水質因子季節變化規律及對池蝶蚌生長的影響

董家儀，李 菁，曹廣義，賴昕欣，胡蓓娟，洪一江

(南昌大學生命科學學院，江西 南昌 330031)

池蝶蚌(Hyriopsisschlegelii)隸屬軟體動物門(Mollusca)、瓣鰓綱(lamellibranchia)，古異齒亞綱(Palaeoheterodon)、蚌目(Unionoida)、蚌科(Uniondiae)、帆蚌屬(Hyriopsis)，貝殼大型、鼓起，殼質堅厚，外形呈無規則的長橢圓形，前端鈍圓，后端尖長，背緣向上擴展成三角形。外套膜結締組織發達厚實、蚌體重、晶桿粗長、生長速度快、珍珠分泌能力強、貝殼珍珠層厚、光澤強、培育大規格珍珠比例高[1]。池蝶蚌為我國當前的一種重要的淡水育珠蚌，養殖面積超過20萬畝，約占1/3，覆蓋到全國淡水珍珠主產區[2]。

目前，珍珠蚌生產中主要有單養和漁-蚌混養模式，無論是哪種養殖模式，養殖水域的水質都會對珍珠蚌的生長產生較大影響[3-4]，Ling-lanYan等[5]的研究說明了珍珠蚌的生長形狀與成珠質量顯著相關，而培育珍珠的水體要求水體溶氧高，富含浮游生物[6]，因此開展珍珠蚌養殖水域的水質研究對珍珠養殖具有重要意義[7-8]。如何通過優化養殖模式來提高養殖生物對水體內營養物質的利用效率，增加經濟效益和降低污染，是今后珍珠培養工作的一個重點[9-10]。目前已有在不同季節和不同養殖模式中針對池蝶蚌的研究[11-12]，但還缺少在時間和空間尺度進行關聯，所以比較不同季節、不同水域池蝶蚌養殖水體的水質特點，揭示其與池蝶蚌生長的關系，可為池蝶蚌養殖的養殖計劃和管理措施提供重要參考價值。

1 材料與方法

1.1 實驗設計

本研究于2017年6月～2018年5月分別調查分析了江西省都昌鄱陽湖池蝶蚌育珠養殖基地內2個養殖點——大港養殖基地(以下簡稱DG)和荷塘養殖基地(以下簡稱HT)水體的水質及其池蝶蚌各生長指標。

所調查的池蝶蚌養殖水體分布在江西省(九江市都昌縣)，大港養殖基地位于東經116.28°，北緯29.33°，面積16 萬m2，水深10 m；荷塘養殖基地位于東經116.25°，北緯29.15°，面積400 000 m2，水深10 m。兩個養殖基地的養殖模式類似，均為魚蚌混養模式，投放的魚/蚌比例相同，大港基地投放魚飼料，荷塘基地投放魚飼料+生物肥料。每個養殖點根據其占地設置4個采樣點(如圖所示)，每個采樣點根據不同的情況設置不同的重復。

圖1 池蝶蚌養殖基地位置及采樣點設置圖

1.2 樣品的采集與分析、測定方法

2017年6月～2018年5月實驗期間，每月5日前往養殖基地采樣。使用水質監測儀現場測定每個樣點的水溫(WT)、pH、鹽度(Sal)、溶氧(OD)、濁度(Turbid)、葉綠素(Chla)和藻藍蛋白(BGA-PC)等，水樣采集的深度為0.5 m，每個采樣點設3個重復，水樣采集工具使用5 L的有機玻璃圓缸，每樣點取水樣帶回實驗室后-20℃冰凍保存，使用碳氮分析儀進行總碳(TC)和總氮(TN)的分析。取水樣1 L水樣，經直徑25 mm的Whatman GF/F玻璃纖維濾膜(使用前經450 ℃灼燒2 h，除去有機質)過濾，將濾膜在60 ℃下烘干48 h，在干燥器中冷卻后稱重。將烘干后的GF/F玻璃纖維濾膜經450 ℃灼燒2 h，冷卻后再稱重(灼燒后灰分重)。根據空白濾膜重、樣品濾膜烘干重、灼燒減重及過濾水樣體積，計算水樣中懸浮顆粒有機物含量。

每個采樣點處隨機取10個養殖蚌，清洗表面后，使用電子數顯卡尺測量其殼長、殼寬、殼高、體長和體高。

殼長：殼的前緣到后緣的距離，AB 示；殼高：翼下端到腹緣的垂直距離，OH示；殼寬：左右兩殼的最大距離，CD 示。

對實驗始末的池蝶蚌進行測量，以珍珠蚌的“殼長/殼寬”比值為生長參考值，同時計算各養殖基地池蝶蚌的生長率，計算公式：

生長率(%)=(Wt-W0)/W0×100%

式中，Wt表示蚌的終末總重(kg)，W0表示蚌的初始總重(kg)。

采用單因素方差分析(One-way ANOVA)檢驗不同養殖點對各水化學指標的影響及各處理組間的差異，用Duncan’s test 進行多重比較，采用SPSS 10.0對數據結果進行差異和相關性分析，取P<0.05為顯著性水平，P<0.01為極顯著水平，所有圖形均由sigma plot 生成。

2 結果與分析

2.1 水質因子的季節變化規律

實驗期間，兩個不同養殖基地實驗期間總氮平均值變動為0.56～1.28 mg·L-1，總碳平均值變動范圍是4.71～6.50 mg·L-1。DG基地內總氮始終處于較大幅度波動中，其中秋季最低，冬季最高；總碳從夏季開始逐步上升至冬季后開始下降，但變化較為穩定；HT基地的總氮、總碳含量平均值均在穩定范圍內波動(8.06～8.59，0.60～0.75 mg·L-1)。

圖3 不同養殖基地總氮和總碳含量季節變化圖

由圖4可知，溫度隨時間季節的變化呈周期性變化，不同季節的溫度差異極顯著(P<0.001)，總的來說春、夏、秋3季HT基地水溫顯著高于DG基地水溫(P<0.01)，冬季DG基地水溫顯著高于HT基地(P<0.001)。其中HT基地夏季水溫最高，為30.88 ℃，HT冬季溫度最低，為9.30 ℃。

圖4 不同養殖基地水溫、pH、鹽度和濁度季節變化圖

養殖點水體pH的變化范圍為7.28～8.87，方差分析表明，春季HT基地的平均pH值高于DG基地，差異極顯著(P<0.001)，夏季和秋季DG基地的平均pH值顯著高于HT基地(P<0.01)，冬季則差異不顯著。

由圖中所示可知，養殖點水體鹽度的變化范圍為0.14～0.41 ppt(part per thousand)，在整個實驗周期內，兩個基地的鹽度均呈現相似的變化趨勢。秋季DG基地略高于HT基地，而其他3季HT基地則略高于DG基地，但差異不顯著，無統計學意義(P=0.1669，P=0.2751，P=0.0671)。

兩個養殖基地濁度的變化范圍為1.14～32.79 NTU，其中DG基地秋季最低，HT基地春季最高。HT基地的透明度值均大于DG基地透明度值，夏季和秋季差異極顯著(P<0.001，P<0.001)，冬季差異顯著(P<0.01)。

圖5 不同養殖基地溶氧量季節變化圖

養殖點水體溶氧量的變化范圍為7.84～9.94 mg·L-1，DG基地的溶氧隨季節變化先升高后從下降，春季表現出最低值；HT基地的溶氧量則呈現折線波動，在秋季和春季溶氧量較低，在冬季溶氧量升至最高點。DG高于HT，秋季呈顯著差異(P<0.01)。在HT，夏、秋和冬季的溶氧相互間均差異顯著，春季分別于夏季和秋季差異不顯著。

2.2 不同季節的懸浮顆粒有機物變化規律

夏季養殖水體有機質含量極顯著高于秋、冬和春季(P<0.001，P<0.001，P<.0.001)，而冬季最低，其中，夏季HT基地有機質含量極顯著大于DG基地(P<0.001)。在不同的季節，HT基地水體有機質含量均高于DG基地水體的有機質含量(見圖6)。

注：不同小寫字母表示在P<0.001水平有顯著差異；***表示樣本之間在P<0.001水平有顯著差異。

2.3 不同養殖基地葉綠素和藻藍蛋白的季節變化

兩個養殖基地水體中葉綠素的變化范圍為4.16～18.96 μg/L，夏、秋2季的葉綠素含量高于冬、春2季，其中DG基地的葉綠素含量在秋季高于HT基地，其它3季均低于HT基地，差異顯著。藻藍蛋白的變化范圍為2506.38～9464.25 mg·L-1，春、夏2季含量較高，說明這兩個季節池蝶蚌養殖池塘中藍藻生物量較高。

2.4 不同養殖點池蝶蚌生長情況

依據公示計算不同養殖基地4季池蝶蚌的生長率，結果由圖7可知，夏季的生長率遠遠高于秋季、冬季和春季，呈極顯著差異(P<0.001，P<0.001，P<0.001)。其中夏季HT基地池蝶蚌的生長率極顯著大于DG基地(P<0.001)，然而，冬季的生長率最低，尤其是DG基地的池蝶蚌生長率趨近于0，與HT基地顯著差異(P<0.01)。而DG和HT兩個不同養殖基地的生長率變化雖不存在顯著差異，均為夏季最大，隨入秋降低，一直持續到冬季到最低值，春季回暖后小幅度上升，但DG基地池蝶蚌的生長率夏季極顯著高于秋季(P<0.001)，秋季顯著高于冬季(P<0.01)。HT基地池蝶蚌在夏季的生長率極顯著高于秋季(P<0.001)，而秋季與冬季的差異顯著(P<0.05)，冬季顯著低于春秋(P<0.05)。

圖7 不同養殖基地葉綠素和藻藍蛋白含量季節變化圖

殼間距離寬有利于培育大規格珍珠，池蝶蚌具有殼間距較寬(四齡殼寬是同齡三角帆蚌的1.23倍)、外套膜厚(四齡厚度是同齡三角帆蚌的1.78倍)的特征，且珍珠分泌速度快(四齡貝殼珍珠層的厚度是同齡三角帆蚌的2.08倍)[13]，具有可培育大規格珍珠的能力。實驗期間各養殖基地的殼長/殼寬比值[14]的范圍為4.319～2.761，從夏季開始至次年春季，殼長/殼寬的比例逐漸降低。

注：不同小寫字母表示在P<0.05水平有顯著差異；**表示樣本之間在P<0.01水平有顯著差異，***表示樣本之間在P<0.001水平有顯著差異。

表1 不同養殖基地池蝶蚌的殼長/殼寬值變化規律(平均值±標準差)

3 討論與分析

3.1 水質因子對池蝶蚌生長影響

徐在寬、徐大中等人研究發現，蚌的適宜生長溫度為20℃左右，在水溫30 ℃～32 ℃以上時，新陳代謝不正常[17]。有研究表明在適宜溫度范圍內，淡水蚌的生長與溫度呈顯著正相關[18]。然而，從本次實驗的兩個池蝶蚌養殖基地夏季溫度已高于30℃，池蝶蚌生長率依然保持上升趨勢，并未出現新陳代謝不正常、生長率下降等現象，可見池蝶蚌掛蚌深度為50 cm左右時可避免表層水體溫度過高從而保持其正常生長。

貝類對水環境相當敏感，低pH值的水環境將直接引起貝體內酸堿平衡和離子平衡的失調，使得進出貝體的鈣比例發生逆轉，造成體內鈣丟失，影響其生長[19]。大多數貝類適宜的pH值在8左右[20]，黃瑞族等人研究認為三角帆蚌的最佳生長pH值為7.3～8.4[21]，本實驗在秋、冬季的池蝶蚌養殖基地的pH值符合黃瑞族等人的研究，春、夏2季的pH則遠高于該范圍，這是由于春、夏2季水溫逐漸回升，浮游植物大量生長，為蚌的生長提供了豐富的生物餌料，此時池蝶蚌維持了全年最高的生長率，pH在8.0～8.5范圍，甚至可高達9.0，可見池蝶蚌養殖水域pH值保持在該范圍內可有效提高池蝶蚌的生長率。

鹽度不僅影響貝類濾水率、攝食率和吸收率[22]，而且鹽度與貝類生長率之間有一定的關系，從容的研究報道當鹽度處于0.15～1.05范圍內時較易三角帆蚌的生長，其中0.30～0.70是最適宜的生長鹽度值[23]。本實驗結果可見在0.15～0.30期間，鹽度越高，池蝶蚌生長率越高，可以促進池蝶蚌的生長，這與此前研究結果相符。

溶氧量也是重要的水質因子，與水生生物的生長密切相關，溶氧量的變化與水體中有機質含量、浮游植物生長等息息相關。陳瑛等人的研究中，溶氧量與蚌增重呈顯著正相關[6]。本研究中DG基地的溶氧隨溫度的升高而下降，夏季最低，冬季最高，與戴楊鑫、王巖等人[24]研究相符。而且DG基地的溶氧量高于HT基地，可能與DG基地大水面溶氧量更高有關[25]。池蝶蚌養殖水體溶氧量的變化范圍為7.84～9.94 mg·L-1，在該范圍內池蝶蚌的生長率較高，變化范圍也與林青霞等人研究的溶氧量大于4.00 mg·L-1相符[26]。

3.2 有機質含量、Chl-a和藻藍蛋白

雙殼貝類依靠其濾食作用攝取能量，研究表明濾水效果好的貝類可以濾食更多的懸浮顆粒[27-28]。在本次實驗數據也表明，水體中懸浮顆粒有機物含量越高，池蝶蚌生長率也越高。

養殖點水體葉綠素的變化范圍為4.16～18.96 mg·L-1。在整個實驗周期內，HT基地的葉綠素變化較為穩定(保持在10左右)；而DG基地的變化幅度較大，尤其在秋季其葉綠素含量高達18.95 mg·L-1，此時池蝶蚌生長緩慢。可見，Chl-a在10左右時較適宜池蝶蚌生長，當超過15.00 mg·L-1時，反而不利于生長。朱生博、杜盛藍等人研究雖然表明，Chl-a與浮游植物的生物量呈顯著相關關系[29-30]，但是這些浮游植物并非全部被蚌濾食并在體內吸收，很多浮游植物抑或未被濾食進入蚌體內，抑或進入體內后未被消化而排出體外[31]。夏、春季的藍、綠藻大量繁殖，而在秋季和冬季，其藻藍蛋白較低，說明水體內藍綠藻較低，這與池蝶蚌生長率變化趨勢相吻合，結合本研究結果認為藻藍蛋白可作為Chl-a值的進一步參考值，有利于更好地分析池蝶蚌的濾食作用。

本研究通過對不同季節水質與池蝶蚌生長率之間的研究，獲得了一些水質因子的季節性規律，揭示了水質因子對池蝶蚌生長的顯著影響，為池蝶蚌的科學養殖提供數據支持。