基于生物絮团技术的糖蜜添加对西北盐碱池塘水质和浮游生物的影响_汤佩武

第44卷Vol. 44第2期No. 2

淡水渔业Freshwater Fisheries

2014年3月Mar. 2014

基于生物絮团技术的糖蜜添加对西北盐碱池塘

水质和浮游生物的影响

12111

汤佩武，李勤慎，刘哲，王万良，高祥云

（1. 甘肃农业大学动物科学技术学院，兰州730070；2. 甘肃省渔业技术推广总站，兰州730030）

摘要：为探讨生物絮团技术在西北盐碱池塘的应用效果，试验分析不同糖蜜添加量对盐碱池塘水质和浮游生物的影响。对照塘不添加糖蜜，试验塘分别一次性添加理论量100%（A 池塘）、75%（B 池塘）和50%（C 池塘）的糖蜜。结果显示：（1）添加糖蜜可以提高水体透明度、降低化学需氧量，对TP 含量无显著影响；（2）3口试验塘

+－－

水体NH 4－N 、NO 3－N 和NO 2－N 含量较对照塘分别降低58. 20%、77. 48%、39. 81%和25. 71%、31. 42%、

21. 92%以及52. 94%、76. 19%、47. 82%，差异显著；（3）试验塘蓝藻密度和生物量较对照塘也显著降低（P ＜0. 05），A 、B 塘浮游动物Shannon －Weaver 多样性指数分别下降15. 18%和16. 83%，显著低于对照塘32. 56%的下降速度（P ＜0. 05）。综合认为，池塘中添加理论量100%和75%的糖蜜均可有效改善水质，添加理论量75%的糖蜜更经济实用。

关键词：盐碱池塘；生物絮团；糖蜜；水质；浮游生物中图分类号：965. 89

文献标识码：A

6907-（2014）02-0083-06文章编号：1000-

DOI:10.13721/j.cnki.dsyy.2014.02.016

Effects of the adding of molasses on water quality and plankton of

saline －alkaline ponds in the northwest of China in

bio －floc technology

TANG Pei-wu 1，LI Qin-shen 2，LIU Zhe 1，WANG Wan-liang 1，GAO Xiang-yun 1

（1. College of Animal Science and Technology ，Gansu Agricultural University ，Lanzhou ，730070，China ；

2. Gansu Fisheries Technology Extension Station ，Lanzhou ，730030，China ）

Abstract ：To study the effect of the bio －floc technology application in saline －alkaline ponds ，the effects of adding dif-ferent amount of molasses on water quality and plankton of the ponds were analyzed. The molasses was added 100%（A ），75%（B ）and 50%（C ）of the theoretical added amount to three treatment ponds once ，and set a control pond without molasses. The results showed that the adding of molasses could improve the transparency of the water ，reduce the value of chemical oxygen demand ，but had no significant impact on the concentration of total phosphorus of the water ；the concen-tration of ammonia nitrogen ，nitrate nitrogen ，nitrite nitrogen of three treatment ponds decreased respectively by 58. 20%，77. 48%，39. 81%and 25. 71%，31. 42%，21. 92%and 52. 94%，76. 19%，47. 82%，which was significantly dif-ferent ；the density and biomass of the cyanobacteria in the treatment pond was significantly （P ＜0. 05）lower than the con-trol pond ，the Shannon －Weaver diversity of phytoplankton of group A and B decreased by 15. 18%and 16. 83%，and it was significantly （P ＜0. 05）lower than the control pond which decreased by 32. 56%.Adding 100%and 75%of the theo-retical amount of the molasses to pond can effectively improve the water quality ，the treatment adding 75%of the theoreti-cal amount of molasses was more economical and practical.

Key words ：saline －alkaline ponds ；biological floc ；molasses ；water quality ；plankton

收稿日期：2013－11－26；修订日期：2014－02－11

资助项目：国家大宗淡水鱼类产业技术项目（NYCYTX －49－40）第一作者简介：汤佩武（1988－通讯作者：刘

），男，硕士研究生，专业方向为特种经济动物饲养。E-mail ：wu691501@163. com

mail ：liuz@gsau. edu. cn 哲。E-

国内池塘养殖多以水、电、饲料、肥料、药品等的高消耗、高投入来换取高产出为主，其自身污染严重，而且养殖废水的大量排放会对周边生态环

［1］

境造成不利影响。通过物理和化学方式净化养殖水体，速度快但成本高，而且二次污染的可能性［2］

大。面对水资源的日益匮乏和水环境的日渐恶化，寻求一种可持续的水产养殖模式显得尤为迫［3］

切。生物絮团技术（Bio －Floc Technology ）是在水体零交换的基础上，通过人为添加有机碳源，调节水体C /N比，提高水体异养细菌的数量，利用细菌同化无机氮，将水体中的氨氮等养殖代谢产物转化为细菌自身成分，并通过细菌絮凝成颗粒物质被养殖动物摄食，是一项可有效处理水产养殖过程中产生的有机污染物，达到改善水质、节约饲料和节水减排目的的实用技术

［4－6］

△CH =H ˑ S ˑ C NH 4+－N ˑ 20

其中△CH 为添加量（kg ）；H 为池塘水深

（m ）；S 为池塘面积（m 2）；C NH 4+－N 为8月5日9

+

点时NH 4－N 含量实测值（mg /L），A 、B 、C 塘分别为2. 56mg /L、2. 31mg /L和2. 06mg /L；20

为常数。经计算后三个试验塘糖蜜添加量分别为179、121、72kg ，10：00时将称量好的糖蜜用池水混匀后一次性全池泼洒。1. 2. 2饲养管理

糖蜜泼洒后开增氧机（功率3kW ，每个池塘配备1台）1h ，试验期间均投喂正大公司生产的鲤颗粒配合饲料（粗蛋白含量30%），日投喂量为养殖鱼类存塘量的3% 5%，按照摄食状况和天气变化做适当调整，试验期间不使用其他水质调节制剂。1. 31. 3. 1

水样采集和分析

水质分析水样采集及测定

糖蜜添加前于9ʒ 00用采水器在池塘四角各采

［14］

。

国外以生物絮团技术为基础的水产养殖模式多

［7－8］

。国内该技术的相关见于对虾和罗非鱼的养殖

研究主要集中在碳源选择、碳氮比调节、细菌群落

结构以及此技术在凡纳滨对虾、日本对虾、大菱鲆、罗非鱼养殖中的探索运用

［9－13］

，这些研究基

集水下0. 5m 处水样2L 混合后取一定量于采样瓶

中，按照国家渔业水质标准（GB 11607－89）固定水样后测定化学需氧量（COD ）、总磷（TP ）、硝酸

－－

盐氮（NO 3－N ）、亚硝酸盐氮（NO 2－N ）的含量。糖蜜添加后每隔1天于9ʒ 00按上述方法采集、固定水样并测定相关指标。同时，用萨氏盘现场测定透明度，用便携式水质监测仪（YSI Professional Plus ，USA ）现场测定水温、溶解氧（DO ）、pH 、氨

+

氮（NH 4－N ）含量。

1. 3. 2浮游生物水样采集及分析

本都针对中东部省份的养殖池塘，而关于西北地区盐碱池塘生物絮团技术的研究尚未见报道。因此，本试验基于生物絮团技术原理，将碳源（糖蜜）添加到养殖水体后监测池塘水质和浮游生物变化情况，以确定合适的碳源（糖蜜）添加量，旨在为生物絮团技术在西北盐碱池塘的推广应用提供技术参考和理论依据。

1

1. 1

材料与方法

试验地点和材料

试验于2013年8月5日－8月25日在国家大

糖蜜添加前于9ʒ 00用采水器在池塘四角选定的4个采样点各采集1L 后混合均匀，取1L 混合水样用于浮游植物分析。将3L 混合水样经浮游生物过滤网过滤后移入水样瓶中用于枝角类和桡足类分析。原生动物和轮虫等小型浮游动物水样与浮游植物共用。将采集的水样用鲁哥氏液固定、沉淀浓

［15－17］

。糖缩处理后在显微镜下观察、鉴定、计数

蜜添加后每隔3d 于9ʒ 00同上述方法采集、固定、

镜检分析浮游生物水样。1. 3. 3

浮游生物多样性指数

［18］

宗淡水鱼类产业技术体系白银综合试验站刘家峡示

范点进行。试验池塘池底淤泥40cm 左右，面积均

2

为0. 25hm ，水深1. 4m ，

主养品种均为云斑（Ictalurus nebulosus ），套养鲤（Cyprinus carpio ）、草

（Ctenopharynodon idellus ）、鲢（Hypophthalmictuthys molitrix ）和鳙（Aristichthys nobilis ），试验所用糖蜜购自附近饲料加工厂。1. 2方法1. 2. 1

试验设计

试验设A 、B 、C 三个试验塘和1个对照塘，试验塘糖蜜添加量分别为理论添加量的100%、

浮游生物多样性指数计算公式Shannon －Weaver 多样性指数

H =-∑

n i n i

log 2

i －1N N

n

如下：

75%和50%，对照塘不添加。糖蜜理论添加量计算公式为：

其中：n i 为第i 种的密度，N 为总密度（ind /

L ），n 为总种数。

1. 4

数据统计与分析

用Excel 进行图表处理，采用SPSS 17. 0统计

+

软件对透明度、NH 4－N 含量、浮游生物密度等

0. 05）。可见，添加糖蜜对水体这几项物理因子无显著影响。

随着糖蜜添加到水体后，试验塘透明度逐渐高于对照塘（图1），在第8天左右时达到最大值，A 、B 、C 塘透明度分别提高27. 23%、32. 26%和21. 84%，其中A 、B 塘透明度平均值显著高于对照塘（P ＜0. 01）、C 塘显著高于对照塘（P ＜0. 05）。试验结束时试验塘透明度仍高于对照塘，说明按理论量100%、75%和50%添加糖蜜都可在一定程度上提高池塘透明度。

数据进行单因素方差分析，用Duncan 法进行多重比较。

2

2. 1

结果与分析

池塘水体理化性质的变化

2. 1. 1水温、透明度、DO 及pH 值的变化从表1可以看出，试验期间各塘水温、DO 和pH 值变化均不明显，各塘间无显著差异（P ＞

Tab. 1组别A 池塘B 池塘C 池塘对照塘

表1试验期间各塘水体水温、DO 和pH 值的平均值

The average levels of temperature ，DO and pH in the water in different ponds during the test

水温/（ħ ）24. 1ʃ 1. 225. 0ʃ 0. 925. 7ʃ 0. 825. 4ʃ 0. 4

DO /（mg /L）2. 96ʃ 0. 503. 06ʃ 0. 653. 18ʃ 0. 522. 91ʃ 0. 44

pH 7. 65ʃ 0. 297. 92ʃ 0. 167. 89ʃ 0. 207. 93ʃ 0.

16

Fig. 1

图1试验期间各塘水体透明度变化

Changes of transparency in different ponds during

the test

2. 1. 2

NH 4+－N 、NO 3－－N 和NO 2－－N 的变化

+

试验期间，试验塘NH 4－N 含量均呈先下降

后升高的趋势，对照塘呈缓慢升高趋势（图2－1），3口试验塘的最大下降率分别为58. 20%、77. 48%、39. 81%，其中A 、B 塘NH 4+－N 含量平均值极显著低于对照塘（P ＜0. 01），C 塘显著低于对照塘（P ＜0. 05）。

试验塘NO 3

－

－N 含量均呈先下降后升高的趋

势，对照塘基本呈升高趋势（图2－2），3口试验塘的最大下降率分别为25. 71%、31. 42%、21. 92%，其中A 、B 塘NO 3＜0. 05）。

试验塘NO 2

势，对照塘NO 2

－－

－

－N 含量平均值极显

图2Fig. 2

试验期间各塘水体NH 4

+

－N 、NO 3－－N 和

著低于对照塘（P ＜0. 01），C 塘显著低于对照塘（P

－N 含量均呈先下降后升高的趋

NO 2－－N 含量变化

The variation in concentrations of NH 4+－N 、NO 3－－N and NO 2－－N in the water in different

ponds during the test

3

口－N 含量升高明显（图2－3），

试验塘的最大下降率分别为52. 94%、76. 19%和47. 82%，含量平均值均极显著低于对照塘（P ＜0. 01）。2. 1. 3

TP 和COD 的变化

试验期间各塘水体TP 和COD 含量变化见图3。各塘水体TP 含量为0. 991 1. 401mg /L，TP 含量变化不大（P ＞0. 05）。3口试验塘COD 含量均值分别比对照塘低10. 47%、12. 99%和9. 89%（P ＞0. 05），说明添加糖蜜对水体TP 含量无明显影响，但可以降低水体COD 含量，但无显著影响。2. 22. 2. 1

池塘浮游生物的变化

浮游生物密度和生物量的变化

试验期间，各塘水体浮游生物密度和生物量如

表2所示。A 、B 塘浮游植物密度高于C 塘和对照塘（P ＜0. 05）；3口试验塘浮游动物密度均高于对照塘（P ＜0. 05）。可见添加糖蜜对池塘浮游生物密度和生物量有显著影响

。

图3试验期间各塘水体TP 和COD 含量变化Fig. 3The variation in concentrations of TP and COD

in the water in different ponds during the test

糖蜜添加对蓝藻影响较明显，其变化情况如图4。试验塘和对照塘蓝藻密度和生物量分别为：

Tab. 2

时间08－0508－0908－1308－1708－21

表2试验期间各塘水体浮游生物密度和生物量变化

The change of density and biomass of planktons in different ponds during the test

A 池塘12803/1.2412922/1.2312788/1.2313002a /1.2112601/1.18

a

浮游植物密度/（104ind /L）/生物量/（mg /L）

A 池塘B 池塘C 池塘对照塘2776. 4/73.652804. 0/79.742644. 8/75.562683. 5/79.312818. 5/63.532795. 3/53.602764. 9/54.052776. 2a /60.04

a

浮游动物密度/（ind /L）/生物量/（mg /L）

B 池塘C 池塘

12877/1.1912499/1.2112613/1.1812748a /1.2012690/1.17

a

12899/1.3912783/1.1212561/0.9812580a /1.1612581/1.21

a

对照塘12713/1.1812096/1.0211877b /1.1211784b /1.1412163/1.12

2786. 8/60.302795. 5/59.582632. 6/59.502591. 1/69.97

a

2544. 8/75.482439. 0/62.502604. 7/68.942460. 8b /58.75

b

2781. 4/85.832487. 5/76.712611. 8/61.852433. 0b /71.07

b

注：同行水平同一指标肩标有不同字母者表示差异显著（P ＜0. 05），标有相同字母或未标者表示差异不显著（P ﹥0. 05）

。

4

试验塘（812. 5 1263. 0）ˑ 10ind /L和25. 34 54. 31mg /L；对照塘（1079. 2 1216. 5）ˑ 104ind /L和34. 01 58. 54mg /L。经分析可知，B 塘蓝藻密

度显著低于对照塘（P ＜0. 05），A 、B 塘蓝藻生物量也低于对照塘（P ＜0. 05）。

浮游生物多样性的变化

从表3可以计算出，试验期间试验塘浮游植物Shannon －Weaver 多样性指数（H ）变化率为－4. 07% +6. 14%，对照塘变化率为－4. 31% －8. 62%。通过分析可知添加糖蜜可以减缓浮游植物Shannon －Weaver 多样性指数（H ）下降速度，但与对照塘相比差异不显著（P ＞0. 05）。

试验期间各塘浮游动物Shannon －Weaver 多样性指数（H ）均呈下降趋势，试验塘变化率为－3. 96% －24. 66%，对照塘变化率为－5. 81% －32. 56%。通过分析可知添加糖蜜可以减缓浮游动物Shannon －Weaver 多样性指数（H ）下降速度，2. 2. 2

图4试验期间各塘水体蓝藻密度和生物量变化Fig. 4The change of density and biomass of Cyanobacteria

in the water in different ponds during the test

表3试验期间各塘水体浮游生物多样性指数（H ）

The Shannon －Weaver diversity of Plankton （H ）in the water in different ponds during the test

浮游植物多样性指数（H ）B 池塘C 池塘1. 141. 181. 211. 171. 12

1. 151. 131. 191. 141. 11

对照塘

1. 161. 081. 071. 111. 06

A 池塘1. 121. 020. 951. 060. 99

浮游动物多样性指数（H ）B 池塘C 池塘1. 010. 970. 940. 880. 84

0. 730. 690. 660. 710. 55

对照塘

0. 860. 750. 810. 690. 58

Tab. 3时间08－0508－0908－1308－1708－21

A 池塘1. 231. 261. 241. 191. 18

其中试验塘A 、B 最大下降速度显著低于对照塘（P ＜0. 05）。类及数量等指标的试验工作尚未进行，下一步将就

［27］

此进行更深入的研究。Azim 等在研究生物絮团培养时发现硝化作用的存在，本试验后期试验塘水

－

体NO 3－N 含量有所升高，这可能与硝化作用的发生有关。

试验塘水体TP 含量在糖蜜添加后有一定程度的降低，这可能是由于异养细菌生长繁殖时利用磷，以其作为营养物质，因此降低了养殖水体TP 含量。3口试验塘COD 含量均值均比对照塘低，这说明糖蜜添加可以有效降低池水COD 含量，减轻水体受污染程度，试验后期各塘COD 含量均有一定幅度的升高，这是由于随着存塘量和投喂量的逐渐增加，鱼体排泄物和残余饵料分解产生的有机污染物质增加，加之糖蜜逐渐被利用，其降低水体污染的作用减弱所致。3. 2

糖蜜添加对浮游生物的影响

本次试验检出的浮游植物分属6个门类，分别是蓝藻门、绿藻门、硅藻门、隐藻门、甲藻门和裸藻门，优势种类为蓝藻、绿藻和硅藻，这与黄宁宇［28］

等研究结果相似。试验期间各塘水体蓝藻密度一直处于较高水平，添加糖蜜后一部分蓝藻同异养微生物、原生动物等形成生物絮团，经镜检统计，发现水体蓝藻密度和生物量有所下降，池水透明度的提高可能与此相关。

生物多样性指数能够综合反映物种丰富性和均［29］

匀性。浮游生物多样性指数常作为水质评价的指标，一般其数值越大说明水质越好，受污染程度

［18］［30］

越低。杨慧君等的研究发现良好的水质有利于浮游生物多样性的提高。本试验结果也说明水质的改善有利于优化浮游生物群落，可以减缓浮游生物多样性指数降低的速度。

由于试验条件有限，关于糖蜜添加后生物絮团生成量的研究还未进行，只在浮游生物镜检试验时观察到添加糖蜜的池塘水体中有生物絮团形成，且数量较多。

3

3. 1

讨论

添加糖蜜对池塘水质的影响

良好的水质是水生动物健康生长的基础条件，

［19－20］

透明度和水色能反映水体老化程度

。糖蜜添

加到养殖水体后，水中的异养微生物、藻类、原生

动物等形成絮状悬浮物，特别是蓝藻数量较添加前明显降低，由于这些物质的游离态减少，从而增加了水体透明度。关于生物絮团具体组成物质的分析测定将在下一步的试验中继续研究。

水体NH 4

+

－N 含量是决定水质优劣的因素之

+

一，通常情况下，养殖水体NH 4－N 含量超过5

mg /L时就会对养殖生物产生不利影响甚至是毒害作用

［21－24］

。邓应能［13］的研究表明，向养殖对虾的

+

水体中添加一定量的蔗糖后，水体NH 4－N 含量

保持较低水平，本试验研究结果与之相似，试验塘

+

水体NH 4－N 含量在糖蜜添加后6 8天降至最

低，与罗亮等

［25］

的研究结果有差异，原因可能是

本次试验在西北盐碱池塘进行，池塘本身条件等因

+

素导致此结果。试验后期各塘水体NH 4－N 含量均有升高趋势，可能是由于随着糖蜜的消耗，水体

中C /N比随之变化，异养细菌数量也相应减少，水体中的NH 4以积累。

NO 2

－

+

－N 不能被细菌及时有效利用而得

－N 也是引起鱼虾等发生疾病的主要诱

发因子之一。一般情况下其浓度达到或超过0. 1mg /L时就会对养殖生物产生危害，降低其浓度可以降低养殖生物患病的几率各池塘水体NO 2

－

［24，26］

。本试验中

－N 含量均低于0. 1mg /L，试验

－

塘均低于对照塘，且三个试验塘水体NO 2－N 含

量变化幅度不相同，这可能与水体中异养细菌种类组成不同和数量多少有关，关于水体中异养细菌种

及罗非鱼生长的影响［J ］. 大连海洋大学学报，2013，28（1）：55-60.

4结论

本试验结果表明添加糖蜜能提高养殖水体透明

+－－

度，降低水体NH 4－N 、NO 3－N 、NO 2－N 和COD 含量、提高浮游生物多样性指数或减缓其下降速度，从而达到有效改善水质、优化浮游生物群落结构的效果。西北盐碱地区由于其特殊的地质和气候条件，养殖池塘很容易出现蓝藻的大量繁殖，从而影响水质、影响养殖生物正常生长，基于生物絮团技术的糖蜜添加可在一定程度上解决这一问题。本试验中，添加理论量的100%和75%的糖蜜均能达到改善水质的效果，在实际应用中，认为添加理论量75%的糖蜜更经济实用。

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（责任编辑：张红林）