Optimization of Chlorella Farming for Shrimp Aquaculture in Aboveground Ponds
-
摘要: 介绍一种新型的高位池对虾养殖中独立培育小球藻优化模式工艺,通过单因素和正交试验设计相结合的方法研究温度、光照强度、pH、N/P(氮磷比)、Fe3+浓度等条件对小球藻定向培育的影响,并在高位池对虾养殖中进行实践应用。结果显示最佳育藻条件为温度25℃,光照7 000 lx,pH 8.5,N/P为10:1,Fe3+质量浓度500 μg·L-1,在第9~11 d小球藻有最大比生长率,可将藻液投入养殖池使用。高位池对虾养殖场的实践表明,该方法不但可以节约饲料成本,还可以较好稳定养殖水体的水质。Abstract: Chlorella farming for shrimp aquaculture in aboveground ponds was optimized by using an experiment with single factor and orthogonal design. Factors for the evaluation included light intensity and the temperature, pH, N/P ratio, and Fe3+ concentration in the water for the algae cultivation.A maximized chlorella growth coefficient was reached in 9 to 11 ds by exposing the algae to 7 000 lx light in a pH 8.5 water medium that contained 10:1 N/P nutrients and Fe3+ 500 μg·L-1 at 25℃. Thus, at that time chlorella could be harvested for feeding the shrimps. The practice could not only reduce the cost on feed for the aquaculture, but also stabilize the water quality in the shrimp pond.
-
Key words:
- chlorella farming /
- aboveground pond /
- shrimp aquaculture /
- maximized growth coefficient
-
表 1 正交试验因素和水平
Table 1. Factors and levels of orthogonal experiment
水平 温度/℃ 光照/lx pH N/P 铁离子/(μg·L-1) 1 15 3000 6.5 10:1 300 2 20 4000 7.0 20:1 400 3 25 5000 7.5 30:1 500 4 30 6000 8.0 40:1 600 5 35 7000 8.5 50:1 700 表 2 不同影响因素下藻最大比生长率及出现时间
Table 2. Maximum specific growth rate of chlorella and occurrence time under varied conditions
项目 处理 最大比生长率/% 出现时间/d 温度 15℃ 5.4 9~11 20℃ 6.8 9~11 25℃ 10.5 9~11 30℃ 11.2 9~11 35℃ 7.3 9~11 光照强度 3000 lx 5.6 9~11 4000 lx 7.4 9~11 5000 lx 10.0 9~11 6000 lx 12.6 9~11 7000 lx 12.1 9~11 pH 6.5 5.6 13~15 7.0 8.8 13~15 7.5 8.5 13~15 8.0 9.5 13~15 8.5 10.8 13~15 N/P 10:01 9.3 9~11 20:01 13.0 9~11 30:01 11.2 9~11 40:01 7.5 9~11 50:01 5.1 9~11 铁离子质量浓度 300 μg·L-1 5.3 9~11 400 μg·L-1 8.5 11~13 500 μg·L-1 9.1 13~15 600 μg·L-1 8.2 11~13 700 μg·L-1 5.2 13~15 表 3 正交试验结果
Table 3. Results of orthogonal experiment
因素 温度 光照 pH N/P 铁离子质量浓度 空列 藻密度 处理1 1 1 1 1 1 1 3.04 处理2 1 2 2 2 2 2 3.15 处理3 1 3 3 3 3 3 3.35 处理4 1 4 4 4 4 4 3.56 处理5 1 5 5 5 5 5 3.45 处理6 2 1 2 3 4 5 3.35 处理7 2 2 3 4 5 1 3.21 处理8 2 3 4 5 1 2 3.93 处理9 2 4 5 1 2 3 4.25 处理10 2 5 1 2 3 4 4.30 处理11 3 1 3 5 2 4 5.30 处理12 3 2 4 1 3 5 5.58 处理13 3 3 5 2 4 1 5.47 处理14 3 4 1 3 5 2 5.35 处理15 3 5 2 4 1 3 5.72 处理16 4 1 4 2 5 3 4.89 处理17 4 2 5 3 1 4 5.02 处理18 4 3 1 4 2 5 4.65 处理19 4 4 2 5 3 1 5.41 处理20 4 5 3 1 4 3 5.30 处理21 5 1 5 4 3 2 4.32 处理22 5 2 1 5 4 3 4.20 处理23 5 3 2 1 5 4 4.42 处理24 5 4 3 2 1 5 4.75 处理25 5 5 4 3 2 1 4.55 K1 3.310 4.194 4.330 4.530 4.490 4.348 K2 3.818 4.256 4.414 4.516 4.392 4.190 K3 5.494 4.364 4.412 4.324 4.604 4.642 K4 5.072 4.670 4.502 4.298 4.406 4.536 K5 4.468 4.678 4.504 4.494 4.270 4.356 极差 2.184 0.484 0.174 0.232 0.334 0.452 -
[1] 虞为, 李卓佳, 朱长波, 等.我国对虾生态养殖的发展现状、存在问题与对策[J].广东农业科学, 2011, 38(17):168-171. doi: 10.3969/j.issn.1004-874X.2011.17.060 [2] 刘孝竹, 李卓佳, 曹煜成, 等.珠江三角洲低盐度虾池秋冬季浮游微藻群落结构特征的研究[J].农业环境科学学报, 2009, 28(5):1010-1018. https://www.wenkuxiazai.com/word/4f37eb5b10661ed9ad51f382-1.doc [3] 常布辉, 李兰, 姚磊.藻类培养与利用研究进展[J].水资源研究, 2013, 2(1):76-83. http://zhifu.cnki.net/Wechat.aspx [4] 曹煜成, 李卓佳, 梁伟峰, 等. 一种对虾养殖池藻相的构建方法: 中国, CN 101363004 B[P]. 2009-02-11. [5] 王起华, 施定基.几种海洋蓝藻生长条件的研究[J].海洋科学, 1997, 21(4):60-63. https://www.researchgate.net/profile/Jianming_Deng4/publication/286886727_Effects_of_enhanced_water_temperature_and_nutrient_concentration_on_algal_growth_in_winter_and_spring_season_in_Lake_Taihu_China/links/56a63e8f08aeca0fddcb4b57.pdf [6] 钱芸, 戴树桂, 刘广良, 等.硝酸镧对铜绿微囊藻生长特性的影响[J].中国环境科学, 2003, 23(1):7-11. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGHJ200301002.htm [7] 贾含帅, 刘汉湖, 胡舒, 等. 4种环境因子对景观水体绿藻生长繁殖的影响[J].中国城市林业, 2011, 9(6):52-54. http://www.cqvip.com/qk/87510X/201106 [8] 蔡清海. 福建诏安湾环境质量评价[C]//全国海水养殖学术研讨会, 2007. [9] 江灵芝, 孙雪, 王玮蔚, 等.盐度对蛋白核小球藻生长、叶绿素荧光参数及代谢酶的影响[J].宁波大学学报(理工版), 2013(3):6-10. http://www.cqvip.com/QK/91297X/201303/46436559.html [10] 韩志国. 环境胁迫(盐胁, 热胁, 渗透胁迫)对两种海洋浮游植物的影响[D]. 广州: 暨南大学, 2002. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10559-2002113814.htm [11] 郭亚丽, 傅海燕, 黄国和, 等.阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻的化感作用[J].环境科学, 2013, 34(4):1492-1497. http://industry.wanfangdata.com.cn/yj/Detail/Periodical?id=Periodical_hjkx201304040 [12] 董正臻, 董振芳, 丁德文.快速测定藻类生物量的方法探讨[J].海洋科学, 2004, 28(11):1-2. doi: 10.3969/j.issn.1000-3096.2004.11.001 [13] 晁建颖, 颜润润, 张毅敏.不同温度下铜绿微囊藻和斜生栅藻的最佳生长率及竞争作用[J].生态与农村环境学, 2011, 27(2):53-57. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ncsthj201102010 [14] 欧阳峥嵘, 温小斌, 耿亚红, 等.光照强度、温度、pH、盐度对小球藻(Chlorella)光合作用的影响[J].武汉植物学研究, 2010, 28(1):49-55. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WZXY201001011.htm [15] WANG Z H, YUAN M L, LIANG Y, et al. Effects of temperature and organic and inorganic nutrients on the growth of Chattonella marina(Raphidophyceae) from the Daya Bay, South China Sea[J]. Acta Oceanologica Inica, 2011, 30(3):124-131. doi: 10.1007/s13131-011-0127-2 [16] MARCIN W W, MARCIA K, JAMES J E, et al. Joint effect of phosphorus limitation and temperature on alkaline phosphatase activity and somatic growth in Daphnia magna[J].Oecologia, 2011, 165:837-846. doi: 10.1007/s00442-010-1863-2 [17] 刘春光, 金相灿, 邱金泉, 等.光照与磷的交互作用对两种淡水藻类生长的影响[J].中国环境科学, 2005, 25(1):32-36. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XCNY200302022.htm [18] 徐慧, 纪道斌, 崔玉洁, 等.不同光照强度对小球藻生长的影响[J].微生物学通报, 2016, 43(5):1027-1034. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=tjnykx201504025 [19] 刘春光, 金相灿, 孙凌, 等.水体pH和曝气方式对藻类生长的影响[J].环境污染与防治, 2006, 28(3):161-163. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hjwryfz200603001 [20] 薛凌展, 黄种持, 林泽, 等.铜绿微囊藻和普通小球藻在不同pH下生长特性及竞争参数计算[J].福建农业学报, 2010, 25(2):142-148. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SICA195903031.htm [21] RUANGSOMBOON S, GANMANEE M, CHOOCHOTE S. Effects of different nitrogen, phosphorus, and iron concentrations and salinity on lipid production in newly isolated strain of the tropical green microalga, Scenedesmus dimorphus KMITL.[J]. Journal of Applied Phycology, 2013, 25(3):867-874. doi: 10.1007/s10811-012-9956-4 [22] 孟顺龙, 王菁, 裘丽萍, 等.氮磷质量浓度对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响[J].生态环境学报, 2015(4):658-664. http://www.cqvip.com/QK/97636C/201504/665024424.html [23] 曹煜成, 李卓佳, 胡晓娟, 等.磷浓度与氮磷比对蛋白核小球藻氮磷吸收效应的影响[J].生态科学, 2017, 36(5):34-40. https://wuxizazhi.cnki.net/qikan-WSWX200505017.html [24] 张晶晶, 周进, 张怀瑾, 等.不同营养条件下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和小球藻(Chlorella vulgaris)的生长竞争行为[J].海洋与湖沼, 2016, 47(5):1013-1023. doi: 10.11693/hyhz20160400085 [25] 郑晓宇, 顾詠洁, 金妍.不同氮、磷质量浓度下四尾栅藻的生长研究[J].生态环境学报, 2010, 19(11):2663-2668. doi: 10.3969/j.issn.1674-5906.2010.11.025 [26] 董娟, 李大平, 陶勇, 等.氮磷胁迫下藻-菌群落的变化研究[J].环境科学与技术, 2012, 35(12):40-45, 55. doi: 10.3969/j.issn.1003-6504.2012.12.009 [27] 李东侠, 丛威, 蔡昭铃, 等. Fe3+对赤潮异弯藻生长和光合作用的影响[J].应用与环境生物学报, 2003, 9(3):254-258. https://www.wenkuxiazai.com/word/00576a9fd5bbfd0a795673eb-1.doc [28] 迟光宇, 陈欣, 史奕, 等.铁对藻类生长的影响及其光谱识别研究展望[J].光谱学与光谱分析, 2009, 29(12):3344-3347. doi: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)12-3344-04