池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖模式下養(yǎng)殖密度對大口黑鱸生長性能和生理指標的影響

王裕玉，徐 跑，聶志娟，邵乃麟，徐鋼春

(中國水產科學研究院淡水漁業(yè)研究中心，農業(yè)部淡水漁業(yè)和種質資源利用重點實驗室，江蘇無錫 214081)

我國的池塘養(yǎng)殖模式發(fā)展于20世紀70年代，當前，養(yǎng)殖模式仍以“進水渠+養(yǎng)殖池塘+排水渠”為主要形式[1]。然而，這種傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式是以高投飼率、高勞動力成本、高能耗、犧牲環(huán)境為代價換來的，基本上是粗放式的發(fā)展模式，由此帶來水體富營養(yǎng)化加劇、養(yǎng)殖環(huán)境惡劣、漁藥濫用、藥物殘留超標、魚肉品質下降等問題，養(yǎng)殖廢水造成的環(huán)境問題已成為池塘養(yǎng)殖健康可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一[2]。池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖是我國近幾年來漁業(yè)轉型升級、創(chuàng)新發(fā)展的一種新模式，與傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式相比較，新模式在工藝理念、技術裝備和養(yǎng)殖方式等方面都具有了重大的革新。工程化循環(huán)水養(yǎng)殖是指利用占池塘面積2%～5%的水面建設具有氣提推水增氧和集排污裝備的系列水槽作為養(yǎng)殖區(qū)進行類似于“工廠化”的高密度養(yǎng)殖，并對剩余水面進行適當改造后作為凈化區(qū)對殘留在池塘的養(yǎng)殖尾水進行凈化處理，實現(xiàn)養(yǎng)殖周期內養(yǎng)殖尾水的零排放或達標排放。在美國西阿拉巴馬州，采用池塘跑道系統(tǒng)養(yǎng)殖斑點叉尾鮰，其成活率大于90%，產量可達20 540 kg/hm2，產量增加273.5%～356.4%，曝氣增氧能耗下降50%[3]。池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖相關研究在國內始于2011年。有關池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖模式的研究主要集中在系統(tǒng)的設計及運行參數(shù)的優(yōu)化等方面。

養(yǎng)殖密度是水產養(yǎng)殖中最重要的變量之一，高密度養(yǎng)殖是充分利用水資源空間、獲得高產量和高經濟效益的最直接、最有效的途徑之一[4-6]。然而，過高的養(yǎng)殖密度作為一種環(huán)境脅迫因子，一方面會加劇魚類對資源、空間的競爭，另一方面會產生應激反應，導致魚類在攝食、生長、能量代謝、行為、生理以及免疫功能等方面的一系列變化，對環(huán)境變化敏感性升高，對病原的易感性增加，最終會引起生長緩慢和機體生理紊亂，甚至死亡[5,7]。大口黑鱸(Micropterussalmoides)，俗名為加州鱸，其具有生長速度快、抗病害能力強、易于捕撈、適溫范圍廣、肉質細嫩、味道鮮美等特點，具有較高的營養(yǎng)價值和經濟價值，逐漸成為我國重要的水產養(yǎng)殖品種之一。據(jù)統(tǒng)計，2016年，全國淡水養(yǎng)殖的鱸魚產量為374 062 t，經濟效益顯著。試驗研究了大口黑鱸養(yǎng)殖密度與生長和血清生化指標的關系，以期為大口黑鱸池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖的健康發(fā)展提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 實驗用魚

選擇體重、規(guī)格一致、健康無病的大口黑鱸作為試驗用魚，平均體重為(35.68±2.12) g，平均體長為(11.09±0.30)cm。

1.2 養(yǎng)殖水槽

養(yǎng)殖實驗在中國水產科學研究院淡水漁業(yè)研究中心揚中基地進行。在4.17 hm2池塘環(huán)溝內建造聯(lián)排不銹鋼結構流水槽6條(1～6#)、改性PVC流水槽6條(7～12#)，2排流水槽呈對角線排列，形成對角循環(huán)對流、能耗最低的循環(huán)流水設計模式。流水槽分為氣提推水增氧區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)(22 m×5 m×2.5 m)和集污區(qū)。流水槽前端安裝氣提推水增氧裝置；養(yǎng)殖區(qū)底部安裝增氧設施。基地流水槽養(yǎng)殖區(qū)面積合計1 320 m2，占池塘總面積的3.17%，剩余的池塘區(qū)域為凈化區(qū)域對養(yǎng)殖尾水進行凈化處理。整個池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)結構圖見圖1。養(yǎng)殖水源為長江水，水質清新，無污染，符合《漁業(yè)水質標準》。

圖1 池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)結構示意圖

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗開始前，將規(guī)格一致、健康無病的大口黑鱸放入到4個不銹鋼流水槽中(3、4、5、6#)，分別為15 000和25 000尾/槽，每個處理設2次重復。試驗期間，投喂選擇膨化顆粒飼料(嘉吉(陽江)飼料有限公司，粗蛋白含量≥47%，粗脂肪含量≥5%)。飼料粒徑根據(jù)魚體規(guī)格而定。每天投喂2次(8∶00和17∶00)，日投喂量為魚體重量的4%，并根據(jù)天氣狀況、水溫、水質狀況及攝食狀態(tài)等情況做適當調整。每天記錄攝食及死亡情況，及時清除死魚。在整個養(yǎng)殖試驗期間，氣提推水增氧設備24 h開啟，水流速度0.02～0.03 m/s，溶解氧3.01～7.18 mg/L，水溫24.0～31.8 ℃，氨氮0.19～0.86 mg/L，pH 7.68～8.27，亞硝酸氮0.23～0.39 mg/L。養(yǎng)殖試驗周期為2017年7-11月，持續(xù)120 d。

1.4 樣品采集與分析

分別在30、60、90和120 d測量試驗魚的體長和體重。每個水槽隨機取20尾魚，用MS-222麻醉，迅速測定體長和體重等生物學指標，然后，用1 mL的注射器尾靜脈取血，將血樣注入到1.5 mL離心管中，置于4 ℃冰箱中靜置4 h，3 500 r/min離心10 min，用移液槍將血清轉入離心管中，-80 ℃保存，以備測定血液生化指標。采用全自動生化分析儀(邁瑞B(yǎng)S-400，深圳)測定總蛋白(TP)、總膽固醇(TC)、血糖(Glu)、甘油三酯(TG)、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)、谷氨酸氨基轉移酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALP)等血清生化指標；采取酶聯(lián)免疫檢測法(ELISA)測定血清皮質醇和溶菌酶含量。

1.5 指標計算公式

增重率(WG)=100%×(Wt-W0)/W0

特定生長率(SGR)=100%×(lnWt-lnW0)/t

式中，W0為試驗開始時魚的體重(g)；Wt為試驗結束時魚的體重(g)；t為養(yǎng)殖天數(shù)(d)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SAS 9.12統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。先作單因素方差分析(One-way ANOVA)，若差異顯著，再作Duncan’s(1995)多重比較，P<0.05表示差異顯著。結果采用“平均值±標準誤”表示。

2 結果與分析

2.1 養(yǎng)殖密度對大口黑鱸生長的影響

養(yǎng)殖密度對大口黑鱸生長的影響見如表1。從表中可以看出：本實驗條件下，養(yǎng)殖周期內大口黑鱸未發(fā)生疾病和明顯死亡。在養(yǎng)殖前期(90 d)高密度組大口黑鱸增重率高于低密度組，養(yǎng)殖后期(120 d)高密度組增重率低于低密度組，但是養(yǎng)殖密度對大口黑鱸末體重、增重率、特定生長率無顯著差異(表1)。

2.2 養(yǎng)殖密度對大口黑鱸血清生化指標的影響

養(yǎng)殖密度對大口黑鱸血清生化指標的影響見如表2。從表2中可以看出：養(yǎng)殖密度對血清ALT、AST和ALP 無顯著影響。在90和120 d時，高密度組試驗魚血清TP、TC、TG含量顯著低于低密度組，而在30和60 d時無顯著差異。在120 d時，高密度組試驗魚血糖含量顯著低于低密度組，而在30、60和90 d時，組間無顯著差異。隨著養(yǎng)殖密度的增加，血清皮質醇和溶菌酶含量有升高的趨勢，但是組間差異不顯著。

表1 養(yǎng)殖密度對大口黑鱸生長性能的影響

表2 養(yǎng)殖密度對大口黑鱸血清生化指標的影響

續(xù)表

2.3 大口黑鱸體重和體長的關系

隨著試驗的進行，大口黑鱸的生長速度逐漸加快，體重逐漸增加。對不同養(yǎng)殖密度的大口黑鱸的體長(L)和體重(W)數(shù)據(jù)進行多種函數(shù)的回歸分析，從表3可看出，冪函數(shù)關系式相關系數(shù)R2最大，能很好反映出大口黑鱸體重和體長的關系，經擬合回歸分析得出，低密度組大口黑鱸體重(W)和體長(L)的關系式為y=0.031 6x2.903 8(R2=0.980 1)；高密度組大口黑鱸體重(W)和體長(L)的關系式為y= 0.032 1x2.898 5(R2=0.982 4)。

表3 不同放養(yǎng)密度大口黑鱸體長、體重回歸方程

3 討論

3.1 養(yǎng)殖密度對生長的影響

在集約化水產養(yǎng)殖生產中，往往通過增加放養(yǎng)密度達到提高單位養(yǎng)殖水體產量的目的。然而，高密度養(yǎng)殖導致的擁擠會引起魚類生理狀態(tài)紊亂、行為異常，最終會影響魚類的生長、福利和養(yǎng)殖效益。本研究中，池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖條件下，大口黑鱸的生長性能在低、高密度養(yǎng)殖組之間無顯著性差異。在養(yǎng)殖前期(90 d)，高密度組大口黑鱸增重率和特定生長率高于低密度組，Millán-Cubillo等[8]對大西洋白姑魚(Argyrosomusregius)、Pirozzi等[9]對日本白姑魚(Argyrosomusjaponicus)的研究也發(fā)現(xiàn)，與低密度養(yǎng)殖組相比，高密度養(yǎng)殖組魚的生長速率較高，這是因為養(yǎng)殖前期低密度組魚類捕食機會和行為不穩(wěn)定，導致魚的攝食效率降低，進而引起生長變緩。此外，流水養(yǎng)殖時水流的推動和攝食不及時，會引起魚類攝食效率低和飼料系數(shù)高，因此，投喂飼料時應該減小或停止氣提推水以提高攝食效率；而在養(yǎng)殖后期(120 d)，高密度組大口黑鱸增重率和特定生長率出現(xiàn)降低的趨勢，Liu等[10]對大菱鲆(Scophthalmusmaximus)的研究結果表明，養(yǎng)殖前80 d對其生長無影響，而在120 d后，高密度組末體重和特定生長率顯著降低。另外，對金頭鯛(Sparusaurata)[11]、藍鰓太陽魚(Lepomismacrochirus)[12]、褐鱒(Salmotrutta)[13]和羅非魚(Oreochromisniloticus)[14-15]等魚類的研究結果亦顯示，養(yǎng)殖密度過高會抑制魚類的生長，這是因為在高密度養(yǎng)殖條件下，魚類對空間和食物資源競爭更加激烈，機體處于應激狀態(tài)，為了適應擁擠脅迫，魚類調節(jié)自身的生理狀況而增加能量消耗，進而抑制其生長、免疫和健康[4, 7, 16]。還有研究者對歐洲鱸魚(Dicentrarchuslabrax)[6, 16]和塞內加爾鰨(Soleasenegalensis)[5, 17]的研究結果顯示，養(yǎng)殖密度對生長無顯著影響；不同研究者得出的結論存在差異歸結于魚的種類、生理狀態(tài)、密度水平、飼料組成、養(yǎng)殖周期及養(yǎng)殖條件等不同引起的?？傊?，在池塘工程化循環(huán)水養(yǎng)殖條件下，大口黑鱸養(yǎng)殖前期階段可以采取高密度養(yǎng)殖方式，養(yǎng)成至大規(guī)格魚種再分塘養(yǎng)殖以減少應激引起的生長變緩。

3.2 養(yǎng)殖密度對血清生化指標的影響

魚類血液生理指標與代謝、營養(yǎng)狀況及疾病有密切的關系，魚類能夠通過調節(jié)血液指標來適應外界因子的影響。皮質醇是魚類在應激狀態(tài)下由下丘腦-垂體-腎間組織軸(HPI)分泌的一種重要的應激激素，皮質醇水平的升高被認為是魚類遭受應激的敏感信號，擁擠脅迫引起的血清皮質醇水平升高會對魚類的生長和免疫反應產生負面影響[4-6, 11, 16, 18]。溶菌酶是魚類最重要的非特異性免疫因子之一，由中性粒細胞和巨噬細胞產生，分泌到血液和粘液中發(fā)揮溶菌作用[4]。本研究中，養(yǎng)殖密度對皮質醇和溶菌酶水平無顯著影響，研究者在對歐洲鱸魚、虹鱒(Oncorhynchusmykiss)、羅非魚和塞內加爾鰨的研究中也得到了類似結果[4-7, 14]。這些研究結果表明，魚類經過長期的擁擠應激后，會慢慢適應脅迫，皮質醇水平表現(xiàn)出輕微變化或無變化。然而，Millán-Cubillo等[8]和Procarione等[19]研究發(fā)現(xiàn)，皮質醇水平隨著養(yǎng)殖密度的增加而降低。不同養(yǎng)殖密度條件下，魚類血清皮質醇水平出現(xiàn)不同的變化規(guī)律與魚的種類、攝食、養(yǎng)殖條件有關。比如，在急性應激條件下，歐洲鱸魚[16]和斑馬魚(Daniorerio)[20]饑餓組皮質醇水平高于攝食組。在第90和120天，高密度養(yǎng)殖組大口黑鱸血清TP、TC和TG顯著低于低密度組，而在養(yǎng)殖前期(30和60 d)兩處理組間差異不明顯。而在虹鱒[4]、塞內加爾鰨[5]和羅非魚[14]的研究中得到了類似的實驗結果，這是由于在慢性應激條件下，應激迅速消耗能量儲備使葡萄糖維持在正常范圍內[4]。

3.3 體重與體長的關系

魚類的體長與體重關系是魚類生物學和漁業(yè)資源評估研究中涉及的基本內容之一，可用于了解魚類生長的季節(jié)性變化，評估魚類生長環(huán)境的優(yōu)劣和魚類的營養(yǎng)狀況，還可用來了解魚類生長過程中體形的變化特征[21]。體長與體重關系式W=a·Lb，式中a表示條件因子，它在一定程度上反映了生物體的肥滿度，冪指數(shù)b可提供魚類生長信息，當b=3時，為等速生長；當b大于或者小于3時代表魚體處于異速生長期(b>3表示魚體處于正異速生長，b<3表明魚體處于負異速生長)[22]。本實驗中，低、高密度組b值分別為2.903 8、2.898 5，可以看出大口黑鱸為近似等速生長。高密度組魚類對空間和食物資源競爭更加激烈，進而抑制生長，尤其是在生長后期擁擠造成的脅迫更加明顯。