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不同环境因子对龙须菜生长影响的初步研究



全 文 :基金项目:河北省省级预算项目2012055552
作者简介:李赵嘉(1989-),男,硕士研究生,研究方向:海洋生物。E-mail:tofriendzhaojia@163.com
通讯作者:曹英昆E-mail:yingkun-cao@163.com
doi:10.3969/j.issn.1004-6755.2013.08.002
不同环境因子对龙须菜生长影响的初步研究
李赵嘉,曾昭春,贾佩峤,郭 冉,夏 辉,曹英昆
(河北农业大学海洋学院,河北 秦皇岛066003)
摘 要:为了研究不同环境因子(光照强度、培养温度、藻体密度、盐度)对龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)
特定生长率(SGR)的影响,并为近海海域放养龙须菜进行环境修复和龙须菜的人工养殖提供理论依据,在实
验室条件下,设置光强梯度为:500、1 000、1 500、2 000lx;温度梯度为:10、15、20、25℃;藻体密度梯度为:
0.5、1.0、1.5、2.0g/L;盐度梯度为:20‰、25‰、30‰、35‰。结果表明,龙须菜在2 000lx光照强度条件下,
特定生长率明显高于其他光照强度;20℃为龙须菜最适生长温度;密度在1.5g/L时生长最快;盐度为30‰
时特定生长率达到最大。因此,2 000lx、20℃、1.5g/L、30‰是本实验龙须菜的最适生长环境。
关键词:龙须菜(Gracilaria lemaneiformis);光照强度;温度;密度;盐度;特定生长率
  目前国内外都比较深入地对江蓠属进行了研
究,主要包括生长环境适应度的研究[1-2]、营养盐
限制对龙须菜特定生长率的影响等[3-10]。国内
外学者普遍认为,大型海藻的养殖是一种有效吸
收并利用营养物质,净化海水,延缓并修复水域富
营养化的措施之一[11-13]。而对于龙须菜在实验
室可控条件下其最适生长环境因子的研究则相对
比较少,本实验初步研究了龙须菜最适生长光照、
温度、盐度和密度等,为今后的研究奠定了理论
基础。
龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)是一种大
型海藻,系红藻门、杉藻科,是江篱属中一种重要
的产琼红藻,其藻体呈直立圆柱状;鲜藻呈紫红
色,干燥后变黑;丛生,最长藻体可达1m以上;
分枝较多,互生或偏生。具有生长快、能适应较高
温度等特点而被广泛养殖,同时还具有很高的经
济价值和生态作用[14]。野生型龙须菜生大多长
于低潮带到潮下带的岩石上,产于我国北方沿海,
以山东沿海分布较多。目前在广东、福建、浙江、
山东和江苏沿海得以广泛栽培,是近海域生态环
境修复较为重要的生物材料[15-16]。自然条件下
龙须菜的生长受不同环境因子的调节,适宜龙须
菜栽培的海水温度范围为10~26℃,其最适宜生
长的水温为18~24℃。适宜其栽培的海水盐度
范围 为 6‰ ~34‰,其 最 适 盐 度 为 23‰ ~
32‰[17]。为进一步研究龙须菜实验室条件下生
长的适宜光照强度、温度、密度、盐度等环境条件,
掌握龙须菜生长的环境因子和实验参数,本文在
实验室条件下,设置不同梯度的光照、温度、密度、
盐度等条件,探究了不同环境因子对龙须菜特定
生长率的影响,为近海海域放养龙须菜进行环境
修复以及人工养殖提供了理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料的采集与处理
实验用龙须菜采于昌黎七里海(北纬38.60°
~39.00°,东经118.15°~118.17°),选择其中生
长状态良好,长势相近的海藻,冷藏处理后,将其
放入收纳箱中带回实验室。藻体表面用干净的纱
布和毛刷轻轻刷洗,以去掉泥沙、杂藻及其他附生
物,并用消毒海水彻底冲洗数次,然后放入实验室
水族箱内用过滤后海水暂养7d,使其适应实验室
条件,以保证海藻能在正常生长情况下进行实验。
暂养期间水温19℃,盐度30‰,光照强度500lx,
光周期12L:12D。
实验的培养器皿采用1L的烧杯,每个烧杯
—6—
《河北渔业》2013年第8期(总第236期)                   ○研究与探讨
中盛放1L经过过滤的海水,并加入1mL已配
好的氮磷营养液(f/2Guilard.1962改良型培养
液)。
1.2 龙须菜最适生长条件的研究
在相同的氮磷浓度水体中,分别对龙须菜进
行不同光照强度、不同培养温度、不同藻体密度和
不同盐度梯度的培养,测定其特定生长率,研究龙
须菜最适的生长条件。
1.2.1 光照强度对龙须菜生长的影响 设置
500、1 000、1 500、2 000lx 4个光照强度梯度,藻
体密度均为1.5g/L、培养温度均为20℃、盐度
均为30‰,每个光照强度下设3个重复平行实
验,测定不同光照强度梯度下龙须菜湿重的相对
生长率。实验共培养12d,每3d更换一次培养
液,每天搅拌3次。每次更换培养液时称量藻体
湿重,根据公式SGR=(lnWt-lnW0)/T×100%
计算其特定生长率(SGR),其中 W0 为初始藻的
鲜重(g),Wt为实验结束时藻的鲜重(g),T为实
验持续的时间(d)[18]。
实验在GXZ-208B型智能光照型培养箱中
进行,用VICTOR 1010A型自动量程数字照度计
测定光照强度。
1.2.2 温度对龙须菜生长的影响 设置10、15、
20、25℃4个培养温度梯度,光照强度均为2 000
lx、藻体密度均为1.5g/L、盐度均为30‰,每个
温度梯度设3个重复,测定不同温度下龙须菜湿
重,并计算其特定生长率(SGR)。实验在GXZ-
208B型智能光照型培养箱中进行,实验共培养
12d,每3d更换一次培养液,每天搅拌3次。特
定生长率测定计算方法同1.2.1。
1.2.3 藻体密度对龙须菜生长的影响 设置
0.5、1.0、1.5、2.0g/L4个藻体密度梯度,光照强
度均为2 000lx、温度均为20℃、盐度均为30‰,
每个藻体密度梯度设3个重复,测定不同藻体密
度下龙须菜湿重,并计算其特定生长率(SGR)。
实验共培养24d,每3d更换一次培养液,每天搅
拌3次。特定生长率测定计算方法同1.2.1。
1.2.4 盐度对龙须菜生长的影响 设置20‰、
25‰、30‰、35‰4个盐度梯度,光照强度均为
2 000lx、温度均为20℃,藻体密度为1.5g/L。
每个盐度梯度设3个重复,测量不同盐度下龙须
菜湿重,并计算其特定生长率(SGR)。实验共培
养24d,每天搅拌3次。龙须菜的特定生长率测
定计算方法同1.2.1。
1.3 统计分析
所得数据用统计软件SPSS17.0进行分析,
以P<0.05作为差异显著水平。
2 结果与分析
2.1 龙须菜最适生长条件的研究
2.1.1 光照强度对龙须菜生长的影响 由图1
可见,除0~3d,龙须菜在1 000lx光照强度下生
长率大于1 500lx下的生长率外,其他时间周期
内龙须菜生长率均随光照强度的增大而增加,其
中在培养3~6d时,龙须菜在2 000lx时,SGR
达到最大值为5.88%。方差分析结果表明,不同
光照强度SGR差异极显著(F=11.887 73,P<
0.01)。随着培养时间延长,龙须菜的生长率整体
呈下降趋势,部分藻体出现顶端变白腐烂的现象。
图1 光照对龙须菜生长的影响
2.1.2 温度对龙须菜生长的影响 温度对龙须
菜生长的实验结果见图2。在整个实验期间(12
d),SGR随着温度的升高逐渐增加,20℃时达到
最大值,为1.66%,10℃较低为0.88%。方差分
析结果表明,不同温度,SGR差异极显著(F=
10.868 24,P<0.01)。从图中还可以看出,实验
3~6d与其他天数的生长特性不同,实验3~6
d,SGR在25℃时达到最大值为2.14%,而其他
天数时SGR在20℃最大。可见,龙须菜在15~
25℃都具有较高的生长率。
图2 温度对龙须菜生长的影响
2.1.3 培养密度对龙须菜生长的影响 培养密
—7—
《河北渔业》2013年第8期(总第236期)                   ○研究与探讨
度对龙须菜生长的影响如图3所示,随着培养时
间的增加,各密度下生长率总体呈下降趋势,0~
24d实验周期内,1.5g/L密度的藻体平均生长
率最高,达0.36%,密度为1.0g/L时,生长率为
-0.08%,呈负增长;实验初期0~3d,藻体都有
较高的增长率,1.5g/L时最高3.20%。不同藻
体培养密度,SGR差异不显著(F=1.683 758,P
>0.05)。
图3 培养密度对龙须菜生长的影响
2.1.4 盐度对龙须菜生长的影响 盐度对龙须
菜生长的影响如图4所示,0~24d,龙须菜在
20‰ ~30‰ 盐 度 下 生 长 率 相 近,SGR 平 均
0.35%,而35‰盐度下生长率较低为0.06%;其
中,0~3d,30‰盐度龙须菜SGR明显高于其他
盐度,达到3.20%;实验中后期,35‰盐度出现
SGR负增长情况较多。经方差分析,在整个实验
过程中(0~24d),盐度对龙须菜SGR的影响的
差异并不显著(F=0.862 779,P>0.05)。
图4 盐度对龙须菜生长的影响
3 讨论
光是植物赖以生存的能量来源,光照可以直
接影响到海藻的新陈代谢活动,没有光照,海藻便
不会进行光合作用[19]。研究中发现,光照强度是
造成藻体生化组成变化的主要因素[20]。在自然
海域中,光照强度随着海水深度的增加而逐渐减
弱,而河北海域近海的自然环境透明度较低,光照
强度低,本实验中的光照强度梯度的设置接近于
河北自然海域中的光照强度。本实验结果表明,
不同的光照强度对龙须菜的特定生长率存在显著
影响,光强在500~2 000lx范围内,龙须菜的特
定生长率是随着光照强度增大而逐渐升高。
温度也是影响龙须菜生长的主要因素之一,
同时也是影响龙须菜对营养盐吸收的主要因素。
藻种不同,生长的临界温度也有所不同,同时当温
度改变时,藻类会作出迅速的响应,一般,藻类生
长会随温度的升高而增快[18]。本次实验发现,在
10~25℃范围内龙须菜都有生长趋势,但当温度
低于20℃时,其特定生长率较低,且随着实验时
间的进行,其特定生长率增加幅度减少,温度为
20℃时龙须菜的特定生长率最高,其次为25℃,
说明龙须菜具有耐高温的能力。龙须菜原产地的
适应温度为11~22℃[21],经过南方海区的养殖,
其适应温度有所增加,在15~25℃都具有较高的
特定生长率,且随着养殖时间的延长,其对高温的
适应能力逐渐增强[15],与本实验具有相似之处。
南北海域环境的差异,以及种类的不同,使得龙须
菜达到最大特定生长率的最适温度也存在着区
别,南方海域龙须菜的最适温度范围为25~
30℃[19]。
龙须菜的最适生长密度,对其养殖和进行海
藻环境修复中藻类放养密度有指导作用,对于提
高海域利用率和经济效益有着重要意义,实验中
龙须菜在密度为1.5g/L时,相对生长率达到
最大。
一般情况下,江篱属的一些种类在较大盐度
的变化下,仍保持有较高的特定生长率,然而,本
次实验发现,尽管在实验所设定盐度范围内龙须
菜都能生长,但在盐度为35‰时其特定生长率最
低,而在盐度为30‰时最高。另外,不同的环境
因子间的相互作用也会对藻类的特定生长率有着
不同影响。经研究发现,温度和盐度对某些大型
海藻特定生长率的影响具有交互作用[22],海藻对
盐度变化的反应则是通过温度来进行调整的,在
相同温度下,海藻生长和存活时间与培养水体盐
度高低具有联系[23],在极端温度下,对盐度的适
宜范围较窄,而适宜温度内,对盐度的耐受范围也
随之扩大。河北海域的盐度为30‰,而实验所得
数据经由分析,得出实验条件下,龙须菜在水体盐
度为30‰时有较高的特定生长率,与海域自然条
件下龙须菜的盐度相吻合,因此,由实验可以得
出,河北海域近海的水体盐度适宜龙须菜的生长。
在光照强度和温度对龙须菜特定生长速率影
—8—
《河北渔业》2013年第8期(总第236期)                   ○研究与探讨
响的两组实验中,通过图1和图2均能比较直观
地分析出不同的条件下龙须菜都具有不同的特定
生长率;然而在密度和盐度对龙须菜特定生长率
影响的两组实验中,图3和图4均有负值出现,而
且不同环境因子之间对龙须菜特定生长率的影响
不存在显著的差异,而这两组的培养周期较光照
强度与温度两组的周期长,说明随着藻体培养周
期的增加,龙须菜特定生长率会整体呈现下降趋
势。有研究表明,周期为12~14d时,对测定藻
类相关的指标具有显著的效果[18,24]。因此,确定
合适的培养周期,同样对测定龙须菜特定生长率
有着显著的影响。
综上所述,在实验室条件下,光强2 000lx、
温度20℃、密度1.5g/L、盐度30‰时,龙须菜的
特定生长率达到最大,为最适生长条件,基本符合
了河北唐山海域浅海地带龙须菜的自然生长环
境,为河北海域龙须菜的养殖及近海海域生态的
修复奠定了理论基础。
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Influence of different environmental factors on
growth of Gracilaria lemaneiformis
LI Zhao-jia,ZENG Zhao-chun,JIA Pei-qiao,Guo Ran,XIA Hui CAO Ying-kun*
(Ocean colege of Hebei Agricultural University,qinghuangdao hebei 0660003)
Abstract:In order to study on the specific growth rate(SGR)of Gracilaria lemaneiformis under dif-
ferent environmental factors(light intensity,temperature,salinity,density),moreover(下转第46页)
—9—
《河北渔业》2013年第8期(总第236期)                   ○研究与探讨
换水。每次换水量不超过总水量的1/2。每天坚
持巡塘2~3遍,观察吃食情况,有无病死蟹,防逃
墙有无破损,有无天敌等,发现问题及时处理。
4 养殖
4.1 养殖稻田
稻田放苗前20d不可施农药,放苗用水进入
后不可施化肥,用450~600kg/hm2 的生石灰消
毒,以达到清野除害的目的,放苗前要将地内青
蛙、鼠、蛇等清除干净。在环沟中尽量培植适量的
水草(移栽苦草、轮叶黑藻等沉水性植物),以利于
扣蟹的栖息、隐蔽和蜕壳。
4.2 放蟹时间
从4月中旬开始扣蟹在暂养池中经50多天
的暂养,一般是6月上旬在水稻施完促分蘖肥后,
把扣蟹放入稻田。
4.3 养殖密度
可根据养成的规格适当调整。一般投放
4 000~6 000只/hm2。
5 饲养管理
5.1 饵料投喂
投喂配合饵料与黄豆、玉米等粗饵料相结
合的方式,有条件的可投喂小鱼虾、螺蚌肉等动
物性饵料,投喂方法做到多点、定位、定质、定
量、定时,少量多次。白天投量占总量的30%,
傍晚后占70%,以第二天略有剩余的量掌握。
18℃以下按蟹体重5%左右投喂,18℃以上按
11%左右投喂。按照“两头精,中间粗”的原则
投喂,河蟹生长前期以精料为主,中期以青料为
主,后期以精料肥育增重为主。投喂时注意观
察河蟹吃食情况,根据河蟹的吃食情况调整第
二天投喂量,这是初期促长大,中期控规格,后
期抓育肥的投饵方法。
5.2 水质调节
稻田的进排水口最好设在稻田的对角处,有
利于换水。在有条件的情况下,尽量多换水,一个
月至少换4次以上,换水量在田水的一半左右。
稻田水位保持在20cm左右,最低不少于10cm,
换水时要注意水温差不超过3℃,并防止急水冲
灌,干扰河蟹正常生活。
5.3 稻蟹病害防治
水稻病害防治用药时,粉剂最好在露水未干
时喷洒;乳剂、水剂宜在晴天露水干后用喷雾器以
雾状喷出,药物要喷洒在水稻的叶面上,避免直接
落入水中。天气突变、闷热天气、下雨天时不能施
用农药,施药时间应在晴天下午17:00左右,用药
前通过排水将河蟹集中到环沟,用药后注水恢复
原水位。稻田蟹病主要是预防,一是每隔20d左
右用生石灰75~120kg/hm2 泼洒全田,注意用
生石灰时要避开蜕壳期;二是适当使用光合细菌
调节水质,减少病害的发生。
综上所述暂养技术可能只适合于北方,“分箱
式”插秧技术确具有非常普遍的适用性,插秧技术
中的12行移栽也可是6行、8行、10行,可根据地
块、机械等灵活运用。
(收稿日期:2013-05-10修回日期:2013-05-13


(上接第9页)
provide the corresponding theory basis for offshore environmental restoration by Gracilaria lemane-
iformis and artificial cultivation.The experiment was conducted in the laboratory conditions,setting
four light gradient:500,1 000,1 500,2 000lx,four temperature gradient:10,15,20,25℃,four
algal density gradient:0.5,1.0,1.5,2.0g/L,four salinity gradient:20‰,25‰,30‰,35‰.The
results show that,Gracilaria lemaneiformis in 2 000lx light intensity conditions,specific growth
rate was significantly higher than other light intensity,20℃is the optimum temperature for growth
of Gracilaria lemaneiformis,the density of the fastest growth is in the 1.5g/L,the salinity is 30‰
when specific growth rate reached the maximum.Therefore,2 000lx,20℃,1.5g/L,30‰is the
most suitable growth environment of Gracilaria lemaneiformis under the experimental conditions.
Key words:Gracilaria lemaneiformis;Light intensity;Temperature;Density;Salinity;SGR
(收稿日期:2013-04-23;修回日期:2013-05-04)
—64—
《河北渔业》2013年第8期(总第236期)                   ○增殖与养殖