李美林黃曉林陳 琛劉偉成曾國權(quán)謝起浪

(1. 溫州醫(yī)科大學(xué), 溫州 325000; 2. 浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所, 溫州 325000)

模擬陰天對南美白對蝦養(yǎng)殖水體理化及其生長指標(biāo)的影響

李美林1,2黃曉林2陳 琛2劉偉成2曾國權(quán)2謝起浪1,2

(1. 溫州醫(yī)科大學(xué), 溫州 325000; 2. 浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所, 溫州 325000)

為探索陰天對南美白對蝦(Penaeus vannamei Boon)養(yǎng)殖水體理化及其生長指標(biāo)的影響, 實(shí)驗(yàn)采用黑色遮蔭網(wǎng)模擬陰天弱光環(huán)境對南美白對蝦進(jìn)行遮蔭實(shí)驗(yàn), 設(shè)置遮蔭組與對照組各5個平行, 實(shí)驗(yàn)周期7周。遮蔭組采用黑色遮蔭網(wǎng)交替性遮蔭, 即第1、第3、第5、第7周遮蔭, 第2、第4、第6周曝光, 對照組正常養(yǎng)殖。結(jié)果顯示: 遮蔭組與對照組的pH、DO、Chl. a、-N、NH3-N、-N、-N及-P的濃度在遮蔭處理下具有顯著性差異(P＜0.05), Chl. a、-N及P的濃度具有明顯的波動性, 表現(xiàn)為遮蔭時Chl. a的濃度極顯著降低(P＜0.01),-N、-P的濃度極顯著升高(P＜0.01); 曝光時遮蔭組Chl. a的濃度較遮蔭時升高,-N的濃度極顯著降低(P＜0.01),-P濃度的增長幅度降低, 此時遮蔭組與對照組Chl. a、-N及-P的濃度無顯著差異。-N的濃度在實(shí)驗(yàn)前5周, 遮蔭組高于對照組, 第6、7周對照組高于遮蔭組。-N濃度在整個實(shí)驗(yàn)周期中則是遮蔭組高于對照組。南美白對蝦生長指標(biāo)結(jié)果顯示: 兩個組生長指標(biāo)具有顯著性差異。研究表明: 妨害南美白對蝦生長的主要是NH3-N, 然后是-N; 藻類可間接促進(jìn)南美白對蝦生長。遮蔭處理抑制藻類吸收養(yǎng)殖水體中的有毒離子、惡化南美白對蝦的生長環(huán)境并危害對蝦的生存、生長。

交替遮蔭; 南美白對蝦; 水體理化; 生長指標(biāo)

南美白對蝦(Penaeus vannamei Boon)即凡納濱對蝦, 具有易成活、生長快、產(chǎn)量高等生長優(yōu)勢,可在大范圍鹽度水域環(huán)境中生存[1]。南美白對蝦是世界三大高產(chǎn)蝦種之一, 由中國科學(xué)院海洋研究所張偉權(quán)教授首次引進(jìn), 現(xiàn)已成為中國主要的養(yǎng)殖蝦種, 為水產(chǎn)行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益[2—4]。季節(jié)變換引起光照強(qiáng)度的變化并導(dǎo)致藻類數(shù)量發(fā)生變化,由此引起水體理化及對蝦生長的差異[5], 陰天亦導(dǎo)致光照強(qiáng)度的變化, 引起養(yǎng)殖水體中的藻類等浮游生物的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化, 形成不利于南美白對蝦生長的環(huán)境。

陰天弱光導(dǎo)致南美白對蝦出現(xiàn)嚴(yán)重減產(chǎn)甚至暴發(fā)性死亡的現(xiàn)象[6]。目前南美白對蝦養(yǎng)殖在陰天弱光防控方面的研究僅停留在對藻類變化等的定性分析與基礎(chǔ)應(yīng)對措施的改善階段[7—10], 但有關(guān)持續(xù)陰天、光照減弱等對南美白對蝦養(yǎng)殖水體中的藻類、理化因子及其生長指標(biāo)的定量相關(guān)分析國內(nèi)外尚鮮有報道。

本論文構(gòu)建對照組(CK)與遮蔭組(Tre)的養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)體系, 通過對兩個組藻類數(shù)量、氨氮等水化指標(biāo)及南美白對蝦生長指標(biāo)的檢測來定量分析持續(xù)陰天妨害南美白對蝦生長的原因, 以期為今后針對性的處理南美白對蝦養(yǎng)殖在光照不足時出現(xiàn)的減產(chǎn)或暴發(fā)性死亡提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)耗材 內(nèi)徑2 m高1 m的玻璃鋼養(yǎng)殖池、手持便攜式水質(zhì)監(jiān)測儀(德國WTW公司生產(chǎn),型號3430)等。

實(shí)驗(yàn)試劑 銨鹽標(biāo)準(zhǔn)儲備液、亞硝酸標(biāo)準(zhǔn)儲備液、硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲備液、磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲備液(國家海洋檢測中心), 鹽酸、硫酸(浙江中星化工試劑有限公司), 抗壞血酸(西隴化工股份有限公司),磺胺、鹽酸萘乙二胺、氯化鉻、鋅片、檸檬酸鈉、苯酚、次氯酸鈉、淀粉、冰醋酸、鉬酸銨、酒石酸銻鉀、丙酮、碳酸鎂(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

養(yǎng)殖管理 實(shí)驗(yàn)蝦苗選自浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所永興基地高位精養(yǎng)池2號池5—6 cm大小的南美白對蝦, 投放密度按96尾/m2。實(shí)驗(yàn)于2號池旁的空地上進(jìn)行。首次投料量按每池南美白對蝦總重的5.0%投喂, 之后通過觀察料臺內(nèi)2h后的剩料量來決定投喂量并在不同生長階段投喂相應(yīng)規(guī)格飼料。實(shí)驗(yàn)期間裝置增氧氣泵連續(xù)供氧以保證養(yǎng)殖水體中的溶氧處于對蝦安全生長水平(5—8 mg/L)。依照每周檢測出的各個水化指標(biāo)濃度進(jìn)行換水與排水的合理調(diào)整, 清潔水源為露天蓄水池中經(jīng)50 mg/L漂白粉消毒72h的砂濾海水。

實(shí)驗(yàn)處理 實(shí)驗(yàn)設(shè)計遮蔭組與對照組各5個平行。選用編織緊密無孔隙的黑色遮蔭網(wǎng)對遮蔭組南美白對蝦進(jìn)行交替性遮蔭與曝光處理。實(shí)驗(yàn)設(shè)置第1、第3、第5、第7周遮蔭, 第2、第4、第6周曝光。對照組除不做遮蔭處理外, 其余均與遮蔭組采取相同管理。實(shí)驗(yàn)期間, 使用HOBOware Pro光照測定儀(具防水功能)對遮蔭組進(jìn)行全程光強(qiáng)監(jiān)測, 設(shè)定1h監(jiān)測光強(qiáng)一次。將光照測定儀固定于養(yǎng)殖池中央上空距水面5 cm處并按實(shí)驗(yàn)開始時間啟動記錄光照強(qiáng)度, 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用HOBOware Pro光照測定儀相應(yīng)軟件導(dǎo)出光強(qiáng)數(shù)據(jù)。

樣品采集 早上8:30—9:00于養(yǎng)殖池水面曝氣處采集2 L水樣, 1 L經(jīng)孔徑為100 μm紗網(wǎng)過濾預(yù)處理用于測定營養(yǎng)鹽離子濃度, 1 L不做處理用于測定Chl. a濃度(代表藻類數(shù)量), 采樣與測定在同一天進(jìn)行, 采樣頻率為每周一次。實(shí)驗(yàn)D0 (D0代表實(shí)驗(yàn)第0天, 下同)隨機(jī)采集30只南美白對蝦進(jìn)行生長指標(biāo)測量, D49每桶隨機(jī)采集30只南美白對蝦進(jìn)行生長指標(biāo)測量。

水質(zhì)參數(shù) 溶氧(DO)、pH、水溫(T)、鹽度(Sal)4個水質(zhì)指標(biāo)用便攜式水質(zhì)監(jiān)測儀于早上6:40—7:00在養(yǎng)殖池中央部位距水面45 cm處測得。Chl. a (葉綠素a)、-N、-N、-N、-P的檢測參照海洋調(diào)查規(guī)范(GBT12763-2007)和海洋監(jiān)測規(guī)范(GB17378-2007)。NH3-N濃度由-N到NH3-N的轉(zhuǎn)換公式得出。

生長指標(biāo) 南美白對蝦成活率、增長率、單位產(chǎn)量、平均體長、平均體重、餌料系數(shù)。存活率(%)=成活數(shù)量/放苗數(shù)量×100%、增長率(%)=(收獲重量–放苗重量)/養(yǎng)殖天數(shù)×100%、單位產(chǎn)量(kg/m2)=收獲重量／放養(yǎng)面積、餌料系數(shù)=飼料總量/(收獲重量–放苗重量)。

數(shù)據(jù)分析 SPSS17.0(One-Way ANOVALSD)、Origin8.5, 以P＜0.05為差異顯著, P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果

2.1 遮蔭處理對南美白對蝦養(yǎng)殖水體水質(zhì)指標(biāo)及水化指標(biāo)的影響

圖 1所示, 兩個組的pH隨時間變化先下降后升高, 遮蔭組pH在7.74—8.24, 對照組pH在7.52—8.50。D1到D8對照組pH高于遮蔭組, D9到實(shí)驗(yàn)結(jié)束遮蔭組的pH平均高于對照組。兩個組pH具有顯著性差異(P＜0.05)。溶氧濃度隨時間變化呈上升趨勢, 遮蔭組養(yǎng)殖水體溶氧濃度在6.21—8.20 mg/L, 對照組的在6.52—8.94 mg/L。D0-D20, 遮蔭組與對照組溶氧基本一致, D21后, 遮蔭組較對照組溶氧略高。兩個組溶氧具有極顯著性差異(P＜0.01)。溫度隨時間整體降低且基本保持一致, 均處于21—29℃, 無顯著性差異。鹽度在試驗(yàn)期間均處于15‰—17‰, 有兩次大幅降低, 無顯著性差異。

整個實(shí)驗(yàn)周期中遮蔭組的Chl.a濃度低于對照組。對照組的Chl.a濃度隨時間的變化先升高再降低, 最高達(dá)0.38 μg/L, 而遮蔭組的Chl.a濃度則呈波動性變化, 最高達(dá)0.37 μg/L。遮蔭時, 遮蔭組的Chl.a濃度較對照組極顯著下降(P＜0.01); 曝光時,遮蔭組的Chl.a濃度較遮蔭時升高并與對照組Chl.a濃度無顯著差異。遮蔭組9:00—17:00光照強(qiáng)度分別為47(Day1)、3084(Day14)、23(Day21)、1750(Day28)、74(Day35)、1201(Day42)、94(Day49), 單位lx。

圖 1 遮蔭組與對照組水質(zhì)參數(shù)、Chl.a及水化濃度隨時間變化Fig. 1 Water quality parameter and the concentration of Chl. a and chemical measurements of water of shade group and control group under various time points○代表對照組, ●代表遮蔭組; *. 差異顯著(P＜ 0.05), **. 差異極顯著(P＜0.01), 下同○ control group, ● shade group; *. (P ＜ 0.05), **. (P ＜ 0.01), the same applies below

2.2 遮蔭處理對南美白對蝦生長指標(biāo)的影響

遮蔭組與對照組南美白對蝦成活率、增長率、單位產(chǎn)量、平均體重、平均體長及餌料系數(shù)的結(jié)果如表 1所示, 遮蔭處理極顯著影響南美白對蝦的增長率、單位產(chǎn)量(P＜0.01), 顯著影響南美白對蝦平均體長(P＜0.05)。故遮蔭處理降低南美白對蝦生長指標(biāo)。

2.3 遮蔭處理對吃料(FI)的影響

遮蔭組和對照組南美白對蝦吃料量在D16前保持一致, 遮蔭組在D16和D17有所減少。從D22開始, 遮蔭組吃料量持續(xù)低于對照組。遮蔭處理顯著降低了南美白對蝦的吃料量(P＜0.05, 圖 2)。

3 討論

3.1 遮蔭處理對南美白對蝦養(yǎng)殖水體藻類、水質(zhì)指標(biāo)及水化指標(biāo)的影響

藻類生長需要光照, 光照越強(qiáng), 藻類越多, Chl. a濃度越高[11—13]; 反之, 則不然。本實(shí)驗(yàn)的Chl. a濃度代表了養(yǎng)殖水體中藻類數(shù)量, 表 1和圖 1顯示了藻類數(shù)量隨著曝光的增強(qiáng)而增大, 兩者之間呈極顯著的正相關(guān)性(P＜0.01)。影響?zhàn)B殖水體中pH的主要因素是水體中CO2的溶解度。通常pH會隨光合作用的進(jìn)行而逐漸升高, 而第2周兩個組同在曝光的條件下, 遮蔭組pH高于對照組, 可能是遮蔭后的曝光刺激導(dǎo)致藻類大量生長, 因此大量藻類的光合作用降低了水體中CO2濃度。從第3周后遮蔭組pH整體高于對照組, 這應(yīng)與兩個組從第3周后吃料量發(fā)生分化有關(guān), 即遮蔭組水體有機(jī)物減少, 其分解產(chǎn)生的CO2減少[14]。實(shí)驗(yàn)中兩個組pH均呈下降趨勢的原因是養(yǎng)殖水體中南美白對蝦的新陳代謝、微生物等的次級代謝產(chǎn)物以及有機(jī)物的分解等產(chǎn)生了大量CO[15]。

2

表 1 遮蔭組和對照組南美白對蝦生長指標(biāo)比較Tab. 1 The growth index of P. vannamei

圖 2 遮蔭組和對照組南美白對蝦吃料隨時間變化Fig. 2 Food intake of the P. vannamei over time

水呼吸是水中的浮游動植物和細(xì)菌等微型生物的呼吸耗氧以及有機(jī)物在細(xì)菌作用下分解氧化耗氧。在整個實(shí)驗(yàn)周期中, 兩個組溶氧高低的區(qū)別,說明遮蔭組的養(yǎng)殖水體中水呼吸小于對照組, 其原因可能是: (1)遮蔭組中南美白對蝦的活力、存活數(shù)量均小于對照組; (2)第3周后吃料量的分化導(dǎo)致兩個組有機(jī)物含量的差異, 使得遮蔭組中的微生物數(shù)量少于對照組。

遮蔭處理沒有引起兩個組溫度和鹽度的顯著性差異, 鹽度的變化與降雨后的換水有關(guān), 劉桐令[22]的研究指出暴雨會大幅度改變溫度, 鹽度等水質(zhì)指標(biāo)。

3.2 遮蔭處理對南美白對蝦生長指標(biāo)的影響

表 2結(jié)果說明遮蔭處理顯著降低南美白對蝦的生長水平。遮蔭組的NH3-N等有毒離子的濃度高于對照組, 據(jù)報道NH3-N的脂溶性可使其迅速穿過細(xì)胞膜引起水生生物的肝、腎受損甚至死亡[23],-N則影響滲透壓、排氨等生理功能。-N可轉(zhuǎn)化為NH3-N。故遮蔭組中主要是NH3-N、-N妨害了南美白對蝦的生長。推測遮蔭處理引起水體中的-N等離子不能及時的被藻類吸收, 引起水體環(huán)境惡化, 影響南美白對蝦生長。

孫國銘等[24]認(rèn)為NH3-N和N-N對南美白對蝦的安全濃度分別為0.20和5.55 mg/L, 96h的半致死濃度分別為2.01和55.51 mg/L。如圖 1所示, 遮蔭組NH3-N及-N都有超過南美白對蝦生長的安全濃度, 對照組僅-N超過其生長的安全濃度,故遮蔭組NH3-N及-N影響了對蝦的成活率, 而對照組僅是-N影響了對蝦的成活率。Allan等[25]認(rèn)為連續(xù)3周NH3-N濃度為0.21 mg/L會導(dǎo)致對蝦生長減緩5%, 本實(shí)驗(yàn)遮蔭組NH3-N濃度較高(0.30 mg/L左右), 遮蔭組較對照組對蝦增長率減緩33.27%。遮蔭組的NH3-N濃度連續(xù)21d超過0.21 mg/L, 而對照組一直處于安全濃度內(nèi)(不超過0.13 mg/L)。在溫度一定的情況下, 養(yǎng)殖水體中-N會隨pH的升高而向NH3-N轉(zhuǎn)化, 遮蔭組的pH在實(shí)驗(yàn)期間的較長時間段高于對照組, 所以其NH3-N含量也長期高于對照組, 故NH3-N影響遮蔭組南美白對蝦的生長。Chen等[26]認(rèn)為對蝦分別暴露在-N濃度為4、8、20及2 mg/L組的環(huán)境中生長, 20d后2 mg/L組對蝦的增長較其他組有顯著優(yōu)勢, 80d后各濃度對應(yīng)的成活率分別為96.7%、86.7%、70.0%及100%。而兩個組的-N濃度有21d均超過2 mg/L。故-N影響了兩個組南美白對蝦的增長率。Garen等[5]的研究報道也證實(shí)了遮蔭處理下蝦塘中NH3-N、-N濃度顯著高于對照組, 遮蔭處理降低對蝦的成活率等生長指標(biāo)。因此遮蔭組出現(xiàn)南美白對蝦的存活率、增長率等低于對照組主要與NH3-N濃度過高有關(guān),-N也起到了一定的毒害作用。

因此在南美白對蝦養(yǎng)殖中, 光照強(qiáng)度減弱會引起藻類數(shù)量顯著減少, NH3-N濃度顯著上升導(dǎo)致南美白對蝦的生長環(huán)境惡化并顯著降低其生長水平。而光照強(qiáng)度變化所引起的水體微生物群落動態(tài)變化還有待進(jìn)一步研究。

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THE EFFECT OF SIMULATING THE CLOUDY DAY ON AQUACULTURE WATER PHYSIOCHEMICAL CHARACTERS AND GROWTH INDEX OF PENAEUS VANNAMEI

LI Mei-Lin1,2, HUANG Xiao-Lin2, CHEN Chen2, LIU Wei-Cheng2, ZENG Guo-Quan2and XIE Qi-Lang1,2
(1. Wenzhou Medical University, Wenzhou 325000, China; 2. Zhejiang Mariculture Research Institute, Wenzhou 325000, China)

To explore effects of cloudy day on growth index of Penaeus vannamei and physiochemical characters of aquaculture water, the low light environment in cloudy day was simulated by adding black shade net to P. vannamei in the 1st, 3rd, 5th, and 7thweek of the 7-week trial. The control group was exposed to daylight in the whole experimental period. The results revealed significant differences on pH, DO, Chl. a,-N,-N,-N,-N,-P between the shade group and the control group (P＜0.05). Cloudy day simulation significantly reduced Chl. a level but significantly increased the concentration of-N and-P (P＜0.01). Cloudy day simulation showed no significant change in the concentration of Chl. a,-N and-P. Cloudy day simulation increased concentration of-N in the first 5 weeks, which was reversed at the 6thand 7thweek. Cloudy day simulation also enhanced-N concentration for the whole time. These results suggest that NH3-N and-N may inhibit the growth of P. vannamei. The algae could indirectly benefit the growth of P. vannamei. Cloudy day simulation inhibited algae from absorbing the toxic ions in aquaculture waters and deteriorated the growth and survival of P. vannamei.

Alternate shading; Penaeus vannamei; Water physicochemical characters; Growth index

S966.1

A

1000-3207(2017)03-0523-07

10.7541/2017.67

2016-05-09;

2016-08-17

浙江省科技計劃項(xiàng)目(2016F50035); 國家蝦產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系溫州綜合試驗(yàn)站(CARS-47)資助 [Supported by the Zhejiang Province Science and Technology Planning Project (2016F50035); China Agriculture Rescarch System(CARS-47)]

李美林(1989—), 女, 陜西咸陽人; 碩士在讀; 研究方向?yàn)轲B(yǎng)殖水體中微生物群落的動態(tài)變化。E-mail: LiMeiLin333@163.com

謝起浪, E-mail: xie_ql2002@163.com