稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游生物群落的影响.pdf
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1、胡清彪,梅杰,李晓东,等.稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游生物群落的影响J.沈阳农业大学学报,2023,54(5):555-562.沈阳农业大学学报,2023,54(5):555-562Journal of Shenyang Agricultural Universityhttp:/DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2023.05.006收稿日期:2023-06-10基金项目:辽宁省“揭榜挂帅”项目(2021JH1/10400040)第一作者:胡清彪(1991-),男,硕士,实验师,从事稻蟹种养及养殖碳汇研究,E-mai:通信作者:李晓东(1965-),男,博士,教授
2、,从事稻渔综合种养及水产动物健康养殖,E-mai:稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游生物群落的影响胡清彪1a,b,2,梅杰1a,李晓东1a,b,2,3,李鹏3(1.沈阳农业大学 a.动物科学与医学学院,b.辽宁盘锦湿地生态系统国家野外科学观测研究站,沈阳 110161;2.农业农村部中华绒螯蟹育种与繁养重点实验室,辽宁 盘锦 124200;3.盘锦光合蟹业有限公司,辽宁 盘锦 124200)摘要:不同养殖环境对浮游生物影响不同。为探究稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游生物的影响,对两种养殖环境中浮游动植物及底栖动物的变化进行跟踪研究。养殖期间,通过为期2个月共计5次采样进行浮游生物鉴定,分析两
3、种养殖模式对浮游动植物和底栖动物群落结构、密度、生物量和多样性的影响。结果表明:养殖水环境中浮游动、植物和底栖动物的种类和生物量与养殖模式密切相关。2种模式下,浮游植物平均密度和平均生物量呈现先增后减的趋势,且稻田模式的浮游植物平均密度及平均生物量均高于池塘模式的平均密度;浮游动物平均密度呈下降趋势;底栖动物生物量整体呈现先下降后上升再下降趋势。稻田模式的浮游动物、浮游植物平均密度和Shannon Wiener多样性指数均高于池塘模式,表明稻田养蟹模式群落结构相对稳定,可为养蟹稻田与池塘养殖环境生态结构及浮游生物变动规律提供基础数据,可为实现科学养殖提供参考。关键词:中华绒螯蟹;稻田养蟹;池塘
4、养蟹;浮游生物中图分类号:Q178文章编号:1000-1700(2023)05-0555-08文献标识码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):Effects of Crab Culture in Paddy Field and Pond on Plankton in theCulture EnvironmentHU Qing-biao1a,b,2,MEI Jie1a,LI Xiao-dong1a,b,2,3,LI Peng3(1.a.SchoolofAnimalScienceandMedicine,b.LiaoningPanjinWetlandEcosystemNationalObser
5、vationandResearchStation,Shenyang110161,China;2.KeyLaboratoryofBreedingandPropagationofChinesemittencrab,MinistryofAgricultureandRuralAffairs,PanjinLiaonig124000,China;3.PanjinGuangheCrabIndustryCo.,Ltd,PanjinLiaoning124000,China)Abstract:Different cultural environments have different effects on pla
6、nkton.To explore the effects of crab culture in paddy fields andponds on plankton in cultural environments,the changes of phytoplankton and benthic animals in two kinds of culture environmentswere tracked.During the period of cultivation,we sampled 5 times over2 months to identify plankton,and the e
7、ffects of the twofarming models on the community structure,density,biomass,and diversity of phytoplankton and benthic animals were analyzed.Theresults showed that the species and biomass of phytoplankton,plants,and benthic animals in aquaculture aquatic environments wereclosely related to the farmin
8、g model.The average density and biomass of phytoplankton increased first and then decreased,and theaverage density and biomass of phytoplankton in the paddy field model were higher than that in the pond model.The average densityof zooplankton showed a decreasing trend.The biomass of benthic animals
9、decreased first,then increased,and then decreased.Theaverage density of zooplankton and phytoplankton and Shannon Wiener diversity index in the paddy field model were higher thanthose in the pond model,indicating that the community structure of the paddy field crab cultivation model was relatively s
10、table,whichcould provide basic data for the ecological structure and plankton change rule of paddy field and pond culture,and provide areference for scientific culture.Key words:Chinese mitten crab;rice-crab culture;crab culture in pond;plankton-沈阳农业大学学报第 54 卷中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis H.Milne-Edwards
11、),俗称大闸蟹、河蟹。常在淡水水域栖息生存、在海水域繁殖进行降海洄游,是一种大型洄游性甲壳类生物,是我国较为重要的一种水产经济物种,在我国分布较广,主要位于辽河水域、瓯江水域和长江水域,东从鸭绿江西至湖北均有分布。自20世纪70年代末以来,人们开展了中华绒螯蟹的养殖和育苗工作。随着人工养殖技术的突破,行业得到了很大的发展,养殖方式也迅速发展,形成了多种技术,打破了中华绒螯蟹的传统地理分布。如今,人工养殖方式主要有4种:湖泊放养、湖泊围网、池塘养殖和稻田养殖。湖泊放养和湖泊围网的成本最低,稻田养殖居中,而池塘养殖成本最高。中华绒螯蟹养殖区域开始从分散型养殖区域变得更加集中,形成了以各种湖泊和河流
12、为基地的区域集约化、规模化养殖模式1。目前,养殖中华绒螯蟹的省份有20多个,主要有江苏、安徽、湖北、辽宁、山东、河北、广东、福建、浙江、江西等2。1990-2021年,中华绒螯蟹的产量由最初的4 833 t3增长至808 274 t4,增长167倍。中华绒螯蟹可以通过捕食浮游生物及底栖动物,从而改变其群落的组成,导致生态系统内的营养循环和能量流动的变化。一方面,中华绒螯蟹的捕食行为直接或间接影响其群落;另一方面,中华绒螯蟹在生长代谢过程中,排出的粪便和呼出的 CO2增加了水体中氮、磷和碳的含量,有利于浮游生物及底栖动物的生长5-6。同时,中华绒螯蟹活动的增加,降低了水体pH值,同时其摄食行为对
13、浮游生物及底栖动物起到一定的抑制作用7-8。稻蟹综合种养采用的投饲方式,与池塘养殖基本相同。但稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游生物的影响尚未见报道,本试验以2种养殖模式中浮游生物及底栖动物为研究对象,研究中华绒螯蟹养殖对水环境浮游生物的影响,对中华绒螯蟹养殖条件的优化及养蟹对水域环境的影响研究具有一定的理论参考价值,对中华绒螯蟹养殖具有一定的应用价值。1材料与方法1.1试验池塘及稻田管理试验于2021年6月28日9月2日在辽宁省盘锦市盘锦光合蟹业有限公司科研试验田进行。分别选择稻田及与之相邻的池塘各3块作为平行组(E1215139,N40546)。试验稻田,在种植水稻前一次性完成底肥的投施(
14、控释性掺混肥料:N-P2O5-K2O,30-16-6)。1.2试验设计试验在6个试验田内进行,分为稻田组(R)和池塘组(P),其中3块稻田(面积:30 m17 m)和3口池塘(面积:16 m4 m)编号分别表示为R1、R2、R3,P1、P2、P3。每块试验田5月16日进行蓄水,6月2日稻田组进行插秧。6月29日稻田组与池塘组均投放健康和规格相近的中华绒螯蟹雄蟹(11.242.67)g,雌蟹(10.92.61)g,投放密度参照实际养殖密度9:稻田组0.45 indsm-2、池塘组0.75 indsm-2。所有试验组投喂相同的蟹料,每天投喂1次,投喂量根据实验蟹体质量的3%5%定量投喂。共进行5次
15、取样(每次取样均采用5点取样法,将5点取得的样品充分混匀后,取1/5带回实验室对其浮游动、植物和底栖动物进行定性定量分析),其中6月28日进行初次采样(未投放中华绒螯蟹),接下来每15 d进行1次采样。1.3试验方法1.3.1浮游动、植物定性定量取样和测定方法参考张晨10。参照 天津地区浮游生物彩色图谱11进行定性分析,定量分析参照 水生生物学12提供的方法执行,浮游植物比重近似于1,故体积可直接换算成湿重。1.3.2底栖动物定性定量底栖动物定量用了自制的筒状采泥器来量化稻田和池塘中的底栖动物13。将采泥器放置在取样点,采集约10 cm深的泥浆。将泥浆带到实验室作进一步分析。用孔径为0.22.
16、0 mm的多级筛子将泥浆筛出来。然后精确称湿重,并对样品中的不同生物进行量化。优势度(Y)计算公式为:Y=niN fi(1)式中:Y为优势度(规定当 Y0.02 时,该种为优势种);ni为种 i的个体数;N为总个体数;fi为种 i在各个采样点出现的频率。556-第 5 期胡清彪等:稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游生物群落的影响Shannon-Wiener多样性指数(H)计算公式为:H=-niN lnniN(2)式中:ni为种 i的个体数;N为物种的总个体数。1.4数据分析结果以平均值标准差(SD)表示(n=3),并采用GraphPad Prism 6做图。显著性差异分析采用SPSS 22.0
17、的单因素方差分析(ANOVA)计算。p0.01为差异极显著,P0.05),在其他3个采样周期中,稻田模式水体中浮游植物的平均密度都显著高于池塘组(p0.01)。在整个采样周期中,稻田模式和池塘模式的浮游植物平均密度呈现相同的趋势,都呈现先增加后下降的趋势,稻田模式的平均密度在8月18日达到最大值(120.83104cellL-1),且稻田模式的浮游植物平均密度一直高于池塘模式的平均密度。2.1.3平均生物量试验监测5个采样期稻田模式和池塘模式水体中浮游植物的平均生物量(图1b)。除7月18日和8月3日稻田模式的平均生物量显著高于池塘模式(p0.05)。在调查期内,池塘模式浮游植物的平均生物量则
18、继续增加,而稻田模式浮游植物的平均生物量呈先上升后下降趋势,且在8月3日达到最大值(2.910.23)mgL-1。在整个采样周期内,稻田模式的平均生物量始终高于池塘模式。2.1.4多样性指数Shannon-Wiener多样性指数结果表明(图1c),在5个采样周期中,稻田模式Shannon-Wiener多样性指数始终高于池塘模式,但除8月3日和8月18日有显著差异外(p0.05),其他3个采样周期差异均不显著。在整个采样期间,稻田模式的Shannon-Wiener多样性指数呈先上升后下降的趋势,在8月18日采样周期达到峰值,达到3.19,而池塘模式呈现了先上升后下降再上升的趋势,9月2日达到了最
19、高值,为2.1。2.2稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游动物的影响2.2.1群落构成和种类分布稻田和池塘中的浮游动物种类组成结果表明(表2),5次采样共获得浮游动物34种,其中原生动物8种,占浮游动物种类总数的23%;枝角类9种,占种类总数的26%;桡足类3种,占总数的8%;轮虫14种,占总数的41%。2.2.2平均密度两种养殖模式下浮游动物的平均密度结果表明(图2a),在整个采样周期中,除7月18日和8月18日稻田模式浮游动物的平均密度显著高于池塘模式(p0.05)外,其他采样时期均无显著差异。从浮游动物平均密度总体来看,浮游动物的平均密度呈下降趋势。2.2.3平均生物量在整个采样周期中,稻
20、田模式与池塘模式浮游动物的平均生物量均无显著差异(图2b)。在8月3日采样时,稻田模式与池塘模式平均生物量达到最大,分别为(51.3526.93)mgL-1和(37.4315.05)mgL-1。图12种养殖模式对浮游植物平均密度(a)、平均生物量(b)和Shannon-Wiener多样性指数(c)的影响Figure 1Effects of two culture patterns on the average density(a),the average biomass(b)and theShannon-Wiener diversity index(c)of phytoplankton平均密度
21、/(104cellL-1)Average density200150100500a06-2807-1808-0308-18 09-02时间 Date/mm-dd稻田Paddy field池塘Pond平均生物量/(mgL-1)Average density543210b06-2807-1808-0308-1809-02时间 Date/mm-dd稻田Paddy field池塘PondShannon-Wiener多样性指数Shannon-Wiener diversity index4321006-2807-1808-0308-1809-02时间 Date/mm-dd稻田Paddy field池塘Po
22、ndc558-第 5 期胡清彪等:稻田养蟹与池塘养蟹对养殖环境中浮游生物群落的影响浮游动物Zooplankton原生动物Protozoa枝角类Cladocera桡足类Copepoda轮虫Rotifera属/种Genus/Species淡水筒壳虫Tintinnidium fluviatile大弹跳虫Halteria grandinella类铃虫Codonellopsis长圆砂壳虫Difflugia oblonga板壳虫 Coleps sp.拟铃虫Tintinnopsis sp.侠盗虫Strobilidium sp.普通表壳虫Arcella vulgaris直额裸腹溞Moinidae rectir
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