藻类的生态环境

池水的充气与交换

池塘里的一滴水里都有什么?以前在池塘边玩泥巴只知道一头栽进水里凉快凉快,可谁能想到在这里面,可能暗藏另外一个世界?

藻类之间基本不共生。一种藻类的生存与生长,大多数不依赖其他藻类的存在。因此,对于一个刚清塘消毒、新注水的池塘,从一开始,各种藻类都可以生长,只是因对池塘pH、池塘营养及微量元素组成、光照强度和温度等因素要求的差异,不同的藻类生长优势不同。

充气和水流装置——增氧推水设备安置在流水槽的上游。通常还要用一个连接法兰,以便可以调节增氧推水设备在水中的位置。有些养殖场会用铝合金在流水槽上游端悬挂增氧推水设备。

如果我们从池塘里取一滴水,接着放在显微镜下放大来观察,你会发现里面发生的一切,都超乎你的想象。

早期,池塘中藻类生物具多样性,比较丰富。其中的优势藻类往往数量多一些,其他生长缓慢的藻类也能正常增殖生长,不过数量少些。

该铝合金挂壁安装在流水槽墙的顶部,且用木垫片调整其位置。支撑臂也有不同的调节孔,使增氧推水设备的上沿部分保持高出池水面至少2cm~3cm。鼓风机可以安装在紧邻跑道流水槽的墙体顶部,上有顶棚保护;也可建在防风雨工棚内。如果是安装在跑道旁边的工棚内,需要选择适当大小的输气管,以防止气流减少,确保其能正常通向每组曝气管。从一个鼓风机引出的输气管通常要配套使用6cm~7.5cm的PVC管。

在水里,存在着很多微小到必须用显微镜放到几十倍才能看得见的生物、细菌、藻类……数不胜数。国外有些对此颇感兴趣的视频博主,比如Daniel
Stoupin和Biodiversityshorts都专门制作过相关视频,今天狂丸通过他们的视频,也带大家一起来看看一滴水里的世界到底什么样。

任何生物的生长过程,包括藻类在内,都在破坏自身的环境条件——消耗生存生长的资源并积累对自身不利的代谢废物。如果生存生长资源不能及时补充,代谢废物不能及时清除,这种藻类的优势就会丧失,而另一种更适应这种条件的藻类就会取而代之,这个过程就称为“生态演替”。

增氧推水设备示意图

介于水里的虫子有些过于重口,狂丸决定先从口味轻点的美丽藻类开始说起。

不同藻类的营养需求和对环境要求有所不同,故对水体中的营养盐及微量元素组成的要求也不同。因此,开始培藻时,池塘水体中的矿物元素组成最接近哪一种藻类的需求,这种藻类就会长得快一些。随着时间的推移,这种藻类的生长必然导致水体中原有矿物元素组成发生变化,此时的水体不再是该种藻类的优势环境,这种藻类的生长速度就会下降。

系统中有配电设备或供电线路,为驱动IPRS系统的鼓风机或其他设备提供电力。全天候照明系统对于系统的管理是非常重要的。在设计IPRS系统时就应事先规划好鼓风机的线路布设和照明系统。

下面这个绿色条状藻类是「水绵」,多细胞藻类。水绵在相对清洁的富氧化水体中挺常见的,它体内的样子特别美丽,水绵拥有螺旋状叶绿体:

但大多数藻类对主要营养元素C、N、P等的需求基本一致,所以藻类之间的竞争主要体现在对水中营养元素的竞争优势方面。在吸收利用水中营养元素上具有竞争优势的藻类,更容易成为优势种群。

在流水槽的上下游端分别铺设工作跑道或平台。这些跑道通常要延伸穿越所有流水养殖,这对于IPRS系统的有效管理是非常关键的。在这些工作平台上可以进行投饲或执行各种管理任务。这些平台一般宽1m~1.2m,可建成混凝土、木质或钢架结构,其能跨越5m宽的跑道,中央部分要能承重250kg~500kg。

如果我们放大来看,水绵体内的叶绿体在有阳光的时候会进行光合作用。

藻类生长与营养盐的关系

工作通道对于IPRS系统成功有效地运转

而这个两端较尖,中间呈弧形的则是「硅藻」,一种浮游藻类。硅藻的常态就是静止:

类通过光合作用,吸收水体中C、N、P等无机营养元素,利用太阳光能,合成藻体有机物,从而使自身得到大量增殖。该过程形成池塘初级生产力,同时产生氧气。

具有非常重要的作用

看完两种常见藻类,我们来看看一些动起来较为缓慢的虫子,这个拥有纤细触角的是「苔藓虫」,它们目前生存的种类将近4000种,它们是固定的群体动物,长得像苔藓,但其实是动物。

C、N和P是藻类吸收利用的三种主要营养元素,通常快速增殖生长的藻类对C、N和P的吸收利用按106∶16∶1的比例进行。

导流设施连接在流水槽下游的外墙,从水面一直延伸至池塘底部。如前所述,该设施的作用是帮助引导水流绕着整个池塘流动。如果土壤的稳定性足够使其维持数年的话,这个导流设施也可以由土构筑而成。有些养殖户能成功地用塑料做成几种不同形状的导流设施。高密度聚乙烯材料也是很好的材料,能对紫外光有较好的防护。必须认识到,导流设施只需延伸至池塘对岸的70%~75%距离即可,这样可以为增氧推水设备产生的水流提供足够的空间流过。

它们总是和海藻相伴生活在一起。从显微镜下看,它们的触角实在是异常美丽,运动节奏规律。除了生活在海里,也经常附着在沿海礁石上。

除了上述三种营养元素外,藻类生长还需要十多种营养元素,如K、Ca、Mg、Si、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl等,这些元素都是直接参与藻类生长的营养,其功能不能被别的元素替代,称为必需元素。其中如Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl等,藻类需要量很少,则称为微量必需元素。

池塘循环流水养殖系统的管理

这个小小的叫「纤毛虫」,是个原生动物。它动起来的样子相当神奇,以纤毛当作运动器,通过纤毛规律地摆动,它们得以向前移动。

当环境中由于缺乏这些元素影响藻类生长或不能完成其生命新陈代谢活动时,该元素就成为其营养限制因子,需要补充适量的这种元素。但当供应量超过需要量时,该种元素有可能对藻类产生毒害作用。

池塘注水和注水前的准备——在IPRS系统建成后,并在准备投产之前,大池塘要作好准备工作。首先,将排干的池塘进行平整、略微翻耙,用压土机碾压一下。再用农用石灰对池底进行消毒,每公顷用5吨~8吨。

纤毛虫现在有大约8000左右的现存种,还有另外一些纤毛虫长下面这样,它们身长约0.1毫米:

藻类对营养盐的吸收

如果池底的小水坑不能彻底放干的话,也可以带水消毒。在池塘加注新水时不允许有任何鱼卵或野杂鱼进入。如果用地表水给池塘加注水时,注意不要让野杂鱼类或鱼卵随水进入养殖系统。用筛绢或类似材料做成的小网目过滤才能确保达到这一目标。野杂鱼类就像花园里的杂草一样,IPRS养殖系统内不欢迎任何的竞争者!

下面出场的生物是令人闻风丧胆的「阿米巴变形虫」,同样也是单细胞原生动物,它们生活在清水池塘或者藻类比较多的浅水里。

对于藻类从水中吸收营养盐的生物化学反应,[S]为水中营养盐的有效浓度,V为吸收速率。值得注意的是半饱和常数Km值,它反映酶对底物的亲和力,Km值小,表明酶对底物的亲和力强,即当较低的[S]时,V就可以达到较高值;Km值大,表明酶与底物结合不稳定,要达到较高吸收速率所需的[S]较高。

了解水化学

阿米巴可怕的地方在于,它还是一种寄生虫,可以进入脑部造成死亡,所以也被叫做食脑虫。

Km可用于比较不同藻类吸收营养盐能力的大小。在光照、水温及其他条件适宜而营养盐含量较低时,Km值越小的藻类越容易发展成为优势种群,Km值大的藻类则会因缺乏营养盐,生长受到限制。

正如了解土壤对于种植或园艺的成功很重要一样,循环流水养殖系统管理者也必须要了解他所运行的养殖系统的水化学。世界上有许多试剂盒的供应,可用于监测养殖池塘中的水化学。

这位前面伸出一条细长鞭毛的,叫做「Peranema」,经常在池塘底部蠕动。

一般认为,为了得到藻类的正常增殖速率,水体的限制性营养元素浓度[S]应维持在3Km以上。显然,若[S]不足,藻类的生长、繁殖将直接受到限制。不过,在水温、光照适宜的自然条件下,影响藻类初级产量和生产速率的限制因素不仅包括测得的平均有效浓度[S],而且与紧靠藻类细胞表面水体中营养盐的有效浓度、营养盐的总储量以及向藻类细胞表面迁移补给有效营养盐的速率有关。

分析水质时要确保你所用试剂盒的质量。除了溶氧和温度外,其它很重要且值得经常记录的水质参数有:碱度、硬度、盐度、氨氮、亚硝酸盐氮、二氧化碳和pH。养殖池中的碱度、硬度和盐度是池塘水化学性能的描述,为生产管理者深入了解其水质提供了重要的基础。这些参数让养殖管理者明白他的系统能养殖什么,以及让其了解养殖系统的环境条件。例如,了解水体的碱度很重要,因为碱度对池塘环境的影响很大。碱度也决定了该如何处理鱼类,或者鱼类面对胁迫或疾病会产生什么反应或耐受,甚至它决定了废弃物被同化的好坏。在水化学试剂盒上一点小小的投入并为学会如何使用试剂盒付出一点心血,会使生产管理者能洞察养殖系统的内部情况,而不是只能做个局外人,以致当事情发生时不知所措。

游动的时候,它会抖动自己的鞭毛,用以探测周围环境。

藻类生态与蓝藻暴发的机理

养殖者可能经常会问IPRS池塘是否需要换水。除了补充渗漏或蒸发减少的水体外,我们不建议带有IPRS养殖系统的池塘换水,这是因为养殖过程中产生的废弃物在被不断地收集和分解净化,因此就不再需要换水。

如果要说水中无处不在的生物,那肯定是「细菌」了。它们属于「元老级」生物,在显微镜下呈现丝状,长度约为0.2-0.6毫米:

藻类水华,是指某种藻类比其他藻类在适应所在水体环境及其吸收营养元素方面具有明显竞争优势,致使该藻类短期内大量增殖泛滥,继而老化、死亡,并大量上浮积累于水面的一种自然生态现象。

在很多地方可能无水可换,而在另一些地方,池塘外的水由于农业用水导致其水质太差而使得换水没有实际意义。一个既经济、又生态的方法是细心管理好大池塘水质,且不要从外部水源带入不需要的竞争性鱼类、病原或其他物质。

我们换个角度来看看细菌平时活动的样子:

藻类水华的出现表明藻类生态系统自净能力降低或丧失,池塘生态系统恶化、失衡甚至崩溃。

饲料与投喂

好了,看完口味较轻的生物,那水中少不了的就是各种异常活跃的虫子们,下方高能预警,尤其虫恐患者做好准备。

蓝藻是自然界分布最广的藻类,也是最原始、最古老的藻类。其结构简单,无典型的细胞核,又称蓝细菌。蓝藻喜欢较高水温、强光、较高pH的静水水体。

现代水产养殖管理者明白,在设计和构建优化利润和投资回报率养殖系统中,水产养殖是对饲料谷物的一种增值途径。正如肉鸡或肉猪养殖一样,在饲料上的投入在很大程度上也是水产养殖业关注的焦点。

下面这个蹦得异常欢脱的是「水蚤」,它们也叫「鱼虫」,是水中的浮游生物。

蓝藻本身没有什么危害,就怕池塘水体生态系统紊乱,造成蓝藻疯长,并抑制其他藻类生存生长,使蓝藻“一藻独大”。蓝藻疯长的后果就是蓝藻整体老化,大量死亡,即形成水华。

所以,为了有效地优化在饲料、电力、鱼种和劳动力上的投资回报,养殖管理者应追求在这些方面的可靠投资,以确保能从他们的投入中获取最大的回报。为了达到这一目标,要购买可靠的种苗、增氧设备、优质的饲料和雇用有能力的工人。通常,饲料占鱼类养殖总成本的55%~65%。

水蚤特别小,一般来说体长在0.2毫米到5毫米之间,活跃于池塘、湖泊或沼泽之中。跳起来异常活泼:

蓝藻形成水华时,池塘生态系统中藻类所具有的生态功能大大降低或丧失,致使池塘生态系统瘫痪。

因此,管理者会选择能让鱼类生长最佳的配合饲料。他应该知道低成本的饲料含有廉价的原料,通常不能使鱼类在池塘中良好的生长,在高度集约化的养殖系统中,如池塘循环流水养殖系统中生长表现会更差。

下面这位通体呈椭圆形的黄色小透明是「水螨」,它们一般生活在淡水中,在水里到处游动或者跳跃,外形来看还是特别可爱的。

因为成本更高的饲料,其原料质量好,鱼类生长快速,养殖每吨鱼产品的成本就会比用廉价饲料的成本显著降低。即使饲料成本相近,但如果一种饲料的饲料系数是2.2,而另一种是1.5,那么同样生产8,000kg/公顷鱼,后者就可比前者少用3吨饲料。如果利润率是一个目标,那么其关键点就是饲料的质量。

它们游动的时候偶尔会掉落在苔藓虫上,打扰一下,把人家凹出个小坑,再赶紧跳走跑路。

(来源:中国水产)

这个与水螨长得有点像的是「介形纲」,也叫介形虫或者种子虾。它是一个泛称,包含将近7万个物种。平时它会一张一合的运动着:

更多信息请登录水产专业网站:中国西南渔业网

接下来这位正在舒展自己触手的是「水螅」,身为一个多细胞无脊椎动物,它身上长着5-12条触手。

水螅触手可以伸出好几倍,上面布满刺细胞,每次伸长触手都是为了感知周围环境,进行捕猎,捕食时快准狠:

在水螅旁边,画面里在右下角正盯着你看的是「蜉蝣稚虫」。蜉蝣大部分人挺熟悉了,它们是原变态类的水生昆虫。而稚虫呢,则是它还未长大时的一个状态。

蜉蝣稚虫触角游动,旁边还有水蚤跳来跳去地抢镜,大家一副和谐相处的景象。

更重口的还在后头,这位瞪着黑色大圆眼的是「蚊子幼虫」,它有个看上去文艺许多的正式名字:孑孓。

它是蚊子从卵长到蛹中间的一个阶段。孑孓身体细长,稍显透明,活动起来一屈一伸。

这条在藻类附近游荡、通体泛红的虫子是「摇蚊幼虫」,它扭动得可快了,这已经是速度放慢一半的运动状态了。其实别看它外形稍微有点令虫恐患者不适,但它可是重要的饵料,同时还对水体有净化作用。

从来没想过,肉眼难以看见的地方,远比我们想象得精彩。就像一位网友说的:这么想来,地球也不过是宇宙之海中的一滴水罢了。