仿刺參(Apostichopus japonicus)池塘氮磷收支和沉積物特征性氮磷垂直分布的實驗研究.pdf

1、研究已發(fā)現(xiàn)，海參病害的發(fā)生與環(huán)境條件的劇烈變化，如溫度、鹽度和pH值等有密切的關(guān)系。因此，了解刺參養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的變化規(guī)律，研究養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和環(huán)境，研究系統(tǒng)中各種營養(yǎng)物質(zhì)的積累和排放，保持一個良好的養(yǎng)殖環(huán)境以減少養(yǎng)殖業(yè)對周圍近海環(huán)境的影響尤為重要。氮磷是影響水體生態(tài)系統(tǒng)的重要元素，其利用率和積累情況常被作為評價養(yǎng)殖水平、模式以及自身污染程度的重要指標(biāo)。近海灘涂沉積物是氮磷等生源要素的重要蓄積庫，它在承擔(dān)對上覆水環(huán)境凈化功能的同時，也在

2、一定程度上發(fā)揮著營養(yǎng)源的作用，不斷向上覆水釋放營養(yǎng)鹽，對水體富營養(yǎng)化具有重要的貢獻(xiàn)。水體的營養(yǎng)鹽污染可分為外源和內(nèi)源污染，而氮磷的分布形態(tài)也已被證實與內(nèi)源負(fù)荷具有直接相關(guān)性。在外源性營養(yǎng)物質(zhì)被控制之后，內(nèi)源沉積物中的氮磷仍然可以通過間隙水與上覆水進(jìn)行物理的、化學(xué)的和生物的交換作用從而可能使水體仍然處于富營養(yǎng)狀態(tài)。因此對沉積物特征性氮磷的研究就顯得尤為重要。 本文利用陸基圍網(wǎng)實驗，研究了不同養(yǎng)殖模式下刺參養(yǎng)殖池塘的水化學(xué)狀況、特征

3、性氮磷在底泥中的垂直分布以及氮磷收支狀況，旨在為刺參池塘生態(tài)系結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供化學(xué)收支依據(jù)和沉積物氮磷垂直分布的理論依據(jù)。 1.投餌與不投餌刺參養(yǎng)殖池塘水質(zhì)變化的初步研究 本實驗以投餌和不投餌兩口刺參養(yǎng)殖池塘(放養(yǎng)密度為10 ind m-2)研究對象，進(jìn)行了6個月的投餌與不投餌養(yǎng)殖實驗。調(diào)查養(yǎng)殖期間池塘水質(zhì)的變化、投餌和換水對池塘水質(zhì)的影響，以期為海參養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)依據(jù)。 結(jié)果表明：在兩種養(yǎng)殖模式下，池塘水體的

4、pH呈逐漸增大的趨勢，鹽度則緩慢降低，兩者皆在降雨期間波動劇烈；池塘的水溫、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、NH3-N和SRP在夏季偏高，春季和秋季較低，季節(jié)變化明顯；池塘水體的TN和TP表現(xiàn)為春季>夏季>秋季；投餌池塘NO2-N含量顯著高于不投餌池塘(P<0.05)，其它指標(biāo)差異不顯著(P>0.05)；兩池塘水體皆屬于磷限制中度營養(yǎng)化水。換水后，兩池塘水體的pH和鹽度波動趨于平穩(wěn)；TN含量差異不明顯，TP含量明顯降低，差異顯

5、著(P<0.05)；NH4+-N、COD、NH3-N含量明顯升高，差異顯著(P<0.05)；NO3--N、NO2--N含量換水后不投餌池塘降低，投餌池塘升高，兩者差異顯著(P<0.05)。換水對池塘水質(zhì)的影響可能與投餌和池塘的底質(zhì)有關(guān)。 2.投餌和密度對刺參養(yǎng)殖池塘氮磷收支影響的實驗研究 本實驗采用圍網(wǎng)生態(tài)學(xué)方法，設(shè)計投餌和非投餌兩種養(yǎng)殖模式，每種模式設(shè)5個密度水平，分別為A(5ind m-2)、B(10ind m-2)

6、，C(15ind m-2)、D(25 indm-2)和E(35 ind m-2)，每個處理均設(shè)4個重復(fù)。 結(jié)果表明：換水是池塘氮磷的主要輸入和輸出途徑。非投餌組和投餌組換水所輸入的氮分別占N總輸入的89.62％～90.21％和66.42％～84.54％，磷分別占P總輸入的88.46％～90.77％和31.76％～67.24％，非投餌組和投餌組換水所輸出的氮分別占N總輸出的87.72％～107.10％和63.19～83.14％，磷

7、占P總輸出的46.88％～57.33％和22.96％～43.28％；投餌組的餌料輸入分別占N、P總輸入的6.24％～25.66％和25.93％～64.09％；在支出項目上各處理組間數(shù)據(jù)(投餌組底泥積累除外)并沒有表現(xiàn)出明顯的與密度相關(guān)的差異性。底泥沉積隨著投餌量的增大，在支出項目中所占比例逐漸增大，非投餌組和投餌組中分別占N總輸出的-24.8％～5.84％(積累為負(fù)值)和7.20％～23.28％，分別占P總輸出的8.78％～20.49％

8、和28.72％～56.39％，而投餌各處理組底泥積累明顯高于非投餌各處理組。 3.不同附著基種類對刺參養(yǎng)殖池塘氮磷收支影響的實驗研究 本實驗采用圍網(wǎng)生態(tài)學(xué)方法，五種附著基分別為石頭(A)、瓦片(B)，塑料管(C)、空心磚(D)和水泥管(E)，不同附著基上刺參的放養(yǎng)密度皆為10頭/m2，每個處理均設(shè)4個重復(fù)。 結(jié)果表明：在五種不同附著基養(yǎng)殖條件下，換水是池塘氮磷的主要輸入和輸出途徑。換水所輸入的氮磷分別占N、P總輸

9、入的90.7％和91.1％，換水所輸出的氮磷分別占氮、磷總輸出的64.3％～76.9％和43.5％～50.2％；在支出項目上，各處理組間數(shù)據(jù)(投餌組底泥積累除外)并沒有表現(xiàn)出明顯的與附著基相關(guān)的差異性。而各組底泥氮沉積分別占氮總輸出的比例關(guān)系為C(22.1％)>B(17.3％)>D(11.8％)>E(10.3％)>A(6.1％)，底泥磷沉積占磷總輸出的比例關(guān)系為A(22.3％)>B(19.9％)>D(17.6％)>E(17.1％)>C(

10、14.5％)。剛毛藻(Cladophora oligoclona)所輸出的氮磷分別占氮、磷總輸出的2.2％～3.3％和16.3～19.0％。 5.對蝦和刺參混養(yǎng)系統(tǒng)池塘氮磷收支影響的實驗研究 試驗采用雙因子實驗設(shè)計，刺參設(shè)置兩個密度：A組10和B組15ind m-2；中國明對蝦設(shè)置四個密度：0，2，4和8 ind m-2；每組3個重復(fù)；整個養(yǎng)殖期間不投餌。 結(jié)果表明：換水是池塘氮磷的主要輸入和輸出途徑。在支出項目

11、上，A組和B組收獲的刺參產(chǎn)量氮含量分別占N總輸出的0.26％～0.43％和0.30％～0.35％，磷分別占P總輸出的0.43％～0.58％和0.35％～0.85％；A組和B組收獲的對蝦產(chǎn)量氮含量分別占N總輸出的0.87％～0.93％和0.88％～0.96％，磷分別占P總輸出的1.34％～1.52％和1.57％～1.60％；換水依然是最主要的氮磷輸出方式。底泥沉積在A組和B組中分別占N總輸出的1.85％～2.05％和4.52％～5.08％

12、，分別占P總輸出的12.49％～12.66％和10.05％～15.08％。 6.不同附著基種類對刺參池塘沉積物特征性氮磷垂直分布影響的實驗研究 實驗設(shè)計在相同投放密度(10ind m-2)和規(guī)格(5.0±0.2g ind-1)情況下采用不同附著基的養(yǎng)殖模式，附著基具體為：石頭(A)、瓦片(B)、塑料管(C)、空心磚(D)、水泥管(E)五種。每個處理均設(shè)計4個重復(fù)。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實驗池塘底質(zhì)氮磷含量較低。沉積物TN含

13、量的變化范圍為430～1260 mg kg-1，平均值為711 mg kg-1，呈現(xiàn)出表層>中層>下層的趨勢，各處理組沉積物TN的平均含量如下：D(空心磚)>C(塑料管)>E(水泥管)>B(瓦片)>A(石頭)；NH+4-N和NO-3-N含量在TN中分別占3.97％和1.08％；特征性氮元素隨著季節(jié)呈現(xiàn)出一定規(guī)律的變化；沉積物TP含量的變化范圍為366.6～1228.1mg kg-1，平均值為825.3 mg kg-1，呈現(xiàn)出表層<中層<

14、下層的趨勢，各處理組沉積物TP的平均含量如下：A(石頭)>B(瓦片)>C(塑料管)>D(空心磚)>E(水泥管)：L-P、Fe-P、Ca-P、D-P和O-P含量在TP中分別占2.81％、37.56％、4.04％、10.12％和61.60％。特征性磷元素的季節(jié)變化規(guī)律較為復(fù)雜，呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。 7.刺參和對蝦混養(yǎng)池塘沉積物特征性氮磷垂直分布的實驗研究 刺參設(shè)兩個放養(yǎng)密度：A組10 ind m-2和B組15ind m-2

15、；中國明對蝦設(shè)三個放養(yǎng)密度：分別為0，2和8 ind m-2；其中A0、A2、A8分別代表；刺參密度為10ind m-2的A組與對蝦密度為0，2和8 ind m-2的組合，B0、B2、B8分別代表刺參密度為15 ind m-2的B組與對蝦密度為0，2和8 ind m-2的組合。每個處理3個重復(fù)；整個養(yǎng)殖期間不投餌。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，池塘底質(zhì)氮含量較低，磷含量較高。沉積物TN含量的變化范圍為140～480mg kg-1，平均值為282.

16、4 mg kg-1，各層平均值呈現(xiàn)出明顯的從表層到底層下降的趨勢，但是在沉積物下層15cm左右出現(xiàn)上升的拐點。特征性氮元素隨著季節(jié)呈現(xiàn)出一定規(guī)律的變化；沉積物TP含量的變化范圍858.1～3369.5 mgkg-1，平均值為1551.7 mg kg-1，表層含量較高，0～10cm層隨著深度增加TP含量出現(xiàn)明顯的降低，10cm以下含量變化較為穩(wěn)定，在13cm處出現(xiàn)上升拐點；L-P、Fe-P、Ca-P、D-P和O-P含量在IP中分別占3.0