開放海區(qū)水下懸浮延繩式PVC管養(yǎng)鮑新技術(shù)研究

王春忠, 嚴 濤, 張建明, 謝恩義 , 胡煜峰, 曹文浩

(1. 福建省莆田市水產(chǎn)科學研究所, 福建 莆田 351100; 2. 中國科學院 南海海洋研究所, 廣東 廣州510301; 3.廣東海洋大學 水產(chǎn)學院, 廣東 湛江 524088)

20世紀70年代以來, 鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速, 并成為我國海水養(yǎng)殖業(yè)的重要支柱[1]。但隨著鮑養(yǎng)殖業(yè)的深入和臨海工業(yè)發(fā)展, 淺海養(yǎng)殖空間逐漸縮小,集約化程度越來越高, 養(yǎng)殖自身污染問題也日益突出, 生長率降低、死亡率上升的現(xiàn)象日趨加劇[2]。為實現(xiàn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展, 減輕其對近岸海洋環(huán)境的壓力和影響, 養(yǎng)殖區(qū)域向外拓展成為必然[3],外延開放海區(qū)養(yǎng)殖將成為今后水產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。

基于離岸開放海區(qū)的海況比近岸遮蔽海區(qū)更為復雜、惡劣和多變, 傳統(tǒng)的近岸養(yǎng)殖方法和技術(shù)可能不再適用, 因此, 研究開發(fā)適合于離岸開放海區(qū)環(huán)境的養(yǎng)殖新技術(shù)極為必要。然而, 目前這方面工作的進展仍局限于游動性的魚類[4-5]和營固著生活的雙殼類[6]等養(yǎng)殖對象, 有關(guān)舔食性腹足類在開放海區(qū)養(yǎng)殖方面的研究尚未見報道。

為探索離岸開放海區(qū)抗風浪養(yǎng)鮑技術(shù), 于 2010年3至2011年11月在福建省莆田市興化灣傳統(tǒng)遮蔽養(yǎng)殖海區(qū)和新近開發(fā)的離岸開放海區(qū), 以皺紋盤鮑(Haliotis discus hannai)♀×盤鮑(Haliotis discus Reeve)♂的雜交鮑為養(yǎng)殖實驗對象, 對傳統(tǒng)筏架式筐養(yǎng)技術(shù)和自行研發(fā)的延繩式PVC管養(yǎng)沉浮調(diào)控新技術(shù)進行了分析比較, 以期為我國鮑養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和海洋養(yǎng)殖空間擴展提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗海區(qū)

實驗海區(qū)位于莆田市興化灣灣口(圖 1)。其中外延的離岸開放海區(qū)實驗點位于在興化灣小日島西南(119°28'40.42＂E, 25°15'12.74＂N), 是冬春季進行延繩式海帶(Laminaria japonica)和龍須菜(Gracilaria sjoestedtii)養(yǎng)殖的海域。傳統(tǒng)遮蔽養(yǎng)殖海區(qū)實驗點則位于南日鎮(zhèn)坑口灣內(nèi)(119°30'23.54＂E,25°16'21.33＂N), 南北方向均為海島, 受風浪影響較小。

實驗共持續(xù)611 d, 水溫變化狀況見圖2。平均水溫為(21.9 ± 5.9)℃, 最高水溫 30.8 ℃, 最低水溫 9 ℃。其中, 水溫低于15℃為104 d, 超過25℃以上為242 d, 超過29℃為43 d。

1.2 養(yǎng)殖設施

實驗采用PVC管和塑料養(yǎng)殖筐兩種養(yǎng)殖器具。前者是用一段長67 cm、內(nèi)徑16 cm 的PVC管作為一個養(yǎng)殖器具, 并將其一端加蓋封住, 另一端用網(wǎng)布封口。管壁和封蓋鉆有若干排進水孔; 塑料養(yǎng)殖筐規(guī)格為40 cm×30 cm×12 cm, 四角弧形, 筐內(nèi)有5塊翼板分隔。

圖1 實驗地點衛(wèi)星地圖Fig. 1 Satellite map of the experimental sites

圖2 實驗期間水溫變化情況Fig. 2 Water temperature changes in Xinhua Bay from March 2010 to September 2011

在遮蔽海區(qū)實驗點采用傳統(tǒng)筏架式塑料筐養(yǎng)模式, 即在4 m×4 m的臺架下, 每架放養(yǎng)36串, 每串5個養(yǎng)殖筐, 簡稱“遮蔽海區(qū)筐養(yǎng)(Plastic crates in sheltered waters/CS)”。開放海區(qū)實驗點采用傳統(tǒng)筏架式塑料筐養(yǎng)(簡稱“開放海區(qū)筐養(yǎng)(Plastic crates in open waters/CO)”和延繩式PVC管養(yǎng)(簡稱“開放海區(qū)PVC管養(yǎng)(PVC pipe in open waters/PO)”兩種模式。延繩式PVC管養(yǎng)組在11月至翌年5月的冬春季, 采用延繩式鮑藻套養(yǎng)模式[7]; 而在海帶收成后的 6～10月份(即夏秋季), 則用主繩替代原有海帶養(yǎng)殖浮綆, 使之成為水下延繩式PVC管養(yǎng)模式(圖3)。

圖3 開放海區(qū)延繩式PVC管養(yǎng)示意圖Fig. 3 Layouts of the longline PVC pipe cage cultivation system for abalones in open waters

1.3 放養(yǎng)數(shù)量

養(yǎng)殖測試對象均為莆田市秀嶼區(qū)悅?cè)A養(yǎng)殖有限公司生產(chǎn)的同批同一規(guī)格的鮑苗(23.17±3.72)mm,各組實驗分別養(yǎng)殖10萬粒(共30萬粒)。整個養(yǎng)殖過程中分別在2010年11月份和2011年5月份進行兩次分苗, 各種養(yǎng)殖器具放養(yǎng)密度參考其附著面積大小和容積而定, 見表1。

表1 養(yǎng)殖器具中鮑的規(guī)格大小與數(shù)量Tab. 1 The number and size of abalones in cultivation cages

1.4 投喂方式

飼料以本地產(chǎn)海藻為主, 并根據(jù)生產(chǎn)季節(jié)進行調(diào)整, 其中2～5月份投喂養(yǎng)殖鮮海帶, 每隔3～4d投1次; 5～6月份則每隔3～4d投1次鮮龍須菜; 7～10月份投喂咸海帶或干海帶, 每隔 2～4d投 1次, 中間還投鮮脆江籬(Gracilaria bursapastoris); 11～1月份每隔3～4d投1次龍須菜。實驗期間投喂量略多于相應環(huán)境條件下鮑的攝食量(表2)。

表2 不同水溫狀況鮑的攝食量[8]Tab. 2 Daily food consumption of abalone at various water temperatures

1.5 日常管理

對筏架式塑料筐養(yǎng)模式而言, 在日常投餌和污損生物清除作業(yè)時可直接將塑料養(yǎng)殖筐置于筏臺上進行操作; 而延繩式PVC管養(yǎng)模式則可借助主繩(浮綆)將養(yǎng)殖器具拉出水面, 依次沿著主繩對其逐個進行投餌和清理污損生物的作業(yè)。

每個養(yǎng)殖器具內(nèi)均放入6～8只甲蟲螺(Cantharus cecillei), 以清除器具內(nèi)壁和養(yǎng)殖生物體上的牡蠣[9]。外部附著物使用鏟刀等工具鏟除。采集污損生物樣品在分苗換筐時進行, 其分別在 2010年 11月份、2011年5月份和2011年11月份。每次鏟除時隨機取25 cm2面積附著物用5%福爾馬林溶液固定, 帶回實驗室測定其質(zhì)量(濕質(zhì)量), 并進行分類鑒定。

實驗期間, 定時測量和記錄水溫, 在臺風侵襲后統(tǒng)計養(yǎng)殖設施的斷線率和損壞率, 分析臺風對設施的影響及設施抗臺防風能力。

1.6 數(shù)據(jù)處理

實驗結(jié)束后, 各組均隨機取 3串, 每串隨機取20只左右進行殼長和體質(zhì)量測量。基于養(yǎng)殖過程中定時轉(zhuǎn)換餌料, 能有效地標記各時期鮑的殼緣形狀,準確反映每個個體在各喂養(yǎng)階段的生長狀況[10], 將整個養(yǎng)殖過程分成4個階段, 分別是階段1(2010年3～6月份)、階段 2(2010年7～12月份)、階段 3(2011年 1～6月份)和階段 4(2011年 7～11月份)。

用 SPSS分析比較各組之間雜交鮑的不同階段的殼長和體質(zhì)量的差異。用單因素方差分析檢驗顯著性, 不同處理之間的均值用Duncan法進行多重比較, 在P=0.05水平上分析差異性, 比較結(jié)果用拉丁字母標記法, 在同一系列中含有相同字母表示差異不顯著(P＞0.05), 不同字母表示差異顯著(P＜0.05)。

日均增長=(L2–L1)/d, 其中L1和L2分別代表養(yǎng)殖過程中各時間段開始和結(jié)束時雜交鮑的平均殼緣長度,d代表天數(shù); 日均增質(zhì)量=(Wf–Wo)／d,Wo和Wf分別代表實驗開始和實驗結(jié)束時雜交鮑的平均體質(zhì)量; 存活率=N2／N1×100%,N1和N2分別為實驗開始和實驗結(jié)束時存活的鮑數(shù)量。

2 結(jié)果

2.1 污損生物附著狀況

莆田市興化灣南日海區(qū)養(yǎng)殖器具上的污損生物主要有網(wǎng)紋藤壺(Balanus reticulatus)、三角藤壺(B.trigonus)、褶牡蠣(Alectryonella plicatula)、棘刺牡蠣(Saccostrea echinata)、翡翠貽貝(Perna viridis)、皺瘤海鞘(Styela plicata)、華美盤管蟲(Hydroides elegans)、高盤管蟲(H. exaltatus)、有孔右旋蟲(Dexiospira foraminosus)、螺旋蟲(Spirorbis foraminisus)、龍介蟲(Serpula vermicularis)、太平洋側(cè)海葵(Anthopleura pacifica)、縱條肌海葵(Haliplanella luciae)和多室草苔蟲(Bugula neritina)等種類, 并有頭足類(Caphalopodasp.)等海洋動物受精卵附著。不同海區(qū)、養(yǎng)殖器具和年份污損生物附著狀況有所不同, 養(yǎng)殖器具上污損生物生物量的比較結(jié)果如圖4。結(jié)果表明, 養(yǎng)殖器具上污損生物的生物量2010年3～11月份開放海區(qū)筐養(yǎng)組＞遮蔽海區(qū)筐養(yǎng)組＞開放海區(qū)PVC管養(yǎng)組, 差異顯著(P＜0.05); 2010年12月～2011年5月3個實驗組之間差異不顯著(P＞0.05); 2011年6～11月份, 開放海區(qū) PVC管養(yǎng)組的污損生物附著量顯著低于開放海區(qū)筐養(yǎng)組和遮蔽海區(qū)筐養(yǎng)組(P＜0.05), 但后兩者之間的差異不顯著(P＞0.05)。從圖 5可以看出,開放海區(qū)筐養(yǎng)組和遮蔽海區(qū)筐養(yǎng)組主要污損生物為藤壺, 而開放海區(qū)PVC管養(yǎng)組為藤壺和苔鮮蟲。

2.2 養(yǎng)殖效果

實驗期間, 3種養(yǎng)殖模式鮑的日均增長、日均增質(zhì)量以及成活率狀況分別如圖6、圖7和圖8所示。結(jié)果表明, 鮑日均增長方面, 階段 1和階段 3期間,開放海區(qū)PVC管養(yǎng)組＞開放海區(qū)筐養(yǎng)組＞遮蔽海區(qū)筐養(yǎng)組(P＜0.05); 階段2期間, 開放海區(qū)PVC管養(yǎng)組和遮蔽海區(qū)筐養(yǎng)組之間差異不顯著(P＞0.05), 但兩者均顯著大于開放海區(qū)筐養(yǎng)組(P＜0.05); 階段 4期間,三者之間差異不顯著(P＞0.05)。日均增質(zhì)量和成活率方面, 開放海區(qū) PVC管養(yǎng)組＞開放海區(qū)筐養(yǎng)組＞遮蔽海區(qū)筐養(yǎng)組, 差異顯著(P＜0.05)。

圖4 不同時段鮑養(yǎng)殖器具上污損生物附著量Fig. 4 The fouling biomasses on the abalone cultivation cages at different phases

圖5 鮑養(yǎng)殖器具上污損生物的主要類群比例Fig. 5 The percentage of major fouling groups on abalone cultivation cages

圖6 各階段鮑日均增長率Fig. 6 Average daily growth rate of H. discus hannai at various phases

圖7 各組鮑日均增質(zhì)量Fig. 7 Average daily weight gain of H. discus hannai in different groups

圖8 各組鮑成活率Fig. 8 Survival rates of H. discus hannai in different groups

2.3 設施穩(wěn)定性

實驗期間, 歷經(jīng)2010年9月1日第8號“南川”、9月10日第10號“莫蘭蒂”、9月21日第11號“凡亞比”和2011年8月31日第11號“南瑪都”的4個臺風侵襲, 布設在兩個島嶼之間的遮蔽海區(qū)的筐養(yǎng)組基本沒有損失; 而處在小日島西南開放海區(qū)的筐養(yǎng)組,因筏架浮在水面, 在2010年第8號和第10號連續(xù)兩個臺風的襲擊下, 塑料筐斷繩流失 3串, 斷線率0.9%; 損壞13串, 損壞率4.2%。至于夏秋時期處在水下的延繩式 PVC管養(yǎng)殖設施, 卻沒有發(fā)現(xiàn)斷繩、拔錨和養(yǎng)殖器具損壞的現(xiàn)象。

3 討論

3.1 污損生物防除問題

海洋污損生物危害是制約鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一, 若在養(yǎng)殖器具外表面大量附著生長,會影響內(nèi)外環(huán)境的水體交換, 妨礙養(yǎng)殖對象生長發(fā)育[10]。如在2010年夏秋季, 開放海區(qū)傳統(tǒng)筏架式塑料筐養(yǎng)殖組鮑的日均增長低于遮蔽海區(qū)(P＜0.05), 就與當時開放海區(qū)塑料養(yǎng)殖筐上的污損生物附著量多于遮蔽海區(qū)有關(guān)。另外, 興化灣不僅污損生物種類組成類似于平海灣[11], 而且還具有開放海區(qū)的生物污損狀況比遮蔽海區(qū)嚴重、傳統(tǒng)塑料養(yǎng)殖筐上的污損生物附著量高于PVC管等特點。

水產(chǎn)養(yǎng)殖設施污損生物的防除方法主要有物理、生物和防污涂料等[12-14]。傳統(tǒng)鮑類養(yǎng)殖塑料筐因其外表粗糙, 污損生物不僅容易附著, 而且難以清除干凈, 若遇到惡劣氣候長時間不能出海作業(yè),其進水孔極易堵塞, 造成筐內(nèi)水體缺氧, 不僅會降低鮑的生長率, 甚至導致死亡。定期更換養(yǎng)殖器具雖可有效減輕污損生物的危害, 但勞動強度大、操作繁瑣, 而且在夏秋高溫季節(jié)進行鮑剝離操作, 碰損和長時間暴露在空氣中都會嚴重影響鮑正常的生理代謝活動[15]。

甲蟲螺能有效清除養(yǎng)殖器具內(nèi)部和養(yǎng)殖對象表面附著的牡蠣等污損生物[9], 但該方法對附著在器具外部的生物則無能為力。從本實驗結(jié)果表明, PVC管養(yǎng)殖器具的污損生物量明顯少于傳統(tǒng)養(yǎng)殖塑料筐(P＜0.05), 而且前者鮑的日均增長和成活率則顯著提高(P＜0.05)。這可能由于PVC管表面光滑且呈白色,不僅不易被污損生物幼蟲附著[16], 而且已附著的污損生物也容易被清除。另外, 基于污損生物幼蟲多分布在水體表層, 而 PVC管狀養(yǎng)殖器具在夏秋季置于中下水層, 從而減少被污損生物附著的機會[17-18]。

3.2 養(yǎng)殖效果

興化灣南日鎮(zhèn)坑口灣海區(qū)的皺紋盤鮑(Haliotis discus hannai)養(yǎng)殖始于1998年, 在筏架式塑料筐養(yǎng)模式下, 早期皺紋盤鮑的日均增長為72.56 μm/d, 成活率 82.3%。然而, 本研究結(jié)果表明, 2010年該海區(qū)雜交鮑的日均生長僅為 64.54 μm/d, 成活率也降至51.5%。但是, 在興化灣新近開發(fā)的開放海區(qū), 在采用同樣養(yǎng)殖模式下, 鮑的日均增長和成活率與1998年所取得結(jié)果基本相同[19]。這表明隨著養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大, 坑口灣傳統(tǒng)遮蔽養(yǎng)殖海區(qū)的環(huán)境已不能滿足鮑類養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求。

至于延繩式 PVC管養(yǎng)模式, 無論在日均生長還是成活率方面, 均優(yōu)于筏架式塑料筐養(yǎng)模式, 這一方面可能因開放海區(qū)單位面積養(yǎng)殖密度(4.9只/m2)遠低于傳統(tǒng)遮蔽海區(qū)(450只/m2), 另方面則與養(yǎng)殖器具外表面的污損生物附著數(shù)量較少, 內(nèi)外環(huán)境的水交換過程暢通無阻, 殘餌、糞便排泄物等自身污染物濃度較低等有關(guān)。另外, 冬春季是雜交鮑和養(yǎng)殖海藻的最佳生長時期, 在開放海區(qū)開展鮑藻套養(yǎng)模式,鮑生理代謝活動排出大量的CO2和NH4+-N等廢物可成為海帶或龍須菜等養(yǎng)殖藻類所需營養(yǎng)物質(zhì)[20-21],而藻類可產(chǎn)生大量 O2, 改善海洋生態(tài)環(huán)境, 有利于鮑的快速生長。

另外, 從圖2可以看出, 南方夏秋季海水表面水溫超過雜交鮑適宜上限25℃[22]以上為242 d, 超過其極限水溫29℃為43 d。然而, 已有研究表明, 在天氣晴好無風或風力小于 4 級的情況下, 表層水溫達25～29℃, 水下8 m處僅為21～25℃[23], 適合鮑的生長。采用水下延繩式養(yǎng)殖模式可以根據(jù)養(yǎng)殖海區(qū)環(huán)境狀況, 將養(yǎng)殖器具調(diào)節(jié)至適宜水層, 以降低溫度對鮑的不適指數(shù)[22], 保證了鮑正常生理代謝活動的正常進行。

3.3 設施的抗風浪能力

福建省莆田市興化灣南日島海域?qū)倥_風多發(fā)地帶, 每年夏秋都有數(shù)個臺風經(jīng)過, 養(yǎng)殖設施必須具備抵御臺風和其他惡劣環(huán)境的能力。目前該海區(qū)鮑養(yǎng)殖多采用筏架式塑料筐養(yǎng)殖模式, 整個設施處在海面, 抗風浪和海流能力較差, 只適合用于遮蔽養(yǎng)殖海區(qū)。而新研發(fā)的延繩式 PVC管養(yǎng)新技術(shù), 在臺風多發(fā)季節(jié), 可調(diào)節(jié)養(yǎng)殖器具所處水層, 即通過采用水下延繩養(yǎng)殖模式, 避開臺風的危害。

實踐證明, 水下延繩式 PVC管養(yǎng)殖新技術(shù)具有很強的抗風浪能力, 適宜在開放海區(qū)進行鮑類的養(yǎng)殖。這是由于: (1)水下延繩式養(yǎng)殖設施沉沒在水中,完全處于風浪水層下面, 僅受到海流作用力。(2)圓筒形 PVC管養(yǎng)殖器具構(gòu)造簡單均一, 無明顯的拐角和剪切點, 從力學角度看, 外力容易分散, 而傳統(tǒng)角形養(yǎng)殖器具的拐角處存在應力集中和剪切破壞點, 多數(shù)筐架的破損均出現(xiàn)在此處[24]。(3)即便在海流沖擊下水下延繩式的主繩會觸及海底, 養(yǎng)殖器具通過浮體始終保持在主繩上方, 也不會被淤泥沉積,能有效地保持養(yǎng)殖器具內(nèi)環(huán)境的潔凈和養(yǎng)殖對象的安全。此外, 若發(fā)生纜繩斷裂或拔錨現(xiàn)象, 浮體還可使養(yǎng)殖設施浮出水面, 便于及時發(fā)現(xiàn)和打撈而減少損失。

4 結(jié)語

延繩式PVC管鮑類養(yǎng)殖設施結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠, 并可對養(yǎng)殖器具所處水層進行調(diào)整, 適合在環(huán)境條件較為惡劣復雜的開放海區(qū)使用, 能有效地抵抗臺風侵襲, 規(guī)避夏秋季高溫和污損生物的危害,而且在冬春季開展鮑藻套養(yǎng)模式還可解決養(yǎng)殖自身污染的問題。另外, 與海帶的套養(yǎng)還可節(jié)省近一半飼料成本, 大大提高了養(yǎng)殖經(jīng)濟效益, 為今后我國鮑養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和養(yǎng)殖空間擴展提供了新的途徑。

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