全 文 ：菊花江蓠对陆基围隔高密度对虾养殖的污染净化与水质调控
徐永健1 ,韦玮1 ,钱鲁闽2
(1.宁波大学 生命科学与生物工程学院 ,浙江 宁波 31521;2.国家海洋局第三海洋研究所 ,福建 厦门 316005)
摘要:采用围隔设置单养虾(S)、单养藻(A)、虾藻混养(SA)、虾鱼藻混养(SFA)4 种不同养殖模式 , 探讨菊花江蓠
(Gracilaria lichevoides)对围隔高密度对虾养殖过程中产生的污染进行净化和水质调控作用。结果表明 , 养殖菊花江蓠
的围隔水体中有更高的 DO 水平和较低的营养盐水平 , 说明对养殖水体的环境因子和营养盐都能起到很好的调控作用。
水体中弧菌密度也较低 , 养殖环境稳定性好 ,使得养殖的对虾生长快 ,成活率高。与 S 相比 , SA 中的对虾成活率提高了
32%。本实验对于采用搭配大型海藻进行养殖污染的净化与水质调控方法是可行的和有效的。[ 中国水产科学 , 2007 ,
14(3):430-435]
关键词:菊花江蓠;陆基围隔;养殖污染;水质调控
中图分类号:S917　　　文献标识码:A　　　文章编号:1005-8737-(2007)03-0430-06
收稿日期:2006-09-11;修订日期:2006-12-20.
基金项目:浙江省教育厅项目(20051698);浙江省教育厅“高校青年教师资助计划”项目(2005757);宁波市自然科学基金项目(2006A610087).
作者简介:徐永健(1975-),男 ,博士 ,从事养殖生态学方面研究.Tel:0574-87600374;E-mail:xuyongjian@nbu.edu.cn
　　传统的海水养殖对投入的饵料利用率较低 ,大
量的残饵及其他有机物质如粪便 、生物残骸等进入
水体和底质 ,最终都通过水交换进入环境中 。养殖
污染物的排放 、沉积可引起水体富营养化 ,造成水质
恶化[ 1-3] ,对天然水域产生严重破坏 ,已引起了广
泛地关注 。翟美华[ 1] 曾对山东烟台的虾池排污进
行了统计 , 8 000 hm2虾池年排放废水近 44亿 t ,含
有机物质 1.7万 t;孙耀等[ 2] 对山东丁字湾养殖海
域的化学指标和营养状况进行调查也发现 ,由于大
面积的对虾养殖池塘排放的废水 ,已引起了湾内海
域有机物质和营养盐的严重超标和富营养化;沈国
英等[ 3]也指出 ,虾池排放的废水超过局部海域的自
净能力 ,加速了海区的富营养化过程 ,并导致近岸内
湾更频繁地出现赤潮 。
大型海藻能吸收大量的 N 、P 等营养物质 ,产生
氧气 ,可净化和修复受污染的水质[ 4-5] 。是海洋环
境中 N 、P 污染物有效的生物过滤器 ,例如 ,江蓠与
动物混养可有效地去除动物养殖过程中排放的污染
物质[ 4-5] 。通过江蓠与对虾等养殖动物混养 ,优势
互补 ,增产增收 ,这方面已有一些研究报道[ 6] ,本研
究主要从养殖污染净化及水质调控方面考虑 ,旨在
探讨如何对海水养殖生态系统进行优化及综合开
发 ,从而使海水养殖在维护生态环境前提下 ,获得较
好的经济效益。
1　材料与方法
1.1　材料
放养的凡纳滨对虾(Penaeus vannamei Boone)苗
种体长为 1 ～ 2 cm;菊花江蓠(Gracilaria lichevoides)
采自福建省东山岛八尺门养殖筏架;星洲鱼
(Ti lapia mossambicq)由国家海洋局第三海洋研究
所生物技术中心惠赠 ,平均体长 7 ～ 9 cm 。
1.2　实验设计
实验在国家海洋局第三海洋所东区的水泥池中
进行 ,在 6 m×3m×1.8 m 的水泥池中放置 12个尼
龙围隔 ,每个围隔规格为 1.5 m×1.0 m×1.7 m ,各
围隔间无水交换发生 。实验设 4个处理 ,分别为单
养虾(S)、单养藻(A)、虾藻混养(SA)、虾鱼藻混养
(SFA),每个处理设 3 个重复。各围隔放养品种及
规格如表 1所示。
1.3　日常管理与采样
养殖海水来自厦门东海岸 ,沙滤处理 ,进水后在
每个围隔内放置 2 个充气石(作取样前混合水体
用)。养殖生物于 9月 8日放入围隔中 ,菊花江蓠吊
在竹架上 ,固定在水深约 50 cm 处 ,养殖过程中 ,根
据围隔内水色变化适当调整藻架深度 ,当池水透明
度(SD)超过 1 m 时 ,收获部分江蓠 ,恢复到江蓠的
初始放养密度 ,如表 1;星洲鱼实验前经海水驯化成
活后 ,先暂养在纱绢小框内 ,待对虾体长达 5 cm 后 ,
第 14 卷第 3 期
2 0 0 7 年 5 月
　　　　　中 国 水 产 科 学
Journal of Fishery Sciences of China
Vol.14 No.3
May 2007
再把鱼从小框放到围隔内。养殖过程中 ,对所有养
虾围隔投喂配合饵料 ,早晚 2 次 ,并视饲料摄食情
况 ,酌情增减;整个实验期不换水 ,仅添加淡水补充
蒸发的水量 ,至 11月 3日实验结束。
表 1　各处理组放养情况
Tab.1　Stocking conditions in each treatment group
养殖模式
Culture model
藻放养量/g
A lgal stocking
对虾放养量/尾
Shrimp stocking
虾体长/cm
Shrimp body length
鱼放养量/尾
Fish stocking
鱼体长/ cm
Fish body length
S - 700 1-2 -
A 750 - -
SA 750 700 1-2
SFA 750 700 1-2 8 8.10±0.58
注:S ,单养虾;A ,单养藻;SA ,虾藻混养;SFA ,虾鱼藻混养.
Note:S , Shrimp monoculture;A , Alga monoculture;SA , Shrim p polyculture with alga;SFA , Sh rimp polyculture w ith f ish and alga.
　　每天上午 9∶00采样 ,现场测定水温(tW)、溶解
氧(DO)、SD;然后 ,对各围隔充气 2 ～ 3 min ,使围隔
内水体混合均匀 ,再用 1 L 聚乙烯瓶采集水样 。立
刻运回实验室进行处理 ,异养菌样品用戊二醛固定
后 , -20 ℃保存 ,采用流式细胞仪(FCM)进行定量
分析。浮游植物用鲁戈氏液固定 500 mL 海水 ,24 h
后浓缩加 1 mL 甲醛固定并定容至 50 mL;pH 用 O-
rion酸度计测定;水体中 N 、P 等营养元素分析参照
JGOFS REPORT No.19[ 7]推荐的方法 。
凡纳滨对虾的体长测定采用饵料台随机抽样方
法 ,共进行 3次 ,分别在 9月 21日 、10月 11日和 10
月 28日白天投饵后 0.5 ～ 1 h 内进行 ,每次测定 30
～ 50 尾虾;在凡纳滨对虾体长测定的同时 ,也对各
围隔中的菊花江蓠进行称质量 , 用公式 SGR=
[(Wt/W 0)(1/ t)-1] ×100%计算菊花江蓠的特殊
生长率(SGR , %/d),式中:W 0为初始时刻的藻鲜质
量(g), Wt为 t时刻的藻鲜质量(g), t为 2次测定的
时间间隔(d);水体弧菌采用 CFU 平板计数方法 ,用
TCBS培养基 28 ℃培养 24 h ,各养殖模式中弧菌数
量经 lg 对数变换后作密度动态变化图。
1.4　数据分析
采用 SPSS软件进行多重比较和分析。数值以
X ±SD表示 ,当 P<0.05时 ,认为差异显著 。
2　结果与分析
2.1　各模式中环境因子的动态变化
实验期间 ,围隔内的水温在 27.6 ～ 33.8 ℃之间
波动 ,盐度范围为 26 ～ 28 。实验开始的 9月份水温
较高 ,至 10月份水温有所下降 ,整个实验期间水温
大致从高到低变化 ,温度变化在鱼 、虾 、藻的适宜生
长范围内 。其他的两个重要环境因子 pH 和 DO 的
动态变化情况见图 1 ,各值都是该处理 3 个平行围
隔相应值的平均。从图 1可见 ,在实验前期(9月 30
日前),两因子的变幅不大 ,各养殖模式间差异也不
图 1　不同养殖模式中的 DO 和 pH 随时间的动态变化
S:单养虾;A:单养藻;SA:虾藻混养;SFA:虾鱼藻混养
Fig.1　Variations of DO and pH in different culture models
S:Shrimp monoculture;A:Alga monoculture;SA:Shrimp polyculture with alga;SFA:Shrimp polyculture with fish and alga
第 3 期 徐永健等:菊花江蓠对陆基围隔高密度对虾养殖的污染净化与水质调控 431　
显著(P >0.05);至实验后一阶段(10 月 10 日后),
pH与 DO变化幅度较大 ,各模式间的差异也较大 ,
其中 DO在 S和SFA处理中变幅较A及 SA 处理要
大;而 pH 值在 A和 SA处理中相对较稳定 ,图中显
示曲线的变幅较小。
2.2　各模式中凡纳滨对虾存活率及生长的变化
图 2为不同模式中的凡纳滨对虾的平均体长和
成活率情况。从图 2可见 ,前 2次测量时 ,不同养虾
模式间(S单养虾 、SA 虾藻 、SFA 虾鱼藻)虾的体长
差别不明显(P>0.05),但是 ,S 中虾的规格从 3 cm
到 6.5 cm 不等 ,差异比另 2个模式中要大得多;10
月 28日的第 3次测量 ,S与 SA比较 ,两模式中虾的
平均体长差异非常显著(P <0.01),而 S 与 FSA以
及FSA与 SA间的差异不显著(P >0.05);另外从
对虾的规格和体色等观察 ,SA中的对虾要比其他 2
个模式要匀称 、色泽好 。此外 ,在同一模式中 ,尽管
经过一段时间 ,对虾平均体长都有所增长 ,但是 ,只
有在 SA中 ,后一阶段较前阶段体长的增长明显(P
<0.01),见图 2 。
图 2还显示不同模式间对虾的成活率 。由于养
殖过程中 ,S模式的一个围隔因水华崩溃而造成隔
内全部对虾窒息死亡 ,另一围隔单养虾围隔也由于
缺氧有部分对虾死亡 ,因此图中仅显示 1个单养虾
存活围隔的结果。从图中看 ,养藻围隔中对虾的成
活率要大大高于单养虾围隔(P<0.01),其中 SA模
式比 S 模式中对虾的平均成活率高了 32%;而 SA
与 SFA间 ,成活率的差异不显著(P>0.05)。
图 2　不同养殖模式下对虾平均体长和成活率变化
Fig.2　Variations of average body leng th and survival rate of P.vannamei in different culture models
2.3　各模式中江蓠生长速率变化
图3为各模式中海藻生长速率变化状况。从
图中看 ,9月 21日前 ,各模式中海藻的生长速率都
较大 ,在 5%/d以上;而后的 9月 21日 ～ 10 月 11
日间 ,海藻的生长速率较小 。在这 2个阶段 ,各模
式间海藻的生长速率差异不显著(P >0.05)。至
第 3个阶段(10月 11日后),尽管各模式中海藻的
生长率有所回升 ,但 A 模式中海藻生长速率明显
地不如 SA 和 SFA ,经比较分析 , A 与 SA 和 SFA
间的差异显著(P <0.01);而后两者间差异不明显
(P>0.05)。
2.4　各模式中营养因子动态变化
各围隔营养盐的动态变化如图 4所示 ,各因子
的变化无规律可循 ,实验前期(9月30日前)各因
图 3　不同模式的菊花江蓠特定生长速率变化
Fig.3　Variations of specific grow th rate of G.
lichevoides in different culture models
432　 中 国 水 产 科 学 第 14 卷
子的变化在各模式间的差异不大;至后一阶段 ,各
因子在不同养殖模式中的差异才逐渐变大 。其中
营养因子 NO-3 -N 、NH+4 -N 和 PO3-4 -P 含量在
单养藻A 模式中始终保持比较低的水平 ,而在单
养虾 S中波动最大 ,鱼虾藻 SFA养殖模式营养因
子略低于S 但高于虾藻SA。不同模式中各营养因
子的变化与江蓠的生长趋势相一致 ,前期 N 、P 保
持低水平 ,使得海藻在经历第 1阶段的快速生长后
进入到了低生长的第 2阶段(图 2),而后水体中营
养水平的升高 ,造成了后期海藻生长速率的恢复。
图 4　不同模式中的 IN 、IP及弧菌数量动态变化
注:NV ibrio为围隔中弧菌数量 , cells/mL.
Fig.4　Variations o f IN , IP and Vibiro quantity in different culture models
Note:N Vibrio represents number of Vibrio , cells/mL.
2.5　各模式中的弧菌数量变化
各养殖模式中弧菌数量的动态变化如图 4。从
图中看 ,实验开始时 ,各模式间弧菌的密度相近。随
着养殖时间的延长 , 单养藻 A 中弧菌数量相对稳
定 ,大部分时间都处于 103 cells/mL 量级 ,只是到后
期略有升高 ,但比所有的其他模式都要低;单养虾 S
中弧菌数变化最大 ,也是所有模式中丰度最高的 ,在
104 ～ 106 cells/mL 量级变动;SA 、SFA 中都有江蓠 ,
前期两者的变化趋势相似 ,差异不显著(P >0.05),
但10月 10日后 ,SFA中弧菌密度不断升高 ,最后与
S 模式间没有显著差异(P>0.05),却与 SA差异显
著(P <0.01),而在养殖后期 SA 中的弧菌密度却与
A模式没有显著差异(P>0.05)。
3　讨论
3.1　对虾生长差异
虾池生态系是一个人工控制的生态系 ,人工放
养生物是该系统中的绝对优势种群 ,人工投饵是主
要能量和营养输入途径[ 8] ,因此其稳定性和自我调
节能力较差。养殖系统中人工投入的 N 占总输入
N的 90%以上 ,其中仅很小一部分转化为虾渔产
品[ 9] ,其余的均留在水体中 , 经微生物分解后产生
第 3 期 徐永健等:菊花江蓠对陆基围隔高密度对虾养殖的污染净化与水质调控 433　
了大量的 NH3等一些有毒有害的物质 ,对养殖生物
生长产生抑制作用 ,甚至还诱发疾病及致对虾死
亡[ 10] 。因此养殖池塘水质的好坏决定了对虾生长
的快慢和成活率的高低 。本研究中 ,与藻类混养的
对虾生长快 , 其成活率与单养对虾组相比提高了
32%,表明加藻处理可以优化养殖水环境质量 ,降低
水体中有毒有害物质对对虾生长的胁迫 ,增强对虾
抵抗疾病的能力 ,这从营养盐因子(图 4)和环境因
子(图 1)比较也能看出 。
3.2　江蓠 、DO与营养盐变化
大型海藻可以大量吸收营养 ,释放氧气 ,从而降
低水体有机物和营养盐负荷[ 11] 。本研究的结果佐
证了这一观点 ,与单养虾相比 ,放养江蓠的围隔中具
有更高水平的 DO 和低水平的营养盐 ,且 DO 和营
养盐水平的相对稳定性都高于单养虾模式 ,表明大
型海藻的确能降低水体的营养负荷并提高 DO 水
平 ,而没有放养江蓠的单养虾池 , DO和营养盐的调
控要通过浮游植物来进行 。如果浮游植物丰度高 ,
水体中便有较高的 DO 水平和低营养负荷 ,如在浮
游植物丰度低或在水华消亡期 ,则容易出现 DO过
低等胁迫 ,在本实验的单养虾围隔中 ,由于水华的崩
溃 ,极易造成对虾缺氧窒息而部分甚至全部死亡的
现象 ,因此仅依靠水体中的浮游植物来调控水质的
方法存在着很大的风险 ,且难度也较大 。
采用大藻来调控水质还要注意 ,要有一定的藻
类初始密度才能较好地调控水质 。在本实验中 ,
SFA模式中由于藻类放养密度不足 ,导致在养殖后
期水质与 S模式相近 ,严重影响到对虾的生长 。另
外 ,对虾养殖周期一般更长 ,如养殖过程中环境条件
不适于大型海藻生长 ,则系统中的大藻不但不能调
控水质 ,反而还会腐烂分解 ,加剧了水质的恶化。最
好的解决办法是采用两种或多种海藻的合理搭配 、
轮养互补进行污染净化和水质调控 。
3.3　弧菌
弧菌是对虾细菌性疾病的条件致病菌 ,研究它
的数量对于虾病的防治有重要的意义[ 12] 。一般水
体中的弧菌数与细菌数决定于养殖环境的好坏 ,当
水体中的弧菌数或总菌数达到一定值(105cells/mL)
后 ,就有发生疾病的危险[ 12] 。本实验的围隔内弧菌
数量随着养殖时间的延长而增加 ,对虾平均体长的
增长速率与弧菌的数量具有反比关系 ,这与文献
[ 12]的报道相符。这同时也说明了 ,环境水质差 ,促
进了水中弧菌数量增加 ,减缓对虾生长甚至发病死
亡 ,而弧菌丰度的增加也表明水环境质量恶化 ,这两
者相互作用影响养殖对虾的生长和存活。
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434　 中 国 水 产 科 学 第 14 卷
Pollution purif ication and water-quality control of shrimp aquaculture in land-
based enclosure by Gracilaria lichevoides(Rhodophyta)
XU Yong-jian1 ,WEI Wei1 ,Q IAN Lu-min2
(1.Institute of Life Sciences and Bio technology , Ningbo University , Ningbo 315211 , China;2.The Third Institute of Oceanog raphy ,
State Ocean Administration , Xiamen 316005 , China)
Abstract:This study aimed to discuss how to integ ratively develop and optimize the ecosy stem of shrimp
mariculture.Furthermore ,preferable economic benefit will be obtained on the premise of pro tection environ-
ment of aquaculture.The red macroalga Gracilaria lichevoides was selected as experimental material , and
the experiment w as done in 6m ×3 m ×1.8 m concrete ponds at the Third Institute of Oceanog raphy ,12
land-based enclosures w ere utilized ,which w as 1.5 m ×1.0 m ×1.7 m , and 4 aquaculture models were set
up ,which were shrimp mono-culture model(S), alga mono-culture model(A), shrimp-alga integrated mod-
el(SA)and shrimp-fish-alg a integ rated model(SFA).No w ater exchange happened among the enclosures.
The results showed that during experiment ,water temperature fluctuated from 27.6 ℃ to 33.8 ℃,and salinity
was 26-28.The other two envi ronmental factors—pH and DO —fluctuated w eakly at the first stage of ex-
periment(before Sep.30), and no dif ferences among these models.However , pH and DO at the last stage
(af ter Oct.10)fluctuated intensively , and concentrations of DO in models S and SFA changed more quickly
than those in models A and SA.The average body length of shrimp Penaeus vannamei was obviously differ-
ent between S and SA af ter 45 d stocking ,moreover , survival rate of shrimp in model SA w as 32% higher
than that in S.The concentrations of nit rate , ammonium and phosphate w ere not different among models at
the f irst stage , and difference g raduated obvionsly af ter that.Thereinto , the three factors in model A kept all
along at low level , and f luctuated most intensively in S.The density of Vibrio was about 103 cells/mL in
model A , and 104 -106 cells/mL in model S.The densit ies of SA and SFA were between them.The
macroalga had a good function of regulating and controling environmental factors(DO , pH)and nutrient
factors(NO-3 -N ,NH3-N ,PO3-4 -P)in enclosures , where there w as higher content of dissolved oxygen
(DO), lower concentrations of nutrients and Vibrio density , and bigger stable capacity to regulate aquacul-
ture environment.This condi tion made rapid grow th rate and high survival rate of shrimp stocked.From the
environment point of view , this study made the utilization of macro-algae prevent pollution feasible and ef-
fective.[ Journal of Fishery Sciences of China ,2007 ,14(3):430-435]
Key words:Graci laria l ichevoides;land-based enclosure;aquaculture pollution;water-quality regulation
第 3 期 徐永健等:菊花江蓠对陆基围隔高密度对虾养殖的污染净化与水质调控 435