遮光條件對水泥池養(yǎng)殖羅非魚生長及養(yǎng)殖水環(huán)境的影響

戴楊鑫，戴瑜來，王宇希，黃 輝，馮曉宇

(1.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310024；2.國家大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系杭州綜合試驗站，浙江 杭州 310024)

戴楊鑫，戴瑜來，王宇希，等.遮光條件對水泥池養(yǎng)殖羅非魚生長及養(yǎng)殖水環(huán)境的影響[J].漁業(yè)研究，2021，43(2)：160-166.

羅非魚原產(chǎn)于非洲，又名非洲鯽魚、南鯽、吳郭魚、福壽魚等，包括亞種在內(nèi)羅非魚屬有100多種，是聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)推薦的重要水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一，具有生長快、產(chǎn)量高、食性雜、疾病少、繁殖力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點[1-3]。根據(jù)全球水產(chǎn)養(yǎng)殖聯(lián)盟(GAA)公布的最新數(shù)據(jù)，2019年全球羅非魚產(chǎn)量約為650×104t，中國為世界上最大的羅非魚養(yǎng)殖和出口國，數(shù)據(jù)顯示2018年我國羅非魚產(chǎn)量達(dá)160多萬噸，而2019年產(chǎn)能進(jìn)一步增長，總產(chǎn)量超過165×104t。目前，主要養(yǎng)殖的羅非魚有羅非魚屬的齊氏羅非魚(Tilapiazillii)，帚齒羅非魚屬的莫桑比克羅非魚(Oreochromismossambicus)、尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)、奧利亞羅非魚(Oreochromisaureus)、黃邊黑羅非魚等(Sarotherodonandersonii)，雜交的奧尼羅非魚(Oreochromisaureus×O.niloticus)和紅羅非魚(Hybrid red tilapia，Oreochromismossambicus×Oreochromisniloticus)等；主要的幾種羅非魚商業(yè)化養(yǎng)殖模式有池塘養(yǎng)殖模式、網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖池養(yǎng)殖模式、循環(huán)水系統(tǒng)養(yǎng)殖模式等。

由于現(xiàn)代漁業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，室內(nèi)或半室內(nèi)的羅非魚養(yǎng)殖方式正蓬勃發(fā)展，但將原本適宜生活在室外湖泊/池塘等水體中的羅非魚移入室內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)殖，光照條件往往成為其限制因子之一[4-5]。光照對魚類的影響是動物在長期的自然進(jìn)化中對生存環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果，光線在自然界中的變化具有規(guī)律性與穩(wěn)定性，因而在魚類長期進(jìn)化的過程中，大多數(shù)品種的魚類均為適應(yīng)環(huán)境產(chǎn)生了一定的適應(yīng)與調(diào)節(jié)機(jī)制，存在最適宜的光照強(qiáng)度選擇。在水產(chǎn)養(yǎng)殖的品種選擇與開發(fā)中，光照作為一個較為復(fù)雜的生態(tài)因子在水產(chǎn)養(yǎng)殖中對養(yǎng)殖動物具有多方面的作用，光照條件直接或間接的影響?zhàn)B殖動物的攝食、生長和繁育等。目前，國內(nèi)很多學(xué)者開展了針對養(yǎng)殖魚類受光照影響的研究工作，本文以羅非魚中主養(yǎng)的吉富羅非魚(GIFTOreochromisniloticus)為研究對象，對比了遮光和自然光2種條件下羅非魚的生長及養(yǎng)殖水質(zhì)的變化情況，以期對今后進(jìn)一步開展室內(nèi)羅非魚養(yǎng)殖適宜光照條件的研究提供幫助。

1 材料與方法

1.1 實驗池搭建

養(yǎng)殖實驗池位于水產(chǎn)所魚類越冬溫室(實驗進(jìn)行時為半室內(nèi)結(jié)構(gòu))，為一組長6.2 m×寬3.0 m×高1.5 m的水泥池，每個池中均配備2個直徑為70 cm的納米底增氧盤，使用羅氏鼓風(fēng)機(jī)24 h不間斷曝氣增氧。使用13 mm厚度的紅色建筑模板對其中3個池子進(jìn)行覆蓋，用作遮光條件實驗組，僅一側(cè)留一道寬度為30 cm的通風(fēng)透光口作為投喂管理孔，其余池子為正常光照對照組(圖1)。實驗進(jìn)行時養(yǎng)殖水體保持在1.2 m水深，在整個養(yǎng)殖周期中，水泥池養(yǎng)殖系統(tǒng)只加水不換水、排水。

1.2 羅非魚養(yǎng)殖實驗

2018年5月24日，進(jìn)行羅非魚放養(yǎng)，實驗組(T)和對照組(C)均放養(yǎng)羅非魚80尾，所放養(yǎng)的羅非魚為杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院培育的經(jīng)溫室大棚越冬后的平均體質(zhì)量為(62.96±0.52)g/尾的吉富羅非魚魚種，放養(yǎng)后每天早、晚各投喂配合飼料1次，使用的飼料為浙江科盛飼料股份有限公司生產(chǎn)的混養(yǎng)魚配合飼料8006(粗蛋白含量≥28.0%)，實驗中對每個養(yǎng)殖池進(jìn)行定時、定量投喂，每日投喂量為所放養(yǎng)的羅非魚初始體質(zhì)量的10%～15%，實驗中各處理組中配合飼料的總使用量(F)均為35 000 g。

1.3 采樣與指標(biāo)測定

1.3.1 水質(zhì)指標(biāo)測定

1.3.2 養(yǎng)殖動物生長性能測定

經(jīng)過8周(t=56 d)的養(yǎng)殖實驗，2018年7月19日實驗結(jié)束，18日停食并采集最后一次水樣后開始排水，排干池水后對羅非魚進(jìn)行采樣測定，記錄每個水池中的羅非魚存活數(shù)量、總體質(zhì)量等指標(biāo)。計算成活率(SR)、增重率(WGR)、特定生長率(SGR)和飼料系數(shù)(FCR)，計算過程中，初重(Wi)、末重(Wf)、WGR及SGR均以每個光照處理組平行羅非魚產(chǎn)量總重計算，各個指標(biāo)計算方法如下：

SR/%=收獲數(shù)量/放養(yǎng)數(shù)量×100%

(1)

WGR/%=(Wf-Wi)/Wi×100%

(2)

SGR/%=(ln Wf-ln Wi)/t×100%

(3)

FCR=F/(Wf-Wi)

(4)

其中：t為養(yǎng)殖實驗總天數(shù)，F(xiàn)為實驗期間使用的飼料總量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2019 for Windows(Microsoft Office)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，利用SPSS 19.0(IBM SPSS Statistics)進(jìn)行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)采用(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)即(Mean±SD)表示。使用Student’s t檢驗進(jìn)行顯著性檢驗，取P<0.05為差異顯著性水平。用Oringinlab Origin 2019軟件進(jìn)行科學(xué)作圖。

2 結(jié)果

2.1 實驗中羅非魚生長

實驗中不同處理組羅非魚的生長狀況如表1所示，實驗組(T)中羅非魚成活率低于對照組(C)，但其末期體質(zhì)量高于對照組中所養(yǎng)羅非魚，差異不顯著(P>0.05)。而兩組中羅非魚的增重率、特定生長率和飼料系數(shù)之間的差異均不大(P>0.05)，對照組(C)略優(yōu)于實驗組(T)。

表1 實驗中羅非魚的生長狀況

2.2 實驗期間水溫和溶氧變化

整個養(yǎng)殖實驗期間羅非魚養(yǎng)殖池中的水溫和溶解氧的變化如圖2所示，隨著養(yǎng)殖周期的延長，養(yǎng)殖池中的水溫(實線表示，對應(yīng)左側(cè)主坐標(biāo)軸)呈現(xiàn)上升趨勢，但后期實驗組(T)的平均水溫均未超過30℃，低于對照組(C)，且差異具有顯著性(P<0.05)。而池中溶解氧(虛線表示，對應(yīng)右側(cè)副坐標(biāo)軸)的含量隨養(yǎng)殖周期的延長呈現(xiàn)下降趨勢，由初始的10.0 mg·L-1以上下降到10.0 mg·L-1以下，并穩(wěn)定在8.0～9.0 mg·L-1之間，但兩組間差異不顯著(P>0.05)。

注：圖中實線對應(yīng)主坐標(biāo)軸，表示水溫(℃)；虛線對應(yīng)副坐標(biāo)軸，表示溶解氧(mg·L-1)。

2.3 實驗期間水化指標(biāo)變化

實驗期間氨氮、總氮、總磷、高錳酸鉀指數(shù)和葉綠素a指標(biāo)變化情況如表2所示，各指標(biāo)隨養(yǎng)殖時間的延長均呈升高趨勢，到實驗中、后期對照組(C)水體中總氮、總磷、高錳酸鉀指數(shù)和葉綠素a指標(biāo)含量均顯著高于實驗組(T)水體(P<0.05)，但2組水體中的氨氮含量差異不顯著(P>0.05)，且實驗組(T)比對照組(C)略高。

表2 實驗期間主要水化指標(biāo)變化

實驗期間主要水化指標(biāo)平均值組間對照如圖3所示，可知實驗期間總氮、總磷、高錳酸鉀指數(shù)和葉綠素a等指標(biāo)的平均值均為對照組(C)水體高于實驗組(T)水體，而氨氮含量平均值為實驗組(T)水體略高于對照組(C)水體。其中兩組間差異又以葉綠素a含量指標(biāo)最為明顯，實驗組(T)水體比對照組(C)水體低59.06%；其次為高錳酸鉀指數(shù)，實驗組(T)水體比對照組(C)水體低33.85%；再次為總磷含量，實驗組(T)水體比對照組(C)水體低24.53%；最后為總氮含量，實驗組(T)水體比對照組(C)水體低13.31%。而氨氮含量實驗組(T)水體卻比對照組(C)水體高2.38 %。

3 討論

3.1 光照對養(yǎng)殖魚類生長指標(biāo)的影響

光照對養(yǎng)殖魚類影響因種而異，既有促進(jìn)作用也有抑制作用，某些魚類隨光照強(qiáng)度增加生長速度變慢，而也有某些魚類會隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)提高生長速度。李大鵬等[8-9]認(rèn)為光照周期在一定的照度和時間范圍內(nèi)對史氏鱘(Acipenserschrenckii)稚魚的生長沒有顯著影響，但對其體色具有一定影響，處于全黑條件下的稚魚的體色普遍變淺；相似的本實驗結(jié)果也表明光照對羅非魚的生長指標(biāo)無顯著影響，但也發(fā)現(xiàn)在遮光組和自然光組養(yǎng)殖的羅非魚體色有一定差異，遮光組的羅非魚體色偏黃而自然光組體色更加偏黑，這可能也是羅非魚對生長環(huán)境適應(yīng)的一種表現(xiàn)。樓寶等[10]認(rèn)為光照對舟山牙鲆(Paralichthysolivaceus)稚幼魚生長有顯著影響，全黑暗和全亮試驗組增長率最小；郭文學(xué)等[11]研究了光照強(qiáng)度對哲羅魚(Huchotaimen)稚魚生長的影響，存活率、體長、體質(zhì)量及特定生長率、體長生長參數(shù)均隨光照強(qiáng)度的增加而增加；葉樂等[12]研究表明克氏雙鋸魚(Amphiprionclarkii)仔魚生長速率隨光周期延長而加快；秦希獲等[13]研究表明光照對細(xì)鱗裂腹魚(Schizothoraxchongi)仔魚的生長有顯著影響，黑暗條件下的仔魚生長接近停滯。而本實驗中羅非魚的生長狀況并未與光照條件產(chǎn)生較大的關(guān)聯(lián)，遮光組和自然光組羅非魚的成活率、生長指標(biāo)、飼料系數(shù)等均無顯著差異，這可能與羅非魚的適應(yīng)性較強(qiáng)、放養(yǎng)時規(guī)格較大[14]和實驗中溶氧、食物等條件充足等因素有關(guān)。

3.2 光照對養(yǎng)殖水體物理指標(biāo)的影響

在水產(chǎn)養(yǎng)殖研究中，光照強(qiáng)度對養(yǎng)殖動物的影響主要集中在對養(yǎng)殖魚類攝食、生長及繁育的影響研究[15-20]，而光照對養(yǎng)殖水體理化指標(biāo)的影響研究報道較少。本實驗結(jié)果顯示，光照對養(yǎng)殖水體的水溫具有顯著影響，而對水中溶氧的影響較小。在自然條件下，光照是水體中能量的主要來源，光照即太陽光輻射，由于水的特殊物理性，水中太陽輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)沒有大氣中強(qiáng)烈，進(jìn)入水體后的光質(zhì)也會產(chǎn)生很大改變。浮游植物的光合作用及其產(chǎn)氧量也隨之減弱，至某一深度浮游植物光合作用產(chǎn)氧量恰好等于其呼吸作用耗氧量，即補(bǔ)償深度。本實驗中遮光組很少有光進(jìn)入水體，水體中浮游植物較少，葉綠素a含量顯著低于自然光組，但其水體溶解氧含量和自然光組水體溶解氧未有顯著差異，這可能與本實驗中使用納米底增氧盤進(jìn)行增氧，機(jī)械增氧強(qiáng)度遠(yuǎn)高于養(yǎng)殖水體中浮游植物的氧氣產(chǎn)生速率有關(guān)。在純水中，大約有53%的入射光會被轉(zhuǎn)化為熱并消失在第1米的范圍內(nèi)，且波長較長(紅色和橙色)和波長較短(紫外線和紫色)的光線比中等波長(藍(lán)色、綠色和黃色)的光線被吸收得更快。較強(qiáng)的光照條件會促使水體溫度更快升高，因而本實驗中有模板覆蓋擋光的遮光組水體的水溫顯著低于自然光組水體。

3.3 光照對養(yǎng)殖水體化學(xué)指標(biāo)的影響

本實驗研究發(fā)現(xiàn)光照條件對養(yǎng)殖水體主要化學(xué)指標(biāo)的影響具有顯著性，實驗期間總氮、總磷、高錳酸鉀指數(shù)和葉綠素a等指標(biāo)的平均值均為對照組(C)水體高于實驗組(T)水體，而氨氮卻相反，平均值為實驗組(T)水體略高于對照組(C)水體。兩組間差異又以葉綠素a含量指標(biāo)最為明顯，實驗組(T)水體比對照組(C)水體低59.06%，而氨氮含量實驗組(T)水體卻比對照組(C)水體高2.38%。在自然光照條件下，養(yǎng)殖水體中的微型生物是以浮游植物和浮游動物為主；而在遮光條件下，由于光照條件不足，水體中浮游植物的生長受到抑制，葉綠素a指標(biāo)的差異也反映了這一事實。在低光照條件下，水體中的微型生物可能變?yōu)橐约?xì)菌為主，羅國芝等[21]指出在水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中去除有毒的氮化合物一般可以通過藻類的光合作用、異養(yǎng)細(xì)菌同化和硝化細(xì)菌的化能自養(yǎng)等三種途徑。在本實驗中遮光組由于藻類的光合作用受到光照條件的抑制，且因養(yǎng)殖池上方覆蓋了模板導(dǎo)致空氣對流不足、水氣界面交換強(qiáng)度低，而產(chǎn)生了較高的氨氮積累。在目前的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)中，生物絮團(tuán)養(yǎng)殖模式可以將養(yǎng)殖環(huán)境中的浮游植物群落自養(yǎng)凈化轉(zhuǎn)變成異養(yǎng)的細(xì)菌群落凈化，而異養(yǎng)細(xì)菌具有群落穩(wěn)定、不會引起水體中pH的變化且不受光照條件的限制等優(yōu)勢，以異養(yǎng)細(xì)菌為主的生物絮團(tuán)養(yǎng)殖模式也許可以成為低光照室內(nèi)養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建的新突破口。