異枝江蘺與凡納濱對(duì)蝦室內(nèi)零換水混養(yǎng)

徐 聰，徐日升，黃博文，陳海昇，陳柏安，謝恩義

（廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524088）

凡納濱對(duì)蝦（Litopenaeus vannamei）生長(zhǎng)快，個(gè)體大，抗逆性強(qiáng)，產(chǎn)量高，是世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的蝦種之一[1-2]。近年來(lái)，工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，養(yǎng)殖水體水相不穩(wěn)定[3-4]、近岸海水富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題日益突出，極易導(dǎo)致養(yǎng)殖水體惡化，蝦病暴發(fā)，嚴(yán)重限制我國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

大型海藻在生長(zhǎng)過(guò)程中可大量吸收C、N 和P等元素，對(duì)維持水環(huán)境健康有重要意義[5-6]，將藻類引入水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)已成為研究熱點(diǎn)。岳維忠等[7]研究指出，藻類的引入可凈化水體，對(duì)防止水體富營(yíng)養(yǎng)化有一定貢獻(xiàn)。孫偉[8]發(fā)現(xiàn)，龍須菜（Gracilaria lemaneiformis）對(duì)氨氮和亞硝氮吸收率高達(dá)86%～98%，對(duì)無(wú)機(jī)磷吸收率可達(dá)99%；Samocha 等[6]指出，在IMTA（integrated multi-trophic aquaculture）系統(tǒng)中，克江蘺（Gracilaria tikvahiae）可將部分含氮廢物轉(zhuǎn)化成可利用物質(zhì)，既可增加藻類生物量，亦可凈化水質(zhì)。溫珊珊等[9]指出，真江蘺（Gracilaria vermiculophylla）去除氨氮效率高達(dá)99.77%。目前，在貝藻、蟹藻、蝦藻混養(yǎng)等方面已有較多研究。董貫倉(cāng)等[10]指出，青蛤（Cyclina sinesis）和菊花心江蘺 (Gracilaria lichevoides) 混養(yǎng)可顯著提高對(duì)蝦養(yǎng)殖中的光能利用率和能量轉(zhuǎn)化效率；賴龍玉等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在真江蘺與盤鮑（Haliotis discus）的混養(yǎng)體系中，真江蘺對(duì)水體有較好凈化作用。游翠紅等[12]研究認(rèn)為，細(xì)基江蘺（Gracilaria tenuistipitata）可改善半封閉式擬穴青蟹 (Scylla paramamosain)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)，降低水體理化因子惡化的可能性。牛化欣等[13]發(fā)現(xiàn)，菊花心江蘺（Gracilaria lichenoides）對(duì)中國(guó)明對(duì)蝦（Fenneropenaeus chinensis）的養(yǎng)殖水體有一定凈化作用。異枝江蘺（Gracilaria bailinae）隸屬于紅藻門（Rhodophyta）杉藻目（Gigartinales）江蘺科（Gracilariaceae），在我國(guó)主要分布在廣東和海南省。目前，學(xué)界對(duì)異枝江蘺的研究?jī)H有藻體培養(yǎng)條件和培養(yǎng)方法[14-15]，而異枝江蘺在對(duì)蝦養(yǎng)殖方面的應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道。本研究在零換水條件下進(jìn)行蝦藻混養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，探究異枝江蘺和凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)的最佳配比以及藻體對(duì)-N、-N 和-N 的凈化效果，為蝦藻混養(yǎng)模式的構(gòu)建提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和預(yù)培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)用異枝江蘺（圖1）采自海南省文昌市馮家灣。異枝江蘺洗凈后，于加冰的恒溫箱中帶回實(shí)驗(yàn)室，用高溫消毒的海水暫養(yǎng)，每3 d 換水1 次。實(shí)驗(yàn)前，將生長(zhǎng)良好、藻體干凈的江蘺，放入光照培養(yǎng)箱中，預(yù)培養(yǎng)3 d，暫養(yǎng)條件[15]為溫度26 ℃，照度4 000～ 6 000 lx，鹽度28，pH 8.0。凡納濱對(duì)蝦購(gòu)自廣東省湛江市東海島廣東海洋大學(xué)龍海天養(yǎng)殖基地，蝦齡60 d，實(shí)驗(yàn)前用消毒自然海水暫養(yǎng)15 d，期間保持水體潔凈，每3 d 換水1 次。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020 年9 月16 日至2020 年10 月6 日，選取色澤鮮艷、表面清潔的藻體，以及規(guī)格均勻、生長(zhǎng)狀態(tài)良好的凡納濱對(duì)蝦，于室內(nèi)35 cm×25 cm×20 cm 透明塑料養(yǎng)殖箱中進(jìn)行混養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)共6 組，每組對(duì)蝦養(yǎng)殖密度為34 尾/m2，質(zhì)量密度為（114±5）g/m2，異枝江蘺密度梯度為0（對(duì)照）、114、228、456、912 g/m2，自然狀態(tài)下的暫養(yǎng)藻體為H組。用空調(diào)（KFR-72LW，格力電器）保持室內(nèi)溫度恒定，水溫（28±1）℃，用日光燈（T5，雷士照明）提供光照，照度（5 000±200）lx，光/暗周期為12hL/12hD。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不間斷充氣。在養(yǎng)殖箱上方懸掛24 cm×18 cm 的孔徑6.5 μm 塑料網(wǎng)，沉水約3 cm，將江蘺均勻置于網(wǎng)上，對(duì)蝦置于網(wǎng)下(圖1)，使用消毒海水（pH 8.0；鹽度30）培養(yǎng)，水體總量為18 L，實(shí)驗(yàn)期間除加入因蒸發(fā)作用損失的少量水分，所有養(yǎng)殖桶均不換水；對(duì)蝦每天的投餌率為 (3～ 5) %/d，按初始體質(zhì)量計(jì)算投喂量，飼料購(gòu)自海大集團(tuán)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)測(cè)定藻、蝦的特定生長(zhǎng)率及藻體的葉綠素?zé)晒鈪?shù)；每5 d 取一次水樣，測(cè)定水體-N、-N 和-N 濃度。

圖1 部分實(shí)驗(yàn)組布局Fig.1 Layout of some experimental groups

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.1特定生長(zhǎng)率 實(shí)驗(yàn)前和蝦藻混養(yǎng)20 d 后，各稱一次異枝江蘺和凡納濱對(duì)蝦鮮品質(zhì)量，計(jì)算特定生長(zhǎng)率 (specific growth rate，SGR)。

式中，m0為初始藻（蝦）體質(zhì)量(g)；mt為培養(yǎng)td時(shí)藻（蝦）體質(zhì)量 (g)；t為培養(yǎng)時(shí)間 (d)。

1.3.2葉綠素?zé)晒鈪?shù) 在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前和開(kāi)始后分別取出藻體進(jìn)行暗處理10 min，用葉綠素?zé)晒鈨x（PAM-2500，WALZ，德國(guó)）測(cè)定葉綠素?zé)晒鈪?shù)

1.3.3-N、-N 和-N 的測(cè)定 參照海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范（GB17378.4-2007）測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用SPSS 23 分析，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，并作單因素方差分析和Duncan 多重比較，P＜ 0.05時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，用Graph Pad Prim7 作圖。

2 結(jié)果

2.1 不同異枝江蘺混養(yǎng)密度對(duì)藻體和對(duì)蝦生長(zhǎng)的影響

由圖2 可知，隨江蘺混養(yǎng)密度的增大，藻體特定生長(zhǎng)率呈先升后降趨勢(shì)，在456、912 g/m2組達(dá)到最大值和最小值（P＜0.05），分別為(1.63±0.04) %/d、(-0.97±0.07) %/d。

圖2 不同江蘺混養(yǎng)密度下異枝江蘺的特定生長(zhǎng)率Fig.2 Specific growth rate of Gracilaria bailinae at different densities of mixed Gracilaria

由圖3 可知，隨江蘺混養(yǎng)密度的增大，藻體特定生長(zhǎng)率呈先升后降趨勢(shì)，在456、0 g/m2組達(dá)到最大值和最小值（P＜0.05），分別為(1.82±0.21) %/d、(0.51±0.11) %/d。

圖3 不同江蘺混養(yǎng)密度下凡納濱對(duì)蝦特定生長(zhǎng)率的變化Fig.3 Specific growth rate of Litopenaeus vannamei at different densities of mixed Gracilaria

由圖4 可知，初始狀態(tài)藻體（H 組）Fv/Fm顯著高于其他處理組[（0.63 ± 0.00）μmol·m-2·s-1]（P＜0.05）；在各處理組中，隨藻體密度的增大，藻體Fv/Fm呈先升后降趨勢(shì)，456 g/m2組最大，為（0.61± 0.00）μmol·m-2·s-1，912 g/m2組最小，為（0.54± 0.00）μmol·m-2·s-1（P＜0.05）。

圖4 不同江蘺混養(yǎng)密度下異枝江蘺Fv/FmFig.4 Fv/Fm of Gracilaria bailinae at different densities of mixed Gracilaria

2.2 混養(yǎng)不同密度的異枝江蘺對(duì)藻體Fv/Fm 和Y(II)的影響

由圖5 可知，各處理組中，隨著藻體密度的增大，藻體Y(II)呈先升高后降低趨勢(shì)，456 g/m2組最大[（0.64 ± 0.00）μmol·m-2·s-1]，與初始狀態(tài)（H 組）無(wú)顯著差異（P＞0.05）；912 g/m2最小，為（0.54± 0.01）μmol·m-2·s-1。相比于H 組 [（0.64 ± 0.01）μmol·m-2·s-1]，除456 g/m2組外，其他各組Y(II)均顯著降低（P＜0.05）。

圖5 不同江蘺混養(yǎng)密度下異枝江蘺Y(II)指標(biāo)Fig.5 Y(II) of Gracilaria bailinae at different densities of mixed Gracilaria

2.3 不同異枝江蘺混養(yǎng)密度對(duì)水體中氮的影響

圖6 不同江蘺混養(yǎng)密度下-N 濃度Fig.6 -N concentration at different densities of mixed Gracilaria

圖7 不同江蘺混養(yǎng)密度下-N 濃度Fig.7 -N concentration at different densities of mixed Gracilaria

圖8 不同江蘺混養(yǎng)密度下-N 濃度Fig.8 -N concentration at different densities of mixed Gracilaria

3 討論

3.1 混養(yǎng)不同密度的異枝江蘺對(duì)藻體和凡納濱蝦生長(zhǎng)的影響

蝦藻混養(yǎng)屬于簡(jiǎn)單型的二元混養(yǎng)體系，在這個(gè)體系中，凡納濱對(duì)蝦的攝食與代謝會(huì)產(chǎn)生氨、尿素、尿酸、氨基酸等廢物[17-18]，增加水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽含量；藻體則通過(guò)光合作用吸收利用海水中無(wú)機(jī)碳及N、P 營(yíng)養(yǎng)鹽[19-20]。本研究中，混養(yǎng)不同密度的異枝江蘺，對(duì)藻體生長(zhǎng)有顯著影響。456 g/m2組藻體SGR 顯著高于其他組，這是因?yàn)?56 g/m2組的蝦藻密度適宜，水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽去除速率和產(chǎn)生速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。912 g/m2組藻體SGR 顯著低于其他組（P＜0.05），出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，甚至在10～ 20 d時(shí)藻體觀察到白化腐爛現(xiàn)象，原因是藻體密度過(guò)高會(huì)影響藻體對(duì)光的吸收，限制藻的光合速率，使藻體無(wú)法正常生長(zhǎng)。李杰等[18]研究表明，適宜配比的龍須菜和牡蠣（Ostrea gigasThunberg）混養(yǎng)，更有利于混養(yǎng)體系的穩(wěn)定及混養(yǎng)對(duì)象的生長(zhǎng)，與本研究結(jié)果一致。

本研究中，異枝江蘺與對(duì)蝦居不同的生態(tài)位，在生態(tài)功能上可互相補(bǔ)充，適宜的混養(yǎng)密度可促進(jìn)對(duì)蝦生長(zhǎng)。不少研究亦有類似結(jié)果。孫偉等[8]的龍須菜與文蛤（Meretrix meretrix）混養(yǎng)系統(tǒng)中，文蛤軟體部干質(zhì)量增長(zhǎng)量較單養(yǎng)系統(tǒng)高；王吉橋等[21]研究表明，混養(yǎng)孔石莼（Ulva pertusavar）可有效提高中國(guó)明對(duì)蝦對(duì)飼料的利用率，促進(jìn)對(duì)蝦的生長(zhǎng)。本研究中，隨混養(yǎng)密度增加，對(duì)蝦SGR 呈先增后降趨勢(shì)，456 g/m2組顯著高于其余處理組，表明混養(yǎng)密度過(guò)大，導(dǎo)致水體-N、-N 和NO3--N 等營(yíng)養(yǎng)鹽濃度過(guò)高，影響對(duì)蝦的生長(zhǎng)，甚至對(duì)蝦產(chǎn)生毒害作用[22]。此外，混養(yǎng)密度過(guò)大則導(dǎo)致藻體互相遮蔽而無(wú)法正常進(jìn)行光合作用，密度適宜可促進(jìn)藻體對(duì)氮的利用，提高藻體光合速率，實(shí)現(xiàn)水體中氮收支相對(duì)穩(wěn)定，間接促進(jìn)對(duì)蝦生長(zhǎng)。

3.2 混養(yǎng)不同密度的異枝江蘺對(duì)藻體葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

葉綠素?zé)晒鈪?shù)是探討光合作用的指標(biāo)，可反映環(huán)境因子對(duì)海藻產(chǎn)生脅迫程度[23-24]，其中Fv/Fm表示光系統(tǒng)II（PSII）最大光化學(xué)量子產(chǎn)量[23]。密度過(guò)大會(huì)影響藻體的光合作用[25]。張捷俊等[26]發(fā)現(xiàn)，蠣菜（Ulva conglobata）和銅藻（Sargassum horneri）的群體光合作用均隨藻體密度升高而顯著下降；李楓等[27]指出，藻的養(yǎng)殖密度過(guò)高，會(huì)抑制龍須菜的生長(zhǎng)速率和群體光合作用能力。本研究表明，456 g/m2組異枝江蘺的Fv/Fm和Y(II)與正常狀態(tài)下的藻體（H 組）更為接近，表明在此密度下，水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度及其他因素對(duì)藻體本身的抑制效果最小，藻體不會(huì)因?yàn)槿狈庹斩档凸夂纤俾?，因此，藻體生長(zhǎng)較佳。

3.3 混養(yǎng)不同密度的異枝江蘺對(duì)水體無(wú)機(jī)氮的影響

混養(yǎng)20 d 后，456 g/m2組-N、-N 和-N 最低，表明456 g/m2組的蝦藻比例最適宜。如混養(yǎng)密度過(guò)高，則降低水體氮的去除效果。筆者觀察到5～ 10 d 時(shí)，912 g/m2組藻體已開(kāi)始白化和腐爛，白化的藻體碎屑可通過(guò)篩網(wǎng)沉入水中并腐爛，產(chǎn)生銨態(tài)氮和硝態(tài)氮等物質(zhì)，加重水體中的氮負(fù)荷，影響藻體對(duì)水體的凈化作用[34]。此外，藻密度過(guò)高，大大增加水體中的懸浮物（包括對(duì)蝦糞便和殘餌）附著于藻體表面的概率，影響藻體的正常光合作用，進(jìn)一步加劇藻體腐爛及氮的產(chǎn)生。實(shí)際生產(chǎn)中，可通過(guò)定期用水清洗養(yǎng)殖濾網(wǎng)等物理方法解決藻體腐爛問(wèn)題。

本研究顯示，混養(yǎng)0～ 5 d 時(shí)，456 g/m2組-N 和-N 處于下降狀態(tài)，-N 變化不明顯，因此在生產(chǎn)中可將零換水時(shí)間設(shè)置為5 d，以確保水體相對(duì)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)蝦健康養(yǎng)殖。

綜上，與一元養(yǎng)殖系統(tǒng)相比，二元或多元的養(yǎng)殖系統(tǒng)在資源綜合利用及可持續(xù)發(fā)展方面有更大優(yōu)勢(shì)。一方面可通過(guò)增加食物網(wǎng)的復(fù)雜性，提高養(yǎng)殖池塘的穩(wěn)定性和抗干擾能力，另一方面也可利用代謝產(chǎn)物，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。本研究中，異枝江蘺與對(duì)蝦混養(yǎng)可有效控制水體中-N、-N 和-N 濃度。但養(yǎng)殖過(guò)程中，養(yǎng)殖技術(shù)至關(guān)重要，本研究的混養(yǎng)模擬實(shí)驗(yàn)裝置較為簡(jiǎn)單，在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮到異枝江蘺需要較強(qiáng)光照的特性，可參照室內(nèi)的模式設(shè)計(jì)，將異枝江蘺引入到養(yǎng)殖系統(tǒng)中（圖9），為對(duì)蝦養(yǎng)殖戶創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

圖9 混養(yǎng)模式設(shè)計(jì)平面及剖面圖Fig.9 plan and section map of mixed breeding mode design

4 結(jié)論

零換水條件下，異枝江蘺（456 g/m2）與凡納濱對(duì)蝦 [34 尾/m2，（114±5）g/m2] 混養(yǎng)可維持水體中氮濃度的穩(wěn)定，藻和對(duì)蝦均生長(zhǎng)較佳。