咸淡水集約化草魚池塘飼料投喂量與水質及浮游生物的關系

陳紅雕，趙丹丹，楊浩，顧澤茂

1.華中農業大學水產學院/湖北省水生動物病害防控工程技術研究中心，武漢 430070； 2.廣州市誠一水產養殖有限公司，廣州 511400

集約化養殖是在傳統的粗放型養殖基礎上逐步發展起來的一種高投入、高產出、高效益的養殖模式[1]。然而，隨著集約化養殖程度的提高，投餌量也隨之增加，引發的水產病害問題也因養殖環境惡化而日趨嚴重[2]。而保持良好、穩定的水環境可減少養殖魚類應激和病害[3]，降低養殖經濟損失。池塘生態系統的動態平衡是維持池塘水環境穩定的重要條件，飼料是池塘生態系統主要的能量輸入，在高密度養殖模式中，飼料對池塘生態的影響加大，且與池塘水質和浮游生物群落緊密相關[4]。養殖魚類對飼料蛋白質的利用率只有20%～25%，其余的以殘餌、糞便的形式排放到水體中，易造成水體富營養化[4]，飼料的投喂量對水體中營養鹽濃度也具有顯著的影響[5]。而集約化養殖池塘飼料投喂量更高，對池塘影響也更大，因此了解集約化池塘生態特點及其與飼料投喂量的關系對集約化池塘科學投餌和病害防控具有重要意義。

廣州市南沙區處于珠江水系虎門、蕉門、洪奇門、橫門等水道的入海口，是西江、北江、東江三江匯集之處，是廣州唯一的出海通道，處于淡水與海水的交匯區。南沙區池塘養殖品種主要以魚、蝦和蟹等經濟水產動物為主，水源來自海水與淡水交匯區的伶仃洋，鹽度在1‰～8.6‰，屬于咸淡水水體[6-7]。伶仃洋咸淡水的混合，不僅與淡水徑流及進潮量有關，也與風、浪等因素有關，同時伶仃洋特有的地理形勢也明顯地影響混合的發生和發展[6]。相比于內陸淡水池塘，廣州沿海咸淡水集約化池塘水環境和養殖模式具有特殊性，目前鮮見關于其池塘水環境特點及季節變化的相關研究報道。因此，本研究通過對廣州沿海咸淡水集約化養殖池塘定期采樣調查，了解沿海咸淡水集約化池塘水環境特點，分析飼料投喂量與池塘水質和浮游生物的關系，旨在為廣州沿海咸淡水集約化養殖池塘水質調控、科學投餌及綠色健康養殖提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗選址及池塘信息

試驗選址在廣州市誠一水產養殖有限公司南沙養殖基地(N22°36′37.96″， E113°37′16.25″)，養殖模式分為三級養殖，分別是魚苗、魚種和成魚養殖。試驗選擇3個主養草魚魚種的池塘為研究對象，池塘面積均為11 339 m2，水深2 m，鹽度1‰～5‰，每個池塘配備1臺自動投料機和6臺1.5 kW葉輪增氧機，每個池塘每年可養殖3批草魚魚種。試驗塘主養草魚(Ctenopharyngodonidellus)，并搭配鯽(Carassiusauratusauratus)、鯪(Cirrhinusmolitorella)和鳙(Hypophthalmichthysnobilis)；每批各魚類放養密度(規格)分別為3 700(100～200 g/尾)、1 000(50～100 g/尾)、1 200(10～20 g/尾)、150(250～300 g/尾)尾/667 m2。

1.2 池塘投喂計劃

池塘飼料投喂率(投喂率=飼料投喂量/池塘草魚總量×100%)主要根據水溫和草魚規格制定，相同規格的草魚在不同水溫下投喂率不同，相同的水溫但不同規格的草魚飼料投喂率也不同。3-11月投喂率數據見表1，其中8-10月是池塘投喂率最高的時期。

表1 月計劃投喂率Table 1 Monthly planned feeding rate %

1.3 池塘水樣采集

采樣時間從2017年9月至2018年9月，每個月連續采樣(除2017年12月和2018年1-2月外)，采樣頻次為1周2次，于07:00～08:30進行。采樣點為池塘四角與對角線交叉點，四角點離岸邊3 m左右，采樣深度為水面下0.5 m，3個池塘采樣方法一致，方法參照文獻[8]。

1.4 浮游生物水樣沉淀和濃縮

將本文材料與方法“1.3”采集到的1 L混合水樣放在實驗室靜置48 h后，用虹吸管吸出上清液，把水樣濃縮至30～50 mL加入樣品瓶中，稱量并記錄水樣體積，用于浮游生物定量分析。

1.5 池塘理化指標測定方法

1.6 池塘浮游生物鑒定和計數方法

1)浮游生物鑒定。浮游生物采樣、濃縮和鑒定參照文獻[8-10]等資料。

2)計數方法。密度和優勢度計算公式分別參照文獻[8]和[11]進行。

1.7 數據處理與分析

因數據量大，因此取1周2次3個試驗塘采樣數據的“平均值±標準差”做圖，使用SPSS 22.0進行斯皮爾曼(Spearman)相關和多元回歸分析，Canoco 5.0進行亢余排序(redundancy analysis，RDA)分析，用Excel 2013和GraphPad 8做圖。

2 結果與分析

2.1 飼料投喂量與池塘水質指標的關系

2017年9月至2018年9月，養殖了3批魚種，轉塘時間分別為12月4日、6月28日、8月29日，由圖1 A可知，FQ呈先上升后下降的變化趨勢，有3個投喂高峰期，分別是9-11月、4-5月和7-8月；池塘TN濃度隨著FQ的增加而增大，其中9-11月尤其明顯，TN的變化范圍為2.472～12.698 mg/L，均值為(7.079±2.004) mg/L，峰值出現在2017年11月21日(12.698 mg/L)。

池塘WT變化范圍在17.59～31.42 ℃，平均值為(26.76±4.05) ℃，在9-10月和5-9月WT比較穩定，10月中旬和11月底有2次連續降溫，3-4月WT波動較大；DO含量在6-9月較低，10月至次年5月波動較大，且不穩定，DO的變化范圍為1.46～5.54 mg/L(圖1 B)。

池塘TP濃度有3個較大峰值，分別是3月、5月和8月，TP變化范圍為0.081～1.034 mg/L，均值為(0.503±0.199) mg/L；池塘TP濃度前期隨FQ的升高而增大，后期這種關系減弱(圖1 A和圖1 E)；SAL季節變化明顯，10月至次年3月鹽度在2‰以上，其中11月最高，4-9月鹽度在2‰以下，其中7-8月鹽度最低(圖1 E)。

池塘pH值全年整體較穩定，有隨著養殖時間的增長而下降的趨勢，年平均值為7.84±0.36，分別在2018年3月7日和4月24日出現最小值(7.18)和最大值(8.27)；池塘SD值較低，基本在20 cm以下，SD值全年整體呈下降趨勢，均值為(16.00±2.99) cm(圖1 D)。

圖中豎線表示為轉塘和放苗時間。The blue vertical line in the picture represents the time of pond transfer and seedling release.圖1 FQ及各理化指標的動態變化Fig.1 Dynamic changes of FQ and various physical and chemical indicators

2.2 飼料投喂量與池塘浮游生物的關系

1)咸淡水池塘浮游植物群落結構。咸淡水池塘浮游植物監測結果見表2，試驗池塘中浮游植物共發現8門71屬149種，其中綠藻門37屬78種，藍藻門16屬34種，硅藻門5屬9種，隱藻門2屬4種，裸藻門4屬11種，甲藻門4屬9種，金藻門2屬2種，黃藻門1屬2種，種類以綠藻門和藍藻門種類為主。池塘浮游植物優勢種變化明顯(表3)，其中細浮鞘絲藻全年都有發現，且優勢度較高，是絕對優勢種；常見優勢種有細小微囊藻、近旋顫藻、球衣藻、四尾柵藻、蛋白核小球藻、梅尼小環藻和綠色裸藻等。

表2 試驗期間檢出的浮游植物種類Table 2 Phytoplankton species during the experimental period

表3 試驗塘浮游植物月度主要優勢種統計Table 3 Monthly statistics of main dominant species of phytoplankton in experimental ponds

2)咸淡水池塘浮游動物群落結構。采樣結果顯示(表4)，試驗池塘中浮游動物共發現34屬62種，其中原生動物18屬36種，輪蟲7屬16種，枝角類5屬5種，橈足類4屬5種。由表5可知，原生動物主要優勢種有綠急游蟲、卵形嗜腐蟲、褐砂殼蟲、中華擬鈴蟲等種類，輪蟲主要優勢種有廣布多肢輪蟲、小多肢輪蟲等種類，枝角類優勢種以短型裸腹溞為主，橈足類優勢種以臺灣溫劍水蚤為主；浮游動物種類主要以原生動物和輪蟲為主，枝角類和橈足類種類占比較低。

表4 試驗期間檢出的浮游動物種類Table 4 Zooplankton species detected during the experimental period

表5 試驗塘浮游動物月度主要優勢種統計Table 5 Monthly statistics of main dominant species of zooplankton in experimental ponds

3)飼料投喂量與浮游植物生物量的季節變化關系。池塘浮游植物生物量在2017年9-11月保持穩定，從2018年3月份開始上升，在5月初達到極值，且波動較大，在5-8月較高(圖2)。浮游植物生物量變化范圍為14.68～62.12 mg/L，均值為(35.15±12.66) mg/L。浮游植物生物量有隨FQ增加而增加的趨勢，但對浮游植物生物量影響有限。

圖2 飼料投喂量與浮游植物生物量的季節變化Fig.2 Seasonal changes in feed quantity and phytoplankton biomass

4)飼料投喂量與浮游動物生物量的季節變化關系。浮游動物生物量變化范圍為0.81～20.84 mg/L，平均值為(10.78±5.18) mg/L。浮游動物分別在秋季和春季有1個小高峰，生物量最大值在11月7日(20.84 mg/L)，浮游動物生物量整體波動較大。浮游動物生物量隨FQ增加而增加，在9-11月最為明顯(圖3)。

FQ與浮游植物、浮游動物、甲殼動物、輪蟲和原生動物生物量相關分析顯示，FQ與浮游動物、浮游植物和原生動物生物量呈顯著(P<0.05)正相關關系，其r值分別為0.447(P<0.01)、0.354(P<0.05)和0.525(P<0.01)；FQ與甲殼動物和輪蟲生物量與FQ無顯著相關性。

2.3 池塘飼料投喂量、水質指標及浮游生物量三者間的相關關系

表6 飼料投喂量和水質指標與浮游生物量的RDA排序軸參數值Table 6 RDA sorting axis parameter value table of feed quantity and water quality index and plankton biomass

ZPB：浮游動物生物量 Zooplankton biomass； PPB：浮游植物生物量 Phytoplankton biomass； PZB：原生動物生物量 Protozoon biomass； CB：浮游甲殼動物生物量 Crustacean biomass； RB：輪蟲生物量 Rotifer biomass.圖4 飼料投喂量、水質指標和浮游生物量的RDA三維排序圖Fig.4 RDA three-dimensional sorting chart of feed quantity, water quality indicators and plankton biomass

2.4 浮游生物量預測數據模型

表7 浮游生物量預測模型回歸系數Table 7 Regression coefficient of plankton forecast model

從表7可知，預測模型Y1對浮游植物生物量的解釋率為65.4%，且自變量影響顯著，預測模型Y1(浮游植物生物量)=16.07X4+13.60X3+11.10X2+2.22X6-2.20X5-2.06X1-51.57。預測模型Y2對浮游動物生物量的解釋率為44.8%，自變量影響顯著，預測模型Y2(浮游動物生物量)=2243.92x4+5.54x3+0.90x2+0.006x1-57.48。

3 討 論

3.1 咸淡水集約化養殖池塘生態特點

在采樣期間共發現浮游植物71屬149種，浮鞘絲藻屬是絕對優勢種，浮鞘絲藻在其他河口水域也有相關報道[15]。常見優勢種有微囊藻屬、衣藻屬和小環藻屬。另外，9-11月在池塘中發現少量海洋藻類角毛藻(Chaetoceros)，說明咸淡水池塘浮游生物群落受海水和淡水交匯的影響，且角毛藻在咸淡水環境中也可正常生活。季英杰[13]對草魚養殖池塘浮游植物群落結構研究結果顯示浮游植物主要優勢種為衣藻屬，李瑞嬌[12]對崇湖草魚養殖池塘浮游植物群落結構研究，也得出類似的結果，淡水池塘優勢種以綠藻門為主。蔡志龍等[16]對海水混養池塘浮游植物群落結構研究結果顯示，優勢種以硅藻門種類為主，其他海水養殖池塘也得出類似的結果[17]。海水養殖池塘中硅藻占優勢，淡水養殖池塘中綠藻占優勢，本研究中咸淡水養殖池塘與海水池塘和淡水養殖池塘有聯系但又有些不同，處于兩者之間，兼有淡水和海水的特性，水質的特殊性也決定了浮游植物的群落特點，優勢種以綠藻門、藍藻門和硅藻門種類為主。

浮游動物共發現34屬62種，種類以原生動物和輪蟲為主，枝角類和橈足類占比較少，田恬[7]和張念等[18]對池塘浮游動物群落結構調查也得出相同的結果。因為養殖池塘飼料投喂量多，池塘有機碎屑豐富，而小型浮游動物攝食效率更高，相對生長繁殖更快，因此，浮游動物以原生動物和輪蟲為主。

3.2 咸淡水集約化池塘飼料投喂量與水質指標的關系

3.3 咸淡水集約化池塘飼料投喂量和水質指標與浮游生物量的關系