发光二极管对凡纳滨对虾的养殖环境及饵料微藻的影响

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发光二极管(Light Emitting diode,LED)是一种新型的光源,与传统的白炽灯和荧光灯相比,它具有低能耗、窄波长、寿命长等优点,目前广泛用于陆生动植物的生产中。而发光二极管在水产养殖生产中的应用则鲜有报道。本文进行了两部分实验来研究LED对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖环境,对虾生长和饵料微藻的影响。第一部分(室外实验):通过对比水下白色LED光照对水质变化趋势,浮游植物的种类组成、生物量、多样性和对虾生长,来探究水下白色LED后能否改善水质,提高浮游植物群落稳定性和对虾生长。第二部分(室内试验):在室外实验监测的浮游植物数据中,筛选出在养殖前期的优势种属——栅藻属(Scenedesmus sp.),进一步研究单色波长、双色波长LED光照及不同光照条件蓝色LED对斜生栅藻FACHB-12(Scenedesmus obliquus FACHB-12)的生长和生理生化的影响,探究适合饵料微藻培养的波长和光照条件。主要的研究结果如下:  1.2013年5月到2013年12月,通过24次的水质监测,发现在装有水下LED(LED组)和未装光源(对照组)的养殖池塘内温度、碱度、pH、透明度、总悬浮物、溶解氧、硅酸盐和磷酸盐变化趋势相似。而在养殖中期LED组的总氮、总磷和叶绿素a的含量高于对照组,说明水下LED有助于提高微藻叶绿素a的积累。在养殖后期对照组的硝酸盐和亚硝酸盐的含量高于LED组,说明水下LED光照有助于水质的稳定。  2.在整个养殖周期内,6个养殖池塘共鉴定出8门293种,种类数绿藻最多(125种),生物量则是蓝藻门最多。在养殖中期LED组的浮游植物群落的多样性指数和均匀度指数高于对照组,说明LED光照有助于提高浮游植物群落的稳定性。养殖周期内 LED组和对照组优势种变化趋势体现为前期蓝藻-绿藻-硅藻,中期蓝藻-绿藻(少量)和后期蓝藻-绿藻。养殖前期两组的优势种有蓝藻门的平裂藻、色球藻、隐球藻、束丝藻、绿藻门的栅藻及衣藻和硅藻门中的囊裸藻、小环藻、舟形藻。只在LED组出现的有蓝隐藻,而在对照组出现的有十字藻、直链藻、月牙藻、实球藻和卵囊藻。在养殖中期的优势种为平裂藻、色球藻、隐球藻和尖头藻,只在LED组出现的有栅藻,仅在对照组出现的是欧氏藻。养殖后期优势种主要有平裂藻、色球藻、隐球藻、束球藻、栅藻和衣藻。仅在LED组出现的优势种有腔球藻、网球藻和隐杆藻,仅在对照组出现的十字藻和集胞藻。  3.选取13个环境因子与28种主要浮游微藻进行冗余分析(RDA)来研究浮游植物群落和环境因子之间的关系,发现温度、透明度、营养盐(总氮和总氨氮)和总悬浮物是影响凡纳滨对虾养殖池塘浮游植物群落的主要环境因子。  4.四种单色波长LED条件下,斜生栅藻FACHB-12在蓝色波长LED条件下具有最大生长速率(0.4±0.01 d-1),叶绿素a(0.87±0.13 mg/L)和叶绿素b(0.23±0.04 mg/L)的含量最高,可溶性蛋白含量(13.2±1.1 mg/L)和虾青素产量(0.49±0.02 mg/L)最高,对培养液中氮、磷的去除效果最好。而蓝色波长LED下斜生栅藻活性氧含量最高,可能导致虾青素的积累。同时,在蓝色波长LED下斜生栅藻产生更高活性的SOD和POD来清除活性氧以确保微藻的快速生长。相对于蓝色波长LED条件下,双色波长中的蓝绿波长 LED更适合斜生栅藻FACHB-12的培养。  5.在三种光照强度(50,150,250μmol/m2/s)和三种光照周期(12L:12D,18L:6D,24L:0D)的蓝色波长LED条件下,斜生栅藻FACHB-12在250μmol/m2/s和光照周期18L:6D的条件下得到最大干重(0.41±0.05 mg/L)和虾青素含量(0.61±0.07 mg/L);延长光照周期能显著增加斜生栅藻FACHB-12对磷的去除效果。
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