沼液養(yǎng)魚水質(zhì)變化及鯽魚適應(yīng)性研究

陳一良 荊丹丹 岳一瑩

摘要：通過分析沼液養(yǎng)魚過程中的水質(zhì)變化以探究鯽魚對沼液施加的適應(yīng)性。在魚缸中投加沼液喂養(yǎng)鯽魚并同步進行對照組試驗，考察養(yǎng)殖過程中主要水質(zhì)指標的變化規(guī)律，測定鯽魚的生長曲線以及魚肉品質(zhì)。結(jié)果表明，投加沼液的魚缸水中的氨氮、亞硝酸鹽、有機質(zhì)、重金屬、無機鹽等濃度高于對照組，且隨沼液投加量的增加呈上升趨勢;沼液魚養(yǎng)殖過程中魚質(zhì)量先下降后持續(xù)增加，增長速率與對照組魚相當;沼液魚肉的脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等含量與對照組相差不大，Cu、Zn、Cr、Pb等重金屬含量比對照組魚略高。研究證明，即使在高濃度的沼液環(huán)境下，鯽魚仍能保持正常生長，具有良好的適應(yīng)性和耐受性，魚肉品質(zhì)與對照組無明顯差異，重金屬含量未超標。

關(guān)鍵詞：沼液;綜合利用;水產(chǎn)養(yǎng)殖;水質(zhì);適應(yīng)性

厭氧發(fā)酵沼氣工程產(chǎn)生大量沼液，沼液的處理和綜合利用已成為重要的研究課題。目前，對于沼液的利用主要有直接還田、沼液浸種、開發(fā)沼液有機肥、濃縮分離沼液中的有用物質(zhì)等途徑[1]，其中沼液灌溉農(nóng)田是目前較常用的利用方式，但沼液中含有的重金屬等污染物可能導(dǎo)致環(huán)境健康風險[2]。近年來日本、德國以及我國湖北、江蘇等地已開始探索和嘗試“豬-沼-魚”綜合利用生態(tài)模式[3-4]。沼液富含氨基酸、N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)以及多種微量元素和生長因子[5-6]，用于大塘養(yǎng)魚能增加池塘中浮游生物量，形成促進魚類生長的食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)，可減少化肥和飼料用量，降低魚病發(fā)生率[7-8]。目前，已有相關(guān)研究主要集中在沼液養(yǎng)魚的經(jīng)濟效益以及沼液養(yǎng)魚技術(shù)方面[4，9]，然而沼液中含有大量有機物和Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd等重金屬元素[2，10]，進入池塘必然導(dǎo)致水質(zhì)變化。因此，研究沼液養(yǎng)殖過程中的水質(zhì)變化以及魚對于沼液的適應(yīng)性和耐受性十分必要，具有重要的實用價值。本研究以鯽魚為例，在實驗室進行魚缸喂養(yǎng)試驗，一方面監(jiān)測沼液施用過程中水質(zhì)變化規(guī)律，同時觀測鯽魚的生長狀況，最后簡單鑒定了沼液魚的品質(zhì)。需要說明的是，實驗室模擬養(yǎng)魚難以形成類似野外大塘養(yǎng)殖完整的水生生態(tài)系統(tǒng)，但本研究仍能為沼液用于養(yǎng)魚的理論研究與推廣應(yīng)用提供很好的試驗基礎(chǔ)和科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料試劑

試驗所用沼液來自中糧肉食（江蘇）有限公司養(yǎng)豬糞污厭氧發(fā)酵沼氣站，主要成分及理化性質(zhì)見表1。試驗所用鯽魚購于水產(chǎn)市場，其中用于定量研究的4尾魚規(guī)格見表2。養(yǎng)魚飼料為中糧肉食集團提供的魚用膨化配合飼料（通威152），試驗所用試劑藥品見表3。

1.2 儀器設(shè)備

ICP-AES儀（Optima 5300DV，美國PE公司）;紫外可見光分光光度計（T6新世紀，北京普析通用儀器有限公司）;可調(diào)式氣泵（ACO-9610，廣東海利集團）;電子天平（BS 224S，美國賽多利斯公司）;電導(dǎo)率儀（DDSJ-308A，上海精密科學儀器有限公司）;全自動氨基酸分析儀（S-433D，德國SYKAM）。

試驗所用為普通魚缸（長38 cm、寬26 cm、高41 cm），透明有機玻璃材質(zhì)，有效水深35 cm，配有簡單的水質(zhì)循環(huán)過濾系統(tǒng)。

1.3 試驗方法

1.3.1 養(yǎng)魚方案 試驗時間為2015年6月下旬至9月上旬。在實驗室陽光較充足位置并列擺放2個魚缸，每個魚缸養(yǎng)5尾鯽魚，其中1個魚缸（試驗組）按設(shè)定方式投加沼液進行試驗，另一魚缸（對照組）不投加沼液，其余操作及條件均相同。鯽魚先在魚缸內(nèi)暫養(yǎng)3 d，使其適應(yīng)實驗室環(huán)境，采用室內(nèi)自然水溫，自然光周期。養(yǎng)魚水源來自城市自來水，用前充分曝氣。魚缸及時添加新鮮水以彌補采樣及蒸發(fā)損耗的水量，水位保持恒定。魚缸連續(xù)曝氣，維持水中溶解氧濃度5～8 mg/L。每天08：00—09：00投喂飼料1次（觀察鯽魚吃食，一直到鯽魚停止進食為止），傍晚撈出殘餌及魚糞便。

為考察鯽魚對沼液的適應(yīng)性和耐受性，沼液采用梯度增加的方式投加：從6月24日開始至9月1日結(jié)束，每隔2～3 d 投加1次，10 d為1個梯度，每10 d后增大沼液投加量，最終所投加的沼液濃度遠大于規(guī)模化養(yǎng)殖實踐中的沼液投加量，具體數(shù)值見表4。與此同步，每10 d取1次水樣測定水質(zhì)，用電子天平準確稱量每個魚缸其中2尾鯽魚的質(zhì)量（試驗組和對照組定量試驗的鯽魚都是1大1小，具體規(guī)格見表2;其余3條鯽魚作定性觀察），并更換10 L的新鮮水。試驗結(jié)束后，分析測定鯽魚肉脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、重金屬等指標。

1.3.2 分析測定方法 魚缸水質(zhì)需測定NH4+-N、NO2--N、COD、重金屬（Cu、Zn、Ni、Cr、Pb）、電導(dǎo)率等指標。NH4+-N用水楊酸分光光度法測定（HJ 536—2009），NO2--N用鹽酸萘乙二胺分光光度法測定（GB 7493—1987）;COD用重鉻酸鉀法測定（GB 11914—1989），重金屬用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測定;電導(dǎo)率用電導(dǎo)率儀測定。

魚品質(zhì)需測定水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、氨基酸和重金屬含量，均委托南京農(nóng)業(yè)大學動物科技學院測定。水分用105 ℃恒溫干燥法測定;灰分用550 ℃馬弗爐灼燒法測定;粗蛋白用凱氏定氮法測定;粗脂肪用索氏抽提法測定;氨基酸用氨基酸分析儀測定;重金屬用ICP-AES測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 養(yǎng)殖過程中的水質(zhì)變化

2.1.1 氨氮濃度的變化 由圖1可知，隨著飼養(yǎng)時間的增加，對照組魚缸氨氮濃度略微有增大，變化范圍為2.35～2.58 mg/L。試驗組魚缸氨氮濃度比對照組高，且呈上升趨勢，最高濃度達到4.18 mg/L。實驗室魚缸中難以形成大量浮游生物來利用和消耗氨氮，因而所投加沼液中的氨氮大部分累積在水中。

2.1.2 亞硝酸鹽濃度變化 亞硝酸鹽對魚有較強的毒性，是誘發(fā)魚病的重要因素之一，因此在漁業(yè)養(yǎng)殖中亞硝酸鹽是一個重要水質(zhì)指標[11-12]。由圖2可知，試驗組和對照組魚缸水中亞硝基氮（NO2--N）濃度均有不同程度的增高。但試驗組增加更為顯著，亞硝基氮濃度最高達到1.92 mg/L。盡管魚缸維持好氧環(huán)境，但水中未形成足夠多的硝化細菌，所投加沼液中的氮素在有限時間內(nèi)無法充分轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，故亞硝酸鹽有上升趨勢[13]。

2.1.3 有機物濃度變化 COD是表征水中有機物含量的綜合性指標。由圖3可知，試驗組和對照組魚缸水COD均有上升趨勢。試驗組COD增加更快，最高達到154 mg/L，比對照組高69.8%。這說明沼液中的有機質(zhì)在魚缸中未充分降解，有明顯積累，由此可推測魚缸水中未生長大量異養(yǎng)微生物。對照組魚缸水COD增大是由于投喂的飼料有少量溶解引起的。

2.1.4 重金屬濃度變化 對魚缸水中的Cu、Zn、Ni、Cr、Pb 5種重金屬進行監(jiān)測，由表5、表6可知，試驗組各重金屬濃度均高于對照組，尤其是沼液中含量較多的Cu、Zn有明顯殘留積累，后期Cu、Zn濃度超過《漁業(yè)水質(zhì)標準》（GB 11607—1989）限值。

2.1.5 電導(dǎo)率的變化 電導(dǎo)率反映了水中溶解性固體總量，通常可以表征無機鹽含量。由圖4可知，隨著投喂時間的推移，試驗組和對照組水體電導(dǎo)率均有不同程度增大。對照組電導(dǎo)率增大是由于投喂的顆粒飼料有少量鹽分溶解到水中。在養(yǎng)殖后期，試驗組的電導(dǎo)率比對照組增加更為顯著，這是因為沼液中存在較多的無機鹽，大部分殘留在魚缸水中導(dǎo)致電導(dǎo)率升高。

2.2 施加沼液對鯽魚生長的影響

鯽魚的體質(zhì)量變化直接反映了其生長狀況，圖5為試驗組與對照組各2尾鯽魚養(yǎng)殖過程中的生長曲線。對照組的2尾鯽魚體質(zhì)量呈線性增長，而試驗組1大1小2尾鯽魚的體質(zhì)量變化趨勢都是隨沼液的投加先下降后上升直至穩(wěn)步增長，增長曲線與對照組基本平行。試驗組鯽魚體質(zhì)量最初出現(xiàn)下降說明鯽魚在投加了沼液的水質(zhì)環(huán)境中有一個適應(yīng)的過程（約20 d），影響其對飼料的攝取和利用，之后鯽魚逐漸適應(yīng)能夠正常吃食，體質(zhì)量穩(wěn)步增長，增長速率與對照組近似。

本試驗沼液投加量較大，沼液成分在魚缸水中有累積趨勢（見“2.1”節(jié)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果），但鯽魚仍然能保持正常生長，這說明在連續(xù)投加沼液、較惡劣的水質(zhì)環(huán)境下鯽魚仍具有很好的適應(yīng)性和耐受性。而且沼液養(yǎng)魚過程中未出現(xiàn)鯽魚發(fā)病死亡現(xiàn)象，這一定程度上支持沼液能抑制和減少魚病發(fā)生的結(jié)論[14]。值得注意的是，鯽魚體質(zhì)量增長速率與對照組近似而沒有高于對照組（大塘沼液養(yǎng)魚實踐表明沼液施用能夠節(jié)省飼料和增產(chǎn)[15]），這是因為在實驗室魚缸中很難形成類似大塘養(yǎng)殖的生態(tài)系統(tǒng)，沼液中的營養(yǎng)成分未能有效轉(zhuǎn)化為可供魚類食用的浮游生物。

2.3 鯽魚品質(zhì)分析

2.3.1 水分、脂肪、蛋白質(zhì)及灰分 蛋白質(zhì)和脂肪的含量反映魚的營養(yǎng)水平，通常認為魚肉水分含量高則蛋白質(zhì)、脂肪含量相對會減少，魚肉品質(zhì)較差，反之蛋白質(zhì)、脂肪含量高時魚肉品質(zhì)好，肥嫩味美[16]。由表7可知，沼液魚與對照魚的粗蛋白含量無明顯差異，而水分、脂肪和灰分含量較對照魚略低，這表明沼液魚的營養(yǎng)價值沒有下降。

2.3.2 氨基酸含量 氨基酸含量是魚肉品質(zhì)的重要生化指標，各種氨基酸的相對含量是影響魚風味及鮮香味的重要因素， 通常認為魚肉的鮮美味道主要由天冬氨酸、谷氨酸、丙氨

酸和甘氨酸4種氨基酸含量決定[17]。由表8可知，沼液魚與對照魚的各種氨基酸含量無明顯差異，沼液魚品質(zhì)良好。

2.3.3 重金屬含量 重金屬含量是一個重要指標。由表9可知，沼液魚肉的Cu、Zn、Cr、Pb、Cd的含量均比對照魚高，但As含量較對照魚低。由此可知，沼液魚體內(nèi)重金屬與沼液中含有的重金屬存在相關(guān)性。有文獻報道沼液用于土壤灌溉和施肥可能導(dǎo)致土壤及農(nóng)作物重金屬累積和超標[18]，而從沼液養(yǎng)魚的試驗結(jié)果可知，沼液魚的各重金屬含量均未超過相關(guān)國家和行業(yè)標準。

3 結(jié)論

（1）魚缸投加沼液養(yǎng)鯽魚過程中的水質(zhì)變化：氨氮、亞硝酸鹽、有機物、重金屬、無機鹽等指標均高于對照組，其濃度呈上升趨勢，在水中有一定積累。

（2）養(yǎng)殖過程中沼液魚的體質(zhì)量呈先下降后上升，增長速率與對照魚相當;鯽魚對沼液施用存在一適應(yīng)階段，即便是在高濃度的沼液環(huán)境和較惡劣的水質(zhì)條件下，鯽魚仍能正常生長，表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性和耐受性。

（3）沼液魚的脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)指標與對照魚無明顯差異，Cu、Zn、Cr、Pb等重金屬含量略有增大，但均未超標。

（4）實驗室魚缸中難以形成類似大塘養(yǎng)殖的生態(tài)系統(tǒng)，沼液中的活性成分未充分轉(zhuǎn)化為魚類可食用的浮游生物，但是通過養(yǎng)殖過程中的水質(zhì)變化以及魚的生長曲線，證明鯽魚對沼液的施用具有良好的適應(yīng)性和耐受性，研究結(jié)果為沼液用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的后續(xù)研究以及推廣應(yīng)用提供了試驗數(shù)據(jù)和科學依據(jù)。

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