不同投飼策略對池塘養殖羅非魚生長及主要水質因子的影響

賈 崢， 程光平, 何緒偉,劉明濤，婁方瑞， 張 曼,李文紅

(廣西大學動物科學技術學院/廣西高校水生生物健康養殖與營養調控重點實驗室，廣西南寧 530005)

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不同投飼策略對池塘養殖羅非魚生長及主要水質因子的影響

賈 崢， 程光平*, 何緒偉,劉明濤，婁方瑞， 張 曼,李文紅

(廣西大學動物科學技術學院/廣西高校水生生物健康養殖與營養調控重點實驗室，廣西南寧 530005)

摘要[目的]研究不同投飼策略對“海南一號”羅非魚生長及養殖水體的影響。[方法]設置A、B、C 3種投飼策略，研究其對池塘養殖期對池塘養殖“海南一號”羅非魚生長及養殖水質的影響。[結果]在整個養殖期間，投飼策略A、B、C養殖羅非魚的相對增重率分別為的51 935.34%、59 128.57%和56 793.98%，B投飼策略養殖池塘羅非魚平均體重最大，達787.74 g/尾，比策略A和C塘分別提高13.82%和4.10%；B投飼策略養殖池塘羅非魚的飼料能耗最低，比策略A和C分別降低19.39%和1.66%；各投飼策略池塘養殖水體富營養化程度從低到高依次為：策略B、策略C、策略A；各投飼策略池塘浮游植物種群多樣性水平從高到低依次為策略B、策略A、策略C。[結論]投飼策略B(平均日投飼率1.89%，日投飼2次，每隔5 d停止投飼1 d)有利于實現池塘養殖羅非魚較快生長并保持較好的養殖水環境。

關鍵詞投飼策略；羅非魚；生長；水質狀態；模糊綜合評價

羅非魚具有生長快、食性雜、適應性強、群體養殖產量高等特點，是聯合國糧農組織向世界各國推薦養殖的魚類之一，也是我國最具全球競爭力的水產養殖品種和出口創匯品種之一[1]。我國羅非魚的養殖規模位居全球首位，但是近年來不少養殖戶一味追求高產量，進而衍生出高投飼量以及養殖對象的高排泄量問題，導致養殖水體富營養化程度升高、飼料及水質調控成本增加、養殖產品品質和養殖效益下降，從而影響了羅非魚養殖業的可持續發展。

樓寶等[2]研究了不同投餌率對黑鯛生長及生化成分的影響。紀文秀等[3]研究了不同投餌率對網箱養殖點帶石斑魚生長、食物利用及氮磷排放的影響。郭忠寶等[4]研究了不同投餌率對吉富羅非魚攝食和生長的影響。然而，與常溫下不同投飼策略對池塘養殖羅非魚生長及養殖水質的影響研究則鮮有報道。筆者定期測定了不同投飼策略養殖池塘羅非魚的生長參數和主要水質因子，通過對養殖對象生長效能和主要水質因子的模糊綜合評價(FCA)[5]，探索池塘養殖羅非魚“快生長、低能耗”投飼策略，以期為羅非魚養殖業的健康可持續發展提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗池塘位于廣西大學校內水產教學科研基地，共3口(A塘、B塘、C塘)，面積均為0.1 hm2。池堤為片石水泥砂漿構體，平均水深1.6 m；池塘用水主要靠積集天然雨水；每口塘配備1.5 kW增氧機1臺；試驗用魚為取自于廣西羅非魚良種示范基地的海南一號羅非魚。試驗所用飼料均為百洋牌羅非魚配合顆粒飼料，其中養殖前期為1號飼料，粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量分別為39.0%、2.5%和13.0%；養殖中后期為百洋402 G浮水性羅非魚料，粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量分別為30.0%、2.0%和13.0%。

1.2試驗方法

1.2.1魚種放養。主養羅非魚，配養鰱魚和鳙魚。各塘養殖品種結構、放養密度和規格相同：羅非魚24 000尾/hm2，鰱1 500尾/hm2、鳙1 500尾/hm2；平均體重分別為(1.33±0.47)、(137.78±25.10)和(314.03±52.6)g。魚種體表完整、體表無肉眼可見病灶，體質健康無病害，體色正常，游動活潑。養殖時間為2015年6月1日至10月16日，共138 d。

1.2.2投飼策略。試驗共設置3個試驗組，試驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別采用策略A、策略B、策略C，投飼率相同：體重50～200 g階段，投飼率為4%～5%；體重200～300 g階段，投飼率為3%～4%；體重300 g以上，投飼率為2%～3%。

策略A：每天投飼2次，上午9：00前后和下午17：00前后各1次。

策略B：每天投飼2次，上午9：00前后和下午17：00前后各1次；每5 d停止投飼1 d。

策略C：每天投飼1次，上午9：00點前后投喂，具體投飼量以投喂后30～40 min吃完為度；每5 d停止投飼1 d。

飼喂主要對象為羅非魚，依靠不同魚類間的互利作用、養殖水體的生物鏈和腐屑鏈促進混養鰱魚和鳙魚生長以及維持池塘的物質循環。

1.2.3日常管理。每天清晨、傍晚各巡塘1次，觀察池魚活動和水質狀況。若發現某池塘有浮頭的現象，應及時開增氧機，且各塘同時開(關)增氧機。池塘水深及水質管理方案相同，需要注水、排水及用藥時，各塘應同時等量進行。每天觀察并記錄各塘試驗魚的攝食狀況及飼喂量。

1.2.4生長參數和水質因子的測定。試驗期內，每30 d測定試驗魚的全長、體長和體重，同時測定養殖塘水質因子，包括透明度(SD)、pH、水溫、化學耗氧量(COD)、5 d生化需氧量(BOD5)、溶解氧(DO)、亞硝態氮(NO2-N)、氨態氮(NH3-N)、總磷(TP)、浮游植物和浮游動物。

試驗魚的重量用臺秤帶水測定(精確0.01 g)，長度使用(0～300 mm)游標卡尺測定，測定后的試驗魚放回原池飼養；水質理化因子的測定參照《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)[6]，浮游生物的測定參照錢奎梅等[7]的方法。

1.2.5數據處理。參照文獻[8]計算相對增重率(WGR)、相對增長率(LGR)和變異系數(SV)等指標，計算公式如下：

WGR=(W1-W0)/W0×100%

(1)

LGR=(l1-l0)/l0×100%

(2)

SV=SD/X×100%

(3)

式中，W0和W1分別為試驗魚的初始濕體重(g)和終末濕體重(g)；l0和l1分別為試驗魚的初始體長(cm)和終末體長(cm)；SD為標準差，X為平均值。

按照以下公式計算Shannon-Weiner多樣性指數(H)[7]：

H=-∑(Pi/N)log2(Pi/N)

(4)

式中，Pi表示第i種浮游植物的個體數，N表示浮游植物總個體數。

1.3水質因子的模糊綜合評價模糊綜合評價法是以模糊數學為理論基礎，對研究水域進行健康狀態評價的方法。該評價方法運用模糊數學的隸屬度理論將所測定因子的定性評價轉化為定量評價，應用模糊數學對受到多種因素制約、難以量化的測定因子進行定量化，并配置適當的權重，確定隸屬度函數，并經運算求得綜合隸屬度，根據隸屬度來劃分水質類別[9]。參考席文娟等[10]改進的模糊綜合評價法，對不同投策略下羅非魚養殖水體主要理化因子進行模糊綜合評價。

1.3.1構建模糊綜合評價指標。為提高水質因子綜合評價的準確性，選擇SD、DO、NH3-N、NO2-N和TP對水質影響較大的理化因子作為構建模糊綜合評價模型的評價指標(n=5)。

1.3.2隸屬度函數及模糊關系矩陣的建立。隸屬度是描述污染物(環境因子)含量與水質級別之間相關程度的參數[10]。采用較為成熟的“降半梯形分布圖法”進行隸屬度函數計算，計算公式如下：

(5)

式中，u(x)表示隸屬度；x表示某種環境因子的實測值；S1和S2分別表示依據《地下水質量標準》(GB/T14848-93)確定的水質相鄰二分級的標準值。通過計算得到各評價因子的隸屬度值，建立模糊關系矩陣：

(6)

式中，i(1,2,…，n)表示為評價因子數；j(1,2,…，m)表示水質等級。

1.3.3評價因子權重的計算。參照席文娟等[10]的“改進超標法”,根據水質標準值，確定TP、NH3-N和NO2-N為標準遞增型因子[11]，各評價因子權重值的計算公式如下：

(7)

SD和DO為標準遞減型因子，各評價因子權重值的計算公式如下：

(8)

均一化處理權重值,以保證試驗結果的合理化與準確度，計算公式如下：

(9)

式中，wi為各評價因子的權重值；Ci為各評價因子實測值；Si為依據《地下水質量標準》(GB/T14848-93)確定的第i評價因子的類別標準的平均值。

1.3.4模糊綜合評價。運用模糊運算對各評價因子進行加權，得到綜合模糊子集B：

B={b1,b2,…,bm}

(10)

式中，b為評價因子對某一水質等級的隸屬程度，基于“最大隸屬度原則”判定所屬水質類別。

2結果與分析

2.1不同投飼策略對羅非魚體重生長的影響由表1可知，養殖前期A塘、B塘、C塘羅非魚的日增重率分別為253.7%、331.8%和290.5%，B塘羅非魚的日增重率分別比A塘和C塘提高了78.1%和41.3%；養殖中期A塘、B塘、C塘羅非魚的日增重率分別為2.84%、1.98%和2.15%，A塘羅非魚的日增重率分別比B塘和C塘提高了0.86%和0.69%；養殖后期A塘、B塘、C塘羅非魚的日增重率分別為0.06%、0.29%和0.76%，C塘羅非魚的日增重率分別比A塘和B塘提高了0.70%和0.47%；養殖全程A塘、B塘、C塘羅非魚的相對增重率分別為51 935.34%、59 128.57%和56 793.98%，B塘羅非魚的相對增重率分別比A塘和C塘提高了7 193.23%和2 334.59%。

從體重增長來看，不同投飼策略對羅非魚體重增長的影響在養殖前期差異較大，在養殖中期和養殖后期差異較小。總體而言，各投飼策略養殖全程羅非魚相對增重率從大到小依次為策略B、策略C、策略A；采用不同投喂策略羅非魚的日增重率從大到小依次為策略B、策略C、策略A。養殖結束時，策略B試驗塘羅非魚的平均體重最大，達到787.74 g/尾，分別比策略A和策略C提高了13.82%和4.10%。策略C塘羅非魚的體重和體長變異系數均低于策略A和策略B，即C塘羅非魚群體中的個體較為均勻。

2.2不同投飼策略對羅非魚體長生長的影響由表1可知，養殖前期A塘、B塘、C塘羅非魚的日增長率分別為3.83%、4.24%和4.06%，B塘羅非魚的日增長率分別比A塘和C塘提高了0.41%和0.18%。養殖中期A塘、B塘、C塘羅非魚的日增長率分別為0.58%、0.53%和0.42%，A塘羅非魚的日增長率分別比B塘和C塘提高了0.05%和0.16%。養殖后期A塘、B塘、C塘羅非魚的日增長率分別為0.65%、0.47%和1.02%，C塘羅非魚的日增長率分別比A塘和B塘提高了0.37%和0.55%。整個養殖期A塘、B塘、C塘羅非魚的相對增長率分別為530.69%、560.36%和556.78%，B塘羅非魚的相對增長率分別比A塘和C塘提高29.67%和3.58%。

從體長增長來看，整個養殖期羅非魚的相對增長率從大到小依次為策略B、策略C、策略A；采用不同投飼策略羅非魚的日增長率從大到小依次為策略B、策略C、策略A。養殖結束時，策略C塘羅非魚體長變異系數均低于策略A和策略B塘，即C塘羅非魚群體中的個體較為均勻。

表1　不同投飼策略對羅非魚魚體生長的影響

注：同列數據上標不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: Different capital letters in the same row indicated extremely significant differences (P< 0.01); and different lowercases indicated significant differences (P< 0.05).

2.3不同投飼策略對養殖水體氨態氮、亞硝態氮及總磷的影響因為試驗過程注排水同時、等量進行，各試驗組水溫、透明度、pH、溶氧量、5 d生化需氧量、化學耗氧量等指標差異不顯著(表2)。從圖1可以看出，不同投飼策略對養殖水體中氨態氮、亞硝態氮及總磷含量的影響較為顯著。試驗Ⅱ組與試驗Ⅰ和Ⅲ組相比氨態氮分別降低107.70%和202.56%，差異極顯著(P<0.01)；試驗Ⅱ組亞硝態氮含量較試驗Ⅰ和Ⅲ組分別降低116.67%和95.83%，差異顯著(P<0.05)；試驗Ⅱ組總磷含量較試驗Ⅰ和Ⅲ組分別降低110.81%和67.57%,差異顯著(P<0.05)。這表明試驗Ⅱ組(投飼策略B)養殖塘水質優于試驗Ⅰ和Ⅲ組。

2.4不同投飼策略對浮游植物的影響

2.4.1不同投飼策略對浮游植物動態變化的影響。不同投飼策略對池塘浮游植物出現次數的影響如表3所示。從圖2可以看出，各塘浮游植物群落中優勢門類均為綠藻門和藍藻門。試驗Ⅰ組浮游植物共6門29屬，優勢門為綠藻門(11屬)，占總屬數的37.93%；試驗Ⅱ組浮游植物共6門38屬，優勢門為綠藻門(9屬)，占總屬數的23.68%；試驗Ⅲ組浮游植物共6門32屬，優勢門為綠藻門(8屬)，占總屬數的25.00%。整個養殖期試驗Ⅱ組浮游植物平均單次出現次數為10.8次，比策略A(8.6次)和策略C(9.4次)分別提高了25.58%和14.89%，說明試驗Ⅱ組浮游植物多樣性水平遠高于試驗Ⅰ組和試驗Ⅲ組。

表2　各試驗組水質指標的比較

圖1　不同投飼策略對養殖水體氨態氮、亞硝態氮和總磷含量的影響Fig.1　Effects of feeding strategy on the contents of ammonium nitrogen,nitrite nitrogen and total phosphorus in aquaculture water

2.4.2不同投飼策略塘浮游植物多樣性指數。從圖3可以看出，各試驗塘浮游植物多樣性指數與水溫表現出較高的相關性。各試驗塘浮游植物多樣性指數峰值均出現在8月。養殖初期各養殖池塘水體中浮游生物群落結構趨于單一，多樣性指數較低。隨著養殖魚類體重和體長的增長以及外源飼料輸入量的增加，水體中殘餌等營養物質含量升高，加之隨著水溫的升高，水體生物代謝增強，種群數量及多樣性指數升高；養殖后期氣溫緩慢下降，浮游植物代謝強度降低，多樣性指數下降。

2.5不同投飼策略對水質類型的影響用模糊綜合評價法評價各投飼策略塘水質健康狀況，試驗Ⅱ組(策略B)池塘水質評價因子對水質類別{Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ}的隸屬度分別為{0.08，0.07，0.40，0.12，0.33}，根據最大隸屬度原則，該池塘(6#塘)水質等級為Ⅲ類(表4)；5#塘(策略A)和7#塘(策略C)水質等級分別為Ⅳ類和Ⅴ類(表5)。從整個養殖期看，6#塘(策略B)水質等級優于5#塘(策略A)和7#塘(策略C)。

表3　不同投飼策略對池塘浮游植物季節出現次數的影響

3討論

3.1投飼策略與羅非魚的生長性能池塘養殖狀態下，不同投飼策略對“海南一號”羅非魚的生長性狀有不同程度的影響。不良的投飼策略可能會加重養殖水質富營養化，造成魚體持續應激反應，間接影響魚體的生長。羅非魚由于過度飽食而新陳代謝提高，消耗過多的能量，且飼料的溶失造成養殖水質惡化，養殖對象的生存、生長環境質量下降，相對增重率和相對增長率下降[4]。史會來等[12]認為黃姑魚過度飽食會造成采食率降低且會影響其消化吸收，造成生長效率的下降；較適宜的投飼策略可能造成魚體有效胃排空，從而增強養殖魚類食欲，在補償方式下得到更大程度生長[13]。

圖2　養殖周期內浮游植物群落結構的季節變化Fig.2　Seasonal changes of phytoplankton community structure in aquaculture cycle

圖3　不同投飼策略對試驗塘浮游植物多樣性指數的影響Fig.3　Effects of three feeding strategies on the phytoplankton diversity index in experimental ponds

該研究中不同生長階段羅非魚的增重率和增長率表現出較大程度的差異。養殖初期魚體體重、體長基數相對較小，表現出較高的增重率和增長率；通過階段停食的方式對魚體進行有效胃排空，從而增加魚類食欲，滿足對餌料的需求，同時降低飼料系數。該研究還發現隨著養殖魚類體重的增加，逐漸降低日投飼率有利于提高飼料效率，飽食狀態下更有利于羅非魚群體的均勻生長。

3.2投飼策略與養殖水體中的氨態氮、亞硝態氮和總磷含量的變化該研究中不同投飼策略對養殖水體透明度、水溫、pH、溶氧量、5 d生化需氧量和化學耗氧量等水質指標的影響不大，這與Smith D M等[14]的研究結果相一致。該研究結果表明不同投飼策略對氨態氮、亞硝態氮和總磷含量有明顯影響。

池塘養殖廢水由于富含 N、P 等營養物質，所以又稱為養殖肥水[15]。楊世平等[16]研究發現隨著養殖時間的增加，養殖池塘NH3-N、NO2-N、TP等濃度會逐漸升高，尤其養殖后期由于大量殘餌、排泄物等，水體中NH3-N和NO2-N含量迅速升高。Montoya等[17]用不同投餌模式喂養南美養白對蝦時發現，投餌量太多，大量殘餌沉積在池底腐敗氧化，嚴重影響水質。養殖池塘水質污染物含量一般在9～10月份達到高峰值，其主要原因是養殖后期相殘餌量和排泄量增加。楊柳等[18]認為浮游植物豐度是影響浮游植物群落吸收氨態氮,硝態氮等重要因素，這與該研究結果一致。石廣福[19]認為，溫度越高，總氮、總磷和氨氮釋放速度越快，最終濃度越高。該研究中各試驗塘處于相對穩定的養殖環境，不同試驗塘間水溫差異甚小。

表4　5#塘水質主要影響因子的模糊綜合評價

表5　不同投飼策略處理組主要影響因子的綜合評價

該研究表明策略B的階段性停食使池塘自凈作用得以緩沖，魚體糞以及尿中多余的氮得以降解，使水體中NH3-N、NO2-N和TP的含量相對較低，投飼策略B有較明顯的 “降氮”作用。由于池塘環境較為封閉，水體的自凈能力較弱，隨著養殖的進行，殘餌剩余量增加，盡管策略C中也進行階段性停食，但由于每餐投飼至魚吃飽為度，水中會有部分初投未食飼料溶失，進而導致水體中的NH3-N、NO2-N和TP的含量顯著高于策略B。

3.3投飼策略對浮游植物的影響施練東等[20]認為水庫浮游植物主要由綠藻、硅藻和藍藻組成,各季節物種數從多到少依次為:夏、秋、冬、春。鄧文麗等[21]認為當水溫較高時,浮游植物種類較為豐富,以綠藻門最多；當水溫較低時,浮游植物種類比較少,但仍然是綠藻門占主導。該試驗采用不同投飼策略的各試驗塘浮游植物的Shannon-Wiener多樣性指數的季節變化規律與鄧文麗[21]、施練東[20]的研究結果基本一致。

養殖過程中隨著投飼量的不斷增大，水體中營養鹽的濃度不斷升高，同時從春季到夏季逐漸升高的水溫較為適合藻類的生長，浮游植物多樣性指數不斷升高；養殖后期，由于“累積效應”造成水體營養鹽濃度過高，水體逐漸富營養化，造成綠藻門數量增加，且釋放藻類毒素抑制其他藻類的生長與繁殖[20]，溫度逐漸降低，造成浮游植物多樣性指數下降。

3.4投飼策略對水質狀態的影響該研究結果表明不同投飼策略對羅非魚養殖池塘水質類型有顯著影響。隨著投飼率的增加，養殖水體富營養化程度升高，造成水質的惡化[22]。采用策略A、策略B和策略C的試驗塘水質等級分別為Ⅴ類、Ⅲ類和Ⅳ類。相對較高的投飼頻率和投飼率造成羅非魚飼料利用效率下降，水體中殘餌不斷增加。同時，因攝食量增大，魚體本身的排泄量增加，水體交換和自凈能有限，從而造成水體水質惡化。策略A塘和策略B塘的投飼率相同，但策略A的投飼頻率高于策略B，所以其水質類型劣于策略B；策略C的投飼頻率雖低于策略B，但由于飽食投喂，部分未食飼料溶失，水中殘餌量增加，其水質類型亦劣于策略B。

4結論

(1)不同投飼策略對“海南一號”羅非魚體重和體長增長率的影響較為顯著。靜水池塘(無換水條件)養殖羅非魚，在同放養模式同投飼率條件下投飼策略B(每5 d停食1 d)有利于降低飼料能耗和提高日增重率，與策略A(每天投飼2次)和C(每天“飽食”投飼1次)相比，飼料系數分別降低36.72%和3.91%，日增重率分別提高10.25%和23.44%。

(2)不同投飼策略與水質主要因子(NH3-N、NO2-N、TP)變化呈顯著相關。養殖水體的富營養化程度隨投飼策略的改變而改變。各投飼策略養殖水體富營養化程度從低到高依次為策略B、策略C、策略A。

(3)投飼策略A池塘的浮游植物共6門29屬，策略B池塘的浮游植物共6門38屬，策略C池塘的浮游植物共6門32屬，策略B池塘的浮游植物與策略A和策略C的池塘更加豐富。各投飼池策略塘浮游植物的多樣性指數與水溫表現出較高的相關性：隨著季節的變化(水溫升高)，浮游植物多樣性指數逐漸升高，各模式多樣性指數的峰值均出現在8月，策略B池塘浮游植物多樣性水平高于策略A、C池塘。

(4)投飼策略B(養殖初期投飼率4%～5%；養殖中期投飼率3%～4%；養殖末期投飼率2%～3%；日投飼2次，每隔5 d停止投飼1 d)養殖海南一號羅非魚可獲得相對較高的生長效應，其養殖水體達到“Ⅲ類”水質標準，水質綜合狀況優于策略A(Ⅴ類)和策略C(Ⅳ類)，有利于提高生態綜合效益。

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基金項目國家現代農業技術體系廣西羅非魚創新團隊建設項目 (GXLFY-02)； 廣西科學研究與技術開發計劃項目 (桂科重14121004-2-1)。

作者簡介賈崢(1992- )，男，廣西柳州人，碩士研究生，研究方向：水產動物健康養殖與疾病防控。*通訊作者，教授，博士，碩士生導師，從事水產動物健康養殖與疾病防控研究。

收稿日期2016-04-10

中圖分類號S 931.3

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)15-169-06

Effects of Three Kinds of Feeding Strategies on the Main Water Quality Factors and Growth ofTilapiamossambicain Aquaculture Ponds

JIA Zheng,CHENG Guang-ping*,HE Xu-wei et al

(College of Animal Science and Technology,Guangxi University / Aquatic Breeding Health and Nutrition Control Laboratory,Nanning,Guangxi 530005)

Abstract[Objective] To research the effects of different feeding strategies on the Tilapia mossambica growth and aquaculture water.[Method] Three kinds (A,B,C) of feeding strategies were set.Effects of different feeding strategies on the water quality and growth of T.mossambica were researched.[Result] During the whole growth period,relative weight gains of aquaculture T.mossambica in feeding strategies (A,B,C) were 51 935.34%,59 128.57% and 56 793.98%,respectively.The average body weight of T.mossambica in strategy B was the maximum (787.74 g/tail),which enhanced by 13.82% and 4.10% compared with strategies A and C,respectively.Energy consumption of feed was the minimum in strategy B,which reduced by 19.39% and 1.66% compared with strategies A and C,respectively.Eutrophication degree of aquaculture water was in the order of BA>C.[Conclusion] Feeding strategy B (1.89% daily average feeding rate,feeding twice every day,stop feeding for 1 d after every 5 d) helps to realize the relatively rapid growth of tilapia and maintain relatively good water aquaculture environment.

Key wordsFeeding strategy; Tilapia mossambica; Growth; Water quality status; Fuzzy comprehensive assessment