不同碳氮比對雜交鱧稚魚生長及養(yǎng)殖水質的影響

王廣軍，王一飛，夏耘，郁二蒙，李志斐

(中國水產科學研究院珠江水產研究所，廣東 廣州　510380)

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不同碳氮比對雜交鱧稚魚生長及養(yǎng)殖水質的影響

王廣軍，王一飛，夏耘，郁二蒙，李志斐

(中國水產科學研究院珠江水產研究所，廣東 廣州510380)

【目的】 研究在養(yǎng)殖水體中不同碳氮比對雜交鱧稚魚生長及養(yǎng)殖水質的影響.【方法】 在水體零交換條件下，以雜交鱧稚魚為研究對象，通過添加葡萄糖，研究不同C/N對雜交鱧池生物絮團的形成與營養(yǎng)成分、養(yǎng)殖水質以及雜交鱧的生長性能與肌肉營養(yǎng)成分的影響，從而篩選出生物絮團形成所需的適合C/N.在室內塑料桶中分4組，對照組投基礎飼料(C/N=7.6∶1)；試驗組分3組，在基礎飼料中分別添加葡萄糖，控制C/N 分別為10∶1、15∶1 和20∶1.【結果】 15 d 后15∶1組和20∶1組的生物絮團已經形成，碳氮比越高，其所形成的生物絮團的粗蛋白含量越低；當C/N≥10 時，可形成較多的生物絮團，并有效的調節(jié)水質，降低水體中的氨氮、亞硝酸鹽；當C/N超過15時，對雜交鱧稚魚生長產生不利影響.【結論】 在雜交鱧稚魚養(yǎng)殖水體中維持碳氮比為10∶1～15∶1，可達到水質調控目的，維持生物絮團系統(tǒng)處于良好運行狀態(tài).研究結果為生物絮團技術在肉食性魚類中的應用提供了理論依據.

碳氮比；雜交鱧；生物絮團；生長

雜交鱧是烏鱧和斑鱧的雜交后代，具有個體大、生長快，是經濟價值較高的名貴經濟魚類，有“魚中精品”之稱.其營養(yǎng)豐富、肉質細膩、肉味鮮美、刺少肉多，肉含大量蛋白質，是一種營養(yǎng)全面的高級食品[1].雜交鱧經過多年的培育，比其父母本顯示出巨大的生長優(yōu)勢，2014年6月，珠江所培育的‘烏斑雜交鱧’生產性養(yǎng)殖對比試驗通過驗收，專家組一致認為‘烏斑雜交鱧’苗種生產已達到規(guī)?；?，在攝食同樣配合飼料情況下生長速度比原養(yǎng)殖品種提高了19.97%，生產性狀優(yōu)勢顯著，適合大面積應用推廣[2].加上人工飼料研發(fā)的突破，雜交鱧的養(yǎng)殖迅速發(fā)展，養(yǎng)殖產量也逐步上升，目前平均產量達到5 000 kg/667m2以上，有些高產池塘甚至達到13 000 kg/667m2[3-5].集約化養(yǎng)殖的高產，需要大量飼料的投入，據研究，目前水產養(yǎng)殖中所投喂的飼料僅有25%～30%被養(yǎng)殖動物所攝食，其余的以殘餌、糞便的形式排到水體中[6].超高水平的投入品(飼料)導致雜交鱧池塘養(yǎng)殖中出現(xiàn)水質惡化，嚴重污染了周圍水域環(huán)境[3].

生物絮團技術(biofloc technology,BFT)是一種新興的改善養(yǎng)殖水體水質的生態(tài)養(yǎng)殖技術，被認為是可以實現(xiàn)水體營養(yǎng)物質循環(huán)利用、水質修復和防控疾病的新型技術.其核心是通過添加碳源，使得水體中的異養(yǎng)微生物利用水體中的氮源進行繁殖，同時水體中的氨氮和亞硝酸鹽氮可以得到良好控制，從而達到保護環(huán)境和節(jié)約資源的目的[7-8].碳氮比一直是生物絮團技術的主要研究熱點之一，控制合適的碳氮比是形成絮團的必要條件.

有關生物絮團技術在羅非魚、凡納濱對蝦、草魚、鯽、鳙、羅氏沼蝦和斑節(jié)對蝦等的研究表明[9-12]，它在解決水產養(yǎng)殖系統(tǒng)能量物質循環(huán)利用、水質保持及病害防控等問題上潛力巨大，已成為水產生態(tài)養(yǎng)殖研究領域的熱點[13].但生物絮團的研究主要集中在草食性或者雜食性品種方面，關于肉食型品種的研究還比較少見.雜交鱧屬于典型的肉食型魚類，養(yǎng)殖過程中具有超高密度、養(yǎng)殖污染大等特點，開展不同C/N比對雜交鱧養(yǎng)殖水質調控以及對其生長的影響，為生物絮團技術在肉食性魚類養(yǎng)殖中的應用提供理論基礎.

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗用雜交鱧稚魚購自廣東省佛山市南海通威水產科技有限公司苗種場，體質健康，初始體質量為(10.67±0.09)g.試驗開始前使用基礎飼料馴養(yǎng)14 d，以適應環(huán)境和飼料.基礎飼料為雜交鱧專用配合飼料，飼料粗蛋白含量為39%(C/N=7.6∶1).試驗用葡萄糖為無水葡萄糖，有效成分99.97%.

1.2試驗設計

試驗共4組，對照組僅投喂基礎飼料，試驗組另添加葡萄糖.依據Avnimelech總結的生物絮團養(yǎng)殖系統(tǒng)的C/N比公式計算出不同的處理組所需的葡萄糖添加量.試驗中C/N指添加物質(飼料和葡萄糖)中的碳元素與氮元素的質量比.調整C/N分別為10∶1(1組)、15∶1(2組)和20∶1(3組).

1.3試驗管理

養(yǎng)殖試驗在珠江水產研究所精準養(yǎng)殖基地進行.將180尾健康的雜交鱧隨機分入12個直徑為1 m圓塑料桶內，桶深度為1 m，試驗期間有效水深50 cm.每組設置3個重復，每個重復放養(yǎng)15尾試驗魚.試驗時間為2013年11月3日～12月3日，共30 d.每天10∶30投喂一次，投喂量采用飽食投喂法，投喂1 h后收集殘餌，烘干后稱質量.養(yǎng)殖過程中每天添加葡萄糖，控制生物絮團組C/N比分別為10、15和20，每天下午15∶00左右將稱量好的葡萄糖均勻潑灑于養(yǎng)殖水體中.養(yǎng)殖期間連續(xù)24 h充氣，水溫為自然溫度，試驗期間為20～25 ℃.水源為沉淀過濾后的池塘水，養(yǎng)殖期間不換水.

1.4測定指標與方法

1.4.1水質指標測定試驗期間，每隔5 d測定一次每個試驗桶的溶氧、溫度、pH、磷酸根離子濃度、氨氮濃度、亞硝酸根離子濃度、硝酸根離子濃度、生物絮團沉積量以及總固體顆粒懸浮物.其中溶氧、溫度、pH使用美國YSI公司水質監(jiān)測儀進行現(xiàn)場測定；磷酸根離子濃度、氨氮濃度、亞硝酸根離子濃度、硝酸根離子濃度參照照《水和廢水監(jiān)測分析法》(第四版)進行測定；生物絮團沉積量采用Avnimelech提出的方法，使用沉淀漏斗(1000-0010，Nalgene)取1 000 mL水經過30 min沉淀測定；總固體顆粒懸浮物測定采樣CJ-T52-1999《城市污水懸浮固體的測定》，取水樣1 000 mL，使用TOYO定量濾紙抽濾，在105 ℃烘干稱量.

1.4.2生長性能測定試驗開始前對每條魚進行逐尾稱質量，試驗結束后饑餓24 h，對每條魚稱質量.計算增重率、成活率以及飼料系數(shù).

成活率(%)=終末魚數(shù)量/開始魚數(shù)量×100%

增重率(%)=(平均終末魚體質量-平均初始魚體質量)/平均初始魚體質量×100%

飼料系數(shù)=所設食的飼料總質量/(終末魚體質量+死亡魚體質量-初始魚體質量)

1.4.3雜交鱧和生物絮團營養(yǎng)成分的測定

1.4.3.1試驗魚取樣試驗結束后，每個重復隨機取3尾魚，剪取魚的背部肌肉組織，取樣后將樣品置于冰箱冷凍室中(-20 ℃)保存.

1.4.3.2生物絮團取樣試驗結束后利用尼龍網(孔徑10 μm)過濾收集生物絮團，烘箱105 ℃烘干至恒質量.

樣品送至中國廣州分析測試中心進行營養(yǎng)成分的測定，其中粗蛋白測定方法為GB5009.5-2010/第一法，粗脂肪測定方法為GB/T5009.6-2003/第一法，水分測定方法為GB5009.3-2010/第一法，灰分測定方法為GB5009.4-2010.

1.5數(shù)據處理

2　結果與分析

2.1不同碳氮比對水體水質的影響

隨著試驗的進行，各組的水質指標變化見圖1-6.對照組的溶氧量維持在7 mg/L左右，而其他組的溶氧量均逐漸下降.碳氮比越高，水體中的溶氧量越低.在試驗周期內對照組pH值均高于其他試驗組，所有試驗和對照組均呈下降趨勢.

圖1　不同碳氮比對水體溶氧變化的影響Fig.1　Effect of C/N ratio on the DO in different groups

圖2　不同碳氮比對水體pH變化的影響Fig.2　Effect of C/N ratio on the pH in different groups

圖3　不同碳氮比對水體磷酸根離子 質量濃度變化的影響Fig.3　Effect of C/N ratio on the phosphate concentration in different groups

圖4　不同碳氮比對水體氨氮質量濃度變化的影響Fig.4　Effect of C/N ratio on the ammonia nitrogen concentration in different groups

圖5　不同碳氮比對水體亞硝酸鹽 質量濃度變化的影響Fig.5　Effect of C/N ratio on the nitrite nitrogen concentration in different groups

圖6　不同碳氮比對水體硝酸鹽 質量濃度變化的影響Fig.6　Effect of C/N ratio on the nitrate nitrogen concentration in different groups

2.2不同碳氮比對生物絮團沉積量和固體懸浮物的影響

水體中的生物絮團沉積量與總固體顆粒懸浮物變化呈相同趨勢(圖7-8)，試驗結束各試驗組總懸浮物(total suspended solid，TSS)分別上升至0.06、0.54、0.85、1.48 mg/L.生物絮團沉積量(biofloc volume，BFV)上升至4.83、71.67、316.67 、733.33 mL/L(圖7-8).

圖7　不同碳氮比對水體總固體顆粒 懸浮物變化的影響Fig.7　Effect of C/N ratio on the TSS concentration in different groups

圖8　不同碳氮比對水體生物絮團沉積 量變化的影響Fig.8　Effect of C/N ratio on the BFV concentration in different groups

2.3不同碳氮比對生物絮團營養(yǎng)成分的影響

不同處理組形成的生物絮團中的粗蛋白質量分數(shù)占22.28%～34.46%(表1).碳氮比越高，其所形成的生物絮團的粗蛋白含量越低，且各組之間差異顯著.

表1　不同碳氮比對所形成的生物絮團 營養(yǎng)成分的影響Tab.1　Effect of C/N ratio on the crude protein, crude fat in the bioflocs　(dry matter,%)

不同處理組所形成的生物絮團中的粗脂肪含量約0.8%左右，其中以15∶1組的脂肪含量最高，但各組之間差異不顯著(由于對照組C/N較低，僅有少量的絮凝體出現(xiàn)，不具備生物絮團的特性，因此未做測定和比較).

2.4不同碳氮比對雜交鱧稚魚生長的影響

經過1個月的養(yǎng)殖，各組試驗魚的生長情況見表2，肌肉營養(yǎng)成分見表3.由表2和表3可知，不同碳氮比對雜交鱧稚魚生長的影響隨著碳氮比的增加而逐漸降低，而飼料系數(shù)則逐漸升高.但統(tǒng)計結果顯示僅有20∶1組的增重率與對照組存在顯著差異.各個試驗組的成活率均為100%，與對照組存在著顯著差異.

對各個試驗組合對照組魚體肌肉營養(yǎng)成分的分析表明，各組肌肉中粗蛋白、粗脂肪水分和灰分差異均不顯著.

表2　不同碳氮比對雜交鱧稚魚生長的影響Tab.2　Effect of C/N on growth of hybrid snakehead in the experiments

同列數(shù)據肩標不同小寫字母表示差異顯著.

表3　不同碳氮比對雜交鱧稚魚肌肉中營養(yǎng)成分的影響Tab.3　Effect of C/N on muscle nutrients of hybrid snakehead 　%

3　討論

3.1不同碳氮比對水質變化的影響

本研究在養(yǎng)殖過程中使用的碳源為葡萄糖，由于在“零交換”水體中隨著葡萄糖的添加量逐漸增大，水體中溶氧量也越來越低，同時微生物的生長繁殖耗氧使得在養(yǎng)殖過程中額外添加碳源的試驗組溶氧量更是低于對照組，且隨著試驗的進行溶氧量逐漸降低.但由于雜交鱧有一個輔助呼吸器官——鰓上器官，可以直接呼吸空氣中的氧氣，因此雜交鱧耐低氧的能力很強[1].本試驗中不同組別的溶解氧含量不同對其生長的影響不是很大.

試驗中0～20 d各組pH均呈下降趨勢，在20 d之后趨于穩(wěn)定，pH均高于7，水體呈弱堿性.雜交鱧生物絮團的培養(yǎng)中水體能夠維持一定的堿度中和細菌產生的二氧化碳，避免pH過低.而對照組pH高于其他組，可能由于生物絮團培養(yǎng)過程中，細菌種類及生長繁殖速率不同造成.有研究表明在生物絮團培養(yǎng)中添加一定量的石灰對絮團的形成有促進作用[14].

一般來說，水體中氨氮和亞硝酸鹽質量濃度超過0.1 mg/L和5 mg/L會對養(yǎng)殖動物產生危害[15].但不同的養(yǎng)殖動物對氨氮和亞硝酸鹽的耐受性不同，且同種養(yǎng)殖動物的不同發(fā)育階段對其耐受性也存在著差異[16-17].硝酸鹽也會對養(yǎng)殖動物產生危害，但質量濃度一般要超過60 mg/L以上，所以在養(yǎng)殖過程中對氨氮和亞硝酸鹽的關注遠遠超過硝酸鹽[15].添加碳源，可使有些異養(yǎng)細菌繁殖、分解、轉化養(yǎng)殖水體中的殘餌、銨態(tài)氮、亞硝酸鹽氮，降低氨氮和亞硝酸鹽氮等有害物質[18].

利用微生物去除養(yǎng)殖水中過量的氮等營養(yǎng)鹽一直是國內外學者研究的熱點之一[19-20].生物絮團是養(yǎng)殖水體中以異養(yǎng)微生物為主經生物絮凝作用結合水體中有機質、原生動物、藻類、絲狀菌等形成的絮狀物.其主要技術是人為控制水體中碳氮比例，促進微生物群落對養(yǎng)殖水體中無機氮(氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮) 的同化吸收[8].Azim等[9]認為當養(yǎng)殖水體中的C/N為10時，附著在生物絮團上的微生物每天每平方米可以同化吸收 0.2 g氮.在C/N充足的條件下，10 mg/L的氨氮能夠在5 h內通過微生物自身內部循環(huán)而被完全轉化，不產生亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮的積累.本試驗中當C/N為10以上時，能有效降低水中的氨氮、亞硝酸鹽氮水平.

生物絮團對于水產養(yǎng)殖的重要意義之一在于其對氨氮的快速異養(yǎng)轉化，減少氨氮等有害物質的積累.Hargreaves等[7]認為異養(yǎng)細菌的生長速度是硝化細菌的10倍，生物絮團對氨氮的異養(yǎng)轉化速率明顯高于硝化作用.第5～10天，各組硝酸鹽氮質量濃度緩慢持續(xù)升高，推測可能在生物絮團形成過程中還伴隨發(fā)生了硝化作用.本試驗中碳源的添加顯著降低了水體中氨氮、亞硝酸鹽氮質量濃度，說明生物絮團技術能有效地轉化水體中氨氮、亞硝酸鹽氮等養(yǎng)殖自身污染物質成為菌體蛋白質[21].

3.2不同碳氮比對雜交鱧稚魚生長和肌肉營養(yǎng)成分的影響

許多研究表明，生物絮團技術可促進養(yǎng)殖動物的生長、提高飼料轉化效率[12-13].但本試驗的結果表明，隨著C/N的增加和生物絮團的形成，雜交鱧的增重率和飼料轉化率均呈下降趨勢.Plínio等[22]建議TSS控制在500 mg/L以下才不會對養(yǎng)殖生物產生不利影響.過量積累的生物絮團會抑制魚類的生長，因此生物絮團顆粒必須控制在適宜魚類生長的范圍內[23].而本試驗中生物絮團TSS最高達到1 400 mg/L，可能由于生物絮團濃度過高影響了雜交鱧的生長性能.本次研究結果與盧炳國等[24]的研究結果相一致，即生物絮團不能促進養(yǎng)殖動物(草魚)的生長.此外，雜交鱧屬于典型的肉食性魚類，其對飼料蛋白的要求比較高，一般要求飼料蛋白在40%左右.有研究表明，生物絮團可以作為部分養(yǎng)殖動物的飼料，比如羅非魚、對蝦等.Kuhn等[25]利用羅非魚培育生物絮團作為凡納濱對蝦的餌料，生物絮團組凡納濱對蝦的生長顯著高于對照組，同時水質也得到了改善.但本試驗的結果表明，隨著生物絮團濃度的增加，雜交鱧的生長呈現(xiàn)下降的趨勢.也可能是雜交鱧雖然攝食了部分生物絮團(因攝食生物絮團可能導致其攝食配合飼料的量減少)，但不能滿足其對蛋白的需求，因此影響了其生長.

肌肉是魚體的主要營養(yǎng)部位，蛋白質、脂肪、礦物元素等是肌肉主要營養(yǎng)成分.它們的種類組成和含量是魚類營養(yǎng)價值的體現(xiàn)，對魚肌肉品質的評價起著重要作用.一般來說，生活環(huán)境對魚類肌肉營養(yǎng)成分和物性特征等品質具有顯著的影響.魚肌肉營養(yǎng)成分的含量與其生存環(huán)境(天然或人工養(yǎng)殖等)、餌料成分、生長期(幼體或成體等)都有著密切的關系.在相同的飼料條件下，不同的養(yǎng)殖環(huán)境條件可能導致魚體營養(yǎng)成分的變化[26].本次結果表明，試驗組和對照組的魚體肌肉成分(粗蛋白、粗脂肪、水分、灰分)沒有顯著差異，究其原因，可能是試驗周期較短，對肌肉營養(yǎng)成分的影響還沒有表現(xiàn)出來.

3.3不同碳氮比對生物絮團中粗蛋白和粗脂肪的影響

生物絮團主要由細菌組成，不同的研究者得到的生物絮團的營養(yǎng)成分含量結果不一；用糖蜜、豆粕、植物油和面粉配制含粗蛋白35%和24%的低蛋白基礎飼料飼喂羅非魚，在兩種飼料條件下養(yǎng)殖水體中均可形成絮團，絮團粗蛋白含量均在38%左右，脂肪3%左右[25].向循環(huán)養(yǎng)殖廢水中添加葡萄糖，所獲的生物絮團含蛋白質30%；用商品飼料飼喂對蝦(養(yǎng)殖過程中不換水)，估測收集的生物絮團粗蛋白為35%～38%，油脂5%～9%，灰分7%～10%[27]； Azim用豆粕，面粉和植物油制成的飼料培養(yǎng)的絮團蛋白為50.6%～53.5%，脂肪為1.9%～2.6%，粗纖維3.85%～4.00%[28].上述結果表明不同碳源及養(yǎng)殖種類均對生物絮團的營養(yǎng)成分有顯著影響.本研究中生物絮團中的粗蛋白含量占20%～35%，粗脂肪含量約0.8%左右.因此在以生物絮團作為養(yǎng)殖動物的餌料來進行的試驗中，對碳源的添加要有一定的選擇性，以使所形成的生物絮團的蛋白滿足養(yǎng)殖動物生長的需要.

4　結論

1)在雜交鱧稚魚養(yǎng)殖過程中，向水體添加葡萄糖可以促進水體中生物絮團的形成，同時可降低水體亞硝酸和氨氮的含量濃度，提高成活率.

2)當碳氮比10∶1～15∶1時，可形成良好的生物絮團，同時對雜交鱧稚魚的生長沒有影響.因此在雜交鱧稚魚養(yǎng)殖中維持碳氮比為10∶1～15∶1，可達到水質調控目的，維持生物絮團系統(tǒng)處于良好運行狀態(tài).

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(責任編輯趙曉倩)

Effect of C/N ratio on the growth performance of hybrid snakehead and water quality of the tanks

WANG Guang-jun,WANG Yi-fei,XIA Yun,YU Er-meng,LI Zhi-fei

(Institute of Pearl River Fisheries,Chinese Academy of Fishery Sciences,Guangzhou 510380,China)

【Objective】 To identify the effect of C/N ratio on the growth performance of hybrid snakehead and water quality of the tanks.【Method】 Under the condition of zero water exchange,hybrid snakehead was used as the research object,by adding glucose,the effect of different C/N on the hybrid snakehead pond of bioflocs formation,the water quality and the growth performance of hybrid snakehead were studied.In indoor plastic buckets in four groups,control group only for basal feed (C/N=7.6∶1) and test three groups added glucose to control the C/N 10∶1,15∶1 and 20∶1 respectively.【Result】 After 15 d,group of 15∶1 and 20∶1 had formatted the bioflocs,and the higher the carbon nitrogen ratio,the lower the crude protein content of bioflocs.When C/N for 10 or more,the bioflocs could be formed more,and it could effectively adjust water quality,reduced the ammonia nitrogen,nitrite nitrogen concentration in the water.【Conclusion】The results indicate that when C/N is more than 15,it will have an adverse effect on the growth of hybrid snakehead larvae.The results provided the theoretical basis for the application of the bioflocs technology in the carnivorous fish.

C/N ratio；hybrid snakehead；bioflocs；growth performance；water quality

王廣軍(1973-)，男，副研究員，碩士，研究方向為水產動物健康養(yǎng)殖．E-mail:wgj5810@163.com

廣東省海洋漁業(yè)科技推廣專項(A201201E05、B201400C01、B201300A01)；國家科技支撐計劃(2012BAD25B01).

2015-05-27；

2015-06-23

S 963

A

1003-4315(2016)04-0007-06