井鹽水培育輪蟲過程中碳酸鈣濃度過飽和的危害及防控方法的研究

文章編號(hào)：1674-2419（2024）02-0127-06

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“中華絨螯蟹、克氏原螯蝦與螺螄高效制繁種和綠色碳匯養(yǎng)殖示范課題（課題編號(hào)：2022YFD2400705）”。

作者簡介：梁芳（1991.6- ），女，遼寧鞍山人，盤錦光合蟹業(yè)有限公司研發(fā)中心工程師。主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖中水質(zhì)調(diào)控工作。E-mail：1060069601@qq.com。

通訊作者：孫娜（1983.8- ），女，山東濱州人，盤錦光合蟹業(yè)有限公司研發(fā)中心主任、高級(jí)工程師。主要從事水產(chǎn)苗種育苗期間水質(zhì)與藻類調(diào)控工作。E-mail：sunna0911@163.com。

摘" 要：為探究自然海水、井鹽水混合自然海水兩種水體下輪蟲產(chǎn)量差別，提高輪蟲的單產(chǎn)水平，找到限制輪蟲產(chǎn)量的環(huán)境影響因子，試驗(yàn)選擇盤錦光合

蟹業(yè)有限公司

三角洲基地12排5個(gè)自然海水輪蟲池塘和18排5個(gè)自然海水與井鹽水混合的輪蟲池塘進(jìn)行調(diào)查，井鹽水的量占總量的比例≥50%，連續(xù)監(jiān)測15 d水溫、pH值的變化，定期測定水體的理化指標(biāo)，包括堿度、鹽度、鈣離子，計(jì)算晶型 CaCO3·H2O臨界突變的飽和度指數(shù)，并跟蹤記錄各池輪蟲總產(chǎn)量。結(jié)果顯示，對(duì)比自然海水池塘，井鹽水混合池塘更易發(fā)生水質(zhì)突變，且突變次數(shù)明顯增多，平均自然海水為0.4±0.49次，井鹽水混合池塘為2.6±0.49次。井鹽水混合池塘堿度普遍較高，平均（4.18±0.10）mmol/L，自然海水為（2.63±0.22）mmol/L。添加井鹽水的池塘，輪蟲產(chǎn)量顯著低于正常輪蟲池（P＜0.01），平均每畝產(chǎn)量低25萬kg左右。研究結(jié)果顯示，在輪蟲池大量混合井鹽水會(huì)使水體突變?cè)龆啵罱K導(dǎo)致輪蟲大量減產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：井鹽水；碳酸鈣過飽和；水質(zhì)突變；輪蟲（Brachionus plicatilis）

中圖分類號(hào)：S912；S963.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

褶皺臂尾輪蟲（Brachionus plicatilis）屬輪蟲門，單巢綱，單巢目，游泳臂尾輪蟲科，臂尾輪蟲屬，其廣泛分布于高鹽的河口及近海區(qū)，它營養(yǎng)豐富，大小適口（100 μm～300 μm），是中華絨螯蟹人工育苗的優(yōu)良動(dòng)物性餌料，且需求量很大，它的產(chǎn)量與供應(yīng)量是影響蟹苗產(chǎn)量的重要因素。近年來，在遼寧盤錦以及江蘇省等河蟹育苗基地，育苗期間輪蟲池經(jīng)常發(fā)生“水質(zhì)突變”現(xiàn)象，引起輪蟲大批死亡，導(dǎo)致餌料供應(yīng)不足，給蟹苗產(chǎn)量帶來嚴(yán)重影響。“水質(zhì)突變”是指一天之內(nèi)池塘水色變成渾濁的黃白色，水中浮游植物大量下沉，透明度明顯增大，池底可見黃白色沉積物，池中輪蟲大量沉底，少數(shù)可游動(dòng)輪蟲可見掛有臟物的現(xiàn)象。針對(duì)“水質(zhì)突變”現(xiàn)象，李曉東等系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)“水質(zhì)突變”發(fā)生時(shí)水體的pH值大幅升高、水中碳酸鈣高度過飽和而引起碳酸鈣快速析出、沉淀造成的。理論分析表明pH值、堿度、鈣離子含量、鹽度、溫度等都會(huì)影響水中碳酸鈣的飽和度，但前３項(xiàng)是主要影響因素。

盤錦三角洲地區(qū)育苗基地位于河口，海水鹽度較低，不符合輪蟲的生長要求，育苗過程中會(huì)通過添加井鹽水提高培養(yǎng)鹽度，但井鹽水中pH值、堿度、鈣離子含量較高，易發(fā)生“水質(zhì)突變”，對(duì)輪蟲的產(chǎn)量和供應(yīng)量造成影響，繼而影響蟹苗產(chǎn)量。為了減少輪蟲培養(yǎng)中突變現(xiàn)象，提高產(chǎn)量，該實(shí)驗(yàn)通過對(duì)5個(gè)井鹽水勾兌池塘與5個(gè)自然海水池塘水質(zhì)在輪蟲發(fā)育指數(shù)期時(shí)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，結(jié)合孫娜等研究的碳酸鈣高度過飽和計(jì)算模型，分析突變期間水質(zhì)變化規(guī)律，旨在為減少輪蟲培育過程中的突變而導(dǎo)致的減產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1" 材料與方法

1.1" 材料

盤錦光合蟹業(yè)有限公司三角洲基地輪蟲池，12排5個(gè)池塘為自然海水，18排5個(gè)為自然海水與井鹽水混合的池塘，井鹽水的量占總量的比例≥50%，選擇這10個(gè)池塘作為試驗(yàn)池進(jìn)行水質(zhì)突變現(xiàn)象的跟蹤調(diào)查。

1.2" 方法

在輪蟲培養(yǎng)過程中，輪蟲發(fā)育指數(shù)期時(shí)進(jìn)行為期15 d的水質(zhì)調(diào)查，每天測定池塘的水溫、pH值，每7 d測定各池的鹽度、總堿度和鈣含量，并記錄各池輪蟲總產(chǎn)量。

檢測指標(biāo)：堿度（酸堿指示劑滴定法）、鈣（EDTA滴定法測定），鹽度（梅特勒托利多 SG3鹽度計(jì)），pH值計(jì)（上海三信儀表廠pH B-1便攜式pH/ORP計(jì)）。

1.3" 數(shù)據(jù)分析

計(jì)算臨界突變的飽和度指數(shù)的值（以晶型 CaCO3·H2O為標(biāo)準(zhǔn)）引用孫娜等計(jì)算方法，采用 SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2" 結(jié)果

2.1" 連續(xù)15 d各池塘pH監(jiān)測結(jié)果

5月6日至5月20日池塘pH值監(jiān)測結(jié)果見圖1。連續(xù)15日監(jiān)測顯示小球藻池的pH整體較高，范圍9.57～10.44。所有池塘pH值均呈上升趨勢，當(dāng)pH值上升至10.2～10.5時(shí)，易發(fā)生突然降低后上升的現(xiàn)象，即“水質(zhì)突變”，水體的pH值降低范圍0.31～0.62，隨后升高范圍0.16～0.44。觀察發(fā)現(xiàn)添加井鹽水的輪蟲池pH值波動(dòng)大，易發(fā)生突變且多次突變，其中18排4#、7#、8#均發(fā)生3次突變，18排2#、5#均發(fā)生2次突變，而自然海水的5個(gè)池塘共發(fā)生2次突變。發(fā)生突變的時(shí)間集中在5月9日、10日、16日、18日，其中5月18日井鹽水池塘5個(gè)發(fā)生突變、自然海水池塘2個(gè)發(fā)生突變。

2.2" 連續(xù)15日池塘水溫監(jiān)測結(jié)果

連續(xù)15日池塘水溫監(jiān)測結(jié)果見圖2。監(jiān)測期間輪蟲池水溫變化較大，但總體處在上升狀態(tài)，溫度范圍16.2℃～23℃；最低溫度出現(xiàn)在5月10日，為16℃；最高溫度出現(xiàn)在5月18日，為23℃；同時(shí)最大溫差出現(xiàn)在17日與18日之間，達(dá)到3.5℃。溫度的上升會(huì)間接導(dǎo)致養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的快速變化，結(jié)合每日pH值變化，發(fā)現(xiàn)隨著水溫的升高，pH值整體也隨之升高，且發(fā)生突變均在水溫升高1.5℃～3.5℃后，5月18日水溫升高3.5℃，7個(gè)池塘發(fā)生突變。

2.3" 各輪蟲池碳酸鈣飽和度指數(shù)變化情況

三角洲基地各個(gè)輪蟲池塘的水質(zhì)指標(biāo)與碳酸鈣飽和度指數(shù)見表1。5月6日、5月13日、5月20日各池塘飽和度指數(shù)見圖3。在生產(chǎn)過程中將飽和度指數(shù)８定義為預(yù)警值，表中數(shù)據(jù)顯示，5月6日所有池塘均未發(fā)生過突變，自然海水的輪蟲池堿度在2.34～2.93，井鹽水勾兌的輪蟲池堿度在4.05～4.36，井鹽水池塘顯著高于自然海水池塘；井鹽水輪蟲池飽和度指數(shù)遠(yuǎn)高于自然海水輪蟲池，井鹽水池塘平均為11.20±0.77，遠(yuǎn)高于預(yù)警值，而自然海水池塘平均為7.52±0.79；至5月13日，井鹽水池塘pH升高，各池塘飽和度值持續(xù)高于警戒值，發(fā)生碳酸鈣過飽和的現(xiàn)象，同時(shí)可以看出18排2#與18排5#兩個(gè)突變系數(shù)最高的養(yǎng)殖池其pH值與堿度也是最高的。經(jīng)過15日的變化，由于井鹽水池塘連續(xù)突變后飽和度指數(shù)降低至為7.30±0.57，達(dá)到同期自然海水池塘水平，且井鹽水輪蟲池pH值、鈣含量、總堿度均下降至自然海水輪蟲池水平。

2.4" 各池輪蟲總產(chǎn)量

由圖4可知添加井鹽水的輪蟲池產(chǎn)量要低于自然海水輪蟲池，差異極顯著（P＜0.01），自然海水池塘最低產(chǎn)量為200萬kg，比添加井鹽水池塘最高值高25萬kg。由此可見，添加井鹽水引起突變會(huì)降低輪蟲產(chǎn)量。

3" 討論

目前已知CaCO3過飽和現(xiàn)象不是由單一因素調(diào)控的，而是多因素共同調(diào)控，如pH值、溫度、鹽度、堿度、鈣離子濃度等調(diào)控的，其中最主要因素是pH值、堿度、鈣離子濃度這三項(xiàng)，它們的數(shù)值決定了池塘過飽和指標(biāo)的高低。

3.1" pH值

監(jiān)測期間井鹽水海水的輪蟲池pH值在9.46～10.42，處在較高范圍值，易發(fā)生水質(zhì)突變，發(fā)生突變的輪蟲池pH值都是在某一階段突然下降，然后再上升，在此變化過程中，輪蟲池中培育的輪蟲死亡過半。未發(fā)生突變的輪蟲池，pH值沒有發(fā)生大范圍的波動(dòng)，培育的輪蟲也沒有發(fā)生死亡。輪蟲的培養(yǎng)離不開小球藻，小球藻生長旺盛時(shí)，密度大、光合作用強(qiáng)，pH值高，且處于上升趨勢，這種條件下易發(fā)生“突變”現(xiàn)象，Clifford等在研究碳酸鈣結(jié)晶晶型的影響因素時(shí)，也得到pH值是主要影響因素的結(jié)論。徐敬等研究證明CO2氣體的釋放使溶液pH值上升，從而促使CaCO3析出；且進(jìn)一步證明了CaCO3的析出改變了溶液中總碳濃度和總鈣濃度的比值，從而改變了CO2的析出速率。同時(shí)光合作用吸收水中CO2，可以使pH值升高，使碳酸如下平衡向右移動(dòng)，使碳酸根離子濃度升高：

2HCO-3CO2-3+CO2+H2O

3.2" 堿度與鈣

天然水堿度主要由碳酸氫根離子和碳酸根離子構(gòu)成。總堿度越大，pH值升高時(shí)生成的碳酸根離子也越多，越有利于碳酸鈣的析出。試驗(yàn)中井鹽水池塘堿度與鈣離子濃度始終高于自然海水池塘濃度，且發(fā)生多次突變，有研究表明在黃海北部表層水春季到秋季引起pH值與飽和度差異的主要原因是總堿度的變化。當(dāng)發(fā)生多次突變后的5月20日，井鹽水池塘的pH值、堿度和鈣離子含量都降低，這與李曉東等調(diào)查的5個(gè)已經(jīng)發(fā)生“突變”的育苗池的結(jié)果相一致，因?yàn)樘妓徕}的沉積會(huì)使水的pH值、堿度和鈣離子含量降低。該試驗(yàn)13日與16日的結(jié)果高于今年20日的數(shù)據(jù)，這與孫娜等研究結(jié)果相同，育苗池“突變”前應(yīng)該數(shù)值更高。堿度偏高，是容易發(fā)生水質(zhì)“突變”的原因之一，三角洲地區(qū)由于地理?xiàng)l件等原因井鹽水堿度很高，而堿度高的井鹽水CaCO3一般過飽和，這也是導(dǎo)致在輪蟲生產(chǎn)過程中添加井鹽水的池塘堿度居高不下的原因之一，從而導(dǎo)致了輪蟲池發(fā)生突變。

3.3" 飽和度指數(shù)與輪蟲產(chǎn)量

通過最終的輪蟲池產(chǎn)量計(jì)算，未發(fā)生突變的輪蟲池平均產(chǎn)量在200 kg/畝左右，而發(fā)生突變的輪蟲池平均產(chǎn)量在150 kg/畝左右。CaCO3過飽和會(huì)導(dǎo)致CaCO3析出，在輪蟲及微藻表面形成CaCO3結(jié)晶將輪蟲及微藻覆蓋，形成類似于盔甲樣的外殼，導(dǎo)致輪蟲及微藻喪失活動(dòng)能力、進(jìn)食能力，開始向池底沉降，最終死亡輪蟲產(chǎn)量大幅下降。李曉東等在河蟹苗過程中發(fā)現(xiàn)同樣的問題，CaCO3過飽和析出后，河蟹苗池產(chǎn)量明顯下降，孫娜等在對(duì)育苗過程中CaCO3過飽和警戒至研究過程中也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象，同時(shí)在大湖等大水體中發(fā)生CaCO3過飽析出現(xiàn)象時(shí)湖中浮游生物的總量也會(huì)減少。

針對(duì)池塘CaCO3過飽和影響因素，可采取以下預(yù)防措施：1）充分曝氣：井鹽水的堿和鈣含量較高，直接使用可能會(huì)造成過飽和現(xiàn)象，應(yīng)該先在蓄水池曝氣幾天，不僅會(huì)降低堿度與碳鈣含量，還可以除去鐵、錳等重金屬。2）保證海水鹽度情況下減少井鹽水的使用：備水期提前，監(jiān)測三角洲泵站海水鹽度，當(dāng)海水達(dá)到要求時(shí)，進(jìn)行抽水作業(yè)。3）降低pH值：輪蟲池藻類豐富，pH值普遍偏高，在生產(chǎn)過程中為了避免突變帶來影響，要經(jīng)常檢測pH值，控制水中浮游植物的密度，防止繁殖速度太快，是防止pH值過度升高的關(guān)鍵。可將鹽酸進(jìn)行1∶20稀釋后全池潑灑，以快速降低pH值，也可以投放乳酸菌、生物酸等微生態(tài)制劑降低pH值過高帶來的的危害。

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Study on the harm and prevention methods of calcium carbonate concentration oversaturation in the process of breeding rotifers in well salt water

LIANG Fang， LI Ying， LI Rang， LIU Fang， XING Dongfei， GENG Dan， SUN Na

（Panjin Photosynthetic Crab Industry Co.， LTD. （Key Laboratory of Breeding and Breeding of Chinese Mitten Crab， Liaoning Province Crab Technology Innovation Center， Modern Agricultural Industry Technology System CARS-48）， Dawa 124200， Liaoning China））

Abstract：In order to explore the difference in rotifer yield between natural seawater and well salt water mixed with natural seawater， improve the unit yield level of rotifer， and find the environmental impact factors that limit rotifer yield， 12 rows of 5 natural seawater rotifer ponds and 18 rows of 5 natural seawater rotifer ponds mixed with well salt water were selected for investigation， and the proportion of well salt water accounted for≥50% of the total amount. The changes of water temperature and pH on 15 days were continuously monitored， the physical and chemical indexes of water bodies， including alkalinity， salinity and calcium ions， were regularly determined， the saturation index of critical mutation of crystalline CaCO3·H2O was calculated， and the total output of rotifers in each pool was tracked and recorded. The results showed that compared with natural seawater ponds， well salt water mixed ponds were more prone to water quality mutations， and the number of mutations increased significantly， with an average of 0.4±0.49 times in natural seawater and 2.6±0.49 times in well salt water mixed ponds. The alkalinity of the well salt water mixed pond was generally high， with an average of 4.18±0.10 mmol/L， and that of the natural seawater was 2.63±0.22 mmol/L. The yield of rotifer in ponds supplemented with well salt water was significantly lower than that in normal ponds （Plt;0.01）， and the average yield per mu was about 250，000 kg lower. The results showed that mixing well salt water in the rotifer pond would increase the mutation of the water body and eventually lead to a large reduction of rotifer production.

Keywords：well salt water; calcium carbonate supersaturation; abrupt change of water quality; rotifer （Brachionus plicatilis）