李衛(wèi)林，溫 憑，羅冬蓮，楊 芳，仇登高，鄭盛華，鄭惠東

(福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013)

養(yǎng)殖業(yè)流行“養(yǎng)魚先養(yǎng)水，好水養(yǎng)好魚”的說法，保持養(yǎng)殖水質(zhì)潔凈、水體穩(wěn)定與養(yǎng)殖提質(zhì)增產(chǎn)息息相關(guān)。近年來，由集約化養(yǎng)殖引發(fā)的局部水體富營養(yǎng)化加劇[1]、赤潮頻發(fā)[2-3]、養(yǎng)殖病害增加[4]等問題逐漸引起重視。為保持海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對養(yǎng)殖水體修復(fù)研究方興未艾，并取得了長足進步；其中生態(tài)浮床技術(shù)是一種行之有效的新型生態(tài)環(huán)境修復(fù)方法，能夠滿足凈化水質(zhì)、改善景觀、收獲農(nóng)產(chǎn)品、提供生物棲息空間、消波等多種功能[5-8]，具有低成本、易操作、便管理、環(huán)保高效的特點，逐漸被養(yǎng)殖戶接受和使用。然而，由于海水鹽度高，可選用于養(yǎng)殖水體修復(fù)的浮床植物的種類少，目前研究較多的耐鹽植物有海馬齒(SesuviumportulacastrumL.)[9-13]、堿蓬(Suaedaglauca)[14-16]和北美海蓬子(Salicorniabigelovii)[17-18]；較其他兩種植物，海馬齒匍匐蔓延，生長速度快、水質(zhì)凈化效率高，更適于高密度養(yǎng)殖水體原位修復(fù)治理。

海馬齒(S.portulacastrumL.)，別名濱水菜、蟳螯菜，屬番杏科(Aizoaceae)、海馬齒屬(Sesuvium)，多年生肉質(zhì)草本植物，主要分布于熱帶和亞熱帶海岸[19]。海馬齒具有較強的耐鹽特性[11，20-22]，近些年已被廣泛地運用于近岸海域或潟湖富營養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)治理[9，23]。海馬齒具有發(fā)達根系，能夠有效移除水體中的氮磷營養(yǎng)鹽[23-26]、懸浮顆粒物[10]、重金屬[27-28]和多環(huán)芳烴[29-31]等有機物，達到凈化水質(zhì)作用，還能為水中養(yǎng)殖生物和水面上鳥類提供棲息、育幼場所，對維持水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)揮著重要作用。目前，有關(guān)海馬齒的研究側(cè)重于水質(zhì)凈化作用，對養(yǎng)殖生物生長、增產(chǎn)提效等研究少有報道?；诖耍狙芯客ㄟ^模擬海水石斑魚封閉式養(yǎng)殖系統(tǒng)，構(gòu)建海馬齒生態(tài)浮床原位修復(fù)實驗，監(jiān)測海馬齒生物量、石斑魚生長和殘餌糞便產(chǎn)出等指標，分析海馬齒生態(tài)浮床覆蓋率對石斑魚生長及養(yǎng)殖投入產(chǎn)出比的影響，探討海馬齒-石斑魚生態(tài)養(yǎng)殖最佳配比，以期為海馬齒生態(tài)浮床的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗生物

本研究選用的養(yǎng)殖生物為云龍石斑魚(Yunlong grouper，購于東山縣逸昌水產(chǎn)養(yǎng)殖公司)，是由龍膽石斑魚(Epinepheluslanceolatus，♂)和云紋石斑魚(E.moara，♀)經(jīng)人工雜交繁育的新品種(圖1左)，其全長為(13.3±1.0)cm(11.5～14.6 cm，n=30)、單尾體重21.1～45.1 g(n=30)。魚苗運回后在實驗池暫養(yǎng)一周，日常投喂沉性石斑魚配合餌料，待適應(yīng)室內(nèi)環(huán)境后開始實驗。

海馬齒來源于東山縣八尺門海域“耐鹽植物生態(tài)修復(fù)示范基地”，采用莖段移植方式[21，32]扦插種植海馬齒，具體操作方法：選取生長旺盛、長勢均勻的海馬齒作為母本，從分枝頂部摘取含3～5個節(jié)的莖段洗凈，長度為15～20 cm，摘除莖段近根部葉片形成實驗用苗株。將準備好的海馬齒苗株扦插于生態(tài)浮床上(圖1右)，株距0.10～0.15 m，種植密度64株·m-2。培育條件：水溫18～33℃、鹽度約30、pH 7.80～7.95，經(jīng)9個月時間，海馬齒株高達到21.6～41.4 cm，平均株重22.7 g，可用于本實驗(圖1)。

1.1.2 實驗設(shè)施和耗材

實驗池為圓形塑料桶(共12個)，桶口直徑0.95 m、桶高0.5 m；浮床由XPS板(聚苯乙烯材料)制作而成，厚度為35 mm，長×寬為0.5 m×0.5 m，中間均勻打孔，用于定植海馬齒；海水為廈門灣天然海水，經(jīng)砂濾后靜置沉淀3 d，使用前充分曝氣，pH 8.18、溶解氧7.28 mg·L-1、鹽度28.7。

1.2 實驗設(shè)置

如圖2所示，實驗共設(shè)置4個處理：CK、T1、T2、T3，每個處理3個平行。CK為無海馬齒生態(tài)浮床的對照組；T1浮床覆蓋15%水面積，海馬齒8株；T2浮床覆蓋率30%，海馬齒16株；T3浮床覆蓋率45%，海馬齒24株。每個桶裝海水0.28 m3，期間通過添加潔凈淡水補充蒸發(fā)損耗；石斑魚養(yǎng)殖密度為107尾·m-3(～3.5 kg·m-3)，即每桶養(yǎng)魚30尾，通過靜水充氧方式養(yǎng)殖，保證實驗水體相對穩(wěn)定，不受外界因素干擾(養(yǎng)殖系統(tǒng)如圖2所示)；每天定時投喂配合餌料，由于石斑魚不喜歡攝食靜止的餌料，因此每次投喂至魚群不再主動攝入為止，避免過度投喂徒增殘餌進而影響水質(zhì)。實驗周期為22 d，實驗期間水溫24.7～28.0℃，pH 6.0～8.0，鹽度28.6～31.5，自然光照(光照強度受玻璃屋頂而有所削弱)。

1.3 實驗指標與分析方法

每天監(jiān)測水溫、pH值、溶解氧和鹽度等理化指標；記錄各實驗池餌料投喂量、病害發(fā)生情況、石斑魚死亡數(shù)量和水質(zhì)狀況等。實驗結(jié)束后統(tǒng)計每口池的最終生物量：海馬齒株數(shù)、株高和鮮重以及石斑魚尾數(shù)、鮮重；以350目篩絹網(wǎng)收集殘餌和糞便，收集后的殘餌糞用濾紙吸干多余水分，冷凍保存用于分析干重、氮和磷含量(受條件所限，本研究未分離殘餌、糞便，將二者混合物作為整體進行分析)。統(tǒng)計實驗全過程的浮床設(shè)施、魚苗和餌料等養(yǎng)殖成本以及石斑魚產(chǎn)值。使用WTW Multi 3430 便攜式多參數(shù)測定儀測定養(yǎng)殖水質(zhì)指標；使用電子天平(精度 0.1 g和0.1 mg)測定海馬齒、石斑魚和殘餌、糞便質(zhì)量；使用刻度尺(精度0.1 cm)測定海馬齒株高和石斑魚體長；養(yǎng)殖生物存活率直接計數(shù)統(tǒng)計。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

實驗結(jié)果以平均值±標準差表示。采用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行均值分析，當(dāng)方差齊性時，采用最小顯著性差異法(LSD)進行多重比較；當(dāng)方差非齊性時，采用Tamhane’s T2非參數(shù)檢驗，設(shè)置顯著性水平為P<0.05。采用Excel 2016和Powerpoint 2016軟件作圖。

本文涉及的計算公式如下：

1)存活率：

r=(Nt/N0)×100%

(1)

式(1)中，r：養(yǎng)殖生物存活率；Nt：終末存活數(shù)；N0：初始投放數(shù)量。

2)增重率(WGR)：

WGR=(Wt-W0)/W0×100%

(2)

式(2)中，Wt：終末體重，g；W0：初始體重，g。

3)特定生長率(SGR)：

SGR=[(lnWt-lnW0)/t]×100%

(3)

式(3)中，Wt：終末體重，g；W0：初始體重，g；t：實驗天數(shù)，d。

4)餌料轉(zhuǎn)化效率：

E=(Wt+Wd-W0)/G×100%

(4)

式(4)中，E：餌料轉(zhuǎn)化率；G：投餌量，g；Wt、W0、Wd分別為實驗結(jié)束、開始和實驗期間死亡石斑魚鮮重，g。

5)產(chǎn)出-投入比：

N=IN/K

(5)

式(5)中，N：產(chǎn)出-投入比值；IN：項目期內(nèi)產(chǎn)值的總和，元；K：投資總額，元。

2 結(jié)果

2.1 不同覆蓋面積下浮床海馬齒生長情況

由圖3-a可知，經(jīng)22 d培養(yǎng)，各處理組的海馬齒長勢良好，植株存活率均超過90%，組間無差異(P>0.05)；株高較實驗初始值無明顯變化(P>0.05)，且處理組間無顯著差異(P>0.05)。海馬齒平均增重率與浮床覆蓋率成強線性關(guān)系(圖3-b)，Pearson相關(guān)系數(shù)為0.997(P=0.048)。由此可見，生態(tài)浮床系統(tǒng)內(nèi)海馬齒成活率高，植株增重率隨浮床覆蓋率增加呈上升趨勢。

2.2 生態(tài)浮床對石斑魚生長的影響

實驗前7天，各處理石斑魚生長狀態(tài)良好，死亡數(shù)較少(圖4-a)。第8天開始對照組魚苗出現(xiàn)大量死亡，存活量低于浮床處理組(P<0.05，圖4-b)；此后，各處理組的存活率隨時間呈下降趨勢，CK組較浮床處理組下降快(圖4-a)；養(yǎng)殖至第15天，CK組存活率僅為(43±37)%，而后一直維持在39%左右，而浮床處理組石斑魚存活率均大于80%。

由圖5可知，養(yǎng)殖22 d后，石斑魚增重率(WGR)和特定生長率(SGR)隨浮床覆蓋率呈上升趨勢，其中CK組石斑魚基本無增重，WGR僅為(0.12±3.36)%，顯著低于T2和T3(P<0.05)，與T1組無統(tǒng)計差異(P=0.063)，表明當(dāng)海馬齒浮床覆蓋率高于30%(T2和T3)時，能夠有效提高石斑魚養(yǎng)殖產(chǎn)量。SGR在3個浮床處理組間無顯著差異(P>0.05)，但均高于CK組(P<0.05)；CK組受CK-1實驗池石斑魚體重負增長和CK-3石斑魚死亡影響，SGR僅為(0.003 6±0.15)%，基本處于“零”增長狀態(tài)。

2.3 不同處理組的石斑魚餌料利用和殘餌糞便特征

由表1可知，浮床處理組投餌量均較CK組高(P<0.05)，且投餌量隨浮床覆蓋率呈上升趨勢(T3>T2、T1，P<0.05)。CK組餌料轉(zhuǎn)化率僅為(-2.3±14.0)%，明顯低于浮床處理組(P<0.05)，說明在無生態(tài)浮床條件下，石斑魚對餌料利用效率極低；浮床處理組間餌料轉(zhuǎn)化率無顯著差異(P>0.05)，即浮床覆蓋率大于15%(T1)，石斑魚就可實現(xiàn)較高的餌料利用效率。T3和T2處理組殘餌、糞便干重顯著高于CK和T1組(P<0.05)，而含水率則相反，這可能與CK、T1組石斑魚餌料利用率低、池底沉積物中殘餌占比高有關(guān)。

表1 浮床對石斑魚餌料利用效率和殘餌、糞便產(chǎn)量的影響Tab.1 Effect of ecological floating bed on the feed utilization and residual feed and feces of Yunlong grouper

各處理組的殘餌、糞便平均氮含量為(5.1±0.8)%(圖6)，低于實驗所用配合餌料的氮含量(6.9%，干重)；其中T3殘餌、糞便氮含量為(4.1±0.5)%，顯著低于其他處理組(P<0.05)，表明各處理組石斑魚均攝食了餌料，但存在同化效率差異，T3組石斑魚對餌料蛋白質(zhì)利用率更高，可有效降低殘餌、糞便中氮含量。總磷含量組間無顯著性差異(P>0.05)。

2.4 石斑魚養(yǎng)殖效益

石斑魚養(yǎng)殖效益是以養(yǎng)殖生產(chǎn)要素的投入產(chǎn)出比來衡量。生態(tài)浮床系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)殖生產(chǎn)要素的投入成本主要是石斑魚苗的成本，存在差異化的要素為浮床材料和餌料。產(chǎn)出則主要以魚苗的產(chǎn)值體現(xiàn)，因?qū)嶒灂r間短，魚苗無法養(yǎng)殖到成品規(guī)格，產(chǎn)值以魚苗全長和當(dāng)前市場價格進行估算，具體計算標準為：每平米浮床種植64株海馬齒，單價為55元/m2；石斑魚配合餌料16元/kg；石斑魚苗按體長規(guī)格算，購買時16元/條，每條13.3 cm，折合1.2元/cm。

養(yǎng)殖22 d后，對照組CK和浮床處理組T1、T2、T3的產(chǎn)出-投入比分別為(38.5±37.6)%、(87.9±1.7)%、(85.2±17.7)%和(96.7±2.0)%，數(shù)值均小于100%(表2)，未產(chǎn)生利潤；但以整體趨勢來看，有海馬齒生態(tài)浮床的處理組產(chǎn)出-投入比明顯高于沒有生態(tài)浮床的對照組(P<0.05)。造成產(chǎn)出-投入比值低的主要原因是養(yǎng)殖時間短，漁獲物經(jīng)濟效益低。3個浮床處理組中，覆蓋率45%的T3組產(chǎn)出-投入比值最高，但組間無顯著差異，因此浮床覆蓋率超過15%即有望獲得較好的養(yǎng)殖效益。

表2 不同處理投入產(chǎn)出情況Tab.2 The invest and produce in different treatments

3 討論

3.1 浮床覆蓋率對海馬齒生長的影響

海馬齒耐鹽堿[20-21，33]、耐高溫[33]、耐旱[33]、抗重金屬脅迫[28，34-35]，生態(tài)適應(yīng)能力強，但由于是陸生草本植物，海馬齒須借助浮床載體，避免莖葉長時間浸泡于水中。本研究海馬齒種植間距適中，植株間無遮擋，鹽度和溫度處于適宜范圍內(nèi)，各處理組的養(yǎng)殖水體N、P營養(yǎng)鹽含量充足，這些因素均不對本研究中海馬齒構(gòu)成生長限制。研究結(jié)果顯示，海馬齒生物量增重率與浮床覆蓋率呈線性正相關(guān)(圖3-b)，主要是由于石斑魚為底棲魚類，喜棲于珊瑚礁、巖礁、海草和紅樹林環(huán)境，海馬齒根系與生態(tài)浮床相結(jié)合營造出多態(tài)小生境，這些棲息場所發(fā)揮著類似珊瑚礁或海草床的生態(tài)功能供石斑魚棲息(圖7)；然而，石斑魚活動反而導(dǎo)致海馬齒根須斷裂、根毛脫落，降低植株營養(yǎng)吸收效率，影響生長；本研究各處理組的石斑魚養(yǎng)殖密度相同，隨著浮床覆蓋率增加，單位浮床面積下競爭棲息生境的石斑魚數(shù)量相對減少，海馬齒根部受損幾率下降，生長速度提高，植株增重率隨浮床覆蓋率呈上升趨勢。馮英等研究北美海蓬子生態(tài)浮床對南美白對蝦養(yǎng)殖增產(chǎn)效果時也發(fā)現(xiàn)，北美海蓬子生物量隨浮床鋪設(shè)面積增加而略有升高，但組間無顯著差異[17]，其原因在于南美白對蝦活動強度較石斑魚弱，對北美海蓬子根須影響較小。因此，在實際工作中，需充分考慮養(yǎng)殖生物對海馬齒生長的影響，綜合養(yǎng)殖生物存活率、海馬齒生物量增長率以及養(yǎng)殖成本等因素，設(shè)置合理的浮床覆蓋率。

3.2 海馬齒對石斑魚生長的影響

近年來，隨著養(yǎng)殖環(huán)保意識增強，因工廠化和池塘養(yǎng)殖屬封閉式系統(tǒng)，具有尾水排放集中、便于處理等優(yōu)勢，正逐步被推廣應(yīng)用；封閉式養(yǎng)殖水體更換周期長，而石斑魚餌料蛋白含量高，易造成水體富營養(yǎng)化，有害藻華、病害增加，進而影響石斑魚生長。目前主要通過增強魚苗種質(zhì)和改善養(yǎng)殖水質(zhì)以提高養(yǎng)殖效益。本研究所用云龍石斑魚是由龍膽石斑魚(♂)和云紋石斑魚(♀)經(jīng)人工雜交繁育的新品種，具有生長快和耐溫性廣的特點[36-37]；養(yǎng)殖密度為107尾·m-3(～3.5 kg·m-3)，與高密度網(wǎng)箱養(yǎng)殖相近，遠低于工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖[38]，即本研究養(yǎng)殖密度對石斑魚成活率和生長率影響較小。養(yǎng)殖第8天CK組出現(xiàn)石斑魚大量死亡現(xiàn)象(圖4-a)，解剖發(fā)現(xiàn)死亡原因為不攝食造成的饑餓(圖8-a)，此后發(fā)現(xiàn)少量死于弧菌性疾病(圖8-b)，這主要是隨著養(yǎng)殖進行，水質(zhì)惡化，有害病菌滋生，且殘餌、糞便在水中解體形成細顆粒狀懸浮物，導(dǎo)致水體透明度下降，石斑魚視力下降，對餌料攝入效率降低；此外，石斑魚體表黏液與懸浮物相互作用，在水中形成絮狀物進入鰓蓋，影響魚呼吸進而導(dǎo)致活動能力下降。

生態(tài)浮床對養(yǎng)殖水體原位修復(fù)作用主要由植物根系來完成(圖9)，海馬齒充分利用根毛吸附微小顆粒物、根須截留絮狀物等促沉降作用[9-10]，有效去除水體懸浮物；根通過吸收作用移除營養(yǎng)鹽[26]，緩解養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化，降低藻華風(fēng)險；此外，根際微生物能有效降解有機物[29，39-40]，達到凈化水質(zhì)，維持水體穩(wěn)態(tài)。本研究海馬齒浮床處理組的石斑魚成活率、餌料攝入量和餌料轉(zhuǎn)化率均顯著高于CK組(P<0.05，表1)，而浮床處理組間無顯著差異(P>0.05)，表明15%浮床覆蓋率就能促進石斑魚攝食效率；當(dāng)浮床覆蓋率提高至30%時，石斑魚生物量顯著提升(圖5)，即顯著提高養(yǎng)殖效果。

當(dāng)前，有關(guān)養(yǎng)殖水體原位修復(fù)研究側(cè)重于探討浮床對水質(zhì)凈化作用，而對于養(yǎng)殖生物生長影響研究少有報道。馮英等研究結(jié)果表明25%和50%面積覆蓋率的北美海蓬子浮床對對蝦有極大的增產(chǎn)作用，其中以50%覆蓋率的增產(chǎn)效果最佳[17]；黎祖福等研究表明海馬齒能夠提高黃鰭鯛、羅非魚和鯔魚肌肉營養(yǎng)價值，提升肉質(zhì)鮮美度[41]，但未涉及養(yǎng)殖生物生長情況；王進進的研究結(jié)果表明覆蓋率7.6%的海馬齒浮床可顯著提高凡納濱對蝦和卵形鯧鲹生長率和肉質(zhì)營養(yǎng)價值[25]，其中海馬齒浮床有效覆蓋率較本研究低，這主要是由于該學(xué)者所用實驗場地為大型高位養(yǎng)殖池，且魚投放密度僅為1.3尾·m-3(魚初始體長小于5 cm)，遠低于本研究的養(yǎng)殖密度，海馬齒生態(tài)浮床及水中浮游植物基本能消除由養(yǎng)殖生物引起的水質(zhì)影響。由此可見，要在高密養(yǎng)殖水體中獲得石斑魚最佳養(yǎng)殖效果，海馬齒生態(tài)浮床覆蓋率以30%為宜。

3.3 海馬齒對石斑魚養(yǎng)殖效益的影響

投入產(chǎn)出比是衡量養(yǎng)殖效益最直接、簡單的方法，本研究屬室內(nèi)模擬研究，在核算成本時只考慮魚苗、餌料和生態(tài)浮床等項目，未將養(yǎng)殖水前處理、換水能耗、尾水處理及養(yǎng)殖管理費用等實際生產(chǎn)時非差異化項目納入其中，但也能客觀地反映出不同處理組產(chǎn)出和投入情況。研究結(jié)果顯示浮床處理組的產(chǎn)出-投入比值顯著高于CK組(38.5±37.6)%，且覆蓋率僅為15%的浮床處理組產(chǎn)出-投入比值就達到(87.9±1.7)%，說明海馬齒生態(tài)浮床對石斑魚產(chǎn)值提升作用遠大于浮床投入成本。按照本研究采用的投入產(chǎn)出核算方法，所有處理組均未獲得經(jīng)濟盈利，這主要是由于養(yǎng)殖時間短，石斑魚苗未達到成品規(guī)格，只能以魚苗價格進行折算，導(dǎo)致產(chǎn)出值較低。作為生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)重要組成，海馬齒的產(chǎn)值未納入核算體系中，已有報道表明海馬齒既可以作為偶食蔬菜，還可以提取鞣酸、蛻皮激素和萜類、烯類等藥用物質(zhì)[42-44]，存在著巨大的二次開發(fā)潛力。此外，從環(huán)保和節(jié)能角度分析，生態(tài)浮床可以延長封閉養(yǎng)殖系統(tǒng)水更換周期，降低換水頻率，同時有效降低殘餌和養(yǎng)殖尾水處理成本，促使單位產(chǎn)值能耗下降，實現(xiàn)節(jié)能減排、提質(zhì)增產(chǎn)目的。

4 結(jié)論

1)海馬齒生命力頑強，不同覆蓋率浮床下，海馬齒成活率無顯著差異；植株增重率與浮床覆蓋率呈線性正相關(guān)。

2)海馬齒生態(tài)浮床覆蓋率僅為15%時，就能有效提高石斑魚成活率、特定生長率和投入產(chǎn)出比；當(dāng)覆蓋率達到30%時，石斑魚養(yǎng)殖產(chǎn)量得到顯著提升。

3)海馬齒生態(tài)浮床能有效提高石斑魚餌料攝入量和餌料轉(zhuǎn)化率，當(dāng)浮床覆蓋率超過45%時，能顯著降低殘餌、糞便N含量，提高餌料蛋白利用效率。

4)綜合分析海馬齒生長、石斑魚成活率、生長率和殘餌、糞便產(chǎn)量以及養(yǎng)殖經(jīng)濟效益等指標，要獲得石斑魚增產(chǎn)效果，海馬齒生態(tài)浮床覆蓋率以30%為宜。