Ca2+、Mg2+和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦生長的影響

李光光，王 玉，段健誠，王林華，鄧高威，高 煥,2,3，張慶起，閻斌倫,2,3

( 1.江蘇海洋大學(xué) 海洋生命與水產(chǎn)學(xué)院，江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 連云港 222005; 2.江蘇省海洋資源開發(fā)研究院，江蘇 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， 江蘇 南京 210014; 4.連云港贛榆佳信水產(chǎn)開發(fā)有限公司，江蘇 連云港 222100 )

脊尾白蝦(Exopalaemoncarinicauda)又稱小白蝦、迎春蝦和五須蝦，是我國特有的養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)蝦類，其分布范圍較廣，在我國東部沿海均有分布。因其生長速度快，抗病能力強(qiáng)，在我國的養(yǎng)殖規(guī)模已經(jīng)達(dá)到1×104hm2[1]，成為東部沿海咸水、半咸水池塘養(yǎng)殖的重要混養(yǎng)品種之一。隨著沿海養(yǎng)殖池塘受到工業(yè)化用地等因素的制約，單靠增加養(yǎng)殖面積來提高脊尾白蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量已不能完成，因此探討高密度、高產(chǎn)出的工廠化養(yǎng)殖模式已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢。影響蝦類工廠化養(yǎng)殖成功率的因素很多，如溫度、鹽度、溶解氧、pH、Ca2+和Mg2+質(zhì)量濃度等。不同種類的蝦對這些因素的適應(yīng)性有差別，如凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)的最佳生長鹽度約為21[2]，中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)的最佳生長鹽度約為23[3]；凡納濱對蝦的最適生長溫度為30～33 ℃[4]，中國明對蝦的最佳生長溫度為29.7 ℃[5]。只有找到最適宜的工廠化養(yǎng)殖條件才能最大程度地提高各個養(yǎng)殖品種的養(yǎng)殖收益。

通常溫度和鹽度對蝦類的生長影響最大，但已有的研究表明，水體中的Ca2+和Mg2+含量對蝦類的生長也有一定的影響。鈣在蝦類周期性的退殼過程中至關(guān)重要[6]，而鎂對維持一些廣鹽性蝦類的滲透壓[7-8]具有重要作用，因此水中必須保證一定的Ca2+和Mg2+含量更有利于蝦類的存活和生長，如凡納濱對蝦Ca2+質(zhì)量濃度100 mg/L、Mg2+質(zhì)量濃度300 mg/L，ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3時，特定生長率和成活率較高[9]。但在脊尾白蝦中這些因素的水平及其搭配比例尚未明確。筆者運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計方法研究不同Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度組合對脊尾白蝦生長的影響以及這3種因素之間的關(guān)系，以期為完善脊尾白蝦工廠化養(yǎng)殖相關(guān)基礎(chǔ)理論知識和指導(dǎo)養(yǎng)殖實(shí)踐提供幫助。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用蝦為實(shí)驗(yàn)室自繁脊尾白蝦仔蝦，體長(2.1±0.2) cm，體質(zhì)量(0.175±0.065) g。試驗(yàn)容器為50 cm×40 cm×30 cm的50 L水槽，鹽度22，溫度25 ℃，pH 8.0±0.2。餌料為凡納濱對蝦0號配合飼料(廣東海大集團(tuán)股份有限公司)。試驗(yàn)用水：無Ca2+、Mg2+海水素(青島通用海大海水素廠)，氯化鈣，氯化鎂(分析純，上海滬試實(shí)驗(yàn)室器材股份有限公司)，去離子水，調(diào)配到試驗(yàn)所需的鹽度和Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度。

1.2 研究方法

1.2.1 環(huán)境因子的條件控制

試驗(yàn)組1、2、3、4、5、6、7、8、9用氯化鎂和氯化鈣分別將Ca2+、Mg2+調(diào)配到試驗(yàn)所需質(zhì)量濃度(表1)。Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度的測定采用EDTA滴定法(GB/T 33584.1—2017)。用加熱棒控制溫度。

1.2.2 飼養(yǎng)管理

每日8:00和18:00投喂凡納濱對蝦0號配合料。投餌率為體質(zhì)量的3%，8：00投喂量占40%，18：00投喂量占60%。每日8：00投喂前清理殘餌并補(bǔ)充蒸發(fā)損失的水分。試驗(yàn)周期為30 d。

1.2.3 Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度的設(shè)定以及正交試驗(yàn)設(shè)計

2018年10月31日測得連云港柘汪港區(qū)域海水Mg2+質(zhì)量濃度為960 mg/L,Ca2+為320 mg/L，參考自然海水Ca2+、Mg2+含量，本試驗(yàn)共設(shè)置Mg2+質(zhì)量濃度、Ca2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度3個因素，每個因素各設(shè)3個水平，分別為：300、600、900 mg/L(Mg2+)，100、200、300 mg/L(Ca2+)，200、400、600尾/m3(養(yǎng)殖密度)。本試驗(yàn)所用容器為50 L，故200、400、600尾/m3對應(yīng)的樣本數(shù)分別為10、20、30尾，設(shè)置平行1個。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

觀察并記錄試驗(yàn)組脊尾白蝦的活動情況，以特定生長率和成活率作為最終結(jié)果來衡量Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦生長的影響。利用正交設(shè)計助手Ⅱ?qū)I(yè)版軟件(V3.1專業(yè)版)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

式中，RSG為特定生長率(%/d)，RS為成活率(%)，mt為試驗(yàn)結(jié)束時脊尾白蝦的平均體質(zhì)量(g)，m0為試驗(yàn)前脊尾白蝦的平均體質(zhì)量(g)，nt為試驗(yàn)結(jié)束時脊尾白蝦的存活數(shù)量(尾)，n0為試驗(yàn)前投放脊尾白蝦數(shù)量(尾)，t為試驗(yàn)周期(d)。

2 結(jié) 果

2.1 Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦特定生長率的影響

根據(jù)正交設(shè)計表，輸入正交試驗(yàn)結(jié)果，分別得出Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦特定生長率直觀性分析(表1)和方差分析(表2)。特定生長率直觀性分析表中，極差大小說明相應(yīng)因素的重要性，極差越大，說明此因素不同水平間的變動對試驗(yàn)結(jié)果影響很大，是主要因素，因此影響特定生長率因素重要性順序分別為：養(yǎng)殖密度>Mg2+質(zhì)量濃度>Ca2+質(zhì)量濃度。所以，養(yǎng)殖密度是影響特定生長率的主要因素。由表1可見，當(dāng)Mg2+質(zhì)量濃度600 mg/L、Ca2+質(zhì)量濃度300 mg/L、養(yǎng)殖密度200尾/m3時特定生長率最高。Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦特定生長率方差分析見表2。方差分析表明，Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度各因素的各個水平間的差異均不顯著(P>0.05)。

表1 特定生長率正交直觀性分析Tab.1 The orthogonal intuitive analysis of specific growth rate

(續(xù)表1)

表2 特定生長率正交方差分析Tab.2 The orthogonal analysis of variance of specific growth rate

2.2 Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦成活率的影響

根據(jù)正交設(shè)計表，輸入正交試驗(yàn)結(jié)果，分別得出Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦成活率直觀性分析(表3)和方差分析(表4)。同理極差值越大，表明此因素不同水平間的變動對試驗(yàn)結(jié)果影響很大，是主要因素，因此影響成活率的因素重要性順序?yàn)椋篗g2+質(zhì)量濃度>Ca2+質(zhì)量濃度>養(yǎng)殖密度。所以，Mg2+質(zhì)量濃度是影響成活率的主要因素。由表3得知，當(dāng)Mg2+質(zhì)量濃度300 mg/L、Ca2+質(zhì)量濃度100 mg/L、養(yǎng)殖密度400尾/m3時成活率最高。Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦成活率方差分析見表4。方差分析表明，Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和養(yǎng)殖密度各因素的各個水平間的差異不顯著(P>0.05)。

表3 成活率正交直觀性分析Tab.3 The orthogonal intuitive analysis of survival rate

(續(xù)表3)

表4 成活率正交方差分析Tab.4 The orthogonal analysis of variance of survival rate

結(jié)合表2和表4得出結(jié)論：Mg2+質(zhì)量濃度300 mg/L、Ca2+質(zhì)量濃度為100 mg/L、密度600尾/m3是最佳組合。

3 討 論

3.1 Ca2+、Mg2+對脊尾白蝦生長和成活率的影響

Ca2+、Mg2+是構(gòu)成天然水硬度的主要離子，其他多價金屬離子(Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+)在天然水體中含量較少，在構(gòu)成水硬度上可以忽略不計，因此通常均以Ca2+、Mg2+含量來計算水的硬度。淡水養(yǎng)殖生產(chǎn)用水要求有一定的硬度，即要求水中要有一定量的Ca2+、Mg2+；海水養(yǎng)殖雖然對水硬度沒有提出要求，但是在使用地下井鹽水進(jìn)行海水蝦類養(yǎng)殖時，必須重視水的硬度，尤其是Ca2+、Mg2+含量的比例[10]。不同物種，對Ca2+、Mg2+硬度的要求是不同的，如凡納濱對蝦在Ca2+質(zhì)量濃度50～350 mg/L、Mg2+質(zhì)量濃度100～900 mg/L時特定生長率和成活率較高[11]，而長毛對蝦在Ca2+質(zhì)量濃度292.6 mg/L、Mg2+質(zhì)量濃度877.8 mg/L時特定生長率和成活率較高[12]；同時不同物種，對Ca2+、Mg2+硬度比的要求也不同，如上所述凡納濱對蝦、長毛對蝦在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2.5～1∶3[11]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3～1∶3.15[12]時特定生長率和成活率較高。作為甲殼類生物，其甲殼的主要成分即由鈣、鎂等元素組成，而且甲殼類生物一生需要多次脫殼才能生長，每次脫殼都要損失掉很多鈣、鎂元素。如凡鈉濱對蝦鈣、鎂占蝦殼干質(zhì)量的19.6%、1.05%[13]。目前，關(guān)于蝦類養(yǎng)殖中所需Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度及其比例的研究已有諸多文獻(xiàn)報道，如黃金米蝦在Ca2+、Mg2+總質(zhì)量濃度105 mg/L時特定生長率較高和成活率最大[14]，中國明對蝦生存的最佳范圍是Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度690 mg/L[15]，而凡納濱對蝦在Ca2+質(zhì)量濃度390 mg/L、Mg2+質(zhì)量濃度1200 mg/L時成活率和特定生長率最高[16]；同時如上所述，黃金米蝦、中國明對蝦、凡納濱對蝦在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3[14]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3～1∶1時[15]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3.1[16]時特定生長率和成活率較高。

可見不同蝦類對Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度及其比例要求并不相同。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，Ca2+質(zhì)量濃度300 mg/L、Mg2+質(zhì)量濃度600 mg/L時脊尾白蝦特定生長率最高；Ca2+質(zhì)量濃度100 mg/L、Mg2+質(zhì)量濃度300 mg/L脊尾白蝦成活率最高。由此可見，與上述蝦類相比，脊尾白蝦生長對Ca2+、Mg2+比例的要求更大。這可能與脊尾白蝦的生長特性有關(guān)，脊尾白蝦一生要蛻皮多次，根據(jù)養(yǎng)殖觀察，脊尾白蝦由仔蝦到性成熟蛻皮共15次，因此對Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度和比例要求更高。事實(shí)上，在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2時，脊尾白蝦的特定生長率最高。這也印證了ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2是適合脊尾白蝦生長的比例。

3.2 養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦生長和成活率的影響

目前已有養(yǎng)殖密度對蝦類生長和成活率影響的相關(guān)報道。如羅氏沼蝦成活率和增長率隨著養(yǎng)殖密度的增加而降低[17]。高密度養(yǎng)殖造成特定生長率和成活率降低，水質(zhì)惡化是其中原因之一[18]，另外的原因是高密度增加了個體間的接觸打斗，爭奪空間和餌料，同時造成用于生長的能量減少[19]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，脊尾白蝦特定生長率隨著養(yǎng)殖密度的增加而減小，與以上研究結(jié)果相同。通過表4得知養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦的成活率影響并不明顯，造成這種結(jié)果的原因可能是本試驗(yàn)的養(yǎng)殖密度設(shè)計低于脊尾白蝦的工廠化養(yǎng)殖密度(900～1200尾/m3)[20]，另外可能受Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度梯度和試驗(yàn)誤差的影響。通過表2和表4分析本試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和養(yǎng)殖空間的充分利用，建議在Mg2+質(zhì)量濃度300 mg/L、Ca2+質(zhì)量濃度100 mg/L、養(yǎng)殖密度600尾/m3的條件下養(yǎng)殖脊尾白蝦。

4 結(jié) 論

筆者研究了鈣、鎂離子含量和養(yǎng)殖密度對脊尾白蝦生長的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，影響脊尾白蝦特定生長率因素重要性順序分別為：養(yǎng)殖密度>Mg2+質(zhì)量濃度>Ca2+質(zhì)量濃度，影響脊尾白蝦成活率的因素重要性順序?yàn)椋篗g2+質(zhì)量濃度>Ca2+質(zhì)量濃度>養(yǎng)殖密度。綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和養(yǎng)殖空間的充分利用，建議在Mg2+質(zhì)量濃度300 mg/L、Ca2+質(zhì)量濃度100 mg/L、養(yǎng)殖密度600尾/m3的條件下養(yǎng)殖脊尾白蝦。