蕹菜替代伊樂藻對(duì)中華絨螯蟹產(chǎn)量和蟹塘水質(zhì)的影響

劉永茂,金梅娟,付衛(wèi)國(guó),沈明星,朱衛(wèi)峰,呂海瑞,徐 君,施林林

(1.蘇州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,江蘇蘇州 215155;2.江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)裝備工程學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212013;3.國(guó)家土壤質(zhì)量相城觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,江蘇蘇州 215155;4.江蘇沙家浜漁業(yè)科技有限公司,江蘇常熟 215500;5.信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院,河南信陽(yáng) 464000)

陽(yáng)澄湖大閘蟹，學(xué)名中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)，是蘇州地區(qū)馳名中外的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品[1,2]。傳統(tǒng)圍網(wǎng)養(yǎng)殖大閘蟹易污染自然水體，2001年僅太湖江蘇段大閘蟹養(yǎng)殖向環(huán)境排放總氮(TN)和總磷(TP)分別即達(dá)147.37和21.67噸[3]。因此，圍網(wǎng)養(yǎng)殖正被逐步取締，集約化池塘養(yǎng)殖已成為大閘蟹最主要的養(yǎng)殖方式[4]?！梆B(yǎng)蟹先養(yǎng)草”，蟹塘內(nèi)種植水草是蟹生態(tài)養(yǎng)殖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，水草不僅能降低因蟹塘水體氮磷等污染物超標(biāo)導(dǎo)致的富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也能為中華絨螯蟹脫殼提供了掩蔽場(chǎng)所，顯著提高中華絨螯蟹的成活率和內(nèi)在品質(zhì)[5]。目前蘇州地區(qū)中華絨螯蟹養(yǎng)殖常用水草為伊樂藻(Elodeanuttallii)。作為外來(lái)物種，伊樂藻耐低溫，早春易種植、生長(zhǎng)快速[6]。但伊樂藻高溫耐受性差，在夏季其常因氣溫過高而大量死亡，易導(dǎo)致蟹塘水質(zhì)惡化[7,8]。因此，尋找有效替代伊樂藻的水生植物成為蟹生態(tài)養(yǎng)殖的研究熱點(diǎn)。

蟹塘常用水草除伊樂藻外，還包括菹草、金魚藻、輪葉黑藻、苦草和空心蓮子草等[9,10]。其中，菹草對(duì)中華絨螯蟹的生長(zhǎng)促進(jìn)作用較弱[10]，金魚藻和輪葉黑藻均不耐低溫[11,12]，苦草易被河蟹攝食不易栽種[13,14]，空心蓮子草作為入侵植物，常難于控制[15]。因此，目前中華絨螯蟹生產(chǎn)仍需進(jìn)一步篩選出對(duì)環(huán)境溫度要求低，對(duì)氮磷等物質(zhì)同化能力強(qiáng)，有利于保持水體質(zhì)量健康且易栽培與管理，并能產(chǎn)出一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的蟹塘水生植物。

蕹菜(Ipomoeaaquatic)作為我國(guó)南方常見蔬菜，在水體中易種植，生長(zhǎng)迅速，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，生物量大，氮磷同化能力強(qiáng)，基本符合蟹塘水生植物的篩選要求[16-18]。但蕹菜在中華絨螯蟹生產(chǎn)中的應(yīng)用研究并不充分，特別是蕹菜對(duì)蟹塘水體氮排放的研究仍不多見。劉永茂等[19]初步比較了高溫期蕹菜和常規(guī)伊樂藻處理水體氮含量的差異，結(jié)果表明蕹菜處理后顯著降低了高溫期水體氮含量，但未完整揭示河蟹全養(yǎng)殖周期內(nèi)水質(zhì)變化，同時(shí)也未探討蕹菜對(duì)河蟹產(chǎn)量的影響。因此，本研究擬利用蕹菜替代傳統(tǒng)伊樂藻，設(shè)置100%替代和50%替代2種模式，系統(tǒng)研究蕹菜替代伊樂藻對(duì)中華絨螯蟹產(chǎn)量和養(yǎng)殖周期內(nèi)水質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

實(shí)驗(yàn)地位于蘇州市相城區(qū)太平鎮(zhèn)中華絨螯蟹養(yǎng)殖基地(31°26′37.84″N，120°42′43.92″E)。為精確控制水生植物覆蓋面積，減少打撈及刈割的實(shí)驗(yàn)成本，按20 m×5 m尺寸依次開挖中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘9個(gè)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)塘面積約為100 m2，塘深1.50 m。塘壁采用混凝土隔斷，蟹塘四周采用高20 cm鋁板防止逃逸。每個(gè)實(shí)驗(yàn)塘底鋪設(shè)微孔增氧管以解決小型實(shí)驗(yàn)蟹塘水體空氣復(fù)氧低的問題。

實(shí)驗(yàn)于2019年3月15日-10月26日，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)3個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。處理包括100%伊樂藻處理組(EL)、100%蕹菜處理組(IP)和50%蕹菜+50%伊樂藻處理組(E-I)，每個(gè)處理組植物覆蓋總面積均占池塘面積的60%，并用圍網(wǎng)進(jìn)行固定。

蟹塘在2018年底和2019年初進(jìn)行曬垡凍土，并采用生石灰消毒10 d，之后按45 kg/hm2投入三元復(fù)合肥(N ∶P2O5∶K2O=15 ∶15 ∶15)作為基肥。伊樂藻栽培采用人工移栽法，先在池塘內(nèi)放入5～10 cm水，并將新鮮具有活力的伊樂藻枝條直接移栽至蟹塘內(nèi)，平均每穴移栽約40枝，移栽密度為0.5 m×0.5 m。蟹塘蕹菜種植采用人工毯苗方式，人工毯苗提前進(jìn)行溫室穴盤育苗，將20 d蕹菜苗直接擺放在水面，并用圍網(wǎng)保持覆蓋面積[20]。伊樂藻種植和蕹菜移栽均在3月底完成。為進(jìn)一步促進(jìn)植物前期生長(zhǎng)，在5月上旬繼續(xù)按50～60 kg/hm2施用三元復(fù)合肥(15 ∶15 ∶15)。

采用中華絨螯蟹作為養(yǎng)殖對(duì)象，蟹苗規(guī)格80～100 ind./kg，投放量為15 000 ind./hm2。養(yǎng)殖過程采用商品餌料(通威集團(tuán))和部分冰鮮魚。養(yǎng)殖前期，投喂蛋白質(zhì)含量為30%～38%的商品餌料；養(yǎng)殖后期，以商品餌料并添加部分冰鮮魚。整個(gè)河蟹養(yǎng)殖期間，依據(jù)氣溫與植物長(zhǎng)勢(shì)狀況控制水位，當(dāng)伊樂藻和蕹菜的覆蓋率超過60%進(jìn)行打撈及刈割。河蟹養(yǎng)殖期間進(jìn)行持續(xù)的微孔增氧，一般為晚間19點(diǎn)至翌日凌晨6點(diǎn)增氧8～10 h，陰雨天全天持續(xù)增氧。為提高中華絨螯蟹存活率，每個(gè)蟹塘內(nèi)加入20組人工掩蔽所。每組人工掩蔽所包含16根內(nèi)徑150 mm，長(zhǎng)300 mm的PVC管。一般情況下，蟹塘不主動(dòng)排水，除非暴雨導(dǎo)致水位過高，在夏季高溫期，為彌補(bǔ)蒸發(fā)量，每天早5～6點(diǎn)根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)水0～5 cm。中華絨螯蟹其余養(yǎng)殖方法，如病害管理等，均參考中華絨螯蟹生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[21]。

1.2 取樣與分析方法

在11月26日清塘后測(cè)定中華絨螯蟹產(chǎn)量。在清塘前20 d左右采用刈割方法估計(jì)水生植物干物質(zhì)量。先在實(shí)驗(yàn)塘內(nèi)用1 m×1 m鐵框固定取樣面積，然后收集鐵框內(nèi)所有植物，并在90 ℃下烘干稱重。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean ± SD)表示，運(yùn)用Sigma Plot 12.5軟件作圖。處理組間中華絨螯蟹產(chǎn)量、水體質(zhì)量指標(biāo)的比較采用單因素方差分析(ANOVA)，在取得顯著性后采用LSD方法進(jìn)行多重比較，顯著水平取0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 中華絨螯蟹產(chǎn)量與植物生物量

方差分析表明，中華絨螯總產(chǎn)量和母蟹產(chǎn)量在處理組間無(wú)顯著差異，但公蟹產(chǎn)量有顯著差異(表1)。IP處理組與常規(guī)EL處理組相比，公蟹產(chǎn)量增加了68.73 kg/hm2；E-I處理組與EL處理組相比，公蟹產(chǎn)量減少了41.86 kg/hm2。蟹塘種植蕹菜顯著提高了干物質(zhì)量，IP處理組與E-I和EL處理組相比，干物質(zhì)量分別提高32.3%和79.5%。

表1 不同處理下中華絨螯蟹產(chǎn)量和水生植物干物質(zhì)量

3.2 蟹塘水質(zhì)變化

蕹菜替代傳統(tǒng)伊樂藻后，蟹塘水體pH、DO含量隨時(shí)間變化差異較大(圖1A,B)。與EL處理組相比，IP和E-I處理組水體pH、DO含量均呈現(xiàn)出持續(xù)下降趨勢(shì)，且在6月份之后差異顯著。EL、IP和E-I處理組養(yǎng)殖周期內(nèi)水體DO平均分別為8.96、6.08和5.57 mg/L，IP和E-I處理組比EL處理組水體DO含量分別降低2.88 mg/L和3.39 mg/L。EL、IP和E-I處理組pH均值分別為8.06、7.47和7.50，IP和E-I處理組比EL處理組水體pH值分別降低0.49和0.45。

圖1 蟹塘水體pH,DO,Chla和TSS動(dòng)態(tài)

蟹塘水體各處理組Chla含量隨時(shí)間變化趨勢(shì)一致(圖1C)，EL、IP和E-I處理組水體Chla平均含量分別為2.68、2.19和2.64 μg/L，IP處理組水體Chla相對(duì)較低。各處理組TSS含量隨時(shí)間變化趨勢(shì)也基本一致(圖1 D)，且處理組間無(wú)顯著差異，EL、IP和E-I處理組水體TSS平均含量分別為16.29、18.93和18.40 μg/mL，處理組間無(wú)顯著差異。

圖2 蟹塘水體和動(dòng)態(tài)

3 討論

3.1 蕹菜替代伊樂藻對(duì)中華絨螯蟹產(chǎn)量的影響

除公蟹產(chǎn)量外，中華絨螯蟹總產(chǎn)量在不同水生植物處理間并無(wú)顯著差異，初步表明蟹塘種植蕹菜對(duì)中華絨螯蟹的生長(zhǎng)并無(wú)影響。E-I處理組公蟹產(chǎn)量顯著低于IP和EL處理組，可能是由于E-I處理組蟹苗中公蟹比例較低導(dǎo)致。蟹塘內(nèi)伊樂藻的主要作用之一是為中華絨螯蟹脫殼提供掩蔽所，提高了其存活率和產(chǎn)量。蕹菜作為蟹塘漂浮植物，在水中并不具有類似伊樂藻的莖葉組織，但前期研究發(fā)現(xiàn)蟹塘中蕹菜根系發(fā)達(dá)，可作為中華絨螯蟹的潛在掩蔽所[20]。同時(shí)，本研究在實(shí)驗(yàn)過程中也添加了部分人工掩蔽所，進(jìn)一步保證了中華絨螯蟹的存活率。

3.2 蕹菜替代伊樂藻對(duì)蟹塘水質(zhì)的影響

蟹塘水體溶解氧主要來(lái)自微孔增氧和水生植物的光合作用[24]，較高的水體DO含量不僅能為蟹正常生長(zhǎng)提供保障，也是水質(zhì)良好的重要化學(xué)指標(biāo)[25-27]。結(jié)果表明，EL處理組DO平均含量高于IP和E-I處理組，這主要是因?yàn)檗巢似∮谒嬲趽趿颂?yáng)輻射，限制了沉水植物和水體藻類光合作用[28]。同時(shí)，蕹菜作為漂浮植物，也直接阻礙了水體與大氣的接觸，降低了水體大氣的復(fù)氧[29]。但整體而言，由于蟹塘微孔增氧的大量普及[30,31]，各處理組蟹塘水體平均DO含量均大于5.0 mg/L，滿足漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[32]。

本研究中IP和E-I處理組水體Chla含量相對(duì)較低，且處理組間無(wú)顯著差異，表明蕹菜漂浮水面遮擋陽(yáng)光導(dǎo)致藻類生物量降低。水體TSS常會(huì)導(dǎo)致水體透光度低，進(jìn)而限制水體光合作用。蟹塘水體TSS增大主要由于河蟹活動(dòng)和微孔增氧，本研究中各處理組水體TSS總體無(wú)顯著差異，且均滿足太湖流域池塘養(yǎng)殖水排放要求(TSS<50 mg/L)[34]。

4 結(jié)論