施放高效生態制劑對魚塘藻類結構的影響

石洪玥等

摘 要：通過向池塘中潑灑高效微生態制劑，研究其對池塘藻類種類和總量的影響。結果表明，高效微生態制劑對養魚池塘中優勢藻類藍藻的繁殖有明顯的抑制作用，對綠藻和硅藻的繁殖有明顯的促進作用，綠球藻、小環藻、柵藻、菱形藻等成為優勢種，水色呈淡綠、黃褐色等良好狀態；對鞭毛藻類中的裸藻有一定的抑制作用，對隱藻作用不明顯。對照塘藻類組成以微囊藻、魚腥藻、顫藻等藍藻占優勢。此外，藻類 Shannon-Wiener 指數、Pielou 指數試驗塘均大于對照塘。可見，高效微生態制劑的定期添加有效地控制了藍藻的增殖，保持了藻類的多樣性，增加了魚類易于消化吸收的藻類，對養魚池塘藻類結構調控起到了積極作用。

關鍵詞：高效微生態制劑；綠藻；藍藻；硅藻

中圖分類號：S816.79 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.018

Effects of Efficient Microbial Ecological Agents Added to the Algae Structure in Fish Ponds

SHI Hong-yue1， GUO Yong-jun1， ZHOU Ke2， ZHANG Feng-feng2， XIE Feng-xing2 ， SUN Xue-liang1， CHEN Cheng-xun1， LI Yin-chang1

（1.College of Fisheries， Tianjin Agricultural University， Tianjin Key Laboratory of Aquaecology and Aquaculture， Tianjin 300384， China； 2.Tianjin Research Center of Agricultural Biotechnology， Tianjin 300192， China）

Abstract： Effects of the ponds' algae species and quantities were studied through adding efficient microbial ecological agents into the ponds. The results showed that the efficient microbial ecological agents had marked inhibitory effect to the propagation of Cyanobacteria which is the dominant algae in the fishpond and obvious promotion to the propagation of Chloroophyta and Bacillariophyta. The Chlorococcus. sp， Cyclotalia sp， Scenedesmus sp， Nietzsche sp etc became the dominant algae while the water color was in good condition such as light green ，brown. The efficient microbial ecological agents had inhibitory effect to the euglena of the flagellate group and no obvious effect to the Cryptophyta. Microcystis. sp，Anabaena. sp，Oscillatoria. sp of Cyanophyta etc were dominant algae. Besides，the Shannon-Wiener index and the Pielou evenness index of algae in the control pond were lower than those in experimental pond. Therefore， efficient microbial ecological agents maintained algal biodiversity in the ponds by effectively restricting the growth of Cyanophyta. It also increased the algal types to be digested and absorbed by fish while played a positive role in controlling the algal structure of fish pond.

Key words： efficient microbial ecological agents； Chlorophyta； Cyanophyta； Bacillariophyta

浮游植物是水域生態系統的初級生產者，在物質和能量流動中占有十分重要的地位，是池塘養殖魚類的優質餌料。高放養密度和高強度投餌易導致大量排泄物及殘餌等的沉積，并極易由此造成池塘水體N、P及有機物的嚴重污染，引發有害藻類（如微囊藻）的大量增殖，進而影響魚類生長[1]。

隨著人類對水產品需求的不斷增加，野生水產品早已不能滿足人們的需求。農業、工業規模化和集約化的快速發展，以及各種污水的排放，使得水產動物的健康養殖面臨嚴峻挑戰。而抗生素和抗菌藥物等的長期使用，已造成諸如細菌抗藥性耐藥基因的轉移、水產品中藥物殘留等不良后果。微生態制劑作為一種新興的技術手段在水產養殖中得到越來越廣泛地研究和應用。目前應用于凈化養殖水體的微生態制劑主要有光合細菌、硝化細菌、芽孢桿菌、蛭弧菌，以及復合微生態制劑等[2-4]，這些應用于生產的水質微生態制劑對水體無毒副作用，可以改善水體生態環境，具有廣闊的應用前景[5]。endprint

現階段，關于微生態制劑對池塘水質、底質環境的改善的研究較多[6-8]，對于浮游植物的影響主要集中在蝦池的研究[9-11]，而針對魚池的研究并不多見[12-13]。

本研究以池塘藻類作為水產養殖系統中菌群變化的標志物，選取1種高效微生態制劑（光合細菌、高效反硝化細菌和解淀粉芽孢桿菌為主的復合制劑），對其對池塘藻相的影響進行評價，為進一步研究微生物制劑對池塘水體藻類的變化提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗場

試驗在天津市西青區益利來水產公司進行。所用池塘共三口，兩口試驗池塘，一口對照池塘，面積為0.6～0.67 hm2，水深1.5 m。試驗塘全池潑灑高效微生物制劑（粉狀，天津市農業科學院生物中心提供，光合細菌、解淀粉芽孢桿菌、反硝化細菌混合菌劑），活菌濃度穩定在每毫升（克）20億以上，用量1.5 mg·L-1，對照塘不添加，試驗時間為2013年8月11日—23日，共14 d。樣本采集在9：00—10：00進行，每隔2 d采樣1次，連續采集7次，第1次采集完立即潑灑高效微生態制劑，試驗期間只有第1次潑灑高效微生態制劑，其他時間不潑灑，池塘主養鯉魚，搭配異育銀鯽，試驗期間不換水，在高溫悶熱天氣適量開放增氧機，盡量保證試驗中所有其他試驗條件一致，試驗期間水溫27～28 ℃。

1.2 試驗器材

25#浮游生物網、采水器、浮游生物沉淀器、計數框、定量滴管、試劑瓶、玻璃管、洗耳球、顯微鏡、乳膠管、標簽紙、甲醛固定液、魯哥試劑等。

1.3 藻類采集與處理

1.3.1 藻類采集 在池塘上風處和下風處分別選取1個采樣點，在水表面下25～50 cm處采集水樣500 mL，將兩瓶水樣混合在一起。藻類的定性水樣用25#浮游生物網采集，使用5%的福爾馬林試劑固定保存。藻類的定量樣品使用采水器采集1 L水樣，加入15 mL魯哥氏液固定后靜置24 h，使用內徑為3 mm的橡膠管，連接上吸耳球，通過虹吸的方法將沉淀上層清液慢慢吸出，把剩余的沉淀物倒入定量瓶中，濃縮至100 mL，用浮游植物計數框鏡檢計數。

1.3.2 藻類計數 上下搖晃水樣，將濃縮后的水樣充分混合，然后吸出0.1 mL水樣置于計數框內（表面積為20 mm×20 mm），在400倍顯微鏡下觀察計數，每瓶標本計數2片取平均值，每片大約計算100個視野，每一個樣品至少計數2次，保證每次的計數結果不大于這2次的計數均值之差的±10%。

1.3.3 藻類的定量定性以及數據的分析 在光學顯微鏡下對藻類進行定性分析，參考《中國淡水藻志》[14]和《水生生物學》[15]對藻類的種類進行鑒定，采用浮游生物計數框對池塘中藻類進行定量分析，浮游藻類計數是在光學顯微鏡下進行的，采用視野計數法，從而得到該藻類生物量。1 L水中浮游植物的數量（N）的計算公式為：

N=C×V×PN/FS×FN

式中，C為計數框面積（mm2）；FS 為每個視野框面積（mm2）；FN為每片計數過的視野數；V為1 L沉淀濃縮后的水樣體積（mL）；U為計數框的體積（mL）；FN為通過實際數出每片計數框的浮游植物的個數。

關于生物量的換算，考慮到浮游植物中不同種類的個體大小極為懸殊，以個體數不能反映水體浮游生物的真實豐歉情況，且浮游植物個體微小，一般無法稱重，所以生物量較數量更能反映水體中浮游植物的現存量，不同水體的數據也更具有可比性，因此計算出的數值應該按照濕重換算成生物量。濕重通常按體積計算，由于浮游植物大豆懸浮于水體中生活，其密度應該近于其所在水體的密度，因此，體積值（μm3）可直接換算成質量值（10 μm3=1 mg），本試驗根據《水生生物學》[16]查表進行換算。查出某種藻類個體重量的平均值，然后乘以1 L水中該藻類數量，即可得知1 L水中這種藻類的生物量。

采用 Shannon-Wiener 和Pielou[16]公式對藻類多樣性和均勻度指數進行測定，其計算公式為：

H' = -∑PilnPi

J = H'/lnS

式中，J為種類均勻度；H為藻類多樣性指數；Pi為第i種的個體數與總個體數的比值；S為樣品中的種類總數 。

最后的數據分析用STATISTICA6.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 藻類種群組成

2.1.1 藻類種類 試驗期間：試驗塘與對照塘藻類分別為試驗塘5門43屬，對照塘5門38屬。其中綠藻分別為25屬和18屬，硅藻分別是7屬和4屬，藍藻分別為9屬和14屬，裸藻分別為2屬和1屬，隱藻為1屬，其他藻類種類較少。與對照池塘比較，試驗池塘中的綠藻、硅藻的種類和數量均得到增加，藍藻的種類數量下降，其他藻類由于數量較少而變化不是很明顯。

2.1.2 藻類優勢種變化 試驗的前期，試驗池塘與對照池塘的優勢藻種均為藍藻，為46.8%和53.5%，綠藻占41.5%和41.6%，試驗池塘硅藻數量優于對照池塘，為9.1%和1.5%，裸藻和隱藻數量少，試驗中后期，試驗塘藻類發生明顯變化，優勢種由藍藻轉變為綠藻，其中以柵藻（Scenedesmus）、綠球藻（Chlorococcum）、實球藻（Pandorina）、盤星藻（Pesiastrum）、空星藻（Coelastrum）、十字藻（Crucigenia）、衣藻（Chlamydomonas）和硅藻中的舟形藻（Navicula）、菱形藻（Nitzschia）、小環藻（Cyclotella）等作為優勢種，綠藻在池塘中維持的時間比較長，水體穩定，水色呈現黃綠色或者淺綠色。而對照塘中藻類以魚腥藻（Anabaena）、微囊藻（Microcystis）、顫藻（Oscillatoria）等為優勢種，水色表現為深藍綠色，池塘下風處有油狀薄膜，形成一定的水華現象。endprint

2.2 池塘藻類數量變化

對浮游藻類定量樣品進行分析，得到池塘藻類總量隨時間變化特征（圖1）。

從圖1中可以看出，對照塘與試驗池塘中藻類總量都有不同程度的增長，對照塘藻類平均增加幅度小于試驗池塘，對照池塘與試驗池塘藻類數的增加量分別為17.06%和2.36%。可見試驗池塘藻類數量增長幅度明顯高于對照池塘。

2.3 藻類的均勻度與多樣性

試驗池塘中的藻類Pielou均勻度指數（J'）和Shannon-Wiener指數（H'）的變化見表1。通過數據分析，前期試驗塘比對照塘多樣性指數略低，中后期試驗池塘的藻類多樣性指數變化范圍在2.64～2.8之間，池塘中藻類多樣性得到明顯的提升。而對照池塘中藻類的多樣性指數在2.47～2.59之間，藻類的多樣性指數比較低，均勻度指數也相對低。

2.4 微生物制劑對不同藻類的影響

為了更好地解釋高效微生態制劑對藍藻類、綠藻類，硅藻類及隱藻和裸藻類等的繁殖所產生的影響，在此對不同藻類的數量以及所占的比例進行具體分析，得到池塘5個門藻類總量隨時間變化特征。在分析過程中還發現，其中裸藻和隱藻的數量變化幅度較大，有很大的不穩定性，分析其原因可能與其本身的種群量過低有關，可能是水體物理化學因子的變化導致其迅速作出反應，故本試驗對裸藻和隱藻不做具體分析，只對池塘中種類豐富、數量相對較多的藍藻、綠藻和硅藻做詳細分析。

2.4.1 藍藻變化 通過圖2可看出，試驗池塘藍藻數量最低值為30.1%，而對照池塘藍藻數量上升為56.2%，對比發現微生態制劑對池塘中藍藻有明顯的抑制作用，同時藍藻門中的部分藻類接近消失，藍藻的種類減少，不再是池塘中的優勢種。

2.4.2 綠藻變化 微生物制劑對試驗池水體綠藻類的種群結構產生了較好的影響。本試驗中，通過圖3可看出，在投放微生態制劑后，試驗池塘綠藻數量呈現明顯的上升趨勢，由開始的41.5%上升到最高值56.5%，成為池塘中的優勢種，對照池塘中綠藻數量由開始的41.6%下降至38.6%，試驗池塘中實球藻、空星藻、鼓藻等優勢藻類均為綠藻，其種類多，數量均衡。

2.4.3 硅藻變化 通過圖4可看出，試驗池塘中的硅藻類總量開始時就高于對照池塘，但是加入高效微生物制劑后仍呈現上升趨勢，試驗池塘由開始的9.1%上升到11.2%，對照池塘中硅藻數量無明顯數量變化。在對照塘中，由于藍藻的大量增殖，抑制了硅藻的生長，在試驗池塘中，藍藻的繁殖得到有效抑制，其他藻類的繁殖得到了不同程度增加，試驗池塘中硅藻類的優勢種變為小環藻（Cyclotalia）和菱形藻（ Nitzschia） 。

2.4.4 裸藻、隱藻等其他藻類變化 鞭毛藻類中的裸藻、隱藻，其數量僅在3%以下。且在試驗期間隨著藻類總量的增長其數量也有一定的增長，在采樣定量定性分析時其數量變化幅度較大，并且始終作為一個小群體存在，關于微生態制劑對其變化尚未得到規律性的變化趨勢。

3 討 論

藻類在池塘養殖的微生態系中占重要作用。試驗表明，在試驗池塘中投放高效微生態制劑后池塘中藻類的種類發生了明顯的變化，試驗中藍藻的種群繁殖得到了限制，前期藍藻占主要優勢，中后期綠藻成為優勢種。原因可能是水體中的有機物被高效微生態制劑所降解，水體中飼料殘渣等有機物減少，水中溶氧升高，酸堿度波動降低，水體透明度增加[13]。試驗池塘中藻類多樣性指數較對照池塘得到了顯著的增加，群落結構穩定。

藍藻在水產養殖中被稱為有害藻類，對照池塘中魚腥藻、微囊藻、卵形藻居多，微囊藻作為池塘水體富營養化的標志性藻，它的出現說明對照池塘中水體富營養化嚴重。尤其是在微囊藻類大量的繁殖難以被魚類和浮游動物消化利用，同時抑制了其他有益藻類的生長和繁殖。等到微囊藻死亡后又會釋放出大量的毒素并且消耗水中的氧氣，造成魚類缺氧死亡。潑灑微生態制劑可有效地提高池塘的水質環境，改善藍藻占有優勢的高溫、低氧等條件，使其它藻類得以大量的增長，藍藻數量有所下降。

中后期藍藻數量所占比例降低到40%以下，試驗池塘中藍藻的數量在55.0%以上，對照池塘藍藻大量增殖而試驗池塘藍藻的數量逐漸減少。研究表明[17]，由于藍藻在池塘中一直存在，不能被魚類消化，且部分種類還可以產生毒素，引起魚類中毒，造成魚類患病、呼吸困難引起缺氧死亡等。如果藍藻在池塘中占絕大多數，大多數藍藻的代謝產物對其他藻類繁殖具有異型拮抗的作用，其他藻類的繁殖受到抑制。因此，藍藻在池塘中優勢種類少，群落結構單一，造成了其群落的不穩定。

試驗后期，試驗池塘中綠藻種類仍然很多，不同的藻類數量相對平衡。綠藻作為水生動物的優質餌料，有的可以直接作為魚類的餌料。由生物多樣性可知，如果水體中存在大量的舟形藻、直鏈藻、脆桿藻等以及帶鞭毛的綠藻和鼓藻時，說明水質穩定。可見高效微生態制劑使得池塘中的藻類組成復雜化，試驗池塘中藻類組成優于對照池，且對魚類有益的綠藻類占有明顯的優勢。

試驗中后期，試驗池塘內的相對較小型類硅藻，如小環藻、菱形藻等，在潑灑高效微生態制劑后優勢逐漸增加。由此推斷，加入高效微生態制劑，改變了池塘中的營養鹽組成和硅藻的種群結構，也可能與硅藻類本身是小型藻類有關系。Andresson等[18]認為在小水體中（河流、湖泊等），其中的小型藻類的繁殖是水質凈化的標志性指示物，還有研究認為池塘中藻類的小型化可能受到濾食性魚類對大型藻類的攝食壓力的增加，改變了微小型藻類的繁殖[19]。

8月中旬正處于炎熱的夏季，正是池塘中藻類繁殖旺盛期，對照池塘中藻類種類不多但生物量較豐富。可見向池塘中潑灑高效微生態制劑，池塘中藻相得到有效的調節。李卓佳等[20]通過使用以芽孢桿菌為主的復合微生物來抑制藍藻的過度繁殖有明顯的效果。莊惠如等[13]和趙巧玲等[17]發現通過潑灑光合細菌可以抑制藍藻過度繁殖，這與本試驗研究結果一致。試驗池塘中藍藻的生長受到了限制，但是綠藻、硅藻卻得到了有效的繁殖，其中在試驗池塘綠藻的種類和生物量均比較豐富。原因可能是有益微生物菌在夏季高溫池塘中占據優勢，池塘中有機物較豐富，從而加速了有機物的降解和轉化，池塘內的營養鹽得到了有效循環。endprint

藻類和細菌間通過物質的傳遞營養和代謝等密切相關。在水產養殖中，藻相越復雜，水質越穩定，菌類在維持藻類生物量和控制水華中起著非常重要的作用，它可以通過分泌胞外物質，同藻類爭奪營養物質等方式抑制藻類的生長繁殖，或者分解藻類來維持水產養殖中的物質循環[21]。有研究表明，可以通過利用微生物制劑來控制水體富營養化[22]。池塘中的藻類可以通過利用水體中的N、P等營養物質來降低水體中的NH3-N。試驗也表明，高效微生物制劑控制池塘中藍藻過度繁殖所導致的水體富營養化具有良好的研究和開發前景。

4 結 論

綜上所述，池塘潑施高效微生態制劑后，藻類的變化如下：（1）可以作為魚類餌料的藻類增加，降低了餌料系數； （2）藍藻的繁殖得到有效的限制，減少了水華的發生；（3） 綠藻和硅藻得到了有效的繁殖，池塘中的藻類均勻度指數和多樣性指數增加。

水體藻相變化除受微生物菌群影響外，還取決于水中的化學因子、溫度、光照時間、蚤類和枝角類的數量和種類。水體藻類處于一個動態平衡中。浮游動物和濾食性魚類的取食以及水環境的變化都影響著藻類的繁殖。同時，現在霧霾天氣嚴重，對于水體中的鞭毛藻類活動影響很大，這也影響了藻類的光合作用。總之，高效微生物制劑可以維持水體優勢種類藻類的種群，降低藍藻等有害性藻類的生物量，提升了池塘水體的安全性。由此得出，高效微生態制劑可以達到維持魚塘藻相平衡，抑制藍藻的目的，在一定程度上降低了飼料的餌料系數，提高了魚產力。

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藻類和細菌間通過物質的傳遞營養和代謝等密切相關。在水產養殖中，藻相越復雜，水質越穩定，菌類在維持藻類生物量和控制水華中起著非常重要的作用，它可以通過分泌胞外物質，同藻類爭奪營養物質等方式抑制藻類的生長繁殖，或者分解藻類來維持水產養殖中的物質循環[21]。有研究表明，可以通過利用微生物制劑來控制水體富營養化[22]。池塘中的藻類可以通過利用水體中的N、P等營養物質來降低水體中的NH3-N。試驗也表明，高效微生物制劑控制池塘中藍藻過度繁殖所導致的水體富營養化具有良好的研究和開發前景。

4 結 論

綜上所述，池塘潑施高效微生態制劑后，藻類的變化如下：（1）可以作為魚類餌料的藻類增加，降低了餌料系數； （2）藍藻的繁殖得到有效的限制，減少了水華的發生；（3） 綠藻和硅藻得到了有效的繁殖，池塘中的藻類均勻度指數和多樣性指數增加。

水體藻相變化除受微生物菌群影響外，還取決于水中的化學因子、溫度、光照時間、蚤類和枝角類的數量和種類。水體藻類處于一個動態平衡中。浮游動物和濾食性魚類的取食以及水環境的變化都影響著藻類的繁殖。同時，現在霧霾天氣嚴重，對于水體中的鞭毛藻類活動影響很大，這也影響了藻類的光合作用。總之，高效微生物制劑可以維持水體優勢種類藻類的種群，降低藍藻等有害性藻類的生物量，提升了池塘水體的安全性。由此得出，高效微生態制劑可以達到維持魚塘藻相平衡，抑制藍藻的目的，在一定程度上降低了飼料的餌料系數，提高了魚產力。

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藻類和細菌間通過物質的傳遞營養和代謝等密切相關。在水產養殖中，藻相越復雜，水質越穩定，菌類在維持藻類生物量和控制水華中起著非常重要的作用，它可以通過分泌胞外物質，同藻類爭奪營養物質等方式抑制藻類的生長繁殖，或者分解藻類來維持水產養殖中的物質循環[21]。有研究表明，可以通過利用微生物制劑來控制水體富營養化[22]。池塘中的藻類可以通過利用水體中的N、P等營養物質來降低水體中的NH3-N。試驗也表明，高效微生物制劑控制池塘中藍藻過度繁殖所導致的水體富營養化具有良好的研究和開發前景。

4 結 論

綜上所述，池塘潑施高效微生態制劑后，藻類的變化如下：（1）可以作為魚類餌料的藻類增加，降低了餌料系數； （2）藍藻的繁殖得到有效的限制，減少了水華的發生；（3） 綠藻和硅藻得到了有效的繁殖，池塘中的藻類均勻度指數和多樣性指數增加。

水體藻相變化除受微生物菌群影響外，還取決于水中的化學因子、溫度、光照時間、蚤類和枝角類的數量和種類。水體藻類處于一個動態平衡中。浮游動物和濾食性魚類的取食以及水環境的變化都影響著藻類的繁殖。同時，現在霧霾天氣嚴重，對于水體中的鞭毛藻類活動影響很大，這也影響了藻類的光合作用。總之，高效微生物制劑可以維持水體優勢種類藻類的種群，降低藍藻等有害性藻類的生物量，提升了池塘水體的安全性。由此得出，高效微生態制劑可以達到維持魚塘藻相平衡，抑制藍藻的目的，在一定程度上降低了飼料的餌料系數，提高了魚產力。

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