不同養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦生長和水體氨氮含量的影響

李志輝，馬杭柯，張 培，徐莞媛，孫金秋，閻斌倫，張慶起，高 煥

（1．江蘇省海洋生物技術(shù)重點實驗室，淮海工學(xué)院海洋生命與水產(chǎn)學(xué)院，連云港 222005；2．江蘇省海洋資源開發(fā)研究院，連云港 222005；3．江蘇省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用平臺，南京 210014；4．連云港贛榆佳信水產(chǎn)開發(fā)有限公司，連云港 222100）

工廠化養(yǎng)殖通過建立相對密封的養(yǎng)殖環(huán)境，在為水生動物提供了最佳生長條件的同時可實現(xiàn)更高密度的養(yǎng)殖，從而在單位水體中獲得更高的養(yǎng)殖產(chǎn)量［1］。工廠化養(yǎng)殖條件下，因養(yǎng)殖密度較高，勢必會增加水體氨氮含量的積累速率進(jìn)而引起水生動物免疫力下降、生長速度減緩［2］。氨氮作為水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中重要的環(huán)境污染因子之一，主要通過影響?zhàn)B殖生物的變態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、活動頻率、攝食、能量分配等方面來影響?zhàn)B殖生物的生長發(fā)育［3－4］。研究表明，不同養(yǎng)殖生物對氨氮的耐受性不同。對于脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda）成體而言，氨氮對脊尾白蝦的96 h半致死濃度為120．86 mg·L－1，而氨氮對凡納濱對蝦 （Penaeus vannamei）、斑 節(jié) 對 蝦 （Penaeus monodon）和墨吉對蝦 （Fenneropenaeus merguiensis）成體的96 h半致死濃度分別為26．67 mg·L－1、29．94 mg·L－1和 310 mg·L－1［5－8］，表明脊尾白蝦對氨氮的耐受性相對較高。因此，闡釋高密度條件下養(yǎng)殖水體氨氮含量變化規(guī)律對于優(yōu)化高密度養(yǎng)殖條件設(shè)置，以提高養(yǎng)殖對象的生長速度和存活率都是非常必要的。

脊尾白蝦作為我國特有的經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)品種，由于具有繁殖能力強、生長速度快和適宜生長季節(jié)長等優(yōu)點，近年來廣受關(guān)注［9－10］。目前，脊尾白蝦養(yǎng)殖的相關(guān)研究主要集中在池塘養(yǎng)殖、餌料營養(yǎng)［11－12］、人工繁育［13］、環(huán)境因子［14］以及功能基因的克隆和表達(dá)分析等方面［15－16］。然而隨著工業(yè)化發(fā)展，在我國沿海地區(qū)可用的人工養(yǎng)殖水體面積已日趨減少，因此提高單位面積產(chǎn)量的工廠化養(yǎng)殖已成為脊尾白蝦等水產(chǎn)品種擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模的必由之路。迄今，關(guān)于脊尾白蝦工廠化高密度養(yǎng)殖條件下水體氨氮含量變化規(guī)律以及相應(yīng)脊尾白蝦生長狀況的研究尚少見報道。因此，本文選擇脊尾白蝦作為實驗材料，探討脊尾白蝦不同養(yǎng)殖密度條件下水體氨氮含量變化規(guī)律，并通過測定脊尾白蝦實驗期間生長量和存活率了解其生長狀況，以期為脊尾白蝦工廠化養(yǎng)殖提供參考。

1 材料與方法

1．1 實驗材料

2017年3月從連云港贛榆佳信水產(chǎn)開發(fā)有限公司挑選體長（6．5±0．2）cm、活性較好、性成熟的雌雄脊尾白蝦，在實驗室循環(huán)水系統(tǒng)中進(jìn)行養(yǎng)殖交配繁殖，將培育的仔蝦用于實驗。種蝦養(yǎng)殖管理：每天早上8∶00和晚上18∶00各投喂1次顆粒餌料（粗蛋白≥42．0%、粗纖維≤7．0%、粗脂肪≥4．0%、粗灰分≤15．0、總磷 0．90% ～1．45%、賴氨酸≥2．2、水分≤12．0），投喂量為蝦總體質(zhì)量的5%，投喂后的1．5 h清除殘餌，連續(xù)充氣。養(yǎng)殖期間水溫維持在23～26℃、鹽度保持在26、溶氧量不低于5 mg·L－1、pH維持在 7．5～8．5。

1．2 實驗設(shè)計

實驗設(shè)計4個密度水平，根據(jù)江蘇地區(qū)脊尾白蝦養(yǎng)殖經(jīng)驗，該蝦室外池塘單養(yǎng)的畝產(chǎn)量可達(dá)300 kg·畝－1（約為 150尾·m－3），因此本研究設(shè)置600尾·m－3、900尾·m－3、1 200尾·m－3、1 500尾·m－34個養(yǎng)殖密度，每個密度組設(shè)置3個重復(fù)。幼體發(fā)育20 d后，挑選體質(zhì)量為（0．092±0．004）g的脊尾白蝦仔蝦進(jìn)行實驗，實驗在斑馬魚養(yǎng)殖系統(tǒng)（玻璃缸規(guī)格為：40 cm×20 cm×22 cm）中進(jìn)行，實驗周期為1個月。每天早上對養(yǎng)殖水體的溫度、鹽度、pH及氨氮含量進(jìn)行測量，溫度、鹽度、pH分別用便攜式溫度計、鹽度計、pH計測定，氨氮含量的檢測采用次溴酸鈉法（海洋監(jiān)測規(guī)范 GB 17378．4-2007）。實驗結(jié)束后，測量每組脊尾白蝦體長、體質(zhì)量和存活數(shù)量，用于計算特定生長率和存活率。

養(yǎng)殖管理：每天投喂3次顆粒餌料（8∶00、12∶00、18∶00），日投喂量占蝦體質(zhì)量的 5% ～10%，每次投喂1．5 h后觀察餌料剩余程度，下次投喂時適量的增加或減少投喂量，盡量保證養(yǎng)殖水箱內(nèi)無餌料剩余；每天定時清除殘餌，并進(jìn)行適量的換水，換水量在10%～20%左右；并24 h連續(xù)充氣，提供充足氧氣。

1．3 數(shù)據(jù)分析

脊尾白蝦生長評定指標(biāo)選擇特定生長率（specific growth rate，SGR）、存活率（survival rate，SR）。計算公式如下：

式中，Wt是實驗結(jié)束時脊尾白蝦的平均體質(zhì)量（g），W0是實驗前脊尾白蝦的平均體質(zhì)量（g），St是實驗結(jié)束時脊尾白蝦存活數(shù)量（尾），S0為實驗前投放脊尾白蝦數(shù)量（尾），t為實驗周期（d）。

實驗結(jié)果數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差方式來表示，使用EXCEL對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦生長和存活率的影響

由表1可知，在600～1 500尾·m－3養(yǎng)殖密度條件下，各組脊尾白蝦特定生長率具有顯著性差異（P＜0．05），即隨著養(yǎng)殖密度的升高，脊尾白蝦特定生長率不斷降低。養(yǎng)殖密度為600尾·m－3時，特定生長率最大，為5．40%，而1 500尾·m－3組特定生長率最低，為3．63%。

表1 不同養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦的特定生長率的影響Tab．1 Effects of different stocking densities on the specific grow th rate of Exopalaemon carinicauda

由表2可以看出，脊尾白蝦存活率隨養(yǎng)殖密度的升高，總體呈現(xiàn)降低的趨勢。養(yǎng)殖密度為600尾·m－3和900尾·m－3兩組之間存活率差異性不顯著（P＞0．05）；900～1 500尾·m－3養(yǎng)殖密度條件下，各組脊尾白蝦存活率存在顯著性差異（P＜0．05），其中養(yǎng)殖密度 900尾·m－3時存活率最高（86．67%），養(yǎng)殖密度1 500尾·m－3時存活率最低（72．22%）。

表2 不同養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦存活率影響Tab．2 Effects of different stocking densities on the survival rate of Exopalaemon carinicauda

2．2 不同養(yǎng)殖密度條件下水體氨氮含量變化規(guī)律

不同養(yǎng)殖密度條件下水體氨氮含量變化規(guī)律如圖1所示。實驗養(yǎng)殖1個月周期內(nèi)，4種養(yǎng)殖密度（600尾·m－3、900尾·m－3、1 200尾·m－3、1 500尾·m－3）條件下水體氨氮含量平均值分別為 0．61 mg·L－1、0．85 mg·L－1、1．15 mg·L－1、1．49 mg·L－1，水體氨氮含量隨養(yǎng)殖密度的增大逐漸增加。實驗4 d后，各養(yǎng)殖密度組之間水體氨氮含量差異逐漸明顯（P＜0．05）。不同養(yǎng)殖密度組中水體氨氮含量隨養(yǎng)殖時間的延長均逐漸增加，水體氨氮積累速率表現(xiàn)為前期（0～8 d）慢，中期（8～20 d）快，后期（20～28 d）減緩。

圖1 不同養(yǎng)殖密度對水體氨氮含量的影響Fig．1 Effects of different stocking densities on the concentrations of ammonia nitrogen in Exopalaemon carinicauda culture water

3 討論

3．1 不同養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦生長的影響

目前，關(guān)于養(yǎng)殖密度對對蝦生長發(fā)育的影響研究較多。研究表明，高養(yǎng)殖密度對對蝦的生長具有明顯的抑制作用，且養(yǎng)殖周期越長，抑制效果越顯著［17］。因此，常可以觀察到隨著養(yǎng)殖密度的升高，對蝦的生長速度和存活率下降的現(xiàn)象［18－19］。衣萌萌等［20］研究表明，養(yǎng)殖密度的升高導(dǎo)致對蝦種內(nèi)競爭加劇和活動頻率增加，進(jìn)而消耗更多的能量用于獲取食物，致使機體能耗增加，而用于攝食與生長的能量分配比例降低，導(dǎo)致生長速度減緩。沈輝等［21］通過觀察不同養(yǎng)殖密度條件下脊尾白蝦的行為表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)脊尾白蝦的相殘率隨餌料投喂間隔時間的延長和養(yǎng)殖密度的增加而升高，尤其是蛻皮期的脊尾白蝦更容易被捕食。本研究結(jié)果顯示，隨養(yǎng)殖密度的增加，脊尾白蝦特定生長率和存活率顯著降低，這與上述研究結(jié)果一致，從而進(jìn)一步證明隨養(yǎng)殖密度的升高，脊尾白蝦種內(nèi)競爭加劇，導(dǎo)致其特定生長率和存活率降低。

本實驗中，在低密度（600尾·m－3）養(yǎng)殖條件下，脊尾白蝦特定生長率和存活率均最高，但低密度養(yǎng)殖成本較高，空間利用率低；在高密度（1 500尾·m－3）養(yǎng)殖條件下，雖可以充分利用養(yǎng)殖空間，但是高密度養(yǎng)殖會加劇種內(nèi)生存競爭，導(dǎo)致死亡率較高。因此，從生產(chǎn)效益等方面考慮，脊尾白蝦在900～1 200尾·m－3密度條件下養(yǎng)殖較為適宜。

3．2 不同養(yǎng)殖密度條件下水體氨氮含量變化規(guī)律

氨氮作為水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中重要的環(huán)境指標(biāo)之一，對養(yǎng)殖對象的生長發(fā)育具有很大的影響作用，因此，掌握水體氨氮含量變化趨勢，及時調(diào)節(jié)水質(zhì)，降低水體氨氮含量，可以在很大程度上提高養(yǎng)殖動物機體免疫力和存活率［22］。邱德泉等［23］研究表明，隨對蝦養(yǎng)殖周期的延長，水體中有機物含量先升高，達(dá)到一定水平后維持穩(wěn)定，表明水體氨氮含量會隨養(yǎng)殖周期的延長先升高后保持平穩(wěn)。本實驗結(jié)果表明：隨養(yǎng)殖密度的升高，水體氨氮含量會逐漸升高。由于養(yǎng)殖密度的增高，餌料投入量隨之增加，糞便等有機物數(shù)量同時增多，因此水體有機物隨養(yǎng)殖時間的延長積累量也逐漸增多，這些有機物經(jīng)微生物分解脫氨產(chǎn)生氨氮，導(dǎo)致養(yǎng)殖密度越高、養(yǎng)殖時間越長，水體氨氮含量越高。此外，實驗中還發(fā)現(xiàn)到養(yǎng)殖后期，水體氨氮積累速率有所下降，這可能是因為氨氮含量的升高會抑制脊尾白蝦的呼吸，導(dǎo)致其機體新陳代謝速率減緩，使機體氨氮排放量降低，加上水體中的微生物也會降解部分氨氮，因此氨氮積累速率隨之下降。張呂平等［24］研究表明，凡納濱對蝦在70尾·m－3、100尾·m－3、120尾·m－3、150尾·m－34個養(yǎng)殖密度條件下，各組之間水體氨氮含量沒有顯著性差異，而本實驗在4個養(yǎng)殖密度之間水體氨氮含量存在顯著性差異，可能因為本實驗設(shè)置的養(yǎng)殖密度要遠(yuǎn)高于上述實驗設(shè)置的養(yǎng)殖密度，加上養(yǎng)殖個體大小、養(yǎng)殖管理方式不同，造成實驗結(jié)果有所差別。

氨氮含量的升高會降低生物體的免疫能力，損傷機體組織器官，尤其是鰓組織，導(dǎo)致其生長速度減緩，甚至使水生動物發(fā)生死亡［25－26］。本實驗中發(fā)現(xiàn)，隨著脊尾白蝦養(yǎng)殖密度的增加，水體氨氮含量顯著升高，而脊尾白蝦生長速度和存活率逐漸降低，進(jìn)而證明氨氮對脊尾白蝦的生長具有抑制作用。因此在實際養(yǎng)殖過程中，應(yīng)對水體氨氮含量進(jìn)行全天候檢測，嚴(yán)格控制水體氨氮濃度，以保持養(yǎng)殖的成功率。