微孔管增氧和气石增氧对凡纳滨对虾室内养殖影响的比较研究＊

韩永望，李 健，潘鲁青，刘德月

（1.中国海洋大学，山东青岛266003；2.中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东青岛266071）

微孔管增氧和气石增氧对凡纳滨对虾室内养殖影响的比较研究＊

韩永望1，2，李 健2＊＊，潘鲁青1，刘德月2

（1.中国海洋大学，山东青岛266003；2.中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东青岛266071）

在凡纳滨对虾室内养殖池底部分别铺设微孔管和安装气石，在供氧功率相同的情况下比较微孔管增氧与气石增氧对凡纳滨对虾室内养殖产生的影响。研究表明：在养殖中后期微孔管增氧组的水温低于气石增氧组；从养殖60 d左右到养殖结束微孔管增氧效果明显优于气石增氧；亚硝酸氮、氨氮、非离子氨氮、无机磷与COD含量在2种增氧条件下没有显著性差异（P＞0.05）；凡纳滨对虾体重变化、最终产量与成活率在2种增氧条件下没有显著性差异（P＞0.05）；凡纳滨对虾血清溶菌酶活力、过氧化物酶相对活力、抗菌酶活力在微孔管增氧条件下较高并达到了显著性差异（P＜0.05）；超氧化物歧化酶活力则在气石增氧条件下较高且达到显著性差异（P＜0.05）；酚氧化酶活力在2种增氧条件下不存在显著性差异（P＞0.05）。

微孔管增氧；气石增氧；凡纳滨对虾

溶解氧是养殖动物赖以生存和维持生命代谢活动的主要因子之一，对养殖水体中溶解氧的研究国内外已有大量的报道。1988年Natan Wajsbrot研究溶解氧和氨氮毒性对绿虎皮幼虾蜕皮阶段的影响时发现，溶解氧浓度下降氨氮毒性增加，溶解氧浓度低到1.81 mg／L时氨氮毒性加倍［1］。在高溶解氧条件下可以提高半滑舌鳎对亚硝酸盐和非离子氨氮的耐受力［2］，同样可以提高中国对虾对亚硝酸盐和氨氮的耐受力［3］。溶解氧不仅能提高养殖动物对外界环境的耐受力还可以提高自身的一些酶活力。不同溶氧条件下，虹鳟蛋白酶活力、淀粉酶活力及消化吸收率存在差异，表现为随着溶解氧含量的升高，蛋白酶活力、淀粉酶活力及消化吸收率也随之升高［4］；刘海英［5］认为高溶氧条件下凡纳滨对虾免疫指标会得到相应提高。所以水产养殖过程中养殖水体中的溶解氧含量是决定养殖成败的关键因素之一。增氧方式的不同往往决定养殖水体中溶解氧含量的不同。目前工厂化养殖最常用的增氧方式是鼓风曝气，其次是水车式增氧机增氧，少量使用推流吸气式增氧机增氧、涌浪式增氧机增氧和叶轮式增氧机增氧等［6］。对增氧方式的选择也需要根据养殖池的实际情况来确定，工厂化小型养殖池中普遍采用在池底安装气石，通过鼓风曝气的方法来提高溶解氧含量，但在凡纳滨对虾室内高密度养殖情况下发现养殖池在养殖中后期经常出现溶解氧偏低的现象。Akira［7］研究表明使用微气泡系统能维持网箱中养殖水体的溶解氧在夜间保持饱和状态。受此启发，本实验在供氧功率相同的条件下在养殖池底部铺设微孔管代替传统的气石，通过比较这2种增氧方式的增氧效果并分析在微孔管增氧条件下养殖水体水质指标、对虾生长、产量、成活率及对虾的非特异性免疫因子与一般气石增氧条件下的差别，进而比较这2种增氧模式对凡纳滨对虾室内养殖的影响，为工厂化养殖过程中如何高效、节能增氧及健康养虾提供理论依据。

1 材料

1.1 凡纳滨对虾和室内养殖池

凡纳滨对虾幼体初始体长为（1.0±0.002 0）cm，初始体质量（0.067±0.001 0）g；30.0 m2室内水泥养殖池4个，池深1.20 m。

1.2 微孔管、气石和充气泵

微气孔管来自上海渔业机械所；气石为一般养殖场室内养殖池所用气石（100目左右）；充气泵的功率均为0.11k W（4个）。

1.3 实验设置

在4个养殖池中随机选取2个池，在池底以“回”形方式铺设微气孔管，外围16.0 m、内围8.0 m共24.0 m，从内外8个拐角处同时充气。在剩余的2个养殖池的池底均匀设置24个气石，微孔管增氧和气石增氧的供氧功率均为0.11 k W。4个养殖池均放养凡纳滨对虾幼体5 000尾，养殖过程中前30 d不换水，每天投饵3次，投饵时间分别为06：00、12：00和18：00；养殖30 d后根据水质情况换水，4个养殖池的换水量相同，每天投喂4次，投喂时间分别为04：00、10：00、16：00和00：00。日投喂量为对虾体质量的10%。

1.4 测量指标与方法

水温、p H、盐度、溶解氧从养殖30 d开始每隔15 d进行1次全天测量（每隔2 h测1次）；亚硝酸氮、氨氮和COD每隔15 d测1次，水样采集时间为当天09：00，水样各项指标在采样后2 h内完成测定；凡纳滨对虾体质量每30 d测1次，每次每池随机取10尾对虾进行测量；养殖结束记录对虾产量与成活率，然后每池随机取对虾10尾，用1.0 m L无菌注射器抽取对虾血淋巴［8］（血淋巴∶抗凝剂＝1∶1），4℃过夜后4℃离心10 min（5 000 r／min），取上清液－20℃保存，用于测定凡纳滨对虾血清的超氧化物歧化酶（SOD）活力、溶菌酶（UI）活力、过氧化物酶相对活力［A（pod）］、酚氧化酶（PO）活力和抗菌酶（Ua）活力。

水温、p H、盐度、溶解氧通过YSI556水质分析仪来测定；亚硝酸盐采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定；氨氮采用次溴酸盐氧化法测定；非离子氨氮按照《海水水质标准》［9］规定的换算公式计算；无机磷通过磷钼蓝法测定；COD采用碱性高锰酸钾法测定。

溶菌酶活力和血清超氧化物歧化酶活力分别使用南京建成生物工程研究所的溶菌酶试剂盒与SOD试剂盒测定。

抗菌酶活力采用Boman［10］与Hultmark等［11］改进的方法进行测定。将大肠杆菌用p H＝6.4的1.0 mol／L磷酸钾盐缓冲液配成OD570nm＝0.4的菌悬液，取3.0 m L菌悬液放入干净试管中（试管置于冰水浴中），再向试管中加50μL待测血清，轻微震荡试管，立即使用分光光度计于570 nm波长下测其吸光值A1，再将试管置于37℃恒温水浴锅中放置30 min，到时间立即取出放置冰水浴中终止反应，再用分光光度计于波长570 nm下测定此时的吸光值A2。抗菌活力计算公式为［（A1－A2）／A2］1／2。

血清酚氧化酶活力测定按照改进的Ashida［12］和雷质文等［13］的方法。以L－多巴为底物，在96孔酶标板中进行。96酶标板中依次加血清（10μL／孔），0.1 mol／L磷酸钾缓冲液（p H＝6.4）（200μL／孔）和0.01 mol／L的L－多巴（10μL／孔），将酶标板放入酶标仪中震荡4次，于490 nm波长下每2 min测1次吸光值。按每分钟增加0.001为1个酶活力单位计算。

血清过氧化物酶（POD）相对活力A（pod）的测定按照改进的史成银等［14］方法在96孔酶标板中进行。在酶标板的小孔中依次加20μL血清和180μL显色缓冲液（7.30 g柠檬酸和11.86 g二水合磷酸氢二钠用无菌水稀释至1 L），在酶标仪中于490 nm波长下测定吸光值A3。再向酶标板小孔中加20μL显色液（4 mg邻苯二胺，30%过氧化氢4μL，10 m L显色缓冲液），置于酶标仪中摇匀后，避光显色15 min，于490 nm处测定吸光值A4。血清中A（pod）以（A4－A3）计算。

考虑可能因为实验操作的原因使对虾血淋巴和抗凝剂在比例上产生微小误差以影响实验结果的精确性，酶活力最终以U／mg表示，血清蛋白含量使用考马斯亮蓝方法测定［15］。

1.5 数据处理

对微孔管增氧和气石增氧条件下所得数据使用软件SPSS13.0处理，通过T检验分析2种增氧方式是否存在显著性差异，以P＞0.05为差异不显著，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

2 结果

2.1 微孔管增氧和气石增氧对养殖水体水温的影响

图1表示微孔管增氧和气石增氧分别对养殖水体水温的影响，在养殖第75天微孔管增氧组水温与气石增氧组水温产生显著性差异（P＜0.05），其余各时期则没有表现出显著性差异（P＞0.05）。

2.2 微孔管增氧和气石增氧对养殖水体溶解氧的影响

图2显示微孔管增氧和气石增氧分别对养殖水体溶解氧的影响。养殖前60 d微孔管增氧组与气石增氧组在增氧效果上不存在显著性差异（P＞0.05）；从养殖的第60天开始微孔管增氧组和气石增氧组在增氧效果上存在显著性差异（P＜0.05），养殖75 d这种显著性差异（P＜0.05）仍然存在并在养殖90 d时出现极显著差异（P＜0.01）。

2.3 微孔管增氧和气石增氧对养殖水体中亚硝酸氮、总氨氮、非离子氨氮、无机磷和COD的影响

表1和表2显示微孔管增氧和气石增氧条件下不同养殖时期养殖水体中亚硝酸氮、氨氮、非离子氨氮、无机磷和COD的含量，经软件SPSS13.0分析上述各项水质指标从总体上说在微孔管增氧和气石增氧条件下不存在显著性差异（P＞0.05）。

表1 微孔管增氧和气石增氧条件下养殖水体中亚硝酸氮、氨氮和非离子氨氮的含量Table 1 The content of the nitrous acid nitrogen，nitric nitrogen and ammonia nitrogen in the cultivate water under microscopic tube and air－stone adding oxygen

2.4 微孔管增氧和气石增氧对凡纳滨对虾体重、产量和成活率的影响

图3显示微孔管增氧和气石增氧条件下凡纳滨对虾的体重变化，最终的养殖产量和成活率。使用SPSS13.0软件经T检验分析得微孔管增氧和气石增氧条件下凡纳滨对虾在体质量、产量和存活率上均不存在显著性差异（P＞0.05）。

图3 微孔管增氧和气石增氧条件下凡纳滨对虾的体重变化，最终的养殖产量和成活率Fig.3 The variation of the weight，the last production and livability of Litopenaeus vannamei using microscopic tube or air－stone adding oxygen

2.5 微孔管增氧和气石增氧对凡纳滨对虾非特异性免疫因子的影响

图4显示微孔管增氧和气石增氧条件下凡纳滨对虾的血清超氧化物歧化酶（SOD）活力、溶菌酶（UI）活力、过氧化物酶相对活力［A（pod）］、酚氧化酶（PO）活力和抗菌酶（Ua）活力。使用SPSS13.0软件经T检验分析得微孔管增氧和气石增氧条件下凡纳滨对虾血清PO之间不存在显著性差异（P＞0.05）；SOD、UI、A（pod）、Ua之间存在显著性差异（P＜0.05）。

图4 微孔管增氧和气石增氧条件下，凡纳滨对虾血清SOD、UI、A（pod）、PO和Ua的活力Fig.4 The activity of the SOD，UI，A（pod），PO and Ua of Litopenaeus vannamei blood serum using microscopic tube and air－stone adding oxygen

3 讨论

3.1 微孔管增氧和气石增氧对养殖水体温度和溶解氧的影响

在微孔管增氧与气石增氧条件下，凡纳滨对虾室内养殖前45 d养殖水体的水温之间没有显著性差异（P＞0.05），从图1的A和B中可以看出水温的变化趋势一致并且各时间点水温数值相近。从图1C中可以看出微孔管增氧条件下水温有24 h内均高于气石增氧条件下水温的趋势，但这种差异还没有达到显著性的差异（P＞0.05）。随着养殖的进行，在养殖的第75天这种差异达到了显著性差异（P＜0.05），养殖第90天测量时，2种增氧条件下水温虽没有显著性差异，但微孔管增氧组的水温仍保持在24h内均高于气石增氧组的特点。在养殖90 d水温没有表现出显著性差异的原因可能是由于养殖后期受冷空气的影响，室内温度也大幅度下降以至水温之间的差异性减小。总体上来说微孔管增氧条件下养殖水体的温度在养殖中后期要低于气石增氧组，产生这种现象的原因可能是因为微孔管产生大量微气泡，这些微气泡使得养殖水体与空气的接触面积增大，从而在增加空气中氧进入水体的同时也增加养殖水体对外界释放的热量。在养殖的高温季节微孔管增氧的这种特点尤为重要。

从图2中可以看出在养殖60 d之前（见图2A和B）2种增氧方式下养殖水体的溶解氧含量不存在显著性差异（P＞0.05），但微孔管增氧条件下水体中溶解氧含量24 h内变化幅度小，相对稳定。从养殖60 d开始，微孔管增氧的效果优于气石增氧并表现出显著性差异（P＜0.05），到养殖75 d时这种差异性（P＜0.05）仍然存在并在养殖90 d时表现出差异极显著（P＜0.01）。从以上数据可以看出微孔管增氧的效果优于气石增氧，产生这种效果的原因是因为微孔管增氧方式加大了养殖水体与空气的接触面积，从而增加了空气中氧进入水体的量，随着养殖的进行这种效果越明显。

3.2 微孔增氧和气石增氧对养殖水体其他一些水质因子的影响

在微孔管增氧和气石增氧条件下，养殖水体中的亚硝酸氮含量、氨氮含量、非离子氨氮含量、无机磷含量和COD在养殖过程中总体上来说不存在显著性差异（P＞0.05）。说明微孔管增氧虽然使得养殖水体中的溶解氧含量提高但并没有对养殖水体起到水质改善的作用。这与李玉全［16］报道的DO含量对氨氮、亚硝态氮和无机磷含量没有促进或抑制作用这一结果一致。但微孔管增氧条件下养殖水体中总氨氮和非离子氨氮有高于气石增氧条件下养殖水体中总氨氮和非离子氨氮的趋势。吴垠等［17］研究发现在高溶氧条件下虹鳟鱼的排氨率明显增加，推想凡纳滨对虾是否在溶氧含量不同的养殖水体中的排氨率也不同，解决这一问题需要进一步研究。此外微孔管增氧条件下养殖水体中无机磷含量在养殖过程中有低于气石增氧条件下养殖水体中无机磷的趋势，猜测这种现象可能与养殖池中藻类生长有关，微孔管增氧条件下养殖水体中的微藻数量多于气石增氧条件下微藻数量，使得微孔管增氧池中无机磷含量稍微偏低。

3.3 微孔管增氧和气石增氧对凡纳滨对虾体重、产量和成活率的影响

微孔管增氧和气石增氧条件下，凡纳滨对虾的体重在养殖过程中的不同阶段不存在显著性差异（P＞0.05）；凡纳滨对虾的产量和成活率也没有显著性差异（P＞0.05）。李玉全［16］研究发现中国对虾养殖过程中DO含量在4～18 mg／L时不会引起生长和存活的差异。由于本实验过程中溶氧含量始终保持在4 mg／L之上，所以没有在凡纳滨对虾体重和成活率上造成显著性差异，另一方面可能由于本实验设计的养殖密度（150 ind／m2）偏低，使得微孔管增氧的优越性没有充分体现出来。

3.4 微孔管增氧和气石增氧对凡纳滨对虾非特异性免疫因子的影响

微孔管增氧和气石增氧条件下，凡纳滨对虾血清PO之间不存在显著性差异（P＞0.05）；SOD、UI、A（pod）和Ua之间存在显著性差异（P＜0.05）。刘海英［5］研究表明在同一氨氮浓度下，DO为10～12 mg／L时，处理组酚氧化酶活力、过氧化物酶相对活力、溶菌酶活力、抗菌酶活力明显高于DO为5.5～6.0 mg／L的活力。这一结论与本实验所得结果相似，只是在本实验中酚氧化酶活力之间没有达到显著性差异，产生这种现象的原因可能是由于微孔管增氧池与气石增氧池之间的溶氧差距不够大。SOD活力在微孔增氧和气石增氧条件下也达到了显著性差异（P＜0.05），但表现为微孔管增氧条件下SOD活力较低，可能是因为在微孔增氧条件下养殖水体的氨氮与非离子氨氮浓度相对较高造成这种结果。

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A Comparison Study to the Effect on Culturing Litopenaeus vannamei in House by Microscopic Tube and Air－Stone Adding Oxygen

HAN Yong－Wang1，2，LI Jian2，PAN Lu－Qing1，LIU De－Yue2
（1.Ocean University of China，Qingdao 266003，China；2.Yellow Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Qingdao 266071，China）

We laid down microscopic tube and installd air－stone at the bottom of the pool culturing Litopenaeus vannamei.In order to compare the effect on culturing Litopenaeus vannamei in house by microscopic tube and air－stone adding oxygen under the same power of the air pumps.The study indicated that the temperature of the cultivate water with microscopic tube adding oxygen was lower than the temperature of the cultivate water with air－stone adding oxygen since then the middle of the culturing cycle.The effect on adding oxygen existed a significant difference from the 60th day of the culturing cycle and the effect of microscopic tube groups were better than air－stone groups.There is no significant difference at the nitrous acid nitrogen，nitric nitrogen，ammonia nitrogen，inorganic phosphorus and COD between microscopic tube groups and air－stone groups.There is also no significant difference at the weight，yields and livability of the Litopenaeus vannamei between the two style of adding oxygen.The UI，A（pod）and Ua of the blood serum of the microscopic tube groups were higher than air－stone groups and there were significant difference.The SOD was higher under air－stone groups and there was a significant difference；but there is no significant difference at the PO.

microscopic tube adding oxygen；air－stone adding oxygen；Litopenaeus vannamei

P427.2

A

1672－5174（2012）04－041－07

国家虾产业体系（CARS－47）；公益性行业（农业）科研专项（201103034）资助

2011－03－04；

2011－07－01

韩永望（1983－），男，硕士生，主要从事对虾健康养殖研究。E－mail：Whanyong＠163.com

＊＊通讯作者：E－mail：Lijian＠ysfri.ac.cn

责任编辑 王 莉