不同機械增氧模式對池塘水質及施氏鱘生長和代謝的影響

倪蒙 遲美麗 李吉方

摘要：以池塘養殖施氏鱘[體質量為（580.8±36.5） g]為研究對象，研究流水池塘不同機械增氧模式對施氏鱘池塘水質、生長、攝食和血液生理生化指標的影響。結果顯示，水車式增氧機組溶解氧含量顯著高于氣石組，溫度顯著低于氣石組，pH值在試驗后期無顯著差異，試驗后期氣石組氨氮和COD（化學需氧量）顯著高于水車式增氧機組。水車式增氧機組施氏鱘最終體質量、特定生長率、增質量率等均顯著高于氣石組，肥滿度和肝臟系數也顯著高于氣石組，而死亡率顯著高于氣石組。水車式增氧機組尿素含量顯著高于氣石組，而血糖和總蛋白含量顯著低于氣石組。白蛋白、甘油三酯、膽固醇、直接膽紅素含量與谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）活性在各組之間無顯著差異。因此可見，水車式增氧機組顯示出了較高的生長性能和高福利指標。

關鍵詞：施氏鱘;增氧;溶解氧;生理生化指標;水質;生長;代謝

中圖分類號：S964.3 ? 文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）22-0216-04

鱘魚隸屬于硬骨魚綱輻鰭亞綱鱘形目（Acipenseri formes），最早可追溯到侏羅紀時代（1.5×108～2.0×108年前）[1]。世界上現存的鱘魚類有2科6屬27種，瀕危野生動植物種國際貿易公約組織CITES將全世界所有野生鱘魚種類都列為瀕危物種[2]。鱘魚具有極高的生物學價值（進化學、形態學、地理學）和經濟價值[3]。施氏鱘（Acipenser schrenckii）主要分布于黑龍江流域，是我國僅有的幾種能夠形成自然捕撈量的鱘魚種類之一[4]。近年來，隨著人工養殖技術的不斷完善，施氏鱘已成為我國主要的鱘魚養殖種類[5]。

溶解氧是養殖動物生存和生長的重要影響因子，對于水中溶解氧的研究國內外已經有大量報道。Jrgensen等的研究結果顯示，氧飽和度與圓鰭魚（Cyclopterus lumpus）的生長和健康狀況呈負相關[6];在羅非魚（Oreochromis niloticus）中，低溶解氧可顯著影響羅非魚的正常生長、呼吸和腸道健康[7];在虹鱒（Oncorhynchus mykiss）中，隨著溶解氧含量的升高，蛋白酶活力、淀粉酶活力及消化吸收率出現升高的趨勢[8]。因此，養殖過程中水體中的溶解氧是決定養殖成敗的關鍵因素。隨著水產養殖技術的不斷發展和高密度養殖的不斷加強，單純的流水增氧已不能滿足養殖生產的需要。各式各樣的增氧設備不斷出現，目前最常見的增氧模式主要包括氣石增氧和水車式增氧機增氧，少量使用推流吸氣式增氧機增氧、涌浪式增氧機增氧和葉輪式增氧機增氧等[9]。為了評價工廠化養殖過程中主要增氧模式的性能優劣，本研究以流水池塘中養殖的施氏鱘為研究對象，通過比較養殖水體水質指標、施氏鱘生長和血液生理生化指標等的變化，進而比較氣石增氧和水車式增氧機增氧這2種機械增氧模式的增氧效果。

1 材料與方法

1.1 試驗用魚及條件

試驗于2013年在山東省鱘龍漁業科技開發有限公司進行，施氏鱘養殖于流水水泥池塘，所有試驗魚由同一批次的受精卵孵化而來，規格基本一致，平均初始體質量為（580.8±36.5） g。試驗池為6個正方形室外水泥池，水池規格為 10.0 m×10.0 m×1.5 m，試驗水深設置為1.0 m，每個水泥池有2個進水口，中央排污口排污。試驗用水為經曝氣后的地下水，水溫為16～19 ℃，溶解氧（DO）含量大于8.5 mg/L，pH值為7.5～8.0。

1.2 試驗設計

試驗設2種不同的增氧模式：氣石增氧（A組）和水車式增氧機增氧（B組），2種增氧模式采用相同功率（1.5 kW）。施氏鱘放養密度為10 kg/m3，每個處理設3個平行。施氏鱘在試驗前暫養7 d，不投喂飼料，之后正常投喂和測定各項指標，試驗共50 d。

1.3 飼料及日常管理

整個試驗期間根據試驗魚規格投喂寧波天邦股份有限公司生產的鱘魚配合飼料。飼料成分：粗蛋白≥42.0，粗纖維≤5.0%，粗灰分≤18.0%，水分≤12.0%，鈣≥1.5%，總磷≥1.2%，食鹽≤3.0%，賴氨酸≥2.2%。每天投喂3次，投喂時間為08：00、16：00、23：00，記錄投料、剩料及觀察攝食情況。試驗期間，在池塘入水口和出水口附近，每天采用HACH便攜式溶解氧數字化分析儀測定養殖水體的溫度、DO、pH值。每隔10 d測1次養殖水體的氨氮（NH+4-N，納氏試劑法）和化學需氧量（COD，酸性高錳酸鉀法），并對試驗魚進行采樣測量，隨機從每個池子中取100尾魚，撈出后立即將魚放入200 mg/L MS-222中快速麻醉，隨后稱量體質量，并隨機選擇10尾魚解剖后稱量肝臟質量和脾臟質量。試驗結束時，每池隨機取100尾施氏鱘測量體長和體質量，另外隨機選擇4尾施氏鱘，迅速麻醉后采集血液樣本。

1.4 生長與攝食

試驗結束時，分別測定施氏鱘體長（L）、體質量（m），并統計投餌量。相應的計算公式如下：

凈增質量=（m2-m1）/m1×100%;

特定生長率（SGR）=100（lnm2-lnm1）/（t2-t1）;

肥滿度（K）=m/L3×100%;

餌料系數=mF/（m2-m1）;

肝臟系數=mL/m;

脾臟系數=mS/m。

式中：m為體質量（g），L為體長（cm），m1、m2為時間t1、t2時的體質量（g），mF為時間t2-t1內的總投餌量，mL為肝臟質量，mS為脾臟質量。

1.5 血液生理生化指標

試驗結束時，從每個試驗池中隨機取4尾魚，撈出后立即將魚放入200 mg/L MS-222中快速麻醉，尾靜脈采血約 2 mL 放于4 ℃靜置4～8 h，3 000 r/min離心10 min，于 -20 ℃ 保存用于進行血液生化指標的測定，使用的儀器為邁瑞BS180全自動血液生化分析儀。

1.6 數據統計分析

使用SPSS統計分析軟件進行檢驗分析，P<0.05為有顯著差異。所得數據均用平均值±標準誤表示。

2 結果與分析

2.1 水質條件

由圖1-a可知，養殖過程中水體pH值為7.83～8.06，試驗30 d之前，氣石組的pH值顯著低于水車式增氧機組（P<0.05）。試驗后期，各組之間無顯著差異。水溫隨著時間的推移不斷下降，試驗前期（30 d之前）各處理組之間無顯著差異，試驗后期氣石組的溫度高于水車式增氧機組（P<0.05，圖 1-b）。在整個試驗過程中，水車式增氧機組的溶解氧顯著高于氣石組（P<0.05，圖1-c）。

由圖2可知養殖過程中養殖水體的氨氮含量和化學需氧量的變化：氨氮隨時間增加而逐漸增加，試驗40～50 d，氣石組氨氮含量顯著高于水車式增氧機組（P<0.05）。與氨氮含量變化情況相一致，化學需氧量大致隨時間變化逐漸升高，但都處在相對較低的范圍之內（最高COD出現在50 d氣石組，為2.85 mg/L）。其中，試驗40～50 d，氣石組COD顯著高于水車式增氧機組（P<0.05）。

2.2 生長和攝食

不同增氧模式下的生長和攝食情況見圖3，可以看出，在初始體質量相一致的情況下，不同充氣模式顯著影響了施氏鱘的生長情況，在試驗結束時，水車式增氧機組的體質量顯著高于氣石組（P<0.05）。其次，由表1可知，水車式增氧機組的最終體質量顯著高于氣石組（P<0.05），特定生長率和增質量率也表現出與最終體質量相似的趨勢（P<0.05），而水車式增氧機組的死亡率顯著高于氣石組（P<0.05）。肥滿度是反映魚類肥瘦程度和生長情況的指標，本研究中水車式增氧機組的肥滿度也顯著高于氣石組（P<0.05）。餌料系數在2種增氧模式間無顯著差異。

2.3 臟器系數

由圖4、圖5可知不同模式下施氏鱘脾臟系數和肝臟系數隨時間的變化。試驗初始階段，水車式增氧機組的脾臟系數顯著升高，后期逐漸下降到起始水平，而氣石組的脾臟系數維持在一個比較穩定的范圍內。肝臟系數都隨著時間的推移逐漸增加，但在試驗前期水車式增氧機組的肝臟系數增長較慢，到后期迅速增加，并且顯著高于氣石組（P<0.05）。

2.4 血液生理生化指標

由表2可知不同模式下施氏鱘血液生理生化指標的變化。水車式增氧機組尿素含量顯著高于氣石組（P<0.05），而總蛋白和血糖含量顯著低于氣石組（P<0.05）。白蛋白、甘油三酯、膽固醇和直接膽紅素含量在各組之間無顯著差異。水車式增氧機組谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）和堿性磷酸酶（ALP）活性高于氣石組，但無顯著差異。

3 討論

養殖池水的溫度變化受季節影響比較大，從試驗起始的20.3 ℃下降至結束時的9.6 ℃。在試驗過程中，2種不同的增氧模式的溶解氧雖有差異，但都維持在一個較高的水平（>6 mg/L）[10]，可以保證鱘魚的正常生長發育。試驗30 d之前，水車式增氧機組的pH值顯著高于氣石組，這與水車式增氧機組高的溶解氧水平相一致。氨、氮是反映水體污染情況的重要指標之一，能直接損害養殖動物的鰓組織，嚴重影響養殖動物的免疫、呼吸等生理代謝功能，最終抑制其生長和存活[11]。化學需氧量也是指示水體有機污染的一項重要指標，能夠反映水體的污染程度。本研究后期，水車式增氧機組氨氮含量和COD都顯著低于氣石組，表明水車式增氧機組水質污染相對較輕，更適合施氏鱘健康養殖，這可能是由于水車式增氧機水體攪動效果好，利于污染物排出。

脾臟是魚類紅細胞、淋巴細胞和粒性白細胞生產、貯存和成熟的主要場所，是魚類主要的免疫器官[12]。試驗后期脾臟系數在不同增氧模式間無顯著差異，表明不同增氧模式對脾臟未造成損傷。肝臟系數常常被用作動物能量狀態的間接指示[13]。肝臟的主要功能是消化吸收和儲存脂肪等，魚類在面對不利的環境條件時，其肝臟系數會發生變化[14]，這與本研究結果一致，即水車式增氧機組肝臟系數逐漸升高，并在試驗結束時顯著高于氣石組。這可能由于魚體內儲藏的脂肪被分解利用以抵抗不良的環境條件。肥滿度也常被用來比較魚的生長狀況，較高的肥滿度反映了魚類處于一個較好的環境條件中。本研究結果顯示，試驗結束時水車式增氧機組魚體的肥滿度顯著高于氣石組，表明試驗后期水車式增氧機組具有相對更好的生長情況。

外界環境壓力會導致魚的穩態被破壞，從而影響魚類的生長和免疫等功能，進而導致魚體發病和福利的降低[15-16]。生長指標能夠最直接地反映魚類的福利變化。本研究中在不同處理組之間魚的生長情況存在顯著差異。水車式增氧機組的最終體質量、增質量和特定生長率都顯著高于氣石充氣組。雖然2個組均顯示出較低的死亡率（<5%），但水車式增氧機組死亡率卻顯著高于氣石組，推測可能是由于水車式增氧機組造成池塘中局部缺氧所致。

血糖對于維持魚體正常活動具有重要意義，本研究中氣石組血糖顯著高于水車式增氧機組，可能是由于氣石組相對較低的溶解氧濃度導致魚體產生應激反應，而氣石組較低的總蛋白含量可能與應激狀態下施氏鱘通過增加特異性蛋白質，如溶菌酶和補體等來應對外界不良環境有關[17]。尿素含量反映的是鰓組織機能[18]，但意外的是水車式增氧機組具有更高的尿素含量，可能由于水車式增氧機增氧模式覆蓋范圍較小，引起局部缺氧，導致施氏鱘鰓組織機能下降。血清中酶的含量是反映機體代謝狀況的重要標志[19]，本研究中氣石組谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶和堿性磷酸酶活性都高于水車式增氧機組，但均無顯著差異，可能是由于在現有養殖時間范圍內，氣石組水質狀況對施氏鱘產生了一定的影響，但對機體的損傷程度不大。

總體來講，相對于氣石組，水車式增氧機組由于能夠產生更高的氧氣濃度，顯示出較高的生長性能和高福利指標。但由于水車式增氧機覆蓋范圍較小，尤其是對于底層水攪動能力有限，導致池內溶解氧分布不均，可能是導致死亡率偏高的原因。因此養殖過程中，可根據池塘大小和深度增加水車式增氧機數量，或通過2種增氧模式結合的方法提高養殖效益，降低養殖成本。

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