養(yǎng)殖密度對(duì)毛蚶生長(zhǎng)和水體凈化效果的影響

陳琛， 趙偉華， 李鵬全， 徐振興， 閆茂倉(cāng)， 張立寧

(1.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江 溫州 325005； 2.浙江省近岸水域生物資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 溫州 325005；3.溫州市海洋生物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 溫州 325005； 4.溫州市甌飛砂石料有限公司，浙江 溫州 325005)

近年來(lái)，隨著沿海工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人類(lèi)海洋活動(dòng)的不斷加劇，大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入海洋，水體接納過(guò)量的氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)元素，使浮游植物以及其他有害水生生物異常繁殖，導(dǎo)致近海、港灣富營(yíng)養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重。為此，人們采用了物理、化學(xué)和生物等一系列方法來(lái)防治水體富營(yíng)養(yǎng)化，并取得積極成效。濾食性貝類(lèi)是自然界水體中重要的底棲生物，在水體生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用，由于其強(qiáng)大的濾水濾食功能，利用它們來(lái)改善水質(zhì)，在理論和應(yīng)用上有著重要意義[1]。

毛蚶隸屬于軟體動(dòng)物門(mén)、雙殼綱、列齒目、蚶科，廣泛分布于山東以南沿海，是山東、浙江、福建、廣東和海南等省重要的養(yǎng)殖對(duì)象。目前，有關(guān)環(huán)境因子對(duì)毛蚶生長(zhǎng)、濾水率、耗氧率、排氨率影響的研究主要集中在溫度、鹽度、pH等因素[2-5]，尚未有不同養(yǎng)殖密度對(duì)水體凈化效果方面的報(bào)道。本文以人工繁殖的毛蚶苗為試驗(yàn)材料，探究不同養(yǎng)殖密度對(duì)毛蚶生長(zhǎng)和水體營(yíng)養(yǎng)鹽、葉綠素、懸浮物、有機(jī)顆粒物、無(wú)機(jī)顆粒物去除率的影響，以期為濾食性貝類(lèi)作為水體生物凈化積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)所用毛蚶來(lái)源于位于溫州市龍灣區(qū)永興圍墾(南片)的浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所永興基地國(guó)家級(jí)貝類(lèi)原種場(chǎng)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用毛蚶為永興基地自繁自育同一批次苗種，經(jīng)稱(chēng)量、測(cè)量后移入5 m×1.4 m×0.4 m陸基集約化平面流水槽(貝苗中間培育系統(tǒng))進(jìn)行流水模式不同養(yǎng)殖密度對(duì)毛蚶生長(zhǎng)和水體凈化影響的研究。參照貝苗中間培育生產(chǎn)實(shí)際，試驗(yàn)設(shè)置7 500、5 000、2 500 ind·m-23個(gè)密度組，每組設(shè)2個(gè)平行。水源為一口8 000 m2高標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蝦養(yǎng)殖土塘，利用水泵將養(yǎng)殖用水打入一個(gè)高2 m，直徑1.8 m的圓柱形水塔，利用自動(dòng)液位控制器控制水泵運(yùn)行，確保水塔內(nèi)水體不外溢。試驗(yàn)用水由水塔通過(guò)管道24 h統(tǒng)一供水，控制每個(gè)平面流水槽水位0.3 m、流速3 t·h-1。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.4 相關(guān)指標(biāo)計(jì)算

特定生長(zhǎng)率(SGR)計(jì)算公式：SGR=(lnW1-lnW0)/t×100%。式中，W0為初始體重，W1為終末體重，t為養(yǎng)殖天數(shù)。

死亡率(SR)計(jì)算公式：SR=St/S0×100%。式中S0、St分別為試驗(yàn)初始毛蚶數(shù)和試驗(yàn)結(jié)束毛蚶死亡數(shù)。其中，S0=初始質(zhì)量/初始規(guī)格，St=S0-(終末質(zhì)量/終末規(guī)格)。

水質(zhì)指標(biāo)去除率(RR)計(jì)算公式：RR=(R1-R0)/R0×100%。式中，R0為平面流水槽進(jìn)水端水質(zhì)指標(biāo)值，R1為平面流水槽出水端水質(zhì)指標(biāo)值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)分析前用Kolmogorov-Smirnov和Levene分別檢驗(yàn)正態(tài)性和方差的同質(zhì)性。用X2檢驗(yàn)比較不同養(yǎng)殖密度條件下毛蚶死亡率。用方差分析(ANOVA)、事后多重比較采用LSD等處理分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)。描述性統(tǒng)計(jì)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，顯著水平設(shè)置為a=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度對(duì)毛蚶生長(zhǎng)的影響

本試驗(yàn)中3個(gè)不同密度組毛蚶初始體量分別為(0.71±0.30)g(7 500 ind·m-2)、(0.73±0.32)g(5 000 ind·m-2)、(0.69±0.30)g(2 500 ind·m-2)，經(jīng)方差分析差異不顯著(表1)。試驗(yàn)過(guò)程，放養(yǎng)初期毛蚶生長(zhǎng)緩慢，6月份進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，3個(gè)密度組終末體重差異顯著，其中2 500 ind·m-2組生長(zhǎng)最快，5 000 ind·m-2組次之，7 500 ind·m-2組最慢(圖1)。3個(gè)密度組毛蚶特定生長(zhǎng)率隨密度升高而降低，其中2 500 ind·m-2組特定生長(zhǎng)率顯著高于其余2組。試驗(yàn)過(guò)程中3組死亡率分別為18.8%、10.3%、7.3%，隨著放養(yǎng)密度升高死亡率升高,且差異顯著。

圖1 不同密度組毛蚶生長(zhǎng)曲線

表1 不同密度毛蚶的生物學(xué)表現(xiàn)

2.2 不同密度毛蚶對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽去除率的影響

不同密度組毛蚶對(duì)同一種營(yíng)養(yǎng)鹽去除率各不相同(圖2)。7 500 ind·m-2、5 000 ind·m-2和2 500 ind·m-2密度組的毛蚶對(duì)活性磷酸鹽去除率分別為-23.68%±6.25%、-8.16%±6.34%、-12.24%±5.43%，3組間差異顯著。不同密度組毛蚶對(duì)亞硝酸鹽去除率分別為-9.97%±3.01%、-8.13%±1.69%、-9.66%±1.26%，組間差異不顯著。在對(duì)硝酸鹽的去除中，隨著毛蚶放養(yǎng)密度的降低去除率降低，分別為9.57%±1.15%、2.41%±1.38%、1.37%±0.98%，且7 500 ind·m-2組對(duì)硝酸鹽去除率顯著高于其余2組。在對(duì)氨鹽去除中，隨著毛蚶放養(yǎng)密度降低去除率升高，分別為-64.2%±10.96%、-18.65%±2.41%、12.9%±2.89%，且各組間差異顯著。通過(guò)本試驗(yàn)3種不同密度組毛蚶對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽去除率的綜合比較，2 500 ind·m-2組對(duì)水體凈化效果相對(duì)較好。

圖2 不同密度組毛蚶對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)鹽去除率

2.3 不同密度毛蚶對(duì)水體葉綠素a和顆粒物去除率的影響

圖3表明，不同密度組毛蚶均能顯著去除葉綠素a、懸浮顆粒物、有機(jī)顆粒物和無(wú)機(jī)顆粒物。毛蚶密度由高到低對(duì)葉綠素a去除率分別為55.52%±20.00%、69.54%±31.08%、55.11%±15.99%，其中5 000 ind·m-2組對(duì)葉綠素a去除率顯著高于其余2組。對(duì)顆粒物去除率隨毛蚶放養(yǎng)密度升高而升高，懸浮顆粒物的去除率分別為52.31%±5.58%、46.91%±9.99%、44.6%±12.20%；有機(jī)顆粒物去除率分別為39.17%±13.35%、32.77%±9.34%、32.16%±10.32%；無(wú)機(jī)顆粒物去除率分別為54.09%±7.81%、52.1%±9.35%、48.48%±13.72%。方差分析顯示，懸浮顆粒物、有機(jī)顆粒物、無(wú)機(jī)顆粒物去除率在各密度組間差異不顯著。

圖3 不同密度組毛蚶對(duì)水體葉綠素a和各類(lèi)顆粒物的去除率

3 討論

在影響濾食性貝類(lèi)生長(zhǎng)存活的放養(yǎng)密度、營(yíng)養(yǎng)鹽、葉綠素a和顆粒物水平等人工和自然因素中，放養(yǎng)密度是影響?zhàn)B殖貝類(lèi)生長(zhǎng)快慢的關(guān)鍵人工因素之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)蝦夷扇貝[6-7]、海扇貝[8-9]、皺紋盤(pán)鮑[10]、西施舌[11]、菲律賓蛤[12]等不同放養(yǎng)密度試驗(yàn)結(jié)果表明，貝類(lèi)生長(zhǎng)受放養(yǎng)密度制約，低密度養(yǎng)殖時(shí)其生長(zhǎng)率最高，隨著放養(yǎng)密度增加，生長(zhǎng)率逐漸下降，死亡率上升。本研究與這一結(jié)論基本一致。究其原因放養(yǎng)密度的增加會(huì)加劇貝類(lèi)對(duì)餌料、空間等自然資源的競(jìng)爭(zhēng)，個(gè)體的增長(zhǎng)率隨之下降；密度過(guò)高也容易導(dǎo)致貝類(lèi)機(jī)體免疫能力下降，引起相關(guān)疾病流行，導(dǎo)致死亡率增大。

濾食性貝類(lèi)通常具有發(fā)達(dá)的水管組織，通過(guò)濾水?dāng)z食，一方面從水體中濾取大量浮游生物，抑制浮游植物繁殖而影響水體葉綠素含量和透明度；另一方面，濾食性貝類(lèi)也是懸浮顆粒物攝食者，能將較小的顆粒重新包裝，以較大的糞和假糞形式排出，形成生物沉淀[13-14]。因此，濾食性貝類(lèi)通過(guò)濾水?dāng)z食作用可以加快水體懸浮顆粒物沉降和抑制浮游植物過(guò)量繁殖，降低水體中懸浮顆粒物濃度，提高水體透明度，達(dá)到凈化水質(zhì)、實(shí)現(xiàn)自身組織生長(zhǎng)的目的。本研究表明，毛蚶能顯著降低水體葉綠素a、懸浮顆粒物、有機(jī)顆粒物和無(wú)機(jī)顆粒物濃度，起到凈化水質(zhì)的作用，但隨著養(yǎng)殖密度的增長(zhǎng)自身污染尤其是營(yíng)養(yǎng)鹽污染加重。分析原因可能是毛蚶位于生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中間環(huán)節(jié)，可以通過(guò)濾食作用去除水體懸浮顆粒、浮游生物等，成為水體凈化者，也可通過(guò)自身排泄和密度效應(yīng)而成為水體的污染源。關(guān)于自然生態(tài)中的密度效應(yīng)及其自身調(diào)節(jié)，所羅門(mén)[15]描述為：一群動(dòng)物在一個(gè)小的空間內(nèi)，食物供應(yīng)受到限制，它們愈擁擠，每個(gè)動(dòng)物所得到食物就愈少，這種后果可能導(dǎo)致個(gè)體減小、免疫力降低、死亡率升高，加速環(huán)境污染。從本研究結(jié)果也可以看出，養(yǎng)殖密度增加導(dǎo)致毛蚶生長(zhǎng)減慢，死亡率增加，排泄物增加，自源性污染尤其是營(yíng)養(yǎng)鹽污染加重，環(huán)境壓力增大。因此，合理的放養(yǎng)密度是保證濾食性貝類(lèi)健康快速生長(zhǎng)和實(shí)現(xiàn)凈化水體的關(guān)鍵因素。