椎實螺抑制魚缸綠藻效果的探究

朱成希 金奕天

在參觀學校魚菜共生系統裝置時，我們發現玻璃魚缸底部、壁上附著了很多綠藻，使整個魚缸呈綠色，魚缸中的魚還出現了死亡的現象。

對此，我們提出疑問：在食物充足的情況下，魚為什么會死亡？是什么破壞了魚缸內的生態系統？

一、原因分析

通過觀察，我們發現魚缸內的藻類主要是綠藻，猜測是綠藻較多導致魚缸內的生態系統被破壞。

綠藻生活在淡水里，葉綠素含量高，能通過光合作用產生大量氧氣和營養素。綠藻有強大的繁殖能力，魚缸長期使用純凈水或自來水都會滋生綠藻；使用基肥過多使得水體富營養化，導致藻類暴發；魚蝦數量過多，糞便排放過多導致綠藻無法盡快被水體吸收而泛濫。

過多的綠藻改變了水體的顏色，水體透明度下降使附生的藻類、植物等光照不足，光合作用不能正常進行。綠藻在夜間釋放大量的二氧化碳，導致水中氧氣含量降低，造成其他生物缺氧，致使水中有害細菌的數量增多。

二、魚缸藻類去除方法的調查研究

通過查找文獻和咨詢專業養殖技術人員，我們了解到，目前去除魚缸內藻類的主要方法有建立完善的過濾系統將氨和硝酸鹽消除、減少或降低有機物的來源、控制光照等，但很少有利用生物治理的實踐與研究。

三、實驗目的

在魚缸內建一個小型水生態系統，解決魚缸內藻類泛濫的問題，同時豐富魚缸的生態系統。椎實螺以綠藻為食，可用它來緩解水體富營養化，免去人工除藻的麻煩，避免使用化學除藻劑可能造成的危害。

通過實驗尋找椎實螺、魚、藻類的數量配比，探尋良性的生態平衡，開展生態治理并應用到實際養殖環境中。

四、實驗方法與結果分析

（一）利用椎實螺去除魚缸綠藻的預備實驗

1.實驗材料與方法

將10 g綠藻撈出后瀝干5分鐘，然后將綠藻置于直徑20 cm的魚缸中，并投放10只取自學校魚缸自主孵化出的椎實螺。

2.實驗方法

往魚缸中倒入清水，使椎實螺和綠藻形成一個小型的水生態系統，并放在15 ℃左右的通風處，每3 d稱量一次綠藻的質量。

3.初步實驗結果

實驗數據表明，經過3 d，綠藻質量減少到9 g。經過6 d，綠藻質量減少到7 g，減少速率為0.75 g/d，平均每只椎實螺食綠藻速率為0.075 g/d。

該預備實驗初步證實了椎實螺對綠藻的啃食速率及效果。同時，我們還發現，椎實螺基本在早上、中午、傍晚這三個時間段進食，與人類一日三餐的頻率相似。這一發現對椎實螺治理生態的實際應用有一定的啟發與研究價值。

（二）進一步研究

為進一步提高實驗的準確性，根據椎實螺的生長條件，我們于2021年夏季再次開展實驗。重復實驗中，我們將通過藻類生物量來計量藻類的量，以椎實螺的數量變化及藻類的減少量作為衡量指標，得出椎實螺治理綠藻的更優條件。

1.實驗材料與方法

將10個直徑為20 cm的玻璃魚缸分成4組，A1—A3為A組，B1—B3為B組，C1—C3為C組，D1為對照組。選擇體長4～5 cm、健康狀況相似的錦鯉作為實驗對象，每缸投喂5條。

2.對照實驗設計

每組投放綠藻10 g，A組投放椎實螺10只，B組投放30只，C組投放50只，D1組僅投放綠藻和錦鯉作為對照。每2 d等量喂食錦鯉一次。每天觀察椎實螺的生長情況、錦鯉的活躍程度。每隔3 d稱量綠藻的質量，計算減重率。分析數據，找到椎實螺數量和綠藻去除效果之間的關系，尋找最佳的螺藻配比。

3.實驗結果

A組經過3 d，綠藻質量平均減少到9 g；經過6 d，綠藻質量平均減少到7 g，平均減少速率0.75 g/d。

B組經過3 d，綠藻質量平均減少到6 g，經過6 d，綠藻平均質量減少到3 g，平均減少速率為1.17 g/d。

C組經過3 d，綠藻質量平均減少到5 g，經過6 d，綠藻質量平均減少到1 g，平均減少速率為1.5 g/ d。

椎實螺投放數量越多，綠藻減少速率越快。在實驗過程中，定期觀察錦鯉的生長狀態及活躍程度，錦鯉總體生長情況良好，體長有明顯增加。

五、展望與體會

在魚缸中同時養殖魚類、椎實螺，用水生植物銅錢草代替放置沉木、山石等景觀。銅錢草可減輕水體異味，凈化水質。

水體富營養化滋生綠藻時，利用椎實螺啃食綠藻的特性改善水質。魚的糞便可作為銅錢草的天然肥料。銅錢草在生長過程中對氮的吸收量較大，可有效去除水體中氮的含量，輔助緩解水體富營養化。

銅錢草還可通過光合作用為魚類供氧，提高魚類的生存率及整體的美觀性，減少人工清理的麻煩。

在進一步計算與實驗后，該研究結論可應用到更大的水體環境中，達到生態治理的效果。（指導老師：楊玲）

專家點評

本課題選題貼合生活實際，從魚菜共生系統出發，以生態系統穩定性為理論依據，在魚菜共生系統中引入椎實螺抑制綠藻的數量，探究椎實螺和魚、藻類的數量的配比，尋找良性的生態平衡，進而應用到水產養殖和湖泊等自然生態系統的藻類防治工作。

實驗分為預備實驗和正式實驗兩部分，通過預備實驗了解椎實螺的食量，再通過正式實驗探究椎實螺治理綠藻的更優條件，并根據實驗結果給出了合理的生物防治措施。

實驗設計科學合理，充分考慮了實驗變量的控制，但對實驗數據的分析較粗糙，建議對實驗數據進行更細致的處理，如進行差異顯著性分析等。

（欄目編輯? 秦銀銀）

本期點評專家

張永強? 高級教師，湖南省十佳科技教師。科普中國2021年十大科普人物獎獲得者，全國校園發明創意大賽、湖南省青少年科技創新大賽、湖南省創新編程與智能設計大賽、湖南省科學調查體驗活動評審專家組成員。