比较残饵在主养黄颡鱼与主养草鱼下池塘沉降情况,渔业论文.docx
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1、比较残饵在主养黄颡鱼与主养草鱼下池塘沉降情况,渔业论文高密度、集约化的养殖方式已成为中国淡水渔业支柱产业之一, 这种养殖方式创造了宏大经济产值和社会效益的同时也对环境造成了宏大的负面影响。淡水池塘养殖是一种受人为调控影响较大的营养型养殖系统, 高密度的投饵养殖方式导致残饵、粪便、排泄物等在池塘底部大量积累, 导致池塘水体的有机污染和富营养化。尤其是残饵的积累, 一方面增加了养殖成本, 另一方面加重了水体的污染压力, 进而引起病原菌滋生, 养殖动物疾病爆发。 在不同来源的有机质中, 其化学组成成分和稳定性同位素组成特征会存在差异, 通过利用有机质化学组成成分和稳定性同位素地球化学特征来定量化推断
2、沉积物中有机质的来源是当今水域生态研究的热门之一, 如 Mangaliso 等利用碳氮稳定性同位素示踪水产养殖产生有机质的扩散范围,Sar 等利用碳氮稳定性同位素研究水产养殖污染物对沉降颗粒和沉积物的影响。当前对淡水池塘的研究多集中在利用沉积物的化学指标、生物指标来定性描绘叙述养殖对沉积环境的影响, 缺少定量化的研究。残饵是淡水养殖经过中外源有机质的主要输入源, 本研究通过对主养黄颡鱼与主养草鱼池塘沉降颗粒碳氮营养物质的含量以及有机物质碳氮稳定性同位素组成特征的研究, 定量评估人为有机物质(残饵)在两种养殖形式沉降颗粒中所占的比重,进而为到达有效控制池塘本身污染和改进污染池塘的目的, 为淡水养
3、殖产业的健康可持续发展提供理论证据。 1 材料与方式方法 1.1 实验设计 本研究于 2020年 4 10月在荆州市公安县崇湖渔场东北湖分场华中农业大学科研教学试验基地进行。每一种养殖形式设置 3 个重复: 选取主养草鱼和主养黄颡鱼的池塘各三口, 池塘面积均为6667 m2, 水深 1.5 2.3 m, 鱼苗投放如表 1。实验池塘采用半封闭式养殖, 主养草鱼池塘投喂海大牌草鱼膨化饲料,主养黄颡鱼池塘投喂海大牌黄颡鱼配合饲料; 两种主养形式池塘中配合饲料投喂量约为鱼总重量的 3% 5%养殖经过中每一种养殖形式统一补水和换水。【表1】 1.2 采样与分析分法 样品采集时间为 4 10 月的每月中旬
4、左右, 沉降颗粒的采集是采用沉降颗粒收集装置(图 1 所示,h=35 cm, d=11 cm)进行, 每一口池塘选择 5 个沉降颗粒采样点(分别位于池塘对角线的等分点处), 放置 72h 后回收, 回收时静置 2h 后小心弃去上层多余的清液, 取下样品管, 在 60下烘干至恒重后研磨,置于枯燥器中保存备用。对应在沉降颗粒采样点采集上中下水层混合水样 200 mL, 使用预先在 450下 灼 烧 4h 左 右 除 去 有 机 碳 的 玻 璃 纤 维 滤 膜(Whatman GF/F, 直径 47 mm, 孔径 0.7 m)抽滤收集悬浮颗粒物, 滤膜冷冻保存。用彼得森采泥器在上述沉降颗粒的采样点处
5、采集表层沉积物样品, 同样在 60下烘干、研磨、过筛并保存。本研究中收集鱼后肠肠含物作为鱼类的粪便, 同时收集两种养殖形式投喂的饲料, 在 60下烘干、研磨、封口袋封装后保存于枯燥器中。 沉降颗粒、悬浮颗粒物、沉积物和饲料中总氮(Total nitrogen, TN)、总碳(Total carbon, TC)采用Thermo Flash 2000 元素分析仪进行测定; 沉降颗粒和悬浮颗粒中总有机碳(Total organic carbon, TOC)、总有机氮(Total organic nitrogen, TON)和碳氮稳定性同位素分析先用足量1 mol/L HCl 浸泡淋洗24h, 除去可
6、能存在的无机碳, 然后用蒸馏水淋洗至水呈中性, 再将其置于 60下烘干至恒重。最后, 处理过的样品中 TOC 和 TON 采用 Thermo Flash 2000 元素分析仪进行测定; 沉降颗粒、悬浮颗粒、沉积物和饲料中碳氮稳定性同位素比用稳定性同位素比质谱仪 IRMS (Thermo-MAT253)进行测定。样品中碳、氮稳定性同位素以 值的形式给出, 计算公式为 X=(R待测样品/R标准物质) 1 103, 华而不实 X 为13C 或15N;R 为13C/12C 或15N/14N。碳氮稳定同位素值分别以相对于国际标准的 PDB 和大气氮的 值报道。每测定10 个样品插入 1 个标准样品, 并
7、随机挑选 1 2 个样品进行复测。样品 13C 和 15N 重视精度为 0.3%。 采用 SPSS 17.0 软件进行数据统计分析。针对样品中 TN、TC、TON、TOC 以及 13C、 15N 做时间序列的相关性分析。通过 t 检验(平均值成对二样本分析)比拟单个月份内不同养殖形式间的差异,方差分析前先进行正态分布和方差齐性检验。以P 0.05 作为差异显着水平。本研究利用碳氮稳定性同位素混合模型对沉降颗粒中人为有机质来源进行了初步定量估算。假定池塘中沉降颗粒有机质主要来自残饵、粪便和悬浮颗粒物(Particulate organicmatter, POM)三种的混合, 则人为有机质(残饵)
8、输入奉献率可用碳稳定性同位素质量平衡混合模型计算:【1】 式中: 下标、和分别为饲料、粪便、POM和沉降颗粒, f 为每种物质在沉降颗粒中占的百分比, 13C、 15N 代表每一种物质的稳定性碳氮同位素比值。 2 结果 2.1 两种主养形式池塘中沉降颗粒碳氮营养含量的季节变化特征 沉降颗粒中 TN、TC、TOC 以及 TON 都呈现出明显的季节变化(图 2)。主养黄颡池塘 TOC 含量变化为 4.86 7.14 mg/g, 均值为 5.82 mg/g; TON 含量变化为 0.59 0.90 mg/g, 均值为 0.72 mg/g; TC 含量变化为 5.42 8.57 mg/g, 均值为 6
9、.86 mg/g; TN 含量变化在 0.66 1.13 mg/g, 均值为 0.83 mg/g。时间序列的相关性统计分析结果表示清楚: 主养黄颡鱼池塘沉降颗粒中 TN (r= 0.80, P 0.05), TC (r= 0.79, P 0.05),TON (r= 0.74, P 0.05)与 TOC (r= 0.65, P 0.05)均随着养殖时间的推移, 其含量有显着下降趋势。主养草鱼池塘 TOC 含量变化在 2.53 5.45 mg/g, 均值为 3.90 mg/g; TON 含量变化在 0.40 0.62 mg/g, 均值为 0.52 mg/g; TC 含量变化在 3.09 7.19
10、mg/g, 均值为 4.98 mg/g; TN 含量变化在 0.35 0.86 mg/g, 均值为 0.58 mg/g。时间序列相关性统计分析结果表示清楚,主养草鱼池塘沉降颗粒中 TN (r= 0.93, P 0.05), TC(r= 0.96, P 0.05), TON (r= 0.95, P 0.05)与 TOC(r= 0.97, P 0.05)均随着养殖时间的推移, 其含量有显着下降趋势。除此之外, 主养黄颡鱼池塘沉降颗粒中 TN、TC、TON 和 TOC 含量均显着高于主养草鱼池塘(df=30, tTN=11.3, P 0.01; tTC=9.2, P 0.01; tTON=10.3,
11、 P 0.01; tTOC=8.6, P 0.01)。 本研究对两种主养形式中的沉积物、饲料、悬浮颗粒中 TN、TC、TOC 以及 TON 含量测定如表2, 主养黄颡鱼形式中沉积物、饲料、悬浮颗粒中TN、TC、TOC 以及 TON 含量均大于主养草鱼池塘。 2.2 两种主养形式池塘中沉降颗粒碳氮稳定同位素含量的季节变化特征 如此图 3所示, 主养黄颡鱼池塘沉降颗粒有机质 15N 值的变化范围是 5.0% 6.9%, 平均值为 6.2%, 13C 值的变化范围是 26% 24.2%, 平均值为 25.3%; 主养草鱼池塘沉降颗粒有机质 15N 值的变化范围是 4.5% 6.5%, 平均值为 5.
12、9%, 13C 值的变化范围是 26.5% 24.5%, 平均值为 25.4%。 时间序列相关性统计结果显示两种主养形式中沉降颗粒碳氮稳定性同位素含量无显着的季节变化特征(r草 15N=0.31, P 0.05; r草 13C=0.63, P 0.05; r黄 15N=0.11,P 0.05; r黄 13C=0.45, P 0.05); 两种形式中沉降颗粒有机质 15N 值的变化与 13C 值的变化均显着正相关: 主养黄颡鱼池塘沉降颗粒 15N 值与 13C 值显着正相关(r=0.462, P 0.05); 主养草鱼池塘沉降颗粒 15N值与 13C 值显着正相关(r=0.537, P 0.05
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