養水機運行對刺參池塘春季氮磷含量調控研究

李樂洲，蘆宇婷，王文琳，楊耿介，張津源，雷兆霖，周 瑋

(大連海洋大學，遼寧 大連 116023)

氮、磷含量是刺參養殖池塘水質中極為重要的指標。氮、磷是池塘中藻類生物的必需營養素，是限制初級生產力的主要因子，但氮、磷含量超標會引起水體富營養化，嚴重時甚至造成養殖動物死亡，導致養殖生產效益下滑。隨著春季天氣回暖，池塘藻類繁殖開始增多，對氮、磷的吸收利用也增加，此時需對氮、磷含量有嚴格要求，藻類吸收過程應符合或接近米氏方程，以保證藻類正常生長的同時不影響池塘水質。

近年來輔助養殖設備調控池塘氮、磷含量的技術逐漸得到應用，相較于傳統施生物、化學藥劑，養殖及食品安全得到了保障。養水機作為新型養殖設備，工作時抽取表層高溶氧優質水送至底層混合形成異重流，兼顧池底增氧的同時強制上下層水對流交換，在實際生產過程中表現出打破溫、鹽躍層、調水抑草、環保節能、操作簡單等優勢。目前該設備處在推廣試用階段，其對水質調控的研究報道尚少。本實驗通過測定春季刺參迅速生長期的養水機池塘氮、磷含量并與對照組池塘含量比較分析，以探究養水機對刺參養殖池塘水質的調控效果。

一、材料方法

1.實驗池塘

本實驗所選取的刺參養殖池塘位于大連市甘井子區西小磨子村，于進水口處底部配裝1臺養水機；對照池塘未安裝養殖配套設備。兩種池塘均采用同一潮溝進行納潮換水，水源為渤海海水，且兩種池塘均為長300 米、寬100 米的矩形泥沙底池塘，兩種池塘中軸線的最北端與最南端分別為進水口與排水口。實驗開始前兩種池塘水質情況、刺參養殖密度、刺參規格數量均相同。

2.養水機

養水機工作時由進水口抽取、進水管輸送表層水至機體，后經機體凈化由水泵作為動力源經專用噴頭噴出，產生上下層水強制對流交換和射流擾動進而打破水體分層。養水機額定功率750瓦，每天工作12小時，出口流量12米3/時。

3.樣品采集測定及數據處理

本實驗采集時間為4月24日－5月24日，期間每隔10 天采集1 次。實驗觀測地點為各池塘中軸線上的進水口、中部、排水口3個站位，每個站位觀測表層、中層和底層3個水層(3個水層分別距池底120、60、1厘米)，分別測定各站位不同水層的水溫、鹽度、溶氧，重復3次。使用5升采水器分別采集各站位不同水層的水樣，重復3次，分別測定氨氮、亞硝態氮、硝態氮、總氮(TN)、活性磷(PO43--P)、總磷(TN)等指標。

實驗數據采用Excel整理并以平均值表示，同時將源數據采取SPSS 25.0 中的One-way ANOVA 和LSD 多重比較，進行統計學差異分析，以P＜0.05表示差異顯著。

二、結果

1.兩種池塘氨氮含量變化情況

兩種池塘實驗期間組內差異顯示，養水機池塘氨氮含量較為穩定且略有下降，觀測的4天內均無顯著差異(P＞0.05)；對照組池塘氨氮含量變化較為明顯，4 月24 日、5 月4 日氨氮含量維持在0.150 毫克/升左右，于5 月14 日驟增至0.307 毫克/升，后于5 月24 日降至0.170 毫克/升，期間5 月14 日氨氮含量顯著大于另外3 天(P＜0.05)，且另外3天之間無顯著差異(P＞0.05)。

兩種池塘實驗期間組間差異顯示，養水機池塘與對照組池塘氨氮含量在4 月24 日、5 月4 日接近，均無顯著差異(P＞0.05)；而在5 月14 日及5月24日，對照組池塘氨氮含量均顯著高于養水機池塘(P＜0.05)。

2.兩種池塘亞硝態氮含量變化情況

兩種池塘實驗期間組內差異顯示，養水機池塘亞硝態氮含量隨時間的推移逐漸下降，4月24日含量為0.017 毫克/升，與5 月24 日0.008 毫克/升出現顯著差異(P＜0.05)；對照組池塘亞硝態氮含量實驗期間無明顯變化，各觀測日之間均無顯著差異(P＞0.05)。

兩種池塘實驗期間組間差異顯示，養水機池塘與對照組池塘亞硝態氮含量在4 月24 日、5 月4 日接近，均無顯著差異(P＞0.05)；而在5 月14 日及5 月24 日，對照組池塘亞硝態氮含量均顯著高于養水機池塘(P＜0.05)。

3.兩種池塘硝態氮含量變化情況

兩種池塘實驗期間組內差異顯示，養水機池塘硝態氮含量較為穩定，4月24日－5月24日均未出現顯著差異(P＞0.05)；對照組池塘硝態氮含量在4 月24 日－5 月14 日無明顯差異(P＞0.05)，含量在0.104～0.123 毫克/升，于5 月24 日驟增至0.241毫克/升。

兩種池塘實驗期間組間差異顯示，養水機池塘與對照組池塘硝態氮含量在4 月24 日、5 月4 日、5 月14 日接近，均無顯著差異(P＞0.05)；而在5 月24 日，對照組池塘硝態氮含量均顯著高于養水機池塘(P＜0.05)。

4.兩種池塘總氮含量變化情況

兩種池塘實驗期間組內差異顯示，兩種池塘總氮含量變化較為穩定，兩種池塘在各觀測日均無顯著差異(P＞0.05)。

兩種池塘實驗期間組間差異顯示，養水機池塘與對照組池塘總氮含量在4月24日－5月14日均無顯著差異(P＞0.05)；而在5 月24 日，對照組池塘總氮含量顯著高于養水機池塘(P＜0.05)。

5.兩種池塘活性磷含量變化情況

實驗期間組內差異顯示，兩種池塘活性磷含量在各觀測日均無顯著差異(P＞0.05)，其中養水機池塘變化幅度小，實驗期間含量在0.017～0.024 毫克/升，而對照組池塘變化幅度大，實驗期間含量在0.021～0.034毫克/升。

兩種池塘實驗期間組間差異顯示，養水機池塘與對照組池塘活性磷含量在各觀測日均無顯著差異(P＞0.05)，但對照組池塘活性磷含量在各觀測日均稍高于養水機池塘。

6.兩種池塘總磷含量變化情況

兩種池塘實驗期間組內差異顯示，兩種池塘總磷含量在各觀測日均無顯著差異(P＞0.05)，其中養水機池塘總磷含量變化幅度小，實驗期間含量在0.369～0.514毫克/升，而對照組池塘總磷含量變化幅度大，實驗期間含量在0.406～0.755 毫克/升。

兩種池塘實驗期間組間差異顯示，養水機池塘與對照組池塘總磷含量在各觀測日均無顯著差異(P＞0.05)，但對照組池塘總磷含量在各觀測日均稍高于養水機池塘。

三、討論

養水機池塘無機氮含量(氨氮、亞硝態氮、硝態氮含量的總和)在實驗期間各觀測日均未超出《海水水質標準》(GB 3097－1997)中二類水產養殖區0.30毫克/升的要求。而對照組池塘無機氮含量在5月14日及5月24日超出該標準要求。

養水機對于池塘氮的調控作用體現在兩個方面。首先，在5 月14 日對照組池塘氨氮、亞硝態氮含量顯著高于養水機池塘，分析其原因在于5月14 日對照組池塘底部發生“暴藻”現象，底層溶氧降低至4.09毫克/升，池塘底泥中的氮發生反硝化作用轉變為氨氮和亞硝態氮，通過擴散至水體中造成水體氨氮和亞硝態氮升高，而在養水機池塘表、底層水交換作用下，提高了池底溶氧，保障了氮的硝化作用正常進行。其次，在5 月24 日對照組池塘的“三氮”和總氮均顯著大于養水機池塘，分析其原因在于對照組池塘在“暴藻”現象過后，死亡的藻類有機礦化后又變為氮存于底部，造成了池塘的富營養化，而養水機池塘不斷交換表、底層水，提高水體流動性促進了池中生物對于氮的吸收與利用。

對于磷的調控效果而言，養水機池塘磷含量雖未與對照組池塘存在統計學差異，但養水機池塘未像對照組池塘在5 月14 日活性磷含量高于0.03毫克/升，同時這也是對照組池塘“暴藻”現象發生的主要原因。另外，有研究指出在磷和時間充足的條件下，池塘中的氮總量會在藻類固氮作用之下保持高水平狀態，造成水體富營養化。在養水機運行下池塘水體交換好，磷分布更均勻，池中藻類生物固氮等利用均勻，因此氮、磷營養鹽未像對照組池塘表現出富營養化狀態。

綜上，養殖池塘中配裝養水機對于春季池水氮、磷含量具有一定的調控效果，具體體現在促進氮的硝化進程和藻類對氮、磷利用等方面，養殖過程中可輔助工作，以達到調控水質的效果。