模擬陰天對南美白對蝦養殖水體理化及其生長指標的影響

李美林黃曉林陳 琛劉偉成曾國權謝起浪

(1. 溫州醫科大學, 溫州 325000; 2. 浙江省海洋水產養殖研究所, 溫州 325000)

模擬陰天對南美白對蝦養殖水體理化及其生長指標的影響

李美林1,2黃曉林2陳 琛2劉偉成2曾國權2謝起浪1,2

(1. 溫州醫科大學, 溫州 325000; 2. 浙江省海洋水產養殖研究所, 溫州 325000)

為探索陰天對南美白對蝦(Penaeus vannamei Boon)養殖水體理化及其生長指標的影響, 實驗采用黑色遮蔭網模擬陰天弱光環境對南美白對蝦進行遮蔭實驗, 設置遮蔭組與對照組各5個平行, 實驗周期7周。遮蔭組采用黑色遮蔭網交替性遮蔭, 即第1、第3、第5、第7周遮蔭, 第2、第4、第6周曝光, 對照組正常養殖。結果顯示: 遮蔭組與對照組的pH、DO、Chl. a、-N、NH3-N、-N、-N及-P的濃度在遮蔭處理下具有顯著性差異(P＜0.05), Chl. a、-N及P的濃度具有明顯的波動性, 表現為遮蔭時Chl. a的濃度極顯著降低(P＜0.01),-N、-P的濃度極顯著升高(P＜0.01); 曝光時遮蔭組Chl. a的濃度較遮蔭時升高,-N的濃度極顯著降低(P＜0.01),-P濃度的增長幅度降低, 此時遮蔭組與對照組Chl. a、-N及-P的濃度無顯著差異。-N的濃度在實驗前5周, 遮蔭組高于對照組, 第6、7周對照組高于遮蔭組。-N濃度在整個實驗周期中則是遮蔭組高于對照組。南美白對蝦生長指標結果顯示: 兩個組生長指標具有顯著性差異。研究表明: 妨害南美白對蝦生長的主要是NH3-N, 然后是-N; 藻類可間接促進南美白對蝦生長。遮蔭處理抑制藻類吸收養殖水體中的有毒離子、惡化南美白對蝦的生長環境并危害對蝦的生存、生長。

交替遮蔭; 南美白對蝦; 水體理化; 生長指標

南美白對蝦(Penaeus vannamei Boon)即凡納濱對蝦, 具有易成活、生長快、產量高等生長優勢,可在大范圍鹽度水域環境中生存[1]。南美白對蝦是世界三大高產蝦種之一, 由中國科學院海洋研究所張偉權教授首次引進, 現已成為中國主要的養殖蝦種, 為水產行業帶來巨大的經濟效益[2—4]。季節變換引起光照強度的變化并導致藻類數量發生變化,由此引起水體理化及對蝦生長的差異[5], 陰天亦導致光照強度的變化, 引起養殖水體中的藻類等浮游生物的穩態系統發生變化, 形成不利于南美白對蝦生長的環境。

陰天弱光導致南美白對蝦出現嚴重減產甚至暴發性死亡的現象[6]。目前南美白對蝦養殖在陰天弱光防控方面的研究僅停留在對藻類變化等的定性分析與基礎應對措施的改善階段[7—10], 但有關持續陰天、光照減弱等對南美白對蝦養殖水體中的藻類、理化因子及其生長指標的定量相關分析國內外尚鮮有報道。

本論文構建對照組(CK)與遮蔭組(Tre)的養殖實驗體系, 通過對兩個組藻類數量、氨氮等水化指標及南美白對蝦生長指標的檢測來定量分析持續陰天妨害南美白對蝦生長的原因, 以期為今后針對性的處理南美白對蝦養殖在光照不足時出現的減產或暴發性死亡提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗耗材 內徑2 m高1 m的玻璃鋼養殖池、手持便攜式水質監測儀(德國WTW公司生產,型號3430)等。

實驗試劑 銨鹽標準儲備液、亞硝酸標準儲備液、硝酸鹽標準儲備液、磷酸鹽標準儲備液(國家海洋檢測中心), 鹽酸、硫酸(浙江中星化工試劑有限公司), 抗壞血酸(西隴化工股份有限公司),磺胺、鹽酸萘乙二胺、氯化鉻、鋅片、檸檬酸鈉、苯酚、次氯酸鈉、淀粉、冰醋酸、鉬酸銨、酒石酸銻鉀、丙酮、碳酸鎂(國藥集團化學試劑有限公司)。

1.2 實驗方法

養殖管理 實驗蝦苗選自浙江省海洋水產養殖研究所永興基地高位精養池2號池5—6 cm大小的南美白對蝦, 投放密度按96尾/m2。實驗于2號池旁的空地上進行。首次投料量按每池南美白對蝦總重的5.0%投喂, 之后通過觀察料臺內2h后的剩料量來決定投喂量并在不同生長階段投喂相應規格飼料。實驗期間裝置增氧氣泵連續供氧以保證養殖水體中的溶氧處于對蝦安全生長水平(5—8 mg/L)。依照每周檢測出的各個水化指標濃度進行換水與排水的合理調整, 清潔水源為露天蓄水池中經50 mg/L漂白粉消毒72h的砂濾海水。

實驗處理 實驗設計遮蔭組與對照組各5個平行。選用編織緊密無孔隙的黑色遮蔭網對遮蔭組南美白對蝦進行交替性遮蔭與曝光處理。實驗設置第1、第3、第5、第7周遮蔭, 第2、第4、第6周曝光。對照組除不做遮蔭處理外, 其余均與遮蔭組采取相同管理。實驗期間, 使用HOBOware Pro光照測定儀(具防水功能)對遮蔭組進行全程光強監測, 設定1h監測光強一次。將光照測定儀固定于養殖池中央上空距水面5 cm處并按實驗開始時間啟動記錄光照強度, 實驗結束后用HOBOware Pro光照測定儀相應軟件導出光強數據。

樣品采集 早上8:30—9:00于養殖池水面曝氣處采集2 L水樣, 1 L經孔徑為100 μm紗網過濾預處理用于測定營養鹽離子濃度, 1 L不做處理用于測定Chl. a濃度(代表藻類數量), 采樣與測定在同一天進行, 采樣頻率為每周一次。實驗D0 (D0代表實驗第0天, 下同)隨機采集30只南美白對蝦進行生長指標測量, D49每桶隨機采集30只南美白對蝦進行生長指標測量。

水質參數 溶氧(DO)、pH、水溫(T)、鹽度(Sal)4個水質指標用便攜式水質監測儀于早上6:40—7:00在養殖池中央部位距水面45 cm處測得。Chl. a (葉綠素a)、-N、-N、-N、-P的檢測參照海洋調查規范(GBT12763-2007)和海洋監測規范(GB17378-2007)。NH3-N濃度由-N到NH3-N的轉換公式得出。

生長指標 南美白對蝦成活率、增長率、單位產量、平均體長、平均體重、餌料系數。存活率(%)=成活數量/放苗數量×100%、增長率(%)=(收獲重量–放苗重量)/養殖天數×100%、單位產量(kg/m2)=收獲重量／放養面積、餌料系數=飼料總量/(收獲重量–放苗重量)。

數據分析 SPSS17.0(One-Way ANOVALSD)、Origin8.5, 以P＜0.05為差異顯著, P＜0.01為差異極顯著。

2 結果

2.1 遮蔭處理對南美白對蝦養殖水體水質指標及水化指標的影響

圖 1所示, 兩個組的pH隨時間變化先下降后升高, 遮蔭組pH在7.74—8.24, 對照組pH在7.52—8.50。D1到D8對照組pH高于遮蔭組, D9到實驗結束遮蔭組的pH平均高于對照組。兩個組pH具有顯著性差異(P＜0.05)。溶氧濃度隨時間變化呈上升趨勢, 遮蔭組養殖水體溶氧濃度在6.21—8.20 mg/L, 對照組的在6.52—8.94 mg/L。D0-D20, 遮蔭組與對照組溶氧基本一致, D21后, 遮蔭組較對照組溶氧略高。兩個組溶氧具有極顯著性差異(P＜0.01)。溫度隨時間整體降低且基本保持一致, 均處于21—29℃, 無顯著性差異。鹽度在試驗期間均處于15‰—17‰, 有兩次大幅降低, 無顯著性差異。

整個實驗周期中遮蔭組的Chl.a濃度低于對照組。對照組的Chl.a濃度隨時間的變化先升高再降低, 最高達0.38 μg/L, 而遮蔭組的Chl.a濃度則呈波動性變化, 最高達0.37 μg/L。遮蔭時, 遮蔭組的Chl.a濃度較對照組極顯著下降(P＜0.01); 曝光時,遮蔭組的Chl.a濃度較遮蔭時升高并與對照組Chl.a濃度無顯著差異。遮蔭組9:00—17:00光照強度分別為47(Day1)、3084(Day14)、23(Day21)、1750(Day28)、74(Day35)、1201(Day42)、94(Day49), 單位lx。

圖 1 遮蔭組與對照組水質參數、Chl.a及水化濃度隨時間變化Fig. 1 Water quality parameter and the concentration of Chl. a and chemical measurements of water of shade group and control group under various time points○代表對照組, ●代表遮蔭組; *. 差異顯著(P＜ 0.05), **. 差異極顯著(P＜0.01), 下同○ control group, ● shade group; *. (P ＜ 0.05), **. (P ＜ 0.01), the same applies below

2.2 遮蔭處理對南美白對蝦生長指標的影響

遮蔭組與對照組南美白對蝦成活率、增長率、單位產量、平均體重、平均體長及餌料系數的結果如表 1所示, 遮蔭處理極顯著影響南美白對蝦的增長率、單位產量(P＜0.01), 顯著影響南美白對蝦平均體長(P＜0.05)。故遮蔭處理降低南美白對蝦生長指標。

2.3 遮蔭處理對吃料(FI)的影響

遮蔭組和對照組南美白對蝦吃料量在D16前保持一致, 遮蔭組在D16和D17有所減少。從D22開始, 遮蔭組吃料量持續低于對照組。遮蔭處理顯著降低了南美白對蝦的吃料量(P＜0.05, 圖 2)。

3 討論

3.1 遮蔭處理對南美白對蝦養殖水體藻類、水質指標及水化指標的影響

藻類生長需要光照, 光照越強, 藻類越多, Chl. a濃度越高[11—13]; 反之, 則不然。本實驗的Chl. a濃度代表了養殖水體中藻類數量, 表 1和圖 1顯示了藻類數量隨著曝光的增強而增大, 兩者之間呈極顯著的正相關性(P＜0.01)。影響養殖水體中pH的主要因素是水體中CO2的溶解度。通常pH會隨光合作用的進行而逐漸升高, 而第2周兩個組同在曝光的條件下, 遮蔭組pH高于對照組, 可能是遮蔭后的曝光刺激導致藻類大量生長, 因此大量藻類的光合作用降低了水體中CO2濃度。從第3周后遮蔭組pH整體高于對照組, 這應與兩個組從第3周后吃料量發生分化有關, 即遮蔭組水體有機物減少, 其分解產生的CO2減少[14]。實驗中兩個組pH均呈下降趨勢的原因是養殖水體中南美白對蝦的新陳代謝、微生物等的次級代謝產物以及有機物的分解等產生了大量CO[15]。

2

表 1 遮蔭組和對照組南美白對蝦生長指標比較Tab. 1 The growth index of P. vannamei

圖 2 遮蔭組和對照組南美白對蝦吃料隨時間變化Fig. 2 Food intake of the P. vannamei over time

水呼吸是水中的浮游動植物和細菌等微型生物的呼吸耗氧以及有機物在細菌作用下分解氧化耗氧。在整個實驗周期中, 兩個組溶氧高低的區別,說明遮蔭組的養殖水體中水呼吸小于對照組, 其原因可能是: (1)遮蔭組中南美白對蝦的活力、存活數量均小于對照組; (2)第3周后吃料量的分化導致兩個組有機物含量的差異, 使得遮蔭組中的微生物數量少于對照組。

遮蔭處理沒有引起兩個組溫度和鹽度的顯著性差異, 鹽度的變化與降雨后的換水有關, 劉桐令[22]的研究指出暴雨會大幅度改變溫度, 鹽度等水質指標。

3.2 遮蔭處理對南美白對蝦生長指標的影響

表 2結果說明遮蔭處理顯著降低南美白對蝦的生長水平。遮蔭組的NH3-N等有毒離子的濃度高于對照組, 據報道NH3-N的脂溶性可使其迅速穿過細胞膜引起水生生物的肝、腎受損甚至死亡[23],-N則影響滲透壓、排氨等生理功能。-N可轉化為NH3-N。故遮蔭組中主要是NH3-N、-N妨害了南美白對蝦的生長。推測遮蔭處理引起水體中的-N等離子不能及時的被藻類吸收, 引起水體環境惡化, 影響南美白對蝦生長。

孫國銘等[24]認為NH3-N和N-N對南美白對蝦的安全濃度分別為0.20和5.55 mg/L, 96h的半致死濃度分別為2.01和55.51 mg/L。如圖 1所示, 遮蔭組NH3-N及-N都有超過南美白對蝦生長的安全濃度, 對照組僅-N超過其生長的安全濃度,故遮蔭組NH3-N及-N影響了對蝦的成活率, 而對照組僅是-N影響了對蝦的成活率。Allan等[25]認為連續3周NH3-N濃度為0.21 mg/L會導致對蝦生長減緩5%, 本實驗遮蔭組NH3-N濃度較高(0.30 mg/L左右), 遮蔭組較對照組對蝦增長率減緩33.27%。遮蔭組的NH3-N濃度連續21d超過0.21 mg/L, 而對照組一直處于安全濃度內(不超過0.13 mg/L)。在溫度一定的情況下, 養殖水體中-N會隨pH的升高而向NH3-N轉化, 遮蔭組的pH在實驗期間的較長時間段高于對照組, 所以其NH3-N含量也長期高于對照組, 故NH3-N影響遮蔭組南美白對蝦的生長。Chen等[26]認為對蝦分別暴露在-N濃度為4、8、20及2 mg/L組的環境中生長, 20d后2 mg/L組對蝦的增長較其他組有顯著優勢, 80d后各濃度對應的成活率分別為96.7%、86.7%、70.0%及100%。而兩個組的-N濃度有21d均超過2 mg/L。故-N影響了兩個組南美白對蝦的增長率。Garen等[5]的研究報道也證實了遮蔭處理下蝦塘中NH3-N、-N濃度顯著高于對照組, 遮蔭處理降低對蝦的成活率等生長指標。因此遮蔭組出現南美白對蝦的存活率、增長率等低于對照組主要與NH3-N濃度過高有關,-N也起到了一定的毒害作用。

因此在南美白對蝦養殖中, 光照強度減弱會引起藻類數量顯著減少, NH3-N濃度顯著上升導致南美白對蝦的生長環境惡化并顯著降低其生長水平。而光照強度變化所引起的水體微生物群落動態變化還有待進一步研究。

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THE EFFECT OF SIMULATING THE CLOUDY DAY ON AQUACULTURE WATER PHYSIOCHEMICAL CHARACTERS AND GROWTH INDEX OF PENAEUS VANNAMEI

LI Mei-Lin1,2, HUANG Xiao-Lin2, CHEN Chen2, LIU Wei-Cheng2, ZENG Guo-Quan2and XIE Qi-Lang1,2
(1. Wenzhou Medical University, Wenzhou 325000, China; 2. Zhejiang Mariculture Research Institute, Wenzhou 325000, China)

To explore effects of cloudy day on growth index of Penaeus vannamei and physiochemical characters of aquaculture water, the low light environment in cloudy day was simulated by adding black shade net to P. vannamei in the 1st, 3rd, 5th, and 7thweek of the 7-week trial. The control group was exposed to daylight in the whole experimental period. The results revealed significant differences on pH, DO, Chl. a,-N,-N,-N,-N,-P between the shade group and the control group (P＜0.05). Cloudy day simulation significantly reduced Chl. a level but significantly increased the concentration of-N and-P (P＜0.01). Cloudy day simulation showed no significant change in the concentration of Chl. a,-N and-P. Cloudy day simulation increased concentration of-N in the first 5 weeks, which was reversed at the 6thand 7thweek. Cloudy day simulation also enhanced-N concentration for the whole time. These results suggest that NH3-N and-N may inhibit the growth of P. vannamei. The algae could indirectly benefit the growth of P. vannamei. Cloudy day simulation inhibited algae from absorbing the toxic ions in aquaculture waters and deteriorated the growth and survival of P. vannamei.

Alternate shading; Penaeus vannamei; Water physicochemical characters; Growth index

S966.1

A

1000-3207(2017)03-0523-07

10.7541/2017.67

2016-05-09;

2016-08-17

浙江省科技計劃項目(2016F50035); 國家蝦產業技術體系溫州綜合試驗站(CARS-47)資助 [Supported by the Zhejiang Province Science and Technology Planning Project (2016F50035); China Agriculture Rescarch System(CARS-47)]

李美林(1989—), 女, 陜西咸陽人; 碩士在讀; 研究方向為養殖水體中微生物群落的動態變化。E-mail: LiMeiLin333@163.com

謝起浪, E-mail: xie_ql2002@163.com