the nutrients produced byPenaeusvannameieffectively．The uptake rates ofGracilarialemaneiformison nutrients of NH4-N,NO2-N,NO3-N and PO4-P were 79.25%，68.00%，65.57%and 70.00%,respectively．In theUlvapertusavarpolyculture system，the uptake rates of nutrients were 75.47%，60.00%，54.05%，65.00%,respectively，and 71.70%，56.00%，40.54%，57.50%,respectively inLaminariajaponicaAresch polyculture group，and 77.36%，76.00%，59.46%，67.50%,respectively inEnteromorphaprolifrapolyculture group．The growth rates ofPenaeusvannameiin the polyculture patterns were higher than that in monoculture pattern．The SLGR and SWGR ofGracilarialemaneiformiswere 1.43%and 4.24%,respectively.Considering the effects on water quality purification，SWGR,SLGR and SR ofPenaeusvannamei，GracilarialemaneiformisandPenaeusvannameipolyculture petterns had better effects than the others．

Penaeusvannamei;Gracilarialemaneiformis;Ulvapertusavar;LaminariajaponicaAresch;Enteromorphaprolifra; polyculture

2015-10-20

秦皇岛市科技计划支撑项目(201401A209)

郑 辉(1982-)，男，河北唐山人，讲师，硕士，主要从事水体污染防治技术的研究。E-mail: zhenghui619@163.com

S94

A

1004-3268(2016)05-0144-04