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为探究厄瓜多尔特定条件下长心卡帕藻(K. alvarezii)不同菌株和栽培系统的性能,研究人员对比两种方式下三种菌株生长,发现两种系统均适用于商业栽培,为当地水产养殖提供依据。
长心卡帕藻栽培研究:探索厄瓜多尔海域的最优模式
在广阔的海洋中,有一种神奇的藻类 —— 长心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii),它可是海洋生物中的 “明星”。长心卡帕藻因富含卡拉胶(carrageenan),在全球 20 多个国家被广泛栽培,从亚洲到大洋洲的热带海域,再到美洲的众多沿海地区,都有它的身影。它的成功栽培得益于其强大的适应能力,能在不同深度、水流速度、光照强度、温度范围、水透明度以及不同 pH、盐度和营养物质浓度的环境中生长。
不过,在藻类栽培的研究道路上,仍有许多未知等待探索。虽然全球对长心卡帕藻的研究不少,但在厄瓜多尔,当地特定环境条件下不同菌株和栽培系统的性能还不清楚。此前研究多聚焦于单一因素对其生长的影响,却忽略了不同栽培系统与菌株在不同环境中的相互作用。而且,厄瓜多尔海藻养殖因卡拉胶提取技术限制,正转向开发附加值应用,像生产生物肥料和生物刺激剂,这更需要深入了解长心卡帕藻在当地的生长情况。
为了填补这些知识空白,来自多个机构的研究人员展开了深入研究。这些机构包括 AquaCEAL Corporation、Grupo de Investigación en Biología y Cultivo de Moluscos 等。他们在厄瓜多尔圣埃琳娜省的 Bahía Las Conchas 海域,对 “管状网” 和 “绑缚系统” 栽培的长心卡帕藻绿色、棕色和红色三种色型菌株的生长性能进行评估。研究成果发表在《Journal of Applied Phycology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,在实验设计上,他们设置了两种栽培方式,每种方式各有三个重复,选用绿色、棕色和红色三种色型菌株进行实验。在数据收集方面,实施多阶段采样策略,在播种后第 19 天、33 天和 70 天进行采样,测量湿生物质生长和干生物质评估。同时,利用特定设备每日监测海水表面温度、盐度、pH、溶解氧等环境因素。在数据分析阶段,运用多种统计方法,如将自变量转换为分类因素,对因变量进行对数转换,通过 Levene's 检验、Shapiro-Wilk 检验等确保数据的准确性和可靠性。
研究结果如下:
- 生物量增长:在整个研究过程中,未观察到长心卡帕藻的自然死亡或被啃食的情况。最终湿生物质比初始生物质增加了多达十倍,红色菌株在两种栽培系统中都表现出最高的生物质积累。从绝对干生物质增长来看,两种栽培系统之间没有显著差异,但红色菌株和绿色菌株的干生物质在两种栽培系统中存在显著差异。
- 生长速率:平均日生长率(% DGR)在绑缚系统中略高于管状系统,但差异不显著。不同菌株在不同时期的生长速率有所不同,绿色菌株在两种系统中都有较高的生长速率,尤其在管状系统中表现突出。而红色菌株在两个系统中的生长速率在第 70 天最低。
- 环境因素影响:主成分分析(PCA)表明,磷酸盐(PO43?)和亚硝酸盐(NO2?)对特定大型藻类生长模式有重要影响,浊度和溶解氧与绿色大型藻类生长速率可能呈负相关。红色和棕色大型藻类生长速率对铵(NH4+)和温度敏感,且与PO43?呈负相关。
- 栽培系统操作时间:在操作时间上,绑缚技术在将海藻系到长线上和收获幼苗时所需时间明显短于管状网技术,但在将长线固定到筏上和在筏上收获幼苗时,两种技术的时间差异不显著。
研究结论和讨论部分指出,虽然两种栽培系统的生长速率没有显著差异,但菌株之间存在明显差异,绿色菌株在浮动筏系统中生长速率最高,这可能与其对当地环境因素的生理适应性有关。当地平均温度 28.9°C、盐度 34‰的环境条件,与长心卡帕藻的最佳生长范围相符,稳定的温度和盐度为其生长提供了适宜环境。同时,营养物质尤其是磷酸盐的浓度,对菌株的差异生长起着关键作用。
从商业角度看,所有评估的菌株生长速率都适合大规模生产,绿色菌株在两种栽培条件下生长更稳定且速率更高,更适合在高辐照和低热变环境中进行商业栽培。此外,管状网在幼苗管理和防止食草动物侵害方面具有优势,更适合在食草动物压力大的地区全年栽培。
这项研究不仅证实了 Bahía Las Conchas 海域适合长心卡帕藻的栽培,还为该地区优化水产养殖提供了实用指导。它为当地选择合适的栽培系统和菌株提供了依据,有望推动厄瓜多尔海藻养殖业的发展,创造新的经济机会,同时促进环境可持续性发展,意义十分重大。