池塘圈養密度對大口黑鱸生長性能和健康狀況的影響

張 奇 侯 杰, 楊 軍 廖偉堅 盧建超 何緒剛,

(1. 華中農業大學水產學院, 武漢 430070; 2. 長江經濟帶大宗水生生物產業綠色發展教育部工程研究中心, 武漢 430070;3. 湖北省宜昌市水產技術推廣站, 宜昌 443000)

我國是水產養殖第一大國, 其中池塘養殖是最主要的生產方式之一[1]。現在, 池塘養殖普遍采用高密度放養、大量投飼散養方式[2], 池塘營養水平已大大超出池塘自凈能力, 面臨著養殖水質劣化、病害頻發、反復用藥且用藥量與藥殘高、養殖效率低下等一系列問題[3]; 同時, 養殖池塘冬季集中干塘、外排尾水, 低溫增加了養殖尾水治理難度, 未達標的養殖尾水集中大量排放, 易引起受納水體富營養化。因此, 傳統池塘養殖模式向綠色、健康轉型升級已刻不容緩。基于“時時打掃衛生”理念創制的池塘圈養模式(以下簡稱“圈養模式”), 變池塘散養為圈養, 通過高效收集養殖廢棄物并移出池塘、資源化再利用, 實現了清水養殖, 大幅削減養殖廢棄物排放量, 提質增效顯著, 生態環保優點突出[4,5], 成為當下備受關注的新型綠色高效養殖模式; 圈養技術也被農業農村部列為2019年、2020年重大引領性技術。然而, 作為一種新生模式與技術,需要不斷熟化與完善。所以, 有必要系統、深入研究圈養模式與技術。

養殖密度是水產養殖中最重要的技術參數之一, 直接影響到養殖對象的存活、生長、健康及養殖水環境質量, 也是養殖產量和經濟效益的關鍵決定因素[6]。通常, 適度提高養殖密度可降低養殖生產成本、提高經濟效益; 但過高養殖密度反而會成為壓力源, 引起養殖水環境惡化、養殖對象出現擁擠脅迫或不良群體行為, 從而導致養殖對象生長速度減緩、健康狀況變差[7]。因此, 確定適宜養殖密度是養殖系統高效率運行的關鍵。大口黑鱸(Micropterus salmoides), 俗稱加州鱸, 是我國淡水養殖重要品種之一; 其肉質鮮美、無肌間刺、生長速度快、養殖周期短、適應性強, 深受廣大消費者和養殖者喜愛[8]。本文以大口黑鱸為圈養對象, 研究了從魚種(約9.7 g)到商品魚(約400 g以上)階段, 3種不同圈養密度對其生長、生理指標以及抗氧化性能等的影響, 以期為大口黑鱸適宜圈養密度的確定、熟化圈養相關技術等提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

大口黑鱸苗種來自湖北省枝江市一塵水產苗種廠, 健康無病, 規格整齊, 生長良好。試驗魚初始平均體重為(9.71±3.75) g, 初始平均體長為(7.66±0.98) cm。設置低密度組(LSD; 1000尾/圈, 50尾/m3)、中密度組(MSD; 2000尾/圈, 100尾/m3)和高密度組(HSD; 4000尾/圈, 200尾/m3)3個養殖密度組,每個密度組3個重復。養殖試驗從2019年5月17日開始至11月16日, 共持續180d。

1.2 圈養設施

試驗地點為華中農業大學水產學院校內基地,圈養池塘面積1.75 m×667 m, 平均水深2.0 m, 圈養桶12個(編號1—12#; 圖 1), 圈養桶上部圓柱體(直徑4.0 m, 高1.9 m)是主要養殖區域, 有效養殖水體20 m3,內設固定式防逃網和活動式捕撈網等; 通過渦輪式風機和納米微孔管進行增氧; 圈養桶下部錐形結構、尾水管道、自吸泵等構成集排污系統, 養殖廢棄物通過桶內渦流和自然沉降至錐底, 通過自吸泵抽排進入固液分離塔, 在重力作用下固液分離, 固廢被回收再利用, 上清液通過人工濕地進一步脫氮除磷后, 循環流入圈養池塘。

圖1 圈養系統布局圖Fig. 1 Stable breeding system layout

1.3 飼養管理

試驗用飼料為大口黑鱸專用商品飼料(粗蛋白≥48.00%, 粗脂肪≥6.00%, 粗纖維≤4.00%, 粗灰分≤16.00%), 每天進行2—3次投喂, 每天的投喂水平占魚體總重量的1%—3%, 每天早晚各排污一次,根據池塘水位情況, 池塘因滲漏和蒸發時, 適當補充新水, 不額外換水。每天多次巡塘, 密切觀察系統設備運行和魚體生活狀況。定期監測系統水質變化, 在試驗期間圈養桶水溫為19.00—33.90℃, 溶解氧3.32—6.51 mg/L, 透明度40.0—120.0 cm, pH為6.84—7.97, 氨氮為0.12—5.31 mg/L, 亞硝酸鹽為0.05—0.56 mg/L。

1.4 樣品采集與分析

每日記錄飼料投喂和死亡情況, 每半個月從各試驗組隨機選取50尾魚測定體重和體長等生長數據, 測定后回放; 每兩個月從各試驗組隨機選取9尾魚, 尾部靜脈取血, 分離血清。同時將每尾魚解剖,取肝臟樣品用于抗氧化指標測定。

血清生化指標在Chemix800型全自動生化分析儀(日本希森美康公司)上測定, 試劑盒購自中生北控生物技術股份有限公司。肝臟抗氧化指標采用試劑盒法測定, 試劑盒購自南京建成生物科技研究所。

1.5 計算公式

存活率(SR, %)=100×(N0-Nt)N0

特定生長率(SGR, %/d)=100×(lnM2-lnM1)/t

餌料系數(FCR)=FI/(M2-M1)

攝食率(FR, %)=100×FI/[0.5(M2+M1)×t]

式中,Nt為收獲尾數;N0為放養尾數,M1(g)為魚體最初均體重,M2(g)為魚體最終均質量,t為飼喂天數,FI(g)為尾均攝食量(濕重),Mb(g)和L(cm)分別代表每尾魚體重和體長。

1.6 數據分析

試驗統計數據用平均數±標準差(mean±SD)表示, 方差分析(One way ANOVA)采用SPSS25.0軟件完成, 通過Duncan’s多重比較來分析組間顯著差異,P＜0.05為差異顯著。

2 結果

2.1 存活率

在0—30d、90—120d兩個階段各密度組的存活率均較其他養殖階段低, 且HSD組顯著高于LSD、MSD組(P＜0.05); 其他階段各組存活率均在98%以上, 并且各組間差異不顯著(P＞0.05; 表 1)。

表1 不同密度組大口黑鱸成活率Tab. 1 Survival rates of largemouth bass in different density groups

2.2 生長情況

經180d圈養, 大口黑鱸終末體重、終末體長跟密度密切相關, 表現為隨密度升高而顯著遞減(P＜0.05), HSD組最終密度、重量和總存活率顯著高于MSD和LSD組(P＜0.05; 表 2)。LSD、MSD和HSD組最終單產依次為(352.84±32.54)、(650.17±29.77)和(1197±82.52) kg/圈(圖 2)。

圖2 不同密度圈養大口黑鱸單產Fig. 2 Yield of largemouth bass at different densities groups in stable breeding

表2 不同密度圈養大口黑鱸生長狀況Tab. 2 Growth of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.3 生長速度

總體上, 各密度組特定生長率隨養殖時間延長呈逐步下降趨勢: 0—30d階段各組特定生長率約為4.5%/d, 30—60d階段各組特定生長率為3%—3.5%/d,60d以后, 各組特定生長率從1.8%左右逐漸下降至1%/d (圖 3)。

0—30d階段, HSD組特定生長率顯著高于其余密度組(P＜0.05; 圖 3), 且體重也顯著高于LSD組(P＜0.05; 圖 4)。在規格苗種(～40 g/尾)培育階段, 較高圈養密度(不低于4000尾/圈)有助于大口黑鱸苗種的快速生長。

30—60d階段, HSD組特定生長率和體重均顯著低于LSD組(P＜0.05), 而MSD組與LSD組差異不顯著(P＞0.05; 圖 3和圖 4)。當體重達到50 g/尾時,大口黑鱸圈養密度宜下調至4000尾/圈以下但不低于2000尾/圈。

60d以后, 各密度組特定生長率差異不顯著(P＜0.05; 圖 3), 但HSD組體重在各時間節點均顯著低于其余密度組(P＜0.05); 60—105d階段, MSD組體重與LSD組差異不顯著(P＞0.05); 各密度組體重之間差異顯著(P＜0.05), 組間LSD組體重最大(圖 3)。這說明擁擠脅迫效應至養殖中后期逐漸顯現。

圖3 不同密度圈養大口黑鱸特定生長率Fig. 3 SGR of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.4 攝食和餌料轉化效率

各試驗組攝食率在整體上呈逐漸降低趨勢, 而且HSD組攝食率在大部分階段顯著降低(P＜0.05;圖 5a); 各試驗組餌料系數在整體上呈先上升后下降的趨勢(圖 5b)。0—30d階段, HSD組餌料系數顯著低于LSD、MSD組(P＜0.05); 其他階段差異不顯著(P＞0.05; 圖 5b)。

圖5 不同密度圈養大口黑鱸攝食率和餌料系數Fig. 5 Feeding ration and feed conversion ratio of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.5 血清生化指標

在60d時, 各密度組血清生化指標均沒有顯著差異(P＞0.05); 在120d時, 相比于LSD和MSD組,HSD組甘油三酯及堿性磷酸酶含量更高(P＜0.05),并且一直持續到180d; 在180d時, HSD組葡萄糖和谷丙轉氨酶也顯著高于另外兩組(P＜0.05), 而總蛋白、膽固醇和谷草轉氨酶含量在各密度組之間沒有顯著差異(P＞0.05; 表 3)。

表3 不同密度圈養大口黑鱸的血清生化指標Tab. 3 Serum biochemical indexes of largemouth bass at different densities in stable breeding

2.6 肝臟抗氧化指標

在第0至第120天時, HSD組超氧化物歧化酶活性顯著低于LSD組(P＜0.05), 其他指標在各組之間無顯著差異(P＞0.05); 在180d時, HSD組總抗氧化力、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性顯著降低(P＜0.05), 而丙二醛濃度顯著升高(P＜0.05; 圖 6)。

圖6 不同密度圈養大口黑鱸抗氧化性能Fig. 6 Antioxidant properties of largemouth bass at different densities in stable breeding

3 討論

3.1 圈養密度對大口黑鱸存活率的影響

在本試驗中, 0—30d階段、90—120d兩個階段各組存活率均較低, 這與兩次較大的死亡有關。第一次發生在進苗初期, 水溫23.3—25.2℃, 其主要原因是魚苗運輸和轉運過程中發生了較嚴重的機械損傷, 魚苗入養殖桶后受到水霉菌感染而爆發水霉病; 第二次發生在8月中下旬, 水溫31.2—32.6℃, 大大超過了大口黑鱸生長最適水溫(18—28℃), 高溫會引起大口黑鱸食欲下降、自身免疫力降低[9], 受銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌感染, 暴發爛嘴爛身病。從發病規律和特征來看, 圈養大口黑鱸有兩大技術關鍵點, 一是魚苗在運輸和投放過程中要盡量避免機械損傷; 二是高溫時期需要注重保護魚體健康, 增強魚體免疫力。另外, 先前的一些研究報道了養殖魚類存活率與密度之間呈反比關系, 如虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[10]和尼羅羅非魚(Nile tilapia)[11]在高養殖密度下存活率更低。本研究的結果與之不同, 在圈養模式下, 大口黑鱸存活率并不會因為密度升高而降低。另外, 除暴發疾病引起較大死亡外, 其他階段的存活率均在98%以上, 這也側面印證大口黑鱸可以很好適應圈養環境。

3.2 圈養密度對大口黑鱸生長的影響

魚類不同生長階段的適宜放養密度不同。0—30d階段, HSD組雖然尾數較多, 但由于魚體規格較小, 30d時的平均單產僅為1.88 kg/m3, 養殖系統實際承載量并不大。該階段HSD組體重和特定生長率顯著高于LSD組, 同時HSD組餌料系數更低。這表明, 大口黑鱸規格苗種(～40 g/尾)培育階段, 較高圈養密度(≥4000尾/圈)對其生長有利。限于本研究苗種放養規格, 小規格(＜5 g/尾)培育階段的適宜圈養密度有待進一步研究。有研究證實, 較高放養密度可增進個體間的競爭和互動性; 在較低放養密度時, 因社會互動性較弱反而引起生長減緩[13,14]。大口黑鱸集群性強, 密養時相互模仿, 有助于增進群體食欲, 進而有益于其快速生長。該現象在細鱗鮭(Brachymystax lenok)[15]和泥塘幼鯔(Chelon labrosus)[16]等魚類中也普遍存在。

30—60d階段, HSD組特定生長率和體重均顯著低于LSD組, 而MSD組與LSD組差異不顯著。60d時, LSD、MSD和HSD組的單產分別是4.64、8.84和17.80 kg/m3。因此, 下調圈養密度有助于養殖對象保持較高生長速度。

在養殖中后期(105—180d), 各密度組間體重各時間節點均差異顯著, 表現為密度越低, 體重越大; 同時特定生長率隨密度增高逐漸降低, 說明HSD組大口黑鱸在養殖中后期生長速度開始被抑制。這一結果表明, 密度制約效應在養殖中后期才逐漸顯現。類似情況在大口黑鱸池塘“跑道”養殖中也被觀察到, 如“跑道”養殖后期, 高養殖密度會降低其增重率和特定生長率[17]。大量研究也表明, 過高養殖密度會對魚類生長性能產生不利影響[18—20], 主要的影響機制可能是, 高養殖密度使魚類機體應激水平升高, 飼料攝取降低, 機體代謝成本增加[13,21,22]。在本研究中, 養殖中后期HSD組攝食率較LSD、MSD組更低, 這可能是因高密度下養殖魚類生活空間和食物爭奪壓力增大、食欲降低[23]導致的。此外, 在高密度脅迫下魚體會通過分配體內能源物質來彌補額外能量損耗[24], 而攝食量的下降會加劇這種能量損失[25], 這可能是導致本研究中大口黑鱸生長減緩的直接原因。

據本研究結果, 大口黑鱸規格苗種(～40 g/尾)培育階段, 適宜圈養密度應不低于4000尾/圈(200尾/m3);當體重達到50 g/尾時, 圈養密度宜下調, 綜合考慮生長速度和單產, 建議圈養密度下調至2000—3000尾/圈(100—150尾/m3)。

3.3 養殖密度對大口黑鱸健康狀況的影響

養殖密度是魚類重要的慢性應激源之一。機體產生一系列生理反應以適應高密度環境, 因此通過生理指標可評估不同放養密度下魚類的健康狀況[26]。在眾多生理指標中, 血清葡萄糖濃度常被用作反映魚類在應激水平[27]; 總膽固醇和甘油三酯與機體代謝和生理狀態密切相關, 反映了魚類對環境的適應性[28]; 堿性磷酸酶是機體一種重要的代謝調控酶, 與魚體的抗病能力息息相關[29]。在本研究中,各密度組間血清指標的差異主要存在于養殖中后期(120—180d), 180d時, HSD組血清葡萄糖顯著高升高, 這與雜交鱘幼魚[30]和大口黑鱸[31]的研究結果類似。密度脅迫會上調皮質醇水平, 從而促進糖異生, 加速非碳水化合物轉化葡萄糖[32]。180d時,HSD組甘油三酯的濃度顯著高于LSD、MSD組, 而總膽固醇濃度在各組間差異不顯著。這可能是在密度脅迫下, 甘油三酯被大量動員以應對額外增加的能量消耗導致的。另外, 總蛋白含量在各密度組間沒有明顯差異, 可能因為能量來源主要是脂肪,總蛋白水平則趨于穩定。本研究還發現, 180d時HSD組堿性磷酸酶活性中顯著上升, 說明高密度下機體的代謝和免疫水平增強, 這在團頭魴(Megalobrama amblycephala)的研究中也有類似現象[33]。此外, 谷草、谷丙轉氨酶活性與肝功能直接相關,通常這兩種酶活性升高表明肝臟發生病變[34], 本研究發現HSD組大口黑鱸肝臟谷草、谷丙轉氨酶活性在180d時顯著升高, 說明高養殖密度在養殖后期對大口黑鱸肝臟健康存在不利的影響。

在高密度脅迫下, 細胞內氧自由基增加, 當過量的氧自由基和抗氧化防御系統失衡, 就會產生氧化損傷[35]。總抗氧化力、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等抗氧化指標與機體對應激的代償和清除自由基的能力直接相關[36]。丙二醛是脂質過氧化氫的分解產物, 也是細胞氧化損傷的重要信號之一[37]。在養殖前期(0—120d), 超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活力和丙二醛含量在各組間無明顯差異, 表明圈養密度在養殖前期沒有造成氧化損傷; 養殖后期高養殖密度組的大口黑鱸超氧化物歧化酶、過氧化氫酶顯著降低, 同時丙二醛含量顯著升高。這說明在養殖后期高密度組大口黑鱸氧自由基合成增強,細胞損傷程度加劇, 清除自由基和抗氧化能力下降,這與在大菱鲆(Scophthalmus maximus)[37]和大西洋鮭(Salmo salar)[38]的研究中發現是一致的。

4 結論

本研究表明, 在養殖前期, 高養殖密度(4000尾/圈, 200尾/m3)對生長有利; 但隨養殖時間延長, 養殖密度不斷升高, 生長會受到抑制, 并對生理指標和抗氧化性能有一定的負面影響。以尾重9.7 g大規格苗種為養殖起點, 大口黑鱸早期階段(＜40 g/尾)圈養密度宜為4000尾/圈(200尾/m3); 養殖中后期圈養密度宜為2000—3000尾/圈(100—150尾/m3)。