草鱼、鲢鱼和凡纳滨对虾多元化养殖系统结构优化的研究*

张振东,王 芳**,董双林,高勤峰,张美昭,宋 颀,张建东

(1.中国海洋大学,山东青岛266003;2.山东省淡水水产研究所,山东济南250117)

草鱼、鲢鱼和凡纳滨对虾多元化养殖系统结构优化的研究*

张振东1,王 芳1**,董双林1,高勤峰1,张美昭1,宋 颀1,张建东2

(1.中国海洋大学,山东青岛266003;2.山东省淡水水产研究所,山东济南250117)

采用陆基围隔实验法,开展了草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢鱼(H ypophthalmichthysmolitrix)和凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)三元混养结构优化的初步研究。实验于2009年5～10月进行,每月定期采样,分别测定了各混养系统水质和底质的变化、养殖生物的成活率和养殖产量,分析了各混养系统的饲料转化效率、氮磷利用率及产出投入比。实验结果初步表明,草鱼放养密度为0.77尾/m2时,既可以保证出池规格(>1 100 g/尾)又不影响收获产量(>8 400 kg/hm2),同时饲料转化效率(>52%)及氮磷利用率(N>30%,P>14%)也较高;鲢鱼放养密度为0.23尾/m2或0.45尾/m2,可以起到调节水质的作用;对虾放养密度越大(48.9尾/m2),底质被污染程度越小。在本实验条件下,最佳的混养模式:草鱼与鲢鱼混养比例为草鱼0.77尾/m2鲢鱼0.45尾/m2;草鱼、鲢鱼和对虾混养比例为草鱼0.77尾/m2鲢鱼0.23尾/m2凡纳滨对虾16.3尾/m2。

草鱼;鲢鱼;凡纳滨对虾;混养;结构优化

淡水池塘养殖在我国淡水养殖中占有重要的地位。尽管养殖面积和产量连年增加,但是大部分经营过于粗放,对资源环境造成了一定的影响。草鱼是我国主要淡水养殖品种之一。由于出血病、烂鳃病、赤皮病和肠炎病一直没有完全被解决,一定程度上影响了草鱼规模化养殖业的发展。近年来随着淡化养殖凡纳滨对虾技术的不断成熟,凡纳滨对虾逐渐成为我国淡水池塘调整养殖结构,优化养殖品种,提高经济效益的优良虾类品种。近几年,我国珠三角、广西、湖南和江西地区淡水养殖凡纳滨对虾已经有相当规模[1],东北地区的养殖也初见成效[2]。

多种类混养具有生态平衡、物种共生和多层次利用物质的特点,一直都是人们关注的焦点。鱼虾混养模式中鱼虾可以协同抗病,放养适当比例的滤食性鱼类可以优化水环境[3-5];虾还可以降低系统对底质的污染程度[6];而且系统中饵料利用率高、产量大、经济效益好[7-10]。研究表明不同种生物按不同的比例混养对环境、产量及收益均产生不同的影响[11-14],所以开展养殖结构优化的研究对于淡水池塘养殖业的发展具有重要的推动作用。

本实验以草鱼为主要养殖品种,搭养了鲢鱼和凡纳滨对虾,设置了不同的放养比例。通过比较不同养殖模式池塘水质、底质、养殖产量和经济效益等,初步建立草鱼为主的混养模式,以期为我国淡水池塘养殖结构的调整提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 实验池塘与围隔

实验在山东省淡水水产研究所进行。围隔建于面积0.27 hm2(90 m×30 m)、平均水深1.5 m的淡水池塘中,每个面积为64 m2(8 m×8 m),共21个围隔用于实验,围隔结构参见文献[15]。每个围隔中间设充气石4个,通过塑料管与池塘岸边1个2kW的充气泵连通,连续充气。

1.2 实验材料

实验用草鱼和鲢鱼苗由山东省淡水水产研究所提供。凡纳滨对虾淡化苗购于山东东营。

1.3 实验设计

草鱼设4个放养水平,分别为0.95、0.77、0.58、0.38尾/m2;鲢鱼设3个放养水平,分别为0.69、0.45、0.23尾/m2;凡纳滨对虾设3个放养水平,分别为48.9、32.6、16.3尾/m2,实验以0.95尾/m2单养草鱼组为对照组,每个处理3个重复。具体放养规格及情况见表1。

草鱼和鲢鱼苗于2009年5月14日放入围隔中,凡纳滨淡化虾苗暂养并进一步淡化1周后于2009年6月18日放入围隔中。收获时间为2009年10月18日。

表1 不同处理组放养情况Table 1 Stocking performance in different treatments

1.4 养殖管理

实验中投喂“海大牌”草鱼膨化配合饲料(福建省漳州市)。每天分别于08··00、10··00、13··00和16··00投喂。日投饵量为草鱼生物量的2%～3%,草鱼生物量根据每个月的采样鱼体的平均规格及草鱼的实际存活数目而确定。

温度每日09··00及16··00观测,p H(p H计)、溶解氧(YSI野外溶氧仪)、透明度(透明度盘)每周一09··00～10··00测量。整个实验期间不换水,只根据需要补充因渗漏、蒸发及采样而丢失的水。

1.5 样品的采集与测定

每个围隔设置4个采样点。每月中旬从围隔4个采样点采集表层30 cm水样5 L,混匀后用于水质分析。水体总碱度、总硬度、COD、总氨氮、硝酸氮、亚硝酸氮、磷酸跟离子、总氮、总磷均按海洋调查规范[16]中的方法测定;Chl a采用丙酮萃取法测定[17]。另外,采集底泥上层5 cm泥样,混匀、60℃烘干、粉碎研磨、经100目筛绢过滤后用元素分析仪(Vario ELⅢ德国)测定TC和TN。TP的测定方法参见文献[18]。

放养和收获时,记录每个围隔各种生物的数量、规格、总质量;另外取生物样本测定TC、TN和TP(方法同上)。

1.6 数据计算与分析处理

成活率=收获数/放养数×100%;

相对增质量倍数=(收获个体平均体质量-放养个体平均体质量)/放养个体平均体质量;

饲料转化效率=草鱼净收获量/投喂饲料质量×100%;

N或P利用率=养殖生物净产量的N或P含量/施入的N或P总量×100%[19];

底泥N、P综合相对污染指数A=C/4.2×10-7C为2种污染物的实测浓度值的乘积[6]。

使用软件SPSS15.0对所得数据进行分析。进行方差分析(ANOVA)和Duncan检验,以P<0.05作为差异显著性水平。

2 结果

2.1 养殖期间的水质变化

整个养殖过程中水温变化范围为17～34℃,平均水温26℃;水体pH值变化范围为7.00～8.42(见表2),p H值在5月中旬、6月初和7月中旬分别出现3次下降。水体溶解氧变化范围为2.38～10.71 mg/L,随着养殖时间的延长,水体溶解氧含量逐渐下降,养殖结束时各组水体溶解氧值显著低于初始值。水体透明度G和GL组显著低于GS、GSL 2、GSL 3和GSL 4组。水体总氨氮含量GSL 3组显著高于GL组,其它组间差异不显著,GSL 3组结束值显著高于初始值。水体总碱度、总硬度、硝酸氮含量、亚硝酸氮含量、磷酸根离子含量各组间差异不显著。水体Chl a含量G和GL组显著高于GSL 3和GSL4组,其它组间差异不显著,G和GL组结束值显著高于初始值。

2.2 养殖期间的底质变化

养殖过程中随着月份的增加各组底泥中总碳、总氮和总磷含量逐渐积累(见图1),各组结束值显著高于初始值。养殖结束时,底泥总碳含量GSL 2、GSL 4

表2 养殖过程中的水质参数Table 2 Water quality parameters during the cultivation period

图1 养殖过程中底泥总碳、总氮和总磷含量变化Fig.1 Variation in total carbon(TC),total nitrogen(TN)and total phosphorus(TP)in sediments during the cultivation period

表3 底泥N、P综合相对污染指数、饲料转化效率及产出投入比Table 3 TC/TN,N and Psynthetical relative pollution index in sediments,feed conversion efficiency and output-input ratio

2.3 收获情况

收获时,草鱼平均体重、成活率、相对增重率各组间差异均不显著,但是GSL2组草鱼成活率最低(88.3%)。草鱼产量GSL2和GSL4组显著低于G、GS和GSL1组,GSL3组显著低于G组,GL组与其它组间差异不显著(见表4)。鲢鱼成活率较高(93.2%～100.0%),成活率和相对增重率各组间差异不显著;平均体质量GSL1和GSL2组显著高于GSL3和GSL4组,GS组和其它组间差异不显著。鲢鱼产量GS组显著高于GSL1、GSL2组,显著低于GSL3组,与GSL4组差异不显著。凡纳滨对虾成活率最低(8.9%～21.4%),GSL4组显著高于其它组,GL组显著低于GSL2和GSL4组。对虾产量GSL2和GSL4组显著高于其它组。总产量GS组显著高于GL和GSL2组,其它组间差异不显著(见图2)。

表4 养殖结束时的收获情况Table 4 Harvest performance after cultivation

图2 养殖结束时的总产量Fig.2 Gross yield after cultivation

2.4 氮磷利用率和产出投入比

养殖结束后养殖生物的氮利用率,GSL3显著高于G、GL和GSL 2组,GL组显著低于GS、GSL1、GSL3和GSL 4组,其它组间差异不显著(见图3)。养殖结束后养殖生物的磷利用率GSL 3组显著高于GSL2组,其它各组间差异不显著。饲料转化效率GS组显著高于GSL2组,其它组间差异不显著。投入产出比,各组间差异不显著;GS组最大,GL和GSL 2组值小于1(见表3)。

图3 氮磷利用率Fig.3 U tilization ratio of N and P

3 讨论

3.1 养殖期间的水质分析

本实验混养系统中的生物在生态位上互补,减少了对空间资源和溶解氧的直接竞争;加上鲢鱼滤食小型浮游植物[20],虾摄食有机碎屑,使整个养殖过程中大部分水质指标都适合淡水池塘理科鱼类养殖[21-22]。水体总碱度和总硬度与养殖使用的淡水资源(地下水)相关,3次p H值显著下降可以归因于降雨。而随生物量的增多,围隔内壁附着好氧生物的增多及残饵碎屑在水中被氧化分解消耗大量氧气,是导致养殖过程中水体溶解氧呈下降趋势的主要原因。另外实验中GSL3组较高的总氨氮值几乎超过淡水鱼类可以忍受的5 mg/L的水平[23],这可能与放养密度较大有关。本实验中各组鱼类成活率虽未表现出显著性差异但是导致高低不同的原因可能与溶解氧水平及氨氮值有关系。当环境中的溶解氧较低或者氨氮值较高时,鱼类可能会因自身免疫力降低而发生病害,这一点在个体之间可能也存在一定的差异性。

胡辉等曾报道用叶绿素a的含量来预报赤潮或水华,指出1992年湖北汉江下游发生水华时的Chl a浓度高达4 500μg/L[24]。本实验中G和GL组无鲢鱼对水质的调控作用在养殖过程中藻类增长速度快,导致Chl a浓度最高达到352μg/L,超出湖泊Chl a年均值范围0.7～240μg/L[25],这也可以表明鲢鱼在混养中的重要作用。

3.2 养殖期间的底质分析

底泥是鱼塘物质和能量的仓库,通过滞留水体中的磷或自身释磷的不同趋向来影响水体的营养程度和生产力[26]。本实验对TC、TN、TP及TC/TN的研究结果与Green[27]、刘国才[28]、周演根[7]的研究结果一致。证实了养鱼池塘表层5cm底质中TC、TN、TP会逐渐积累,且TC的积累速度可能慢于TN的积累速度。此外,据蔡金傍等[29]报道TC/TN>14表明主要的沉降是由于外源性物质造成的,由于本实验严格控制了投饵量,所以造成TC/TN>14的原因可能是所选用的养殖池塘以前是育苗塘,淤泥积累过多,清塘不彻底。

养殖过程中残饵、生物排泄物、浮游动植物残体等经沉积作用而逐渐富集于底泥,最终造成底泥受到严重污染。本实验通过对底泥N、P综合相对污染指数的研究发现,放虾组均低于不放虾组,且当虾苗放养密度为48.9尾/m2时效果显著。可能的原因一方面是凡纳滨对虾摄食水体或底泥中的有机碎屑,加速系统中有机物质的代谢及转化过程;另一方面对虾对底质的扰动作用通常可强化底泥中有机物质的再悬浮,从而减少其在底泥中的积累。

3.3 凡纳滨对虾成活率分析

本实验中凡纳滨对虾成活率(8.9%～21.4%)低的主要原因可能有以下几点:1)购买的虾苗(1 cm)体质弱,入池正值雨季,由于不适应环境的突变而死亡;2)本实验并未对对虾进行专门投喂,其食物来源是否丰富到足以满足其种群需要,不致使其种内竞争尚需深入研究;3)虾作为配养种,放养规格太小(1 cm),在生长初期很难逃脱鱼类的捕食。因此优化养鱼为主的鱼虾混养模式,有效提高对虾的成活率是1个待解决的关键问题。拟解决的措施:放养体质强、规格较大(2 cm以上)的虾苗或者小虾苗单独圈养到一定规格后再混养。

3.4 本实验中较为优化的混养模式分析

本实验受膨化饲料(3 900元/t)昂贵、养殖周期短、凡纳滨对虾成活率低3方面因素的制约造成了产出投入比不高且各组差异不显著。从投入品的利用情况(氮磷利用率)来看,草鱼成活率是1个限制因子,较低的成活率表现为较低的利用率;另外从混养模式分析,发现混养鲢鱼可以提高利用率,且一定程度内混养鲢鱼越多利用率也越高。综合考虑发现:G和GL组水华倾向严重;GSL 3组总氨氮含量过高而草鱼产量一般(<6 700 kg/hm2);GSL 2和GSL4组草鱼产量(<5 400 kg/hm2)很低;GS和GSL 1组可以保证草鱼的出池规格(>1 100 g/尾)和产量(>8 400 kg/hm2),同时草鱼饲料转化效率(>52%)较高,系统氮磷利用率(N>30%,P>14%)较高,且放养0.45尾/m2或0.23尾/m2的鲢鱼可起到调节水质的作用并使出池规格(>575 g/尾)较理想,另外放养16.3尾/m2的凡纳滨对虾也能减轻对底质的污染。本实验中较优的GS和GSL1组草鱼和鲢鱼的产量比分别为78∶22和83∶17这也肯定了农业部推出的80··20的混养模式[30]。这些结论对进一步优化草鱼、鲢鱼和凡纳滨对虾多元混养模式提供了依据。

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A Preliminary Study on Structural Optimization in Polycultural Systems of Ctenopharyngodon idellus with Hypophthalmichthys molitrix and Litopenaeus vannamei

ZHANG Zhen-Dong1,WANG Fang1,DONG Shuang-Lin1,GAO Qin-Feng1,ZHANGM ei-Zhao1,SONG Qi1,ZHANG Jian-Dong2
(1.Ocean University of China,Qingdao 266003,China;2.Fresh Water Fishery Research Institute of Shandong Province,Jinan 250117,China)

The prelim inary study on structural op timization of tri-species polyculture system s,w hich included grass carp,silver carp and L itopenaeus vannamei,was conducted by enclosure-experimental method.Since M ay 2009,the variation in w ater quality and sediments w as measured by samp ling monthly.Besides,survival ratio and yield of cultured species,feed conversion efficiency,utilization ratio of N and Pand output-input ratio in different polyculture systems weren’t carried out until October.The results indicated that not only harvest individual weight(>1 100 g/ind)was qualified,but also yield of grass carps(>8 400 kg/ha)was satisfying,as the density of grass carps stocked w as 0.77 ind/m2.Meanwhile,feed conversion efficiency(>52%)and utilization ratio of N and P in the system(N>30%,P>14%)were higher than others.When the density of silver carps stocked was 0.23 or 0.45 ind/m2,water quality could be imp roved.In addition,higher density(48.9 ind/m2)of the shrimps stocked led to lower sediment pollution level and higher suvival ratio of Litopenaeus vanname.Under the circum stance of this experiment,the optimal polyculture modes included grass carp 0.77 ind/m2,silver carp 0.45 ind/m2in twi-species polyculture,and grass carp 0.77 ind/m2,silver carp 0.23 ind/m2,Litopenaeus vannamei 16.3 ind/m2in tri-species polyculture.

grass carp;silver carp;Litopenaeus vannamei;polyculture;structural optimization

S917

A

1672-5174(2011)7/8-060-07

国家重点基础研究发展规划项目(2009CB118706)资助

2010-08-17;

2010-11-23

张振东(1985-),男,硕士生。E-mail:zhdfxn568@126.com

**通讯作者:E-mail:wangfang249@ouc.edu.cn

责任编辑 王 莉