Ca2+、Mg2+和養殖密度對脊尾白蝦生長的影響

李光光，王 玉，段健誠，王林華，鄧高威，高 煥,2,3，張慶起，閻斌倫,2,3

( 1.江蘇海洋大學 海洋生命與水產學院，江蘇省海洋生物技術重點實驗室，江蘇 連云港 222005; 2.江蘇省海洋資源開發研究院，江蘇 連云港 222005; 3.江蘇省農業種質資源保護與利用平臺， 江蘇 南京 210014; 4.連云港贛榆佳信水產開發有限公司，江蘇 連云港 222100 )

脊尾白蝦(Exopalaemoncarinicauda)又稱小白蝦、迎春蝦和五須蝦，是我國特有的養殖經濟蝦類，其分布范圍較廣，在我國東部沿海均有分布。因其生長速度快，抗病能力強，在我國的養殖規模已經達到1×104hm2[1]，成為東部沿海咸水、半咸水池塘養殖的重要混養品種之一。隨著沿海養殖池塘受到工業化用地等因素的制約，單靠增加養殖面積來提高脊尾白蝦養殖產量已不能完成，因此探討高密度、高產出的工廠化養殖模式已經成為未來的發展趨勢。影響蝦類工廠化養殖成功率的因素很多，如溫度、鹽度、溶解氧、pH、Ca2+和Mg2+質量濃度等。不同種類的蝦對這些因素的適應性有差別，如凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)的最佳生長鹽度約為21[2]，中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)的最佳生長鹽度約為23[3]；凡納濱對蝦的最適生長溫度為30～33 ℃[4]，中國明對蝦的最佳生長溫度為29.7 ℃[5]。只有找到最適宜的工廠化養殖條件才能最大程度地提高各個養殖品種的養殖收益。

通常溫度和鹽度對蝦類的生長影響最大，但已有的研究表明，水體中的Ca2+和Mg2+含量對蝦類的生長也有一定的影響。鈣在蝦類周期性的退殼過程中至關重要[6]，而鎂對維持一些廣鹽性蝦類的滲透壓[7-8]具有重要作用，因此水中必須保證一定的Ca2+和Mg2+含量更有利于蝦類的存活和生長，如凡納濱對蝦Ca2+質量濃度100 mg/L、Mg2+質量濃度300 mg/L，ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3時，特定生長率和成活率較高[9]。但在脊尾白蝦中這些因素的水平及其搭配比例尚未明確。筆者運用正交試驗設計方法研究不同Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度組合對脊尾白蝦生長的影響以及這3種因素之間的關系，以期為完善脊尾白蝦工廠化養殖相關基礎理論知識和指導養殖實踐提供幫助。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用蝦為實驗室自繁脊尾白蝦仔蝦，體長(2.1±0.2) cm，體質量(0.175±0.065) g。試驗容器為50 cm×40 cm×30 cm的50 L水槽，鹽度22，溫度25 ℃，pH 8.0±0.2。餌料為凡納濱對蝦0號配合飼料(廣東海大集團股份有限公司)。試驗用水：無Ca2+、Mg2+海水素(青島通用海大海水素廠)，氯化鈣，氯化鎂(分析純，上海滬試實驗室器材股份有限公司)，去離子水，調配到試驗所需的鹽度和Ca2+、Mg2+質量濃度。

1.2 研究方法

1.2.1 環境因子的條件控制

試驗組1、2、3、4、5、6、7、8、9用氯化鎂和氯化鈣分別將Ca2+、Mg2+調配到試驗所需質量濃度(表1)。Ca2+、Mg2+質量濃度的測定采用EDTA滴定法(GB/T 33584.1—2017)。用加熱棒控制溫度。

1.2.2 飼養管理

每日8:00和18:00投喂凡納濱對蝦0號配合料。投餌率為體質量的3%，8：00投喂量占40%，18：00投喂量占60%。每日8：00投喂前清理殘餌并補充蒸發損失的水分。試驗周期為30 d。

1.2.3 Ca2+、Mg2+質量濃度的設定以及正交試驗設計

2018年10月31日測得連云港柘汪港區域海水Mg2+質量濃度為960 mg/L,Ca2+為320 mg/L，參考自然海水Ca2+、Mg2+含量，本試驗共設置Mg2+質量濃度、Ca2+質量濃度和養殖密度3個因素，每個因素各設3個水平，分別為：300、600、900 mg/L(Mg2+)，100、200、300 mg/L(Ca2+)，200、400、600尾/m3(養殖密度)。本試驗所用容器為50 L，故200、400、600尾/m3對應的樣本數分別為10、20、30尾，設置平行1個。

1.2.4 數據處理

觀察并記錄試驗組脊尾白蝦的活動情況，以特定生長率和成活率作為最終結果來衡量Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度對脊尾白蝦生長的影響。利用正交設計助手Ⅱ專業版軟件(V3.1專業版)進行數據分析。

式中，RSG為特定生長率(%/d)，RS為成活率(%)，mt為試驗結束時脊尾白蝦的平均體質量(g)，m0為試驗前脊尾白蝦的平均體質量(g)，nt為試驗結束時脊尾白蝦的存活數量(尾)，n0為試驗前投放脊尾白蝦數量(尾)，t為試驗周期(d)。

2 結 果

2.1 Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度對脊尾白蝦特定生長率的影響

根據正交設計表，輸入正交試驗結果，分別得出Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度對脊尾白蝦特定生長率直觀性分析(表1)和方差分析(表2)。特定生長率直觀性分析表中，極差大小說明相應因素的重要性，極差越大，說明此因素不同水平間的變動對試驗結果影響很大，是主要因素，因此影響特定生長率因素重要性順序分別為：養殖密度>Mg2+質量濃度>Ca2+質量濃度。所以，養殖密度是影響特定生長率的主要因素。由表1可見，當Mg2+質量濃度600 mg/L、Ca2+質量濃度300 mg/L、養殖密度200尾/m3時特定生長率最高。Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度對脊尾白蝦特定生長率方差分析見表2。方差分析表明，Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度各因素的各個水平間的差異均不顯著(P>0.05)。

表1 特定生長率正交直觀性分析Tab.1 The orthogonal intuitive analysis of specific growth rate

(續表1)

表2 特定生長率正交方差分析Tab.2 The orthogonal analysis of variance of specific growth rate

2.2 Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度對脊尾白蝦成活率的影響

根據正交設計表，輸入正交試驗結果，分別得出Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度對脊尾白蝦成活率直觀性分析(表3)和方差分析(表4)。同理極差值越大，表明此因素不同水平間的變動對試驗結果影響很大，是主要因素，因此影響成活率的因素重要性順序為：Mg2+質量濃度>Ca2+質量濃度>養殖密度。所以，Mg2+質量濃度是影響成活率的主要因素。由表3得知，當Mg2+質量濃度300 mg/L、Ca2+質量濃度100 mg/L、養殖密度400尾/m3時成活率最高。Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度對脊尾白蝦成活率方差分析見表4。方差分析表明，Ca2+、Mg2+質量濃度和養殖密度各因素的各個水平間的差異不顯著(P>0.05)。

表3 成活率正交直觀性分析Tab.3 The orthogonal intuitive analysis of survival rate

(續表3)

表4 成活率正交方差分析Tab.4 The orthogonal analysis of variance of survival rate

結合表2和表4得出結論：Mg2+質量濃度300 mg/L、Ca2+質量濃度為100 mg/L、密度600尾/m3是最佳組合。

3 討 論

3.1 Ca2+、Mg2+對脊尾白蝦生長和成活率的影響

Ca2+、Mg2+是構成天然水硬度的主要離子，其他多價金屬離子(Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+)在天然水體中含量較少，在構成水硬度上可以忽略不計，因此通常均以Ca2+、Mg2+含量來計算水的硬度。淡水養殖生產用水要求有一定的硬度，即要求水中要有一定量的Ca2+、Mg2+；海水養殖雖然對水硬度沒有提出要求，但是在使用地下井鹽水進行海水蝦類養殖時，必須重視水的硬度，尤其是Ca2+、Mg2+含量的比例[10]。不同物種，對Ca2+、Mg2+硬度的要求是不同的，如凡納濱對蝦在Ca2+質量濃度50～350 mg/L、Mg2+質量濃度100～900 mg/L時特定生長率和成活率較高[11]，而長毛對蝦在Ca2+質量濃度292.6 mg/L、Mg2+質量濃度877.8 mg/L時特定生長率和成活率較高[12]；同時不同物種，對Ca2+、Mg2+硬度比的要求也不同，如上所述凡納濱對蝦、長毛對蝦在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2.5～1∶3[11]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3～1∶3.15[12]時特定生長率和成活率較高。作為甲殼類生物，其甲殼的主要成分即由鈣、鎂等元素組成，而且甲殼類生物一生需要多次脫殼才能生長，每次脫殼都要損失掉很多鈣、鎂元素。如凡鈉濱對蝦鈣、鎂占蝦殼干質量的19.6%、1.05%[13]。目前，關于蝦類養殖中所需Ca2+、Mg2+質量濃度及其比例的研究已有諸多文獻報道，如黃金米蝦在Ca2+、Mg2+總質量濃度105 mg/L時特定生長率較高和成活率最大[14]，中國明對蝦生存的最佳范圍是Ca2+、Mg2+質量濃度690 mg/L[15]，而凡納濱對蝦在Ca2+質量濃度390 mg/L、Mg2+質量濃度1200 mg/L時成活率和特定生長率最高[16]；同時如上所述，黃金米蝦、中國明對蝦、凡納濱對蝦在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3[14]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3～1∶1時[15]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3.1[16]時特定生長率和成活率較高。

可見不同蝦類對Ca2+、Mg2+質量濃度及其比例要求并不相同。本試驗結果顯示，Ca2+質量濃度300 mg/L、Mg2+質量濃度600 mg/L時脊尾白蝦特定生長率最高；Ca2+質量濃度100 mg/L、Mg2+質量濃度300 mg/L脊尾白蝦成活率最高。由此可見，與上述蝦類相比，脊尾白蝦生長對Ca2+、Mg2+比例的要求更大。這可能與脊尾白蝦的生長特性有關，脊尾白蝦一生要蛻皮多次，根據養殖觀察，脊尾白蝦由仔蝦到性成熟蛻皮共15次，因此對Ca2+、Mg2+質量濃度和比例要求更高。事實上，在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2時，脊尾白蝦的特定生長率最高。這也印證了ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2是適合脊尾白蝦生長的比例。

3.2 養殖密度對脊尾白蝦生長和成活率的影響

目前已有養殖密度對蝦類生長和成活率影響的相關報道。如羅氏沼蝦成活率和增長率隨著養殖密度的增加而降低[17]。高密度養殖造成特定生長率和成活率降低，水質惡化是其中原因之一[18]，另外的原因是高密度增加了個體間的接觸打斗，爭奪空間和餌料，同時造成用于生長的能量減少[19]。本試驗結果表明，脊尾白蝦特定生長率隨著養殖密度的增加而減小，與以上研究結果相同。通過表4得知養殖密度對脊尾白蝦的成活率影響并不明顯，造成這種結果的原因可能是本試驗的養殖密度設計低于脊尾白蝦的工廠化養殖密度(900～1200尾/m3)[20]，另外可能受Ca2+、Mg2+質量濃度梯度和試驗誤差的影響。通過表2和表4分析本試驗結果，綜合考慮經濟效益和養殖空間的充分利用，建議在Mg2+質量濃度300 mg/L、Ca2+質量濃度100 mg/L、養殖密度600尾/m3的條件下養殖脊尾白蝦。

4 結 論

筆者研究了鈣、鎂離子含量和養殖密度對脊尾白蝦生長的影響，試驗結果表明，影響脊尾白蝦特定生長率因素重要性順序分別為：養殖密度>Mg2+質量濃度>Ca2+質量濃度，影響脊尾白蝦成活率的因素重要性順序為：Mg2+質量濃度>Ca2+質量濃度>養殖密度。綜合考慮經濟效益和養殖空間的充分利用，建議在Mg2+質量濃度300 mg/L、Ca2+質量濃度100 mg/L、養殖密度600尾/m3的條件下養殖脊尾白蝦。