陸羚子,李云夢,王巖
(浙江大學海洋學院,浙江 舟山316200)
水產養(yǎng)殖是近40 年來全球農業(yè)產業(yè)中發(fā)展最快的部分,尤其是投餌養(yǎng)殖在水產養(yǎng)殖中所占的比例逐年升高[1]。由于水產動物對飼料中營養(yǎng)物質的利用效率較低,因此,在投餌養(yǎng)殖中往往產生較多的養(yǎng)殖廢物,包括氮、磷和有機質等[2]。養(yǎng)殖廢物隨養(yǎng)殖時間延長逐漸積累,當其濃度超過一定水平后會對養(yǎng)殖動物產生不良影響;同時,養(yǎng)殖廢水排放還會導致水域富營養(yǎng)化[3]。以高密度放養(yǎng)、大量投餌和人工調控水質為基本特征的集約化水產養(yǎng)殖成敗和效益高低在很大程度上取決于對病害防控和環(huán)境管理的措施,特別是降低養(yǎng)殖廢物積累的措施是否有效。浮游植物為養(yǎng)殖水體中的主要初級生產者,其通過光合作用合成有機質并產生溶解氧(dissolved oxygen,DO),同時吸收利用水中溶解性營養(yǎng)鹽(氮和磷)[4]。浮游植物生物量通常隨養(yǎng)殖廢物濃度升高而增加[5]。因此,提高水產養(yǎng)殖動物對飼料中營養(yǎng)物質的利用效率以及浮游植物對養(yǎng)殖廢物的利用效率是改善養(yǎng)殖環(huán)境、提高養(yǎng)殖效益的關鍵。
凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)俗稱南美白對蝦,具有生長快、對環(huán)境溫度和鹽度適應性強、肉質鮮美等優(yōu)良性狀,是世界上養(yǎng)殖產量最大的對蝦品種[6]。有關養(yǎng)殖池塘中凡納濱對蝦生長和環(huán)境變化研究已有一些報道,例如:劉永士等報道了養(yǎng)殖池塘中凡納濱對蝦體長、體質量的變化和氮磷收支情況[7];王旭娜等[8]和謝立民等[9]報道了凡納濱對蝦養(yǎng)殖池塘中浮游植物群落結構與各種理化環(huán)境因子(水溫,透明度,鹽度,pH,氮、磷和有機質含量等)的關系;李云夢等[10]報道了凡納濱對蝦灘涂圍墾養(yǎng)殖池塘中浮游植物和理化環(huán)境的變化。近年來,集約化設施養(yǎng)殖在凡納濱對蝦養(yǎng)殖生產中被廣為采用,其特點是單養(yǎng)、高密度放養(yǎng)蝦苗、大量投喂配合飼料、利用工程手段調控水質等[3]。在浙江省,溫室池塘被廣泛用于養(yǎng)殖凡納濱對蝦。但與室外池塘相比,有關溫室池塘內凡納濱對蝦生長和環(huán)境變化的研究尚不多見?;诖?,本文報道了浙江省舟山市溫室池塘內養(yǎng)殖的凡納濱對蝦在生產過程中對蝦生長、浮游植物群落和理化環(huán)境的變化規(guī)律,旨在為優(yōu)化凡納濱對蝦養(yǎng)殖模式提供科學依據。
于2017年8月16日至10月30日定期觀測位于浙江省舟山市水產研究所實驗基地的6口溫室大棚池塘內凡納濱對蝦的生長和養(yǎng)殖環(huán)境變化情況。所研究的6 口池塘依次編號為S1、S2、S3、S4、S5 和S6,均為長方形(40 m×20 m)水泥池,由東向西平行排列。每個池塘建在一個獨立的溫室大棚內,塘底從四周向中心逐漸加深,進水口位于南側,排水口位于池塘中心,最大水深為2 m。池塘東南角和西北角各配置1 臺水車式增氧機,池塘底部鋪設納米增氧管(沿南北方向平行排列5排管,管與管之間間距約3 m),由羅茨鼓風機供氣。
在供試的6口池塘中放養(yǎng)蝦苗時間為2017年8月16 日,蝦苗密度均為200 尾/m2。2017 年8 月31日,池塘S1、S2、S3、S4、S5 和S6 內對蝦體長分別為(3.29±0.32)、(3.46±0.28)、(4.06±0.31)、(3.92±0.33)、(3.68±0.48)和(3.45±0.40)cm,體質量分別為(0.39±0.12)、(0.48±0.11)、(0.77±0.17)、(0.68±0.15)、(0.55±0.18)和(0.49±0.19)g。養(yǎng)殖生產期間,每天06:00、11:00、16:00和21:00分別向池塘內投喂對蝦配合飼料(浙江天邦飼料股份有限公司生產,含粗蛋白43%,粗脂肪7%),每天09:00 向池塘內潑灑一次微生物制劑(粉劑,主要成分為枯草芽孢桿菌、側孢芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌等,活菌數≥2×1010g-1,濟南鑫宸旭化工有限公司生產),每天開啟水車式增氧機20 h(每次投喂配合飼料時關閉水車式增氧機1 h),全天開啟池塘底部增氧系統。
將用魯哥試劑固定的浮游植物水樣在室內暗處靜置24 h后,利用毛細管虹吸方法將水樣濃縮至50~100 mL。準確吸取0.1 mL 濃縮水樣并轉入浮游植物計數框中,蓋上蓋玻片,在日本尼康80i顯微鏡(10 倍目鏡,40 倍物鏡)下進行浮游植物種類鑒定[13]和生物量定量分析[14]。
凡納濱對蝦體長和體質量增長速率根據下列公式計算:
RL=(Lt-L0)/t;Rm=(mt-m0)/t.
式中:RL為對蝦體長增長速率,cm/d;L0和Lt分別為開始和結束時對蝦的體長,cm;Rm為對蝦體質量增長速率,g/d;m0和mt分別為開始和結束時對蝦的體質量,g;t為養(yǎng)殖時間,d。
利用線性和非線性模型擬合凡納濱對蝦體長或體質量與養(yǎng)殖時間的關系。用單因素方差分析和鄧肯檢驗比較同一池塘內不同時間點對蝦體長、體質量以及各項環(huán)境指標的差異。用Spearman 相關分析(Spearman’s correlation analysis, SCA)檢驗池塘內Chl a含量與各項理化環(huán)境因子之間的關系。用冗余分析(redundancy analysis,RDA)檢驗對蝦生長速率或浮游植物生物量與各項理化環(huán)境因子之間的關系。在統計分析前,先將所有數據進行l(wèi)g(x+1)轉換。利用R 軟件完成SCA(Corrplot 數據包)和RDA(Vegan 數據包和Permute 數據包);利用SPSS 12.0軟件完成單因素方差分析和鄧肯檢驗,P<0.05表示差異有統計學意義。
從圖1 可見:池塘內對蝦體長(L/cm)、體質量(m/g)與養(yǎng)殖時間(t/d)顯著相關,回歸方程分別為L=0.744 9×t0.5946(R2=0.906)和m=0.004 2×t1.8237(R2=0.918)。10 月30 日(即養(yǎng)殖75 d 時),池塘S1、S2、S3、S4、S5 和S6 內對蝦體長分別達到(8.28±0.77)、(8.95±0.72)、(9.60±0.55)、(9.65±0.65)、(10.10±0.61)、(9.43±0.50)cm,體 質 量 分 別 達 到(6.65±2.02)、(8.23±2.07)、(10.00±1.75)、(10.29±2.47)、(11.79±2.19)、(9.62±1.57)g。每經過15 d,凡納濱對蝦體長和體質量均顯著增加(P<0.05)。
圖1 池塘內凡納濱對蝦體長和體質量的變化Fig.1 Variation in body length and body mass of white shrimp in the ponds
從圖2可見:池塘內水溫和pH隨養(yǎng)殖時間延長呈下降的趨勢(P<0.05)。放養(yǎng)蝦苗后的前30 d(8月16 日至9 月15 日)池塘內總堿度相對穩(wěn)定(P<0.05),之后趨于下降;前45 d(8 月16 日至9 月30日)池塘內DO 無顯著變化(P<0.05),隨后趨于下降。在同一采樣時間,不同池塘間水溫、DO、pH 和總堿度未呈現出明顯的差異。研究期間,池塘S1、S2、S3、S4、S5 和S6 內水溫為(26.8±5.0)℃,DO 為(5.95±0.65)mg/L,pH 為7.35±0.49,總 堿 度 為(137.06±23.97)mg/L。
圖2 池塘內水溫、溶解氧、pH和總堿度的變化Fig.2 Variation in water temperature(WT),dissolved oxygen(DO),pH and total alkalinity(TA)in the white shrimp ponds
從圖3 還可以看出:放養(yǎng)蝦苗后的前15 d(8 月16 日至8 月30 日)池塘內CODMn相對穩(wěn)定,隨后的30 d(8月30日至9月30日)略微下降,放養(yǎng)蝦苗60 d后(10月15日至10月30日)池塘內CODMn顯著高于前60 d(P<0.05);放養(yǎng)蝦苗后的前30 d(8 月16 日至9月15日)池塘內BOD5相對穩(wěn)定,之后隨養(yǎng)殖時間延長明顯增加(P<0.05)。在同一采樣時間,不同池塘間CODMn和BOD5未表現出顯著的差異。
圖3 池塘內氮、磷和有機質含量的變化Fig.3 Variation in nitrogen,phosphorus and organic matter contents in the white shrimp ponds
從6口池塘內鑒定出的浮游植物種類分別隸屬于5門、8綱、14目、17科、23屬(表1)。放養(yǎng)蝦苗后的前15 d(8月16日至8月31日)池塘中浮游植物優(yōu)勢種為綠藻、藍藻和硅藻,隨后30 d(8 月31 日至9月30 日)內綠藻和藍藻占優(yōu)勢,再之后30 d(9 月30日至10月30日)內藍藻、綠藻和裸藻占優(yōu)勢。從圖4 可見,觀測期間池塘S1、S2、S3、S4、S5 和S6 內浮游植物生物量為(2.54±2.54)×106L-1,Chl a 質量濃度為(6.79±6.08)μg/L。從圖5 可見,放養(yǎng)蝦苗后的前30 d(8 月16 日至9 月15 日)池塘中Chl a 含量逐漸升高,隨后的45 d(9月15日至10月30日)內Chl a含量呈逐漸降低的趨勢(P<0.05)。
對于水生動物的生長,通常用Von Bertalanffy方程、冪函數方程或線性方程來進行擬合。徐炳慶等[15]報道,中國對蝦體長呈等速增長,體質量呈指數增長,認為用Von Bertalanffy 方程可較準確地預報對蝦生長。劉永士等[7]認為,凡納濱對蝦生長軌跡與中國對蝦相似,用Von Bertalanffy 方程擬合對蝦體長與體質量的變化時發(fā)現,養(yǎng)殖100 d 后對蝦生長速率趨緩。本研究發(fā)現,舟山溫室池塘養(yǎng)殖的凡納濱對蝦體長(L)或體質量(m)與養(yǎng)殖時間(t)之間顯著相關,回歸方程分別為L=0.744 9×t0.5946和m=0.004 2×t1.8237,這與其他研究的結論[7,15]一致。在(27±5)℃水溫下,舟山溫室池塘中凡納濱對蝦體長和體質量的平均增長速率分別為0.08 cm/d 和0.12 g/d,養(yǎng)殖75 d后對蝦平均體長從3.3 cm增加到8.3 cm,平均體質量從0.4 g 增加到10.0 g。假定凡納濱對蝦上市規(guī)格為14 g,根據本文所建立的回歸方程推算,達到這一規(guī)格的舟山溫室池塘內凡納濱對蝦養(yǎng)殖時間應為92 d;假定舟山溫室池塘養(yǎng)殖凡納濱對蝦的成活率為70%,進一步推算單季對蝦養(yǎng)殖產量為1 429 kg/667 m2,則養(yǎng)殖2季的對蝦總產量可達到2 858 kg/667 m2。
表1 池塘內出現的浮游植物種類Table 1 Phytoplankton species identified from the white shrimp ponds
圖4 池塘內浮游植物生物量和葉綠素a含量Fig.4 Phytoplankton biomass and chlorophyll a content in the white shrimp ponds
圖5 池塘內葉綠素a含量隨時間變化的趨勢Fig.5 Temporal variation of chlorophyll a content in the white shrimp ponds
圖6 基于冗余分析的凡納濱對蝦生長與環(huán)境因子的關系Fig.6 Relationships between white shrimp growth and environmental factors in the ponds based on redundancy analysis(RDA)
圖7 池塘內葉綠素a與理化環(huán)境因子的關系Fig.7 Relationships between chlorophyll a and abiotic environmental factors in the white shrimp ponds