深井加压对养殖塘蓝藻生长控制及机理的研究

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高邮市罗氏沼虾养殖基地作为全国规模最大的养殖地,近年来,随着养殖密度不断提高,每到养殖旺季,蓝藻频繁爆发,严重影响生产。为有效控制罗氏沼虾养殖水中蓝藻的生长繁殖,本实验建设了控制面积为100亩的深井加压水处理系统。将养殖水引入深井,流经深井底部后再回到虾塘的另一端,从而实现对整个虾塘水的循环处理。经现场一个养殖季节(60天)的连续监测,并与没有处理的对照塘对比,主要研究结论如下:  (1)通过现场取样测定了处理塘和对照塘中藻类叶绿素a浓度、竖向分布、水中藻毒素含量,挂瓶测定了藻类生产力竖向分布以及电射透镜下观察深井处理前后的蓝藻细胞内部结构,揭示了深井加压控制蓝藻生长繁殖的机理。结果表明深井加压后,藻类竖向分布没有变化,藻类数量仍在0.5m水深处达到最大。但叶绿素a平均浓度下降为45.53μg/L,消减率超过61%。水中藻毒素含量为0.072μg/L,下降78%。藻类在1.1m补偿水深处净生产量为零,补偿水深下降0.25m。整个柱状水体的净生产量为3.13mg/L,下降27%。通过观察蓝藻细胞超薄切片发现,深井加压后,蓝藻细胞内气囊消失。从而可以断定深井加压控制蓝藻生长的机理是,蓝藻在深水压力下其气囊破裂,失去气囊的蓝藻回到塘内后不能漂浮水面,而是缓慢下沉至水底无光区域,由于藻类只能在补偿水深以上的光照区生长繁殖,所以蓝藻无法利用光照正常生长,导致水中藻类繁殖基数降低,藻总量下降,从而控制了藻类生长。  (2)通过现场取样,利用显微镜计数分析深井加压后养殖塘藻类细胞数量及种群的变化。对照塘蓝藻、绿藻细胞分别为1.86×108个/L、3.19×107个/L;其中微囊藻占82%,小球藻占11%,颤藻占1%,栅藻占3%;微囊藻细胞数为1.72×108个/L。处理塘蓝藻、绿藻细胞分别为2.52×107个/L,1.52×107个/L;其中微囊藻仅占10%,小球藻占22%,颤藻占46%,栅藻占4%;微囊藻细胞数为5.05×106个/L。结果表明,深井加压能有效控制蓝藻生长,消减率达86%,尤其对微囊藻控制效果最为显著,消减率达97%,在塘内比重降低72%。深井加压在控制微囊藻生长的同时,使栅藻和小球藻获得了更多的生长机会,塘内绿藻所占比重增加。  (3)通过现场小试模拟了加压、NaClO、CuSO4杀藻的效果,水样加压后第三天藻总量为5.33×107个/L,消减率达到最高,为95%。其中蓝藻门中微囊藻细胞数为4.99×107个/L,降低95%。绿藻门中小球藻、栅藻细、杂球藻、四星藻,团藻和盘星藻数量增加。水中藻毒素含量为0.32μg/L,降低了78%。投加NaClO的第三天藻总量为4.53×108个/L,消减率达到最高,为56%。水中只有微囊藻和极少量颤藻,藻细胞数分别为4.5×108个/L、1×106个/L,降低56%、87%。由于藻类大量死亡导致细胞内的藻毒素集中泄漏,第一天水中藻毒素含量上升至3.99μg/L,增加了73%。CuSO4杀藻见效慢,第四天藻总量为4.05×108个/L,消减率达到最高,为59%。水中微囊藻和颤藻细胞数与NaClO水样相同,螺旋藻数量略有增加。由于CuSO4对藻细胞的破坏过程相对较慢,随着藻细胞出现中毒反应逐渐死亡,第三天藻毒素含量上升为1.88μg/L,增加了31%。可见,加压法能高效、持久的将藻类数量控制在较低水平,尤其对微囊藻细胞的去除效果明显。当微囊藻的绝对优势地位打破后,绿藻获得更多生长的机会,绿藻种类增加,藻的多样性得到恢复。NaClO虽见效快,但持续效力短;CuSO4持续效力久,但见效慢。两种化学方式杀藻没有针对性,颤藻、螺旋藻及绿藻都被杀死,没有解决水中藻种类单一的问题。同时加压方式处理虾塘水不仅能高效控制蓝藻生长繁殖,还可以降低大量蓝藻因在水中死亡而集中释放藻毒素的风险,与NaClO、CuSO4相比,更加高效,环保,安全。
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