高扬 研究员 银川市兴庆区畜牧水产中心
2013年6月19日
随着淡水养殖业的不断发展，池塘养殖密度在不断增大，对水体的投入也在增加。当水体超过负载能力时，易造成水体富营养化和水体环境恶化。在富营养化水体中，浮游植物群落发生了以甲藻和硅藻为主变为以绿藻和蓝藻为主，养殖水域中蓝藻类含量逐步增加。由于蓝藻的大量繁殖，常在水面聚合成厚厚的蓝绿色藻浆，这就是所谓的“蓝藻水华”。在池塘中的蓝藻主要有微囊藻、念珠藻、鱼腥藻、颤藻等,而危害最大的主要是微囊藻，微囊藻是能形成囊状不定形群体的藻类，其群体常有几十个、数百个甚至上千个单细胞组成。藻体死亡分解后，产生特有的恶臭，不但影响水质，并且具有毒性，易使鱼类生病死亡，给水产养殖带来巨大的损失。蓝藻暴发给人们的生活带来诸多不便，给人体健康带来威胁，对社会造成许多不利影响。
一、蓝藻
蓝藻是藻类生物，又叫蓝绿藻；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫枯藻。在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。大约距今35一33亿年前，蓝藻就已经出现在地球上。现在已知蓝藻约2000种，中国已有记录的约900种。分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数(约85%)淡水产，少数海产；有些蓝藻可生活在60一85℃的温泉中；有些种类和菌、苔藓、蕨类和裸子植物共生；有些还可穿入钙质岩石或介壳中（如穿钙藻类）或土壤深层中（如土壤蓝藻）。
蓝藻主要特征:
1.细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，细胞外有的具胶被或胶鞘。
2.无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质内。色素成分主要为叶绿素a、β胡萝卜素、藻胆素。 藻胆素是蓝藻的特征色素，包括蓝藻藻蓝素、蓝藻藻红素和别藻蓝素等。
3. 无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。属原核生物，称为蓝细菌。
二、蓝藻的危害
1．蓝藻能产生危害水生生物和人类的毒素
据报道1 mg／kg的微囊藻毒素即可致小白鼠死亡。蓝藻毒素主要是神经毒素和肝毒素。其中肝毒素分布最为广泛，是肝癌的诱因之一。人类对蓝藻毒素的摄入并不一定主要通过饮水，由于蓝藻毒素可通过食物链累积，供食用鱼类也可能携带蓝藻毒素进而危害人类，另外，那些用地表水进行喷灌的农作物以及室外养殖的微藻食品都有受到蓝藻毒素污染的危险。
某些蓝藻的代谢产物含有毒素，不仅对鱼虾贝类毒害作用极强，而且成人摄人后会引起麻痹中毒，婴儿胎儿不慎摄入则可导致血液中变性血红蛋白增高，丧失输氧能力，直接危及婴儿生命。微囊藻能分解一种有毒物质一藻青朊，对浮游动物和仔鱼的生长有抑制作用，如果被人体摄入，将对人体健康造成严重损害。
此外蓝藻代谢产物之一的亚硝酸又是强致癌物质亚硝胺的前身，其在鱼体内积累，会对人们的食用安全造成重大隐患。
鱼类不喜欢摄食蓝藻，利用率低。但在水华盛期，鲢、鳙、鲤、草鱼肠道中均混有大量藻体，通过对前、中、后肠内容物镜检，可看到藻团完好无损，不易消化。
2．蓝藻水华的危害
蓝藻大量繁殖时。晚上产生过多的二氧化碳，消耗大量氧气；白天当蓝藻进行光合作用时，水体pH值约可上升到10，此时鱼体产生应激性，硫胺酶活性增加，在硫胺酶作用下，维生素B1，迅速发酵分解，使鱼表现在鱼体缺乏维生素B1，导致中枢神经和末梢神经系统失灵，兴奋性增加。急剧活动，痉挛。身体失去平衡。
蓝藻的过度繁殖形成的水华，恶化了池塘的通风和光照条件，抑制了鱼池中浮游生物有益种类生长繁殖，阻碍水藻的光合作用，挤占鱼类易消化藻类的生存空间，使之不能合成本身所需要的营养成分而死亡。抑制其他藻类的繁殖，造成了水体中浮游植物锐减。水体中缺乏浮游植物，进行光合作用产氧过程减弱。而养殖水体中95％的溶解氧来源于浮游植物的光合作用，因此鱼虾等养殖对象会因缺氧而窒息死亡。
蓝藻大量繁殖时，散发腥臭味，影响水体的正常功能。使水体的理化指标常常超出水生动物的耐受程度，从而引起养殖对象死亡。
微囊藻水华死亡后，容易败坏水质，可产生藻毒素、大量羟胺(NH2OH)、硫化氢(H2S)等有毒物质，直接危害鱼类。当1升水中含有50万个微囊藻群体，就会使几种主要养殖鱼类死亡；当1升水中含有100万个以上时，草、青、鲢、鳙鱼等就会大量死亡，甚至全池鱼都死掉。另外，颤藻的“水华”可引起枝角类的死亡。而且死亡的蓝藻释放大量有机质，刺激了化能异养细菌的生长，其中部分细菌对于鱼类来说是致病菌，易导致继发感染细菌性疾病。
蓝藻死亡分解时，消耗了水体大量溶解氧，可以导致水体缺氧至无氧状态，易导致鱼类发生泛塘，造成鱼、虾等养殖对象大量死亡。
3． 蓝藻导致鱼体产生土腥异昧影响食用口感
颤藻、鱼腥藻等，它们本身以及分泌的代谢产物通过鱼鳃呼吸和皮肤渗透进入鱼体各部分．经化学反应产生导致异味的生物物质，贮存和积累起来，鱼的异味加强，影响人的口味。人能够尝出鱼体异味物质的l临界点为10 mg／kg，但目前还没有专门测定异味含量的仪器。去除异味的方法目前主要有以等待池塘中优势种类更替、将鱼转池或注入新水、药物杀灭藻类等方法。
三、水华成因的假设
可以将蓝藻水华的形成分为四个阶段
1.休眠
2.复苏
3.生物量增加
4.上浮，形成水华
（孔繁翔，2005）
1 物理因素
1.1 水温: 日本学者Takemura研究表明: 水温低于4℃时，藻类光合作用完全被抑制; 水温处于4 ～ 11℃ 时，光合作用基本被抑制; 温度高于11℃后，光合作用的效率与温度呈线性关系。温度决定细胞内酶的活性及反应速率，影响藻类的光合作用、呼吸作用强度，决定着藻类的生长发育并限定其分布。微囊藻的最佳生长温度高于其它藻类，温度适应范围为30 ～ 35℃，对高温具有良好的适应性，且其光合作用随温度升高显著增强。当水温为26℃时，最适宜于微囊藻的聚集、上浮而形成水华。夏季池塘水温给它生长提供了良好的时机。
1.2 光照：由于蓝藻细胞体内除了具有叶绿素外, 还同时具有藻胆蛋白(包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白) , 这些色素使得蓝藻可以利用其它藻类所不能利用的绿、黄和橙色部分的光, 从而比其它藻类具有更宽的光吸收波段, 能更有效地利用水下光的有效光辐射并可以生长在仅有绿光的环境中。此外, 长期暴露在强光条件下对许多藻类来说可能是致命的, 但微囊藻通过增加细胞内类胡萝卜素的含量而保护细胞免受光的抑制, 因此, 对强光有较大的忍受性。
1.3 PH
水体PH 与藻类生长关系密切。水生生态系统中，藻类光合作用影响CO2 缓冲体系，从而影响水体的PH 值。藻类生长过程中，能够利用水体中CO2 进行光合作用，并通过吸收水体中的有机酸和重碳酸盐引起PH 值升高，同时也可通过呼吸作用产生CO2 导致PH 值下降。pH 值影响藻类生长繁殖速度，碱性环境条件下，藻类易于捕获大气中的CO2，光合作用进行顺利，具有较高的生产力。蓝藻偏好较高的PH， PH8-9.5 会促进蓝藻的发生,故应避免单一使用泼洒石灰水的方法改善水质。
2 化学因素
2.1 氮
氮是淡水藻类生长的必需营养元素。氮的来源较广泛，某些藻类可以通过固氮作用将空气中的N2转化成可利用的形态氮。微囊藻的最大现存量与特定增长率随着总氮浓度升高而升高，当总氮质量浓度区间为0.1-2 mg /L，是其特定快速增长期。0.5-8mg /L 的NO －2 —N 可激活微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶，促进铜绿微囊藻生长。除浓度外，氮的形态也影响微囊藻的营养盐吸收和利用速率。还原态NH+4 —N便于其利用。所以高氨氮条件下易诱发微囊藻水华。
2.2磷
水体磷浓度较高，有利于微囊藻的生长。当TP≤0.045mg /L 时，藻的生长会受到磷限制，然而过高的磷输入( TP≥1.65 mg /L) 不能明显促进藻生长。许海等人得出相似的结论，磷质量浓度达到0.02 mg /L 时，磷对微囊藻的生长具有一定的促进作用; 而当磷的质量浓度高于0.2 mg /L 时，继续升高磷浓度对其生长没有太大影响。
微囊藻有较高的磷吸收的最大摄取速率、比其它藻类具有更强的储存磷的能力, 它们可以在细胞中储存足够的磷(够细胞分裂2-4 次) 、对磷和氮等营养盐的结合力比其它藻类高等, 这些特点使得它们可以更有效地利用磷, 尤其在氮、磷限制的条件下, 具有比其它藻类更高的竞争力。因此, 在许多氮、磷浓度较低的水体中, 也时常可以见到蓝藻的水华。
2.3 氮磷比
水生生态系统中，除氮、磷浓度和形态外，氮磷比率( N/P) 直接影响藻类生长、细胞组成及对营养摄取能力。Redfield 定律认为，藻细胞组成的原子比C：N：P 为106：16：1，如果氮磷比超过16：1，磷被认为是限制性因素; 反之氮通常被考虑为限制性因素。
然而, 最近的研究结果表明: 在较高的TN∶TP 的情况下, 水体中也会形成蓝藻的水华, 较低的TN :TP 并不是蓝藻水华形成的条件, 而是蓝藻水华产生的结果.
3 生物因素
3.1 光合色素
叶绿素、藻胆素、类胡萝卜素能更有效的利用光能;
3.2 气囊
使得它们能够悬浮在水中, 同时可以通过调节浮力来控制它们在水体中的垂直分布、昼夜迁移及形成水华的能力。这种通过浮力的控制一方面使得它们能更好地适应环境的变化, 例如: 漂浮到表层, 增加获得光照的条件、迁移到营养盐较适宜的位置, 增加营养盐供给。
3.3 胶鞘
形成了细胞数量很多的群体, 不仅增强了下沉和上浮的速度, 而且减少了沉积的损失。蓝藻的这种能够进行垂直迁移的特性, 使得它们在与其它藻类竞争营养盐, 尤其是在竞争光的方面具有明显的优势。
3.4 休眠
在水华形成期间和水华形成以后, 尤其是当生长环境条件不利时, 微囊藻会聚集, 进入休眠状态而沉降到相对黑暗、厌氧的表层沉积物中。在这种特殊的环境条件、细胞内贮存的丰富有机物可能为微囊藻的休眠细胞提供了复苏和生长基础。微囊藻的这种生活史策略不仅会影响水体中微囊藻的种群变动, 而且可能有助于其越过环境条件恶劣的冬季。
四、控制方法
1 物理方法
1. 1 彻底清塘消毒和加注不带蓝藻的新鲜水 由于蓝藻比其它藻类具有更强的竞争力,因此控制措施以预防为主、防重于治。彻底清塘消毒可有效杀灭蓝藻,压低基数,减少大规模发生的可能。避免随加水带入蓝藻,对控制也有积极意义。
1. 2 定期换鲜水 对于含有较多蓝藻的池塘,经常、大量地换新鲜水,可稀释蓝藻的浓度。同时也稀释了蓝藻分泌的毒物浓度,促进其它藻类的生长和保持整个生态系统的动态平衡。加深水位，促进鞭毛藻类生长，抑制蓝藻繁殖。
2 化学方法
2. 1 铜制剂 蓝藻比其它藻类对铜离子更敏感,因此铜制剂常用作抑藻、杀藻剂。传统使用的铜制剂是晶体CuSO4 。Cu2SO4 的药效持续时间短,受水质的碱度及水中的可溶性有机物、腐殖质及藻类自身释放的多肽的影响,使用时需要连续施加。高浓度的铜离子会造成游游植物的大量死亡引起水体严重缺氧,过多过量的使用还会引起鱼类的蓄积性中毒,造成肝、肾组织的损害影响鱼体的生长。故CuSO4 不能经常使用,且浓度应严格控制。为了减轻铜离子对水生动物的影响,将铜离子变为铜基化合物,铜与三乙醇胺形成毒性更小的化合物。铜离子从铜基化合物中缓慢释放到水体中并维持一定浓度连续作用,抑制蓝藻的生长和大量繁殖。如市
场上销售的络合铜。
2. 2 除草剂 可供选的有西玛三嗪、敌草隆、扑草净等,它们作用的主要特点是抑制光合作用。西玛三嗪能有效地抑制光合作用,能控制浮游生物而对鱼类无害的安全浓度是0.5mg/ L ,可有选择地杀死蓝藻。敌草隆、扑草净抑制光合作用的效果也较好,对鱼类的毒性较小。
2. 3 选择性施肥 低氮磷比,有利于蓝藻进行固氮作用,高氮磷比则有利于绿藻繁殖。国外一些学者认为,氮磷比接近或等于20 :1 能有效控制固氮蓝藻的爆发。
3 生物方法
3. 1 放养一定数量的滤食性鱼类 虽然蓝藻不易被消化,但由于其颗粒较大,更容易被滤食性鱼类摄食到体内,在一定程度上延缓、阻碍了蓝藻的生长。可供选择的鱼类有白鲢、花鲢、白鲫等。并加强饲料投喂管理，控制投喂，提高饲料利用率，减少残饵和粪便污染。
3. 2 投放漂浮水生植物 如浮萍,不但可以吸收水体的营养盐和有机物,减少形成水华的风险,还可以通过漂浮的特性,随蓝藻一起在水面漂浮盖住聚集的蓝藻颗粒层,阻碍其生长,间接促进其它藻类生长。
3. 3 引种水生维管束植物 维管束植物能有效吸收水体的营养盐类,还有较强的净化水质作用,但要防止植物大量死亡引起的“二次污染”。芦苇、水辣蓼都是很好的选择。
3. 4 施用对蓝藻有特异性侵染、裂解的病毒、细菌、真菌等微生物 选择培养特异性的病毒、细菌、真菌。一般而言,病毒的特异性很强,容易获得较理想的种类,国外已有报道发现了以蓝藻为特异寄主的病毒。细菌、真菌的特异性则较差,效率也较低。但不管哪种特异微生物,都应考虑其对池塘生态系统的安全性,特别应防止“二次污染”。
3. 5 引进或培养优良藻类 引进某些对蓝藻有拮抗作用的优良藻类抑制蓝藻生长。调整水体的氮磷比，施用有机酸、腐殖酸调解PH，加开增氧机提高水体氧化还原电位，促进水体中物质转化，都可以改善藻类的种群结构。
3. 6 引进食藻原生动物 许多蓝藻是原生动物的良好食物源,蓝藻的许多属可为纤毛虫、鞭毛虫和变形虫捕食。
4 综合防治
单一使用一种方法很难完全杀灭或控制住蓝藻,而多种方法的联合使用则可以使蓝藻的浓度处在一个低水平的动态平衡,有效防止蓝藻水华的生成。
