黃顙魚早繁魚苗集約化養殖池塘浮游植物及水質監測

裴夢婷，鄭維友，張 恒，楊代勤，柴 毅

(1.長江大學 動物科學學院，湖北 荊州 434025；2.湖北省水產產業技術研究院，湖北 荊州 434000)

浮游植物是水域初級生產者，是水體中魚類和其他經濟動物直接或間接的餌料，也是水環境中重要的指示生物[1-2]。其種類組成、優勢種、密度或生物量以及各群落結構特征指數是多個環境因子時空作用的結果，可作為評價水環境質量狀況及其變化趨勢的重要指標[3-6]。黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco)是我國重要的經濟魚類，常見于河川支流和湖泊中，肉質細嫩，營養豐富，市場需求量較大[7-8]。黃顙魚的人工繁殖和魚苗培育等相關研究比較深入且繁育技術也趨于成熟，很多地區都已經實現規模化養殖[9-12]。但隨著池塘集約化養殖的發展，池塘生態系統被破壞、病害增多，品質下降，尤其是2齡魚病害多，成活率較低，嚴重影響其養殖的經濟效益[13-14]。黃顙魚早繁技術主要是通過對營養條件和環境因子(主要是溫度)的人工調控，使親本提前至少20 d以上達到性成熟并成功繁殖，使其產卵時間從自然條件下的5月中旬提前至4月中上旬，從而延長了當年魚苗的生長時間，規格可達100 g以上，實現當年上市，是提高經濟效益的有效措施[15]。目前，有關黃顙魚人工調控提早繁殖的相關報道較少，且早繁苗種還未實現規模化培育。為此，通過對黃顙魚早繁魚苗集約化養殖池塘浮游植物及水質進行持續性跟蹤監測，以探明水環境指標對黃顙魚早繁魚苗生長、存活以及產量的影響，為黃顙魚健康養殖及行業相關標準的制定提供基礎依據和理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 魚苗 黃顙魚早繁魚苗，2018年4月上旬在湖北省荊州市岑河特種養殖基地溫棚內人工繁殖的魚苗。體長9.1～11.6 cm，平均10.0 cm，體重14.5～17.2 g，平均16.1 g。

1.1.2 儀器 HQ40D多參數水質分析儀，哈希公司(HACH)(美國)；奧克丹W-2多參數水質分析儀，無錫奧克丹生物科技有限公司。

1.2 試驗時間及地點

野外控制試驗于2018年5-9月在湖北省水產產業技術研究院養殖基地(湖北荊州太湖農場)進行，選取3個面積相同的池塘，面積約8690 m2(長約164 m，寬約53 m)，水深2.1～2.3 m。池塘基本封閉，與外界水體自然交換少，曝氣裝置完備，養殖過程中適時打開；魚苗于5月10日放養至各池塘中，每個池塘投放約2000 kg，搭配少量的鰱苗和鳙苗(體長約3.5 cm)。

1.3 樣品采集

1.3.1 水樣 根據采樣點設置原則，每個池塘設3個平行采樣點，通過采水器(2.5 L)取水面下0.5 m處水樣，樣本充分混勻后帶回實驗室待用，測定時間為每月上旬、中旬和下旬各1次。

1.3.2 浮游植物 定性樣本使用25#浮游生物網(網目0.064 mm)進行采集，加4%甲醛固定后帶回實驗室用于種類鑒定；定量樣本使用有機玻璃采水器(1 L)在表層至0.5 m深處采集，加入15 mL魯哥氏液固定，帶回實驗室后沉淀、濃縮至30～50 mL用以定量計數。浮游植物的采樣時間與水質指標測定時間一致，采樣點為每個池塘采集3個平行樣后混合。

1.4 指標測定與計算

1.4.2 浮游植物群落的多樣性 根據公式計算浮游植物的多樣性指數(H′)及均勻度指數(J′)。

H′=-SUM(ni/N)log2(ni/N)

J′=H′/log2S

式中，N為所有物種的個體種數，S為浮游植物的物種數，ni為第i種的個體種數。參照湖泊富營養化評價標準[16]，藻類豐度大于107cells/L時為重富營養化程度，(50～500)×105cells/L時為富營養，(5～50)×105cells/L時為中營養，小于5×105cells/L時為貧營養。參照沈韞芬等[17]標準：H′為0～1為重污染，1～3為中等污染(其中1～2為α-中污，2～3為β-中污)，>3為輕微污染或無污染；J′<0.3為重污染，0.3～0.5為中等污染，>0.5為輕微污染或無污染。

1.4.3 黃顙魚生長情況 根據公式計算黃顙魚的體質量增重率(TW)和體長增長率(TL)。

TW=[(Wt-W0)/Wt]×100%

TL=[(Lt-L0)/Lt]×100%

式中，W0和Wt分布為黃顙魚初始與終末體質量(g)，L0和Lt分布為黃顙魚初始與終末體長(cm)。

1.5 數據處理

采用Excel 2010對數據進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 浮游植物的群落結構

2.1.1 種類組成 試驗共鑒定出浮游植物57種(含變種)，隸屬于藍藻門、隱藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、綠藻門和裸藻門。由圖1A可知，3個池塘中綠藻門的占比均最高，其次為藍藻門和硅藻門。其中以8月1號池塘的綠藻門占比最高，達60.47%，表明3個池塘均為綠藻型池塘。從圖1B看出，3個池塘5-9月的浮游植物的豐度值均超過5×106個，表明均處于富營養化狀態。其中，7月的2號池塘和9月的3號池塘的豐度值分別為3.98×109個和3.39×109個，處于重度富營養化狀態。

2.1.3 多樣性指數及均勻度指數 從表1可知，5月、6月、7月、8月和9月浮游植物的多樣性指數(平均)分別為1.78、1.89、1.98、1.79和2.00，均接近2，屬于α-中污水平；不同月份浮游植物的均勻度指數(平均)分別為0.75、0.79、0.79、0.84和0.84，均超過0.5，屬于輕微污染或無污染狀態。

2.2 池塘水體理化因子

圖1 不同月份池塘浮游植物的種類及豐度Fig.1 Species and abundance of phytoplankton in ponds in different months

表1 不同月份池塘浮游植物的多樣性及均勻度指數Table 1 Diversity and evenness index of phytoplankton in ponds in different months

表2 不同月份池塘水體的理化性質Table 2 Physicochemical properties of pond water in different months

注：氮磷比即總氮與總磷的比值，其范圍值或平均值均為表中數值∶1，如2.55∶1～8.91∶1，5.20∶1。
Note:The ratio of nitrogen to phosphorus is the ratio of total nitrogen to total phosphorus.The range or average value is data(in Table 1)∶1,such as 2.55∶1-8.91∶1,5.20∶1.

2.3 黃顙魚早繁魚苗的成活率及生長

試驗前黃顙魚早繁魚苗的平均體長為10.0 cm，平均體質量為16.1 g。在試驗期內，黃顙魚早繁魚苗的成活率為92.2%，試驗終末其平均體長為19.4 cm，平均體重為126.8 g，總產量約為14 000 kg。體長增長率為(48.5±2.3)%，體質量增長率為(87.1±5.2)%，總增重質量為12 000 kg。

3 結論與討論

3.1 黃顙魚早繁魚苗的生長特性及培育要點

黃顙魚早繁技術主要是通過對魚苗營養條件和環境溫度的人工調控，使其提前至少20 d以上達到性成熟并產卵，4月即可獲得批量仔苗。此時氣候不穩定，氣溫變化大，易出現驟升驟降，自然水溫較低，水體中餌料生物較少，而魚苗也正處于內源性營養或者混合營養階段，除對餌料的特殊需求外，魚苗對水溫、溶解氧和氨氮等外界條件非常敏感，極易出現大量死亡。試驗中，黃顙魚早繁魚苗的培育分為室內和室外兩個階段，4月為室內控溫階段，水溫保持在23℃左右，完成人工投餌馴化。5月中上旬轉入室外池塘，此時魚苗平均體長10.0 cm，平均體重16.1 g。與傳統黃顙魚魚苗培育技術相比，可提前20～30 d達同等規格[18-22]。出血性水腫病和紅頭病等極易在黃顙魚2齡階段出現，且發病快，死亡率高，給傳統的規模化養殖造成很大的損失[13-14,23]。該試驗中黃顙魚早繁獲魚苗不僅延長了當年生長時間，而且下塘后的抗病性、搶食能力及消化吸收等均有較強優勢，其生長迅速，成活率高，在10月初規格已達100 g以上，完全可實現當年上市，避開了2齡魚的易發病風險，有效地提高了經濟效益，為黃顙魚的產業化健康發展提供了重要的理論依據。

3.2 黃顙魚集約化養殖池塘中浮游植物的群落結構特征及其影響因素

試驗結果表明，浮游植物的種類組成以綠藻門所占比例最高(39.06%～60.47%)，其次為藍藻門(10.00%～23.94%)和硅藻門(10.67%～29.69%)，不同種類組成占比與其發揮功能呈較好的一致性，表明該水體屬于浮游植物種類組成多樣化、結構穩定性較好的綠藻型池塘。從浮游植物豐度看，豐度值超過5×106個，在水溫較高的7-8月肉眼可觀察到水華出現。監測結果發現，7月的2號池塘和9月的3號池塘豐度值分別為3.98×109個和3.39×109個，表明浮游植物數量充足，既能充分發揮水體中生產者的作用，滿足魚類的食物需求，又能充分進行光合作用，使水體溶解氧充足，保持其肥、活、嫩的特性。形成水華的種類主要是消化性較好的藍藻門中的魚腥藻屬(Anabaena)、螺旋藻屬(Spirulina)及一些小型硅藻門中的舟形藻屬、小環藻屬和脆桿藻屬等浮游植物，而難以消化利用且耗氧量較大的常見藍藻水華微囊藻屬(Microcystis)并未大量出現。表明浮游植物在養殖池塘中充分發揮了正面功能，并未因豐度較高而造成水質惡化等不良結果。浮游植物的多樣性指數(H′)和均勻度指數(J′)均可反映浮游植物群落的生物多樣性以及富營養化程度[2,4-6]。監測結果表明，H′大多為1～2，屬于α-中污水平，J′均超過0.5，屬于輕微污染或無污染狀態。通過綜合分析發現，H′和J′與浮游植物的種類組成和豐度變化等特征對水體的指示作用表現出較強的相似性和一致性。可見，黃顙魚早繁魚苗精養池塘中的浮游植物可以發揮水體中初級生產力的正面功能，符合健康養殖的標準。

試驗中，黃顙魚為主養魚，搭配有少量鰱、鳙、草魚和胭脂魚。黃顙魚為雜食性魚類，除了攝食人工配合飼料外，還可攝取浮游動物，在浮游植物-浮游動物-魚類這條食物鏈中，黃顙魚可以通過攝取浮游動物從而對其產生一定的影響作用。作為搭配養殖的鰱魚和鳙魚均為濾食性魚類，主食浮游生物，對浮游植物也有較大的影響[1,7]。該試驗認為，浮游植物群落結構特征的主要影響因素是魚類，其他人為干擾因素不明顯。浮游植物采樣時間通常是在池塘換水或用藥后1周，因此受外界因素干擾較少，可以忽略不計。

3.3 水質理化特征

池塘水體各水質指標監測結果大多處于養殖用水標準(GB11607-1989)范圍內，其中7-9月由于水溫較高，氨氮和總氮含量升高明顯，總磷整體變化不大。

除魚類的直接和間接攝食之外，水質各理化指標對浮游植物也有較明顯的影響。其中，N∶P對浮游植物的豐度、生物量以及群落結構特征均有較明顯的影響[24]。浮游植物的生長需要合適的氮磷比為16∶1，當超出該比值時，即會出現氮受限(N∶P<10∶1)或磷受限(N∶P>17∶1)[25]。而且N∶P對浮游植物的群落結構也有一定的影響，其比值較低時，即氮受限時，有助于藍藻成為優勢種。這主要是因為藍藻中具有固氮功能的種類如水華束絲藻(Aphanizomenonflosaquae)和螺旋魚腥藻(A.spiroides)等在低氮條件下會激發其固氮功能的充分發揮。當氮磷比值較高時，則有助于綠藻成為優勢種群，且生物多樣性較低[1-2,26]。與該研究中浮游植物種類及數量組成相近。從試驗監測結果看，氮磷比平均均小于10∶1，屬于氮受限狀態，從而藍藻中具有固氮功能的魚腥藻屬豐度較高，高溫時期還有水華出現，表明水質指標與浮游植物特征的一致性。