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克氏原螯虾稻田养殖的生态学基础研究
喻记新
Subtype博士
Thesis Advisor张堂林
2018
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract克氏原螯虾(Procambarus clarkii)是目前世界上养殖产量最高的经济淡水螯虾。中国是全球最大的克氏原螯虾养殖国,主要采用稻田养殖模式,稻田养殖面积占该虾养殖总面积的比例超过70%。中国稻田养殖克氏原螯虾(以下称稻-虾综合种养)的历史不到20年,相关的基础研究和技术研发工作相对滞后,对稻-虾(本文指克氏原螯虾)综合种养系统的结构、功能、过程缺少研究,对影响克氏原螯虾存活和生长的关键因子也缺乏深入了解。本论文研究了稻-虾综合种养田水体理化指标的动态变化;调查了水体浮游植物、浮游动物和底栖无脊椎动物的种类组成、密度和生物量;比较分析了稻-虾种养田与水稻单作田的土壤理化状况及金属含量;探讨了放养密度、水草覆盖度、捕食者(大规格克氏原螯虾)、食物丰度对克氏原螯虾幼虾存活、生长和蜕壳的影响;评估了五种稻田常用农药对克氏原螯虾幼虾的急性毒性。主要研究结果如下:1. 监测了稻-虾综合种养田的渔沟和田面水体的11项理化指标,揭示了主要水质参数的变化特征。水体pH、NH4+-N、NO2--N和电导率的年变化范围分别为7.48 ~ 8.68、0.2 ~ 1.09 mg/L、< 0.052 mg/L和435 ~ 951 μS/cm。捕捞和插秧期间(5、6月)浊度较高,超过50 NTU。总氮、总磷、高锰酸盐指数和叶绿素a分别低于2(除11和12月)、0.25、10 mg/L和50 μg/L。溶氧在3 ~ 9月均低于4 mg/L,其中4 ~ 7月不超过3 mg/L,最低溶氧接近1 mg/L。最高和最低月平均水温分别为31.4 ℃和5.7 ℃,分别出现在7月和12月;年瞬时最高和最低水温则分别为39.7 ℃和2.5 ℃。在水稻休耕期,渔沟和田面水体理化指标有一定的差异,大体上渔沟的浊度、水温和溶氧较高,总氮、总磷和高锰酸盐指数较低。稻-虾综合种养水质管理中应特别注意水温、溶氧和营养盐状况,及渔沟和田面的差异性。2. 调查了稻-虾综合种养田渔沟和田面水体的浮游植物、浮游动物和底栖无脊椎动物的种类组成、密度和生物量。浮游植物共7门71种属,其中绿藻门最多,优势种为四角十字藻(Crucigenia quadrata);年平均密度为98.11 × 106 ind./L,年平均生物量为13.03 mg/L。浮游动物共7门67属,其中轮虫最多,优势种为剑水蚤桡足幼体(Cyclopoida Copepodid)、无节幼体(Nauplius)、蚤状溞(Daphnia pulex);年平均密度为612.29 ind./L,年平均生物量为17.53 mg/L。底栖无脊椎动物共4纲10科,渔沟的优势科为摇蚊科(Chironomidae)、仙女虫科(Naididae)、颤蚓科(Tubificidae)、沼螺科(Bithyniidae),田面则为前3科;年平均密度为1038.93 ind./m2,年平均生物量为12.99 g/m2。不同季节间、渔沟与田面之间各类群的种类组成、密度和生物量均有一定的差异。3. 测定了稻-虾综合种养田的渔沟(TRC)、田面(PRC)和传统稻田(水稻单作田,TRF)土壤(三个土层:0 ~ 10、10 ~ 20、20 ~ 30 cm)的6项理化指标和11种金属元素含量。各土层总氮、总磷和速效磷含量均表现出PRC > TRF > TRC的趋势,NH4+-N和有机质为TRF > PRC > TRC,NO3--N则为TRC > PRC > TRF。各土层Cu、As、Mg和Mn均表现出TRC > PRC > TRF的趋势,Ca、Pb、Fe、Ca则相反,Cr、Zn和Ni没有表现出类似的变化特征。4. 通过50天的室内实验,研究了放养密度(50、100、150 ind./m2,分别对应低、中、高密度)和水草(作为隐蔽物)覆盖度(20%、50%、80%,分别对应低、中、高盖度)对克氏原螯虾幼虾存活和生长的影响。结果表明,这两种因素间没有显著的交互效应。实验结束时,低密度组的存活率、总增重率、平均蜕壳频次显著高于中、高密度组,但总生物量显著低于后两组;低密度组与中密度组的体重特定生长率无明显差异,但均显著高于高密度组;放养密度对残肢率和攀附水草率无显著影响。水草覆盖度对存活率和残肢率影响不显著,但高覆盖度明显提高了平均蜕壳频次;中、高覆盖度组的总增重率、体重特定生长率、白天攀附水草率均无明显差异,但显著高于低覆盖度组。基于以上结果,在50 ind./m2、水草覆盖度为50%的条件下,放养规格为1.2 - 1.7 g/ind.的克氏原螯虾存活和生长最佳。5. 通过50天的室内实验,研究了水草(作为隐蔽物)覆盖度(20%、50%、80%)在有捕食者(大规格克氏原螯虾,10 ind./m2)或食物不足(50%的饱食)胁迫下对克氏原螯虾幼虾存活和生长的影响。结果表明,大规格克氏原螯虾作为捕食者的出现对幼虾的存活率、残肢率、体重特定生长率、总生物量、总增重率和平均蜕壳频次均有显著影响;水草覆盖度在捕食者存在时对幼虾的存活率、残肢率、总生物量、总增重率和平均蜕壳频次也均有显著影响,且影响大于无捕食者组,但对体重特定生长率和攀附水草率无显著影响。食物不足对幼虾的残肢率、体重特定生长率、总生物量、平均蜕壳频次和夜间攀附水草率有显著影响;水草覆盖度对食物充足组幼虾的体重特定生长率、总生物量有显著影响,对食物不足组幼虾的残肢率、平均蜕壳频次也有显著影响,且食物不足时,80%水草覆盖度导致了体重特定生长率、总生物量和总增重率的轻微下降。这表明存在大规格螯虾作为捕食者时,水草作为隐蔽物可显著提高幼虾存活率、生长和蜕壳;在食物不足时,水草作为隐蔽物也有一定的作用,但水草覆盖度过高不利于幼虾生长。6. 采用96 h半静水生物毒性实验法评估了吡蚜酮、杀虫双、春雷霉素、稻瘟灵和苄嘧磺隆-乙草胺(苄.乙)对克氏原螯虾幼虾(0.27 ± 0.05 g)的急性毒性,根据五种农药的推荐使用剂量估算了其在养虾稻田水体中的最高浓度。结果表明,吡蚜酮、杀虫双、春雷霉素、稻瘟灵和苄.乙对克氏原螯虾幼虾的96 h半致死浓度(96 h LC50)分别为0.479、356.9、13.76、19.24和145.2 mg/L,安全浓度则分别为0.106、93.864、3.472、4.974和38.07 mg/L;5种农药对克氏原螯虾幼的毒性大小排序为吡蚜酮 > 春雷霉素 > 稻瘟灵 > 苄.乙 > 杀虫双;根据GB/T31270.21-2014,吡蚜酮对克氏原螯虾幼虾的急性毒性等级为高毒,其他四种农药均为低毒。正常使用时五种农药在养虾稻田水体中的最高浓度分别为6、15、0.375、15和1.125 μg/L,远低于其对克氏原螯虾幼虾的安全浓度。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/39049
Collection学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
喻记新. 克氏原螯虾稻田养殖的生态学基础研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2018.
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