沼液養魚水質變化及鯽魚適應性研究

陳一良 荊丹丹 岳一瑩

摘要：通過分析沼液養魚過程中的水質變化以探究鯽魚對沼液施加的適應性。在魚缸中投加沼液喂養鯽魚并同步進行對照組試驗，考察養殖過程中主要水質指標的變化規律，測定鯽魚的生長曲線以及魚肉品質。結果表明，投加沼液的魚缸水中的氨氮、亞硝酸鹽、有機質、重金屬、無機鹽等濃度高于對照組，且隨沼液投加量的增加呈上升趨勢;沼液魚養殖過程中魚質量先下降后持續增加，增長速率與對照組魚相當;沼液魚肉的脂肪、蛋白質、氨基酸等含量與對照組相差不大，Cu、Zn、Cr、Pb等重金屬含量比對照組魚略高。研究證明，即使在高濃度的沼液環境下，鯽魚仍能保持正常生長，具有良好的適應性和耐受性，魚肉品質與對照組無明顯差異，重金屬含量未超標。

關鍵詞：沼液;綜合利用;水產養殖;水質;適應性

厭氧發酵沼氣工程產生大量沼液，沼液的處理和綜合利用已成為重要的研究課題。目前，對于沼液的利用主要有直接還田、沼液浸種、開發沼液有機肥、濃縮分離沼液中的有用物質等途徑[1]，其中沼液灌溉農田是目前較常用的利用方式，但沼液中含有的重金屬等污染物可能導致環境健康風險[2]。近年來日本、德國以及我國湖北、江蘇等地已開始探索和嘗試“豬-沼-魚”綜合利用生態模式[3-4]。沼液富含氨基酸、N、P、K等營養物質以及多種微量元素和生長因子[5-6]，用于大塘養魚能增加池塘中浮游生物量，形成促進魚類生長的食物鏈和生態系統，可減少化肥和飼料用量，降低魚病發生率[7-8]。目前，已有相關研究主要集中在沼液養魚的經濟效益以及沼液養魚技術方面[4，9]，然而沼液中含有大量有機物和Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd等重金屬元素[2，10]，進入池塘必然導致水質變化。因此，研究沼液養殖過程中的水質變化以及魚對于沼液的適應性和耐受性十分必要，具有重要的實用價值。本研究以鯽魚為例，在實驗室進行魚缸喂養試驗，一方面監測沼液施用過程中水質變化規律，同時觀測鯽魚的生長狀況，最后簡單鑒定了沼液魚的品質。需要說明的是，實驗室模擬養魚難以形成類似野外大塘養殖完整的水生生態系統，但本研究仍能為沼液用于養魚的理論研究與推廣應用提供很好的試驗基礎和科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料試劑

試驗所用沼液來自中糧肉食（江蘇）有限公司養豬糞污厭氧發酵沼氣站，主要成分及理化性質見表1。試驗所用鯽魚購于水產市場，其中用于定量研究的4尾魚規格見表2。養魚飼料為中糧肉食集團提供的魚用膨化配合飼料（通威152），試驗所用試劑藥品見表3。

1.2 儀器設備

ICP-AES儀（Optima 5300DV，美國PE公司）;紫外可見光分光光度計（T6新世紀，北京普析通用儀器有限公司）;可調式氣泵（ACO-9610，廣東海利集團）;電子天平（BS 224S，美國賽多利斯公司）;電導率儀（DDSJ-308A，上海精密科學儀器有限公司）;全自動氨基酸分析儀（S-433D，德國SYKAM）。

試驗所用為普通魚缸（長38 cm、寬26 cm、高41 cm），透明有機玻璃材質，有效水深35 cm，配有簡單的水質循環過濾系統。

1.3 試驗方法

1.3.1 養魚方案 試驗時間為2015年6月下旬至9月上旬。在實驗室陽光較充足位置并列擺放2個魚缸，每個魚缸養5尾鯽魚，其中1個魚缸（試驗組）按設定方式投加沼液進行試驗，另一魚缸（對照組）不投加沼液，其余操作及條件均相同。鯽魚先在魚缸內暫養3 d，使其適應實驗室環境，采用室內自然水溫，自然光周期。養魚水源來自城市自來水，用前充分曝氣。魚缸及時添加新鮮水以彌補采樣及蒸發損耗的水量，水位保持恒定。魚缸連續曝氣，維持水中溶解氧濃度5～8 mg/L。每天08：00—09：00投喂飼料1次（觀察鯽魚吃食，一直到鯽魚停止進食為止），傍晚撈出殘餌及魚糞便。

為考察鯽魚對沼液的適應性和耐受性，沼液采用梯度增加的方式投加：從6月24日開始至9月1日結束，每隔2～3 d 投加1次，10 d為1個梯度，每10 d后增大沼液投加量，最終所投加的沼液濃度遠大于規模化養殖實踐中的沼液投加量，具體數值見表4。與此同步，每10 d取1次水樣測定水質，用電子天平準確稱量每個魚缸其中2尾鯽魚的質量（試驗組和對照組定量試驗的鯽魚都是1大1小，具體規格見表2;其余3條鯽魚作定性觀察），并更換10 L的新鮮水。試驗結束后，分析測定鯽魚肉脂肪、蛋白質、氨基酸、重金屬等指標。

1.3.2 分析測定方法 魚缸水質需測定NH4+-N、NO2--N、COD、重金屬（Cu、Zn、Ni、Cr、Pb）、電導率等指標。NH4+-N用水楊酸分光光度法測定（HJ 536—2009），NO2--N用鹽酸萘乙二胺分光光度法測定（GB 7493—1987）;COD用重鉻酸鉀法測定（GB 11914—1989），重金屬用電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）測定;電導率用電導率儀測定。

魚品質需測定水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、氨基酸和重金屬含量，均委托南京農業大學動物科技學院測定。水分用105 ℃恒溫干燥法測定;灰分用550 ℃馬弗爐灼燒法測定;粗蛋白用凱氏定氮法測定;粗脂肪用索氏抽提法測定;氨基酸用氨基酸分析儀測定;重金屬用ICP-AES測定。

2 結果與討論

2.1 養殖過程中的水質變化

2.1.1 氨氮濃度的變化 由圖1可知，隨著飼養時間的增加，對照組魚缸氨氮濃度略微有增大，變化范圍為2.35～2.58 mg/L。試驗組魚缸氨氮濃度比對照組高，且呈上升趨勢，最高濃度達到4.18 mg/L。實驗室魚缸中難以形成大量浮游生物來利用和消耗氨氮，因而所投加沼液中的氨氮大部分累積在水中。

2.1.2 亞硝酸鹽濃度變化 亞硝酸鹽對魚有較強的毒性，是誘發魚病的重要因素之一，因此在漁業養殖中亞硝酸鹽是一個重要水質指標[11-12]。由圖2可知，試驗組和對照組魚缸水中亞硝基氮（NO2--N）濃度均有不同程度的增高。但試驗組增加更為顯著，亞硝基氮濃度最高達到1.92 mg/L。盡管魚缸維持好氧環境，但水中未形成足夠多的硝化細菌，所投加沼液中的氮素在有限時間內無法充分轉化為硝酸鹽，故亞硝酸鹽有上升趨勢[13]。

2.1.3 有機物濃度變化 COD是表征水中有機物含量的綜合性指標。由圖3可知，試驗組和對照組魚缸水COD均有上升趨勢。試驗組COD增加更快，最高達到154 mg/L，比對照組高69.8%。這說明沼液中的有機質在魚缸中未充分降解，有明顯積累，由此可推測魚缸水中未生長大量異養微生物。對照組魚缸水COD增大是由于投喂的飼料有少量溶解引起的。

2.1.4 重金屬濃度變化 對魚缸水中的Cu、Zn、Ni、Cr、Pb 5種重金屬進行監測，由表5、表6可知，試驗組各重金屬濃度均高于對照組，尤其是沼液中含量較多的Cu、Zn有明顯殘留積累，后期Cu、Zn濃度超過《漁業水質標準》（GB 11607—1989）限值。

2.1.5 電導率的變化 電導率反映了水中溶解性固體總量，通常可以表征無機鹽含量。由圖4可知，隨著投喂時間的推移，試驗組和對照組水體電導率均有不同程度增大。對照組電導率增大是由于投喂的顆粒飼料有少量鹽分溶解到水中。在養殖后期，試驗組的電導率比對照組增加更為顯著，這是因為沼液中存在較多的無機鹽，大部分殘留在魚缸水中導致電導率升高。

2.2 施加沼液對鯽魚生長的影響

鯽魚的體質量變化直接反映了其生長狀況，圖5為試驗組與對照組各2尾鯽魚養殖過程中的生長曲線。對照組的2尾鯽魚體質量呈線性增長，而試驗組1大1小2尾鯽魚的體質量變化趨勢都是隨沼液的投加先下降后上升直至穩步增長，增長曲線與對照組基本平行。試驗組鯽魚體質量最初出現下降說明鯽魚在投加了沼液的水質環境中有一個適應的過程（約20 d），影響其對飼料的攝取和利用，之后鯽魚逐漸適應能夠正常吃食，體質量穩步增長，增長速率與對照組近似。

本試驗沼液投加量較大，沼液成分在魚缸水中有累積趨勢（見“2.1”節水質監測結果），但鯽魚仍然能保持正常生長，這說明在連續投加沼液、較惡劣的水質環境下鯽魚仍具有很好的適應性和耐受性。而且沼液養魚過程中未出現鯽魚發病死亡現象，這一定程度上支持沼液能抑制和減少魚病發生的結論[14]。值得注意的是，鯽魚體質量增長速率與對照組近似而沒有高于對照組（大塘沼液養魚實踐表明沼液施用能夠節省飼料和增產[15]），這是因為在實驗室魚缸中很難形成類似大塘養殖的生態系統，沼液中的營養成分未能有效轉化為可供魚類食用的浮游生物。

2.3 鯽魚品質分析

2.3.1 水分、脂肪、蛋白質及灰分 蛋白質和脂肪的含量反映魚的營養水平，通常認為魚肉水分含量高則蛋白質、脂肪含量相對會減少，魚肉品質較差，反之蛋白質、脂肪含量高時魚肉品質好，肥嫩味美[16]。由表7可知，沼液魚與對照魚的粗蛋白含量無明顯差異，而水分、脂肪和灰分含量較對照魚略低，這表明沼液魚的營養價值沒有下降。

2.3.2 氨基酸含量 氨基酸含量是魚肉品質的重要生化指標，各種氨基酸的相對含量是影響魚風味及鮮香味的重要因素， 通常認為魚肉的鮮美味道主要由天冬氨酸、谷氨酸、丙氨

酸和甘氨酸4種氨基酸含量決定[17]。由表8可知，沼液魚與對照魚的各種氨基酸含量無明顯差異，沼液魚品質良好。

2.3.3 重金屬含量 重金屬含量是一個重要指標。由表9可知，沼液魚肉的Cu、Zn、Cr、Pb、Cd的含量均比對照魚高，但As含量較對照魚低。由此可知，沼液魚體內重金屬與沼液中含有的重金屬存在相關性。有文獻報道沼液用于土壤灌溉和施肥可能導致土壤及農作物重金屬累積和超標[18]，而從沼液養魚的試驗結果可知，沼液魚的各重金屬含量均未超過相關國家和行業標準。

3 結論

（1）魚缸投加沼液養鯽魚過程中的水質變化：氨氮、亞硝酸鹽、有機物、重金屬、無機鹽等指標均高于對照組，其濃度呈上升趨勢，在水中有一定積累。

（2）養殖過程中沼液魚的體質量呈先下降后上升，增長速率與對照魚相當;鯽魚對沼液施用存在一適應階段，即便是在高濃度的沼液環境和較惡劣的水質條件下，鯽魚仍能正常生長，表現出良好的適應性和耐受性。

（3）沼液魚的脂肪、蛋白質、氨基酸等營養指標與對照魚無明顯差異，Cu、Zn、Cr、Pb等重金屬含量略有增大，但均未超標。

（4）實驗室魚缸中難以形成類似大塘養殖的生態系統，沼液中的活性成分未充分轉化為魚類可食用的浮游生物，但是通過養殖過程中的水質變化以及魚的生長曲線，證明鯽魚對沼液的施用具有良好的適應性和耐受性，研究結果為沼液用于水產養殖的后續研究以及推廣應用提供了試驗數據和科學依據。

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