鱼藕轮作对池塘底质环境的影响

材料与方法

1.1 试验池塘介绍

湖北省荆州市太湖农场水产养殖现有养殖水面420 hm2，2012年底对其试验场地及周边鱼藕轮作的相关规模进行了初步调查，该养殖场现有的渔农（鱼牧）混作模式主要为种青养鱼（水面种青肥水养鱼、陆地种青饲料）。小规模的鱼藕混作模式存在，鱼藕轮作方式已经进行了5年左右，其规模约占养殖面积的2%。2013年3月，在太湖养殖场二队抽样调查了4个具有代表性的池塘，这4个池塘分别为养殖场二队4家农户所有，其基本情况如表1所示。

1.2 池塘底泥样品的采集及预处理

在以上4个池塘的四角和中心处分别设水平分布采样点5个，用中间空心的硬质塑料圆管采集各个池塘表层5 cm左右的底泥，剔除石砾和植物残根等杂物，混合均匀，共计20个泥样。泥样经过自然风干，粉碎过筛（筛孔直径1 mm或0.15 mm）之后测定其总氮（TN）、总磷（TP）、有机质（OM）以及含水率等相关指标。

1.3 样品测定及数据分析

底泥样品中的OM含量用烧失量（LOL）表示；含水率采用烘干法，底泥（湿重）在105 ℃条件下烘24 h至恒重[10]； TN采用凯氏定氮法测定[11]； TP按SMT分离方法测定[12]。采用Microsoft Excel 2003、DPS v7.05对数据进行整理分析，利用Duncan’s法分析处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同种藕年限下底泥理化性质的水平分布情况

对不同种藕年限下试验塘底泥理化性质的调查结果（表2）表明，多年养鱼的塘（未种藕）底泥中含有丰富的N、P和OM。总的来看，多年养殖塘未种藕与种藕2、3和4年底泥中的TN、TP和OM含量的水平分布特点总体为中心处略高于四角处，这可能是由于塘四角处经常受到沿岸冲击泥沙的影响，也正是因为这样塘底变成了凹形。就TN来看，种藕3年的塘底泥中心处含量最高，为3.72 g/kg；对TP而言，多年养殖的塘在未种藕的情况下，其中心处TP含量最高，为1.74 g/kg，这可能与养殖多年对鱼塘投放饲料有关，也进一步说明了磷比氮更容易沉淀损失；就OM来看，种藕4年的塘底泥中心处含量最高，为13.02%。对于含水率并未呈现出一定的规律。

2.2 鱼藕轮作中不同种藕年限对底质的影响

根据计算结果（表3），连续种藕2年后底泥中TN与未种藕、种藕3年、种藕4年的塘相比差异显著，表明种藕2年对养鱼多年的塘底泥中TN具有明显的吸收作用。莲藕连续种植2、3、4年与养鱼多年的塘相比，其底泥中TP含量均有所减少，表明连续种藕均对底泥中TP具有一定的吸收作用。当莲藕轮作2年后底泥中OM含量减少了2.58个百分点，当莲藕轮作3年后底泥中OM含量减少了0.98个百分点，表明莲藕的生长能促进根区底泥OM的消耗，对底泥OM的增加具有一定的抑制效果，但连续轮作2年效果最好，当莲藕轮作4年后底泥OM含量反而和养鱼多年即未种藕的底泥相差不大。对含水率而言，种藕2年的底泥中的含水率最低，为3.96%。可见，连续种藕2年对养殖多年的塘底泥中TN、TP、OM的抑制效果最好，当种藕3年时，上述这些指标的含量均有增加，当种藕4年时，除TP之外，TN和OM含量与养殖多年未种藕的底泥相当。

2.3 鱼藕轮作中底泥微生物群落代谢功能多样性变化

张春雪等[13]利用Biolog微孔板鉴定系统，从微生物代谢功能的角度研究了栽种莲藕之后与养鱼情况下的底泥微生物群落的代谢，结果表明前者与后者相比代谢快、活性强。试验对培养72 h的底泥吸光度根据多样性指数公式[14]进行了计算，采用Shannon指数、Shannon均匀度和丰富度指数评估底泥中微生物的丰度和均匀度，研究了鱼藕轮作对底泥微生物群落功能代谢特征的影响。结果（表4）表明，在一个养殖周期结束后，养鱼的表层（0～5 cm）底泥微生物Shannon指数与Shannon均匀度均显著降低，而种藕的表层（0～5 cm）和深层（5～10 cm）底泥微生物各指标均无显著变化，表明种植莲藕可以保持底泥较高的微生物代谢功能多样性。

3 结论与讨论

鱼藕轮作中，水生植物可以通过根部吸收底泥中的N、P，而植物体可以吸收水中的N、P[15]。本研究中将多年养殖塘改种藕后，充分利用了池塘底泥中丰富的养分，同时由于池塘底泥既是生态修复功能菌的资源库，也是鱼类细菌病的病原库[7]，这样一来，多年养殖塘改种莲藕后鱼塘内原有病菌得到了自然杀灭，原有水体也得到了一定的净化。

根据调查结果，从整体上看，多年养殖塘在种藕0、2、3、4年的情况下，其底泥中TN、TP和OM的含量在水平分布上呈中心大于四角的趋势，这可能是塘四角处经常会受到沿岸泥沙的冲击所引起的。

多年鱼塘改种藕之后，种藕2年的塘底泥中TN、TP和OM的含量明显下降，而随着种藕年限的增加，TN和OM含量又会呈现出上升的趋势，表明鱼藕轮作中连续种藕2年对多年养殖塘底泥TN、TP、OM的抑制效果最好。为“多年鱼塘改种藕，两年轮回再养鱼”这种节约型、生态型的绿色无公害的养殖新技术进一步推广提供了更全面的理论依据。

雷衍之等[3]的研究表明，在长期的养殖条件下，大量饲料残饵、生物排泄物和残体等有机物的沉积为底泥中各种微生物营造了良好的生存环境，促进微生物、原生动物等土著生物的大量繁殖，在底泥中形成一个食物网复杂、各种生物共生并相互制约的稳定生态系统，因此，当面对来自外界环境的变化时，由于其具有稳定的生态系统，从而可以有较大的缓冲能力，维持生态系统稳定。本研究结果初步反映了鱼藕轮作对底泥微生物群落代谢功能的影响，但对于底泥环境的影响程度与轮作的方式和条件，如放养鱼的种类、放养密度规格和养殖周期以及藕的种植密度等各个方面的影响还需要进一步研究。

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