池塘圈養(yǎng)密度對(duì)大口黑鱸生長性能和健康狀況的影響

張 奇 侯 杰, 楊 軍 廖偉堅(jiān) 盧建超 何緒剛,

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院, 武漢 430070; 2. 長江經(jīng)濟(jì)帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心, 武漢 430070;3. 湖北省宜昌市水產(chǎn)技術(shù)推廣站, 宜昌 443000)

我國是水產(chǎn)養(yǎng)殖第一大國, 其中池塘養(yǎng)殖是最主要的生產(chǎn)方式之一[1]?，F(xiàn)在, 池塘養(yǎng)殖普遍采用高密度放養(yǎng)、大量投飼散養(yǎng)方式[2], 池塘營養(yǎng)水平已大大超出池塘自凈能力, 面臨著養(yǎng)殖水質(zhì)劣化、病害頻發(fā)、反復(fù)用藥且用藥量與藥殘高、養(yǎng)殖效率低下等一系列問題[3]; 同時(shí), 養(yǎng)殖池塘冬季集中干塘、外排尾水, 低溫增加了養(yǎng)殖尾水治理難度, 未達(dá)標(biāo)的養(yǎng)殖尾水集中大量排放, 易引起受納水體富營養(yǎng)化。因此, 傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式向綠色、健康轉(zhuǎn)型升級(jí)已刻不容緩?；凇皶r(shí)時(shí)打掃衛(wèi)生”理念創(chuàng)制的池塘圈養(yǎng)模式(以下簡稱“圈養(yǎng)模式”), 變池塘散養(yǎng)為圈養(yǎng), 通過高效收集養(yǎng)殖廢棄物并移出池塘、資源化再利用, 實(shí)現(xiàn)了清水養(yǎng)殖, 大幅削減養(yǎng)殖廢棄物排放量, 提質(zhì)增效顯著, 生態(tài)環(huán)保優(yōu)點(diǎn)突出[4,5], 成為當(dāng)下備受關(guān)注的新型綠色高效養(yǎng)殖模式; 圈養(yǎng)技術(shù)也被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為2019年、2020年重大引領(lǐng)性技術(shù)。然而, 作為一種新生模式與技術(shù),需要不斷熟化與完善。所以, 有必要系統(tǒng)、深入研究圈養(yǎng)模式與技術(shù)。

養(yǎng)殖密度是水產(chǎn)養(yǎng)殖中最重要的技術(shù)參數(shù)之一, 直接影響到養(yǎng)殖對(duì)象的存活、生長、健康及養(yǎng)殖水環(huán)境質(zhì)量, 也是養(yǎng)殖產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵決定因素[6]。通常, 適度提高養(yǎng)殖密度可降低養(yǎng)殖生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益; 但過高養(yǎng)殖密度反而會(huì)成為壓力源, 引起養(yǎng)殖水環(huán)境惡化、養(yǎng)殖對(duì)象出現(xiàn)擁擠脅迫或不良群體行為, 從而導(dǎo)致養(yǎng)殖對(duì)象生長速度減緩、健康狀況變差[7]。因此, 確定適宜養(yǎng)殖密度是養(yǎng)殖系統(tǒng)高效率運(yùn)行的關(guān)鍵。大口黑鱸(Micropterus salmoides), 俗稱加州鱸, 是我國淡水養(yǎng)殖重要品種之一; 其肉質(zhì)鮮美、無肌間刺、生長速度快、養(yǎng)殖周期短、適應(yīng)性強(qiáng), 深受廣大消費(fèi)者和養(yǎng)殖者喜愛[8]。本文以大口黑鱸為圈養(yǎng)對(duì)象, 研究了從魚種(約9.7 g)到商品魚(約400 g以上)階段, 3種不同圈養(yǎng)密度對(duì)其生長、生理指標(biāo)以及抗氧化性能等的影響, 以期為大口黑鱸適宜圈養(yǎng)密度的確定、熟化圈養(yǎng)相關(guān)技術(shù)等提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

大口黑鱸苗種來自湖北省枝江市一塵水產(chǎn)苗種廠, 健康無病, 規(guī)格整齊, 生長良好。試驗(yàn)魚初始平均體重為(9.71±3.75) g, 初始平均體長為(7.66±0.98) cm。設(shè)置低密度組(LSD; 1000尾/圈, 50尾/m3)、中密度組(MSD; 2000尾/圈, 100尾/m3)和高密度組(HSD; 4000尾/圈, 200尾/m3)3個(gè)養(yǎng)殖密度組,每個(gè)密度組3個(gè)重復(fù)。養(yǎng)殖試驗(yàn)從2019年5月17日開始至11月16日, 共持續(xù)180d。

1.2 圈養(yǎng)設(shè)施

試驗(yàn)地點(diǎn)為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院校內(nèi)基地,圈養(yǎng)池塘面積1.75 m×667 m, 平均水深2.0 m, 圈養(yǎng)桶12個(gè)(編號(hào)1—12#; 圖 1), 圈養(yǎng)桶上部圓柱體(直徑4.0 m, 高1.9 m)是主要養(yǎng)殖區(qū)域, 有效養(yǎng)殖水體20 m3,內(nèi)設(shè)固定式防逃網(wǎng)和活動(dòng)式捕撈網(wǎng)等; 通過渦輪式風(fēng)機(jī)和納米微孔管進(jìn)行增氧; 圈養(yǎng)桶下部錐形結(jié)構(gòu)、尾水管道、自吸泵等構(gòu)成集排污系統(tǒng), 養(yǎng)殖廢棄物通過桶內(nèi)渦流和自然沉降至錐底, 通過自吸泵抽排進(jìn)入固液分離塔, 在重力作用下固液分離, 固廢被回收再利用, 上清液通過人工濕地進(jìn)一步脫氮除磷后, 循環(huán)流入圈養(yǎng)池塘。

圖1 圈養(yǎng)系統(tǒng)布局圖Fig. 1 Stable breeding system layout

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)用飼料為大口黑鱸專用商品飼料(粗蛋白≥48.00%, 粗脂肪≥6.00%, 粗纖維≤4.00%, 粗灰分≤16.00%), 每天進(jìn)行2—3次投喂, 每天的投喂水平占魚體總重量的1%—3%, 每天早晚各排污一次,根據(jù)池塘水位情況, 池塘因滲漏和蒸發(fā)時(shí), 適當(dāng)補(bǔ)充新水, 不額外換水。每天多次巡塘, 密切觀察系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行和魚體生活狀況。定期監(jiān)測系統(tǒng)水質(zhì)變化, 在試驗(yàn)期間圈養(yǎng)桶水溫為19.00—33.90℃, 溶解氧3.32—6.51 mg/L, 透明度40.0—120.0 cm, pH為6.84—7.97, 氨氮為0.12—5.31 mg/L, 亞硝酸鹽為0.05—0.56 mg/L。

1.4 樣品采集與分析

每日記錄飼料投喂和死亡情況, 每半個(gè)月從各試驗(yàn)組隨機(jī)選取50尾魚測定體重和體長等生長數(shù)據(jù), 測定后回放; 每兩個(gè)月從各試驗(yàn)組隨機(jī)選取9尾魚, 尾部靜脈取血, 分離血清。同時(shí)將每尾魚解剖,取肝臟樣品用于抗氧化指標(biāo)測定。

血清生化指標(biāo)在Chemix800型全自動(dòng)生化分析儀(日本希森美康公司)上測定, 試劑盒購自中生北控生物技術(shù)股份有限公司。肝臟抗氧化指標(biāo)采用試劑盒法測定, 試劑盒購自南京建成生物科技研究所。

1.5 計(jì)算公式

存活率(SR, %)=100×(N0-Nt)N0

特定生長率(SGR, %/d)=100×(lnM2-lnM1)/t

餌料系數(shù)(FCR)=FI/(M2-M1)

攝食率(FR, %)=100×FI/[0.5(M2+M1)×t]

式中,Nt為收獲尾數(shù);N0為放養(yǎng)尾數(shù),M1(g)為魚體最初均體重,M2(g)為魚體最終均質(zhì)量,t為飼喂天數(shù),FI(g)為尾均攝食量(濕重),Mb(g)和L(cm)分別代表每尾魚體重和體長。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示, 方差分析(One way ANOVA)采用SPSS25.0軟件完成, 通過Duncan’s多重比較來分析組間顯著差異,P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 存活率

在0—30d、90—120d兩個(gè)階段各密度組的存活率均較其他養(yǎng)殖階段低, 且HSD組顯著高于LSD、MSD組(P＜0.05); 其他階段各組存活率均在98%以上, 并且各組間差異不顯著(P＞0.05; 表 1)。

表1 不同密度組大口黑鱸成活率Tab. 1 Survival rates of largemouth bass in different density groups

2.2 生長情況

經(jīng)180d圈養(yǎng), 大口黑鱸終末體重、終末體長跟密度密切相關(guān), 表現(xiàn)為隨密度升高而顯著遞減(P＜0.05), HSD組最終密度、重量和總存活率顯著高于MSD和LSD組(P＜0.05; 表 2)。LSD、MSD和HSD組最終單產(chǎn)依次為(352.84±32.54)、(650.17±29.77)和(1197±82.52) kg/圈(圖 2)。

圖2 不同密度圈養(yǎng)大口黑鱸單產(chǎn)Fig. 2 Yield of largemouth bass at different densities groups in stable breeding

表2 不同密度圈養(yǎng)大口黑鱸生長狀況Tab. 2 Growth of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.3 生長速度

總體上, 各密度組特定生長率隨養(yǎng)殖時(shí)間延長呈逐步下降趨勢: 0—30d階段各組特定生長率約為4.5%/d, 30—60d階段各組特定生長率為3%—3.5%/d,60d以后, 各組特定生長率從1.8%左右逐漸下降至1%/d (圖 3)。

0—30d階段, HSD組特定生長率顯著高于其余密度組(P＜0.05; 圖 3), 且體重也顯著高于LSD組(P＜0.05; 圖 4)。在規(guī)格苗種(～40 g/尾)培育階段, 較高圈養(yǎng)密度(不低于4000尾/圈)有助于大口黑鱸苗種的快速生長。

30—60d階段, HSD組特定生長率和體重均顯著低于LSD組(P＜0.05), 而MSD組與LSD組差異不顯著(P＞0.05; 圖 3和圖 4)。當(dāng)體重達(dá)到50 g/尾時(shí),大口黑鱸圈養(yǎng)密度宜下調(diào)至4000尾/圈以下但不低于2000尾/圈。

60d以后, 各密度組特定生長率差異不顯著(P＜0.05; 圖 3), 但HSD組體重在各時(shí)間節(jié)點(diǎn)均顯著低于其余密度組(P＜0.05); 60—105d階段, MSD組體重與LSD組差異不顯著(P＞0.05); 各密度組體重之間差異顯著(P＜0.05), 組間LSD組體重最大(圖 3)。這說明擁擠脅迫效應(yīng)至養(yǎng)殖中后期逐漸顯現(xiàn)。

圖3 不同密度圈養(yǎng)大口黑鱸特定生長率Fig. 3 SGR of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.4 攝食和餌料轉(zhuǎn)化效率

各試驗(yàn)組攝食率在整體上呈逐漸降低趨勢, 而且HSD組攝食率在大部分階段顯著降低(P＜0.05;圖 5a); 各試驗(yàn)組餌料系數(shù)在整體上呈先上升后下降的趨勢(圖 5b)。0—30d階段, HSD組餌料系數(shù)顯著低于LSD、MSD組(P＜0.05); 其他階段差異不顯著(P＞0.05; 圖 5b)。

圖5 不同密度圈養(yǎng)大口黑鱸攝食率和餌料系數(shù)Fig. 5 Feeding ration and feed conversion ratio of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.5 血清生化指標(biāo)

在60d時(shí), 各密度組血清生化指標(biāo)均沒有顯著差異(P＞0.05); 在120d時(shí), 相比于LSD和MSD組,HSD組甘油三酯及堿性磷酸酶含量更高(P＜0.05),并且一直持續(xù)到180d; 在180d時(shí), HSD組葡萄糖和谷丙轉(zhuǎn)氨酶也顯著高于另外兩組(P＜0.05), 而總蛋白、膽固醇和谷草轉(zhuǎn)氨酶含量在各密度組之間沒有顯著差異(P＞0.05; 表 3)。

表3 不同密度圈養(yǎng)大口黑鱸的血清生化指標(biāo)Tab. 3 Serum biochemical indexes of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.6 肝臟抗氧化指標(biāo)

在第0至第120天時(shí), HSD組超氧化物歧化酶活性顯著低于LSD組(P＜0.05), 其他指標(biāo)在各組之間無顯著差異(P＞0.05); 在180d時(shí), HSD組總抗氧化力、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性顯著降低(P＜0.05), 而丙二醛濃度顯著升高(P＜0.05; 圖 6)。

圖6 不同密度圈養(yǎng)大口黑鱸抗氧化性能Fig. 6 Antioxidant properties of largemouth bass at different densities in stable breeding

3 討論

3.1 圈養(yǎng)密度對(duì)大口黑鱸存活率的影響

在本試驗(yàn)中, 0—30d階段、90—120d兩個(gè)階段各組存活率均較低, 這與兩次較大的死亡有關(guān)。第一次發(fā)生在進(jìn)苗初期, 水溫23.3—25.2℃, 其主要原因是魚苗運(yùn)輸和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)生了較嚴(yán)重的機(jī)械損傷, 魚苗入養(yǎng)殖桶后受到水霉菌感染而爆發(fā)水霉病; 第二次發(fā)生在8月中下旬, 水溫31.2—32.6℃, 大大超過了大口黑鱸生長最適水溫(18—28℃), 高溫會(huì)引起大口黑鱸食欲下降、自身免疫力降低[9], 受銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌感染, 暴發(fā)爛嘴爛身病。從發(fā)病規(guī)律和特征來看, 圈養(yǎng)大口黑鱸有兩大技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn), 一是魚苗在運(yùn)輸和投放過程中要盡量避免機(jī)械損傷; 二是高溫時(shí)期需要注重保護(hù)魚體健康, 增強(qiáng)魚體免疫力。另外, 先前的一些研究報(bào)道了養(yǎng)殖魚類存活率與密度之間呈反比關(guān)系, 如虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[10]和尼羅羅非魚(Nile tilapia)[11]在高養(yǎng)殖密度下存活率更低。本研究的結(jié)果與之不同, 在圈養(yǎng)模式下, 大口黑鱸存活率并不會(huì)因?yàn)槊芏壬叨档?。另? 除暴發(fā)疾病引起較大死亡外, 其他階段的存活率均在98%以上, 這也側(cè)面印證大口黑鱸可以很好適應(yīng)圈養(yǎng)環(huán)境。

3.2 圈養(yǎng)密度對(duì)大口黑鱸生長的影響

魚類不同生長階段的適宜放養(yǎng)密度不同。0—30d階段, HSD組雖然尾數(shù)較多, 但由于魚體規(guī)格較小, 30d時(shí)的平均單產(chǎn)僅為1.88 kg/m3, 養(yǎng)殖系統(tǒng)實(shí)際承載量并不大。該階段HSD組體重和特定生長率顯著高于LSD組, 同時(shí)HSD組餌料系數(shù)更低。這表明, 大口黑鱸規(guī)格苗種(～40 g/尾)培育階段, 較高圈養(yǎng)密度(≥4000尾/圈)對(duì)其生長有利。限于本研究苗種放養(yǎng)規(guī)格, 小規(guī)格(＜5 g/尾)培育階段的適宜圈養(yǎng)密度有待進(jìn)一步研究。有研究證實(shí), 較高放養(yǎng)密度可增進(jìn)個(gè)體間的競爭和互動(dòng)性; 在較低放養(yǎng)密度時(shí), 因社會(huì)互動(dòng)性較弱反而引起生長減緩[13,14]。大口黑鱸集群性強(qiáng), 密養(yǎng)時(shí)相互模仿, 有助于增進(jìn)群體食欲, 進(jìn)而有益于其快速生長。該現(xiàn)象在細(xì)鱗鮭(Brachymystax lenok)[15]和泥塘幼鯔(Chelon labrosus)[16]等魚類中也普遍存在。

30—60d階段, HSD組特定生長率和體重均顯著低于LSD組, 而MSD組與LSD組差異不顯著。60d時(shí), LSD、MSD和HSD組的單產(chǎn)分別是4.64、8.84和17.80 kg/m3。因此, 下調(diào)圈養(yǎng)密度有助于養(yǎng)殖對(duì)象保持較高生長速度。

在養(yǎng)殖中后期(105—180d), 各密度組間體重各時(shí)間節(jié)點(diǎn)均差異顯著, 表現(xiàn)為密度越低, 體重越大; 同時(shí)特定生長率隨密度增高逐漸降低, 說明HSD組大口黑鱸在養(yǎng)殖中后期生長速度開始被抑制。這一結(jié)果表明, 密度制約效應(yīng)在養(yǎng)殖中后期才逐漸顯現(xiàn)。類似情況在大口黑鱸池塘“跑道”養(yǎng)殖中也被觀察到, 如“跑道”養(yǎng)殖后期, 高養(yǎng)殖密度會(huì)降低其增重率和特定生長率[17]。大量研究也表明, 過高養(yǎng)殖密度會(huì)對(duì)魚類生長性能產(chǎn)生不利影響[18—20], 主要的影響機(jī)制可能是, 高養(yǎng)殖密度使魚類機(jī)體應(yīng)激水平升高, 飼料攝取降低, 機(jī)體代謝成本增加[13,21,22]。在本研究中, 養(yǎng)殖中后期HSD組攝食率較LSD、MSD組更低, 這可能是因高密度下養(yǎng)殖魚類生活空間和食物爭奪壓力增大、食欲降低[23]導(dǎo)致的。此外, 在高密度脅迫下魚體會(huì)通過分配體內(nèi)能源物質(zhì)來彌補(bǔ)額外能量損耗[24], 而攝食量的下降會(huì)加劇這種能量損失[25], 這可能是導(dǎo)致本研究中大口黑鱸生長減緩的直接原因。

據(jù)本研究結(jié)果, 大口黑鱸規(guī)格苗種(～40 g/尾)培育階段, 適宜圈養(yǎng)密度應(yīng)不低于4000尾/圈(200尾/m3);當(dāng)體重達(dá)到50 g/尾時(shí), 圈養(yǎng)密度宜下調(diào), 綜合考慮生長速度和單產(chǎn), 建議圈養(yǎng)密度下調(diào)至2000—3000尾/圈(100—150尾/m3)。

3.3 養(yǎng)殖密度對(duì)大口黑鱸健康狀況的影響

養(yǎng)殖密度是魚類重要的慢性應(yīng)激源之一。機(jī)體產(chǎn)生一系列生理反應(yīng)以適應(yīng)高密度環(huán)境, 因此通過生理指標(biāo)可評(píng)估不同放養(yǎng)密度下魚類的健康狀況[26]。在眾多生理指標(biāo)中, 血清葡萄糖濃度常被用作反映魚類在應(yīng)激水平[27]; 總膽固醇和甘油三酯與機(jī)體代謝和生理狀態(tài)密切相關(guān), 反映了魚類對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性[28]; 堿性磷酸酶是機(jī)體一種重要的代謝調(diào)控酶, 與魚體的抗病能力息息相關(guān)[29]。在本研究中,各密度組間血清指標(biāo)的差異主要存在于養(yǎng)殖中后期(120—180d), 180d時(shí), HSD組血清葡萄糖顯著高升高, 這與雜交鱘幼魚[30]和大口黑鱸[31]的研究結(jié)果類似。密度脅迫會(huì)上調(diào)皮質(zhì)醇水平, 從而促進(jìn)糖異生, 加速非碳水化合物轉(zhuǎn)化葡萄糖[32]。180d時(shí),HSD組甘油三酯的濃度顯著高于LSD、MSD組, 而總膽固醇濃度在各組間差異不顯著。這可能是在密度脅迫下, 甘油三酯被大量動(dòng)員以應(yīng)對(duì)額外增加的能量消耗導(dǎo)致的。另外, 總蛋白含量在各密度組間沒有明顯差異, 可能因?yàn)槟芰縼碓粗饕侵?總蛋白水平則趨于穩(wěn)定。本研究還發(fā)現(xiàn), 180d時(shí)HSD組堿性磷酸酶活性中顯著上升, 說明高密度下機(jī)體的代謝和免疫水平增強(qiáng), 這在團(tuán)頭魴(Megalobrama amblycephala)的研究中也有類似現(xiàn)象[33]。此外, 谷草、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性與肝功能直接相關(guān),通常這兩種酶活性升高表明肝臟發(fā)生病變[34], 本研究發(fā)現(xiàn)HSD組大口黑鱸肝臟谷草、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性在180d時(shí)顯著升高, 說明高養(yǎng)殖密度在養(yǎng)殖后期對(duì)大口黑鱸肝臟健康存在不利的影響。

在高密度脅迫下, 細(xì)胞內(nèi)氧自由基增加, 當(dāng)過量的氧自由基和抗氧化防御系統(tǒng)失衡, 就會(huì)產(chǎn)生氧化損傷[35]。總抗氧化力、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等抗氧化指標(biāo)與機(jī)體對(duì)應(yīng)激的代償和清除自由基的能力直接相關(guān)[36]。丙二醛是脂質(zhì)過氧化氫的分解產(chǎn)物, 也是細(xì)胞氧化損傷的重要信號(hào)之一[37]。在養(yǎng)殖前期(0—120d), 超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活力和丙二醛含量在各組間無明顯差異, 表明圈養(yǎng)密度在養(yǎng)殖前期沒有造成氧化損傷; 養(yǎng)殖后期高養(yǎng)殖密度組的大口黑鱸超氧化物歧化酶、過氧化氫酶顯著降低, 同時(shí)丙二醛含量顯著升高。這說明在養(yǎng)殖后期高密度組大口黑鱸氧自由基合成增強(qiáng),細(xì)胞損傷程度加劇, 清除自由基和抗氧化能力下降,這與在大菱鲆(Scophthalmus maximus)[37]和大西洋鮭(Salmo salar)[38]的研究中發(fā)現(xiàn)是一致的。

4 結(jié)論

本研究表明, 在養(yǎng)殖前期, 高養(yǎng)殖密度(4000尾/圈, 200尾/m3)對(duì)生長有利; 但隨養(yǎng)殖時(shí)間延長, 養(yǎng)殖密度不斷升高, 生長會(huì)受到抑制, 并對(duì)生理指標(biāo)和抗氧化性能有一定的負(fù)面影響。以尾重9.7 g大規(guī)格苗種為養(yǎng)殖起點(diǎn), 大口黑鱸早期階段(＜40 g/尾)圈養(yǎng)密度宜為4000尾/圈(200尾/m3); 養(yǎng)殖中后期圈養(yǎng)密度宜為2000—3000尾/圈(100—150尾/m3)。