使用生态基对室内养殖系统中杂交太阳鱼生长及养殖水环境的影响

2017-06-27戴杨鑫王宇希戴瑜来马恒甲冯晓宇

渔业研究 2017年3期

关键词：使用量氨氮杂交

戴杨鑫，王宇希，2，戴瑜来，马恒甲，冯晓宇，2

(1.杭州市农业科学研究院，浙江杭州 310024；2.国家大宗淡水鱼类产业技术体系杭州综合试验站，浙江杭州 310024)

使用生态基对室内养殖系统中杂交太阳鱼生长及养殖水环境的影响

戴杨鑫1，王宇希1，2，戴瑜来1，马恒甲1，冯晓宇1，2

(1.杭州市农业科学研究院，浙江杭州 310024；2.国家大宗淡水鱼类产业技术体系杭州综合试验站，浙江杭州 310024)

生态基；杂交太阳鱼；生长；水质；适宜使用量

太阳鱼(Lepomisgibbosus)隶属于鲈形目(Perciformes)、棘臀鲈科(Centrarchidae)、太阳鱼属(Lepomis)[1]，是一种体型较小的温水性鱼类，原产地为北美洲，从加拿大的安大略省、魁北克省南部至美国五大湖水系和全美国南方多个州及墨西哥北部的河川、湖泊等水域均有分布[2]。目前，在我国的湖北[3]、湖南[4]、广东[5]和浙江[6]等省份均有太阳鱼的引进、人工繁殖和养殖记录。2005年，冯晓宇等[7]采用蓝鳃太阳鱼(Lepomismacrochius)作父本、绿鳃太阳鱼(Lepomiscyanellus)作母本，通过杂交获得了生长速度高于双亲且不育的杂交太阳鱼F1代。杂交太阳鱼具有体型好、色彩艳丽、肉多鲜嫩、体侧肌肉无小刺、鱼肉蛋白质含量高等特点，是一种兼有食用、垂钓、观赏等用途的新兴养殖品种，在杭州、衢州、宁波等地区已形成较大规模养殖，具有较好的社会和经济效益。然而，目前对杂交太阳鱼养殖的研究仅限于常规的池塘养殖[6]及池塘混养[8-9]等方面，并未见有其他深入研究报道。

本研究在杂交太阳鱼养殖中首次引入生态基技术。生态基作为一种新型生物载体，可以吸收水体中的各种水生生物，在其表面形成由细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物等组成的复杂生态系统，对养殖环境中的富营养化水体具有生物过滤和生物转换等作用，从而改善养殖水体水质[10]。同时，生态基上形成的生物膜主要由细菌、真菌、原生动物、植物、浮游动物、底栖生物和碎屑等构成[11]，能为养殖对象提供额外的食物来源。目前，生态基技术主要应用于污水治理[12]和湖泊治理[13]；在水产养殖方面，已在大宗淡水鱼养殖[10-11]和凡纳滨对虾养殖[10-11]中进行了相关的研究，并取得了良好的成效。本文对生态基技术在杂交太阳鱼养殖中的使用进行探讨，以期获得良好的效果，丰富杂交太阳鱼的养殖模式。

1 材料与方法

1.1 实验条件

于2016年9月9日至10月9日在杭州市农业科学研究院水产研究所养殖基地进行持续30 d的养殖实验。实验用太阳鱼为蓝鳃太阳鱼和绿鳃太阳鱼杂交产生的F1代，实验鱼初始体重为(9.03±0.15)g，每个实验桶放养25尾杂交太阳鱼，实验期间全程投喂粗蛋白含量为40%的0#混养鱼膨化配合饲料(浙江中大饲料集团有限公司)，每天早晚各投喂1次，投喂量为鱼体重量的2.5%左右。实验共使用18个500 L圆形PVC养殖桶(规格为上部直径1 000 mm、下部直径880 mm、高度为730 mm)，养殖水深定为0.6 m(用水量约为407 L)，期间使用纳米圆盘底增氧方式增氧，整个养殖期间不换水(只补充因采样和蒸发等而减少的水)，并持续对水体溶解氧(DO)、pH和温度(Wt)进行监测。

使用的纳米化合成纤维生态基由广州市绿韵生物科技有限公司生产，比表面积均值为20 m2/m2，单位面积质量为152 g/m2，pH值为6.5，梳状构造。将每块生态基剪成面积为0.02 m2(10 cm×20 cm)的小块，实验时垂直悬挂于养殖水体中。分别设置悬挂0、1、2、4、6、8块生态基的六个组(即T0：0 m2/m3、T1：0.049 m2/m3、T2：0.098 m2/m3、T4：0.197 m2/m3、T6：0.295 m2/m3、T8：0.393 m2/m3六种不同梯度)，每个组设置三个平行。

1.2 采样与指标测定

1.2.1 水质指标测定

1.2.2 养殖动物生长性能测定

养殖实验结束后，停喂24 h，排干养殖水体，逐桶清点、称重、记录每桶鱼的数量及重量(精度0.1 g)。计算成活率(SR)、增重率(WGR)和饲料系数(FCR)，计算过程中，初重(Wi)、末重(Wf)、增重率及特定生长率均以每个平行鱼产量总重量计算，各个指标计算方法如下：

SR(%)=100×收获数量/放养数量

WGR(%)=100×(Wf-Wi)/Wi

FCR=F/(Wf-Wi)

其中：F为实验期间使用的饲料总量。

1.3 数据分析

数据整理及作图使用Excel 2013(Microsoft Corporation)，并使用SPSS 19.0(IBM SPSS Statistics)进行统计分析，数据采用(平均值±标准差)即(mean ± SD)表示。用单因素方差分析(One-way ANOVA)检验不同生态基使用量对各水质化学指标及养殖鱼类生长的影响，用Duncan法进行多重比较。用多元回归分析方法比较生态基使用量与太阳鱼增重率及其与饲料系数的关系。取P<0.05为差异显著性水平。

2 结果

2.1 生长指标

2.1.1 实验鱼类生长

养殖实验结束后，对实验太阳鱼生长情况进行测量计算，由表1可知，实验各处理组中太阳鱼的成活率均为100%；随着生态基使用量的增加，实验鱼收获时的体重呈上升趋势，且各组间差异均显著(P<0.05)；同时，生态基的使用量对太阳鱼的增重率和饲料系数产生显著影响(P<0.05)；T6组，即当生态基的使用量为0.295 m2/m3时，太阳鱼的增重率最大和饲料系数最小，分别为(92.47±4.03)%和(1.62±0.07)。

表1 实验太阳鱼生长情况Tab.1 The growth performances of the sunfish during the experiment

注：同一列标注不同上标字母者表示差异显著(P<0.05)。
Note：The values in the same column with different superscript letters were significantly different(P<0.05).

2.1.2 基于鱼类生长的适宜生态基使用量

根据生态基使用量与太阳鱼增重率，对生态基使用量与饲料系数之间的相关关系做回归分析，结果如图1所示，太阳鱼增重率与生态基使用量存在如下相关性：y=-31.488x2+29.065x+85.452(R2=0.903 2，P<0.05)；饲料系数与生态基使用量有如下相关性：y=0.614 8x2-0.554 5x+1.754 8(R2=0.909 8，P<0.05)。根据两式得出生态基最适使用量分别为0.462、0.451 m2/m3。

2.2 水质指标

2.2.1 水温、溶解氧、pH

实验期间水温和溶解氧变化情况如图2所示，由图可知水体中溶解氧和水温呈负相关关系，水温变化范围为29.1～32.1℃，平均水温为30.9℃；整个实验过程持续曝气，因此，水体中溶解氧水平维持在较高水平，平均溶解氧浓度为13.6 mg/L。实验期间水体pH维持在6.5～6.9之间。

实验期间，对养殖水体中的总氨氮和亚硝酸盐氮的含量监测情况如图3所示，各处理组水体中总氨氮含量均随养殖时间的延长呈现上升趋势；从第10天开始，使用生态基的处理组水体中总氨氮含量显著低于未使用生态基的对照组(P<0.05)。不同生态基的使用量也会对养殖水体中氨氮含量产生显著影响(P<0.05)；第20天开始，使用生态基的各组合水体中氨氮的含量趋于稳定，且水体中氨氮含量差异不再显著(P>0.05)，但均显著低于未使用生态基的对照组T0(P<0.05)。

亚硝酸盐氮变化情况与总氨氮类似，均随养殖时间的延长呈现上升趋势；前期各组间的差异均不显著(P>0.05)，养殖后期使用生态基的实验组亚硝酸盐氮的含量均显著高于未使用生态基的对照组(P<0.05)；从第10天起，实验组和对照组间产生显著差异(P<0.05)，第15天起，各实验组间也呈现显著差异(P<0.05)，且变化较为剧烈。

2.2.3 基于养殖水质的适宜生态基使用量

以养殖水体各组中总氨氮的含量均值与生态基的使用量做回归分析(图4)，可知生态基的使用量与养殖水体中总氨氮含量的均值存在如下关系：y=1.797 1x2-0.875 3x+ 0.385 1(R2=0.880 1，P<0.05)，由此可得生态基的最适使用量为0.244 m2/m3。

3 讨论

3.1 生态基对养殖水体的净化效果

生态基的使用是通过本土微型生物群落的大规模定植，使微型生物的种类和生物量达到最大化，利用微型生物的代谢作用去除水体中的污染物。袁伟刚等[13]指出生态基对水体的治理核心是以微生物为基础发展水生生态系统，通过大量微生物的代谢作用降解水体污染物，强化水体自净能力。使用生态基可以有效降低水体中的氮[11，16-19]、磷[20]含量，宋协法等[16]通过对凡纳滨对虾养殖中使用生态基的研究，指出生态基能有效降低养殖水体的氨氮并使氨氮含量保持在较低水平，本实验使用生态基的处理组平均氨氮含量比对照组降低24.15%，但仍未改变养殖水体中氨氮含量随养殖时间的延长而上升的趋势，这是否与所使用的生态基材料不同有关还有待进一步研究。

本研究结果显示，在实验组与对照组的养殖水体中，总氨氮与亚硝酸盐氮在养殖持续第10天后的第三次采样开始产生显著差异(P<0.05)，这表明发挥生态基作用需要经过为期几天的微型生物定植过程。该研究结果与夏耘等[11]采用DGGE技术对生态基在草鱼养殖中的应用分析结果类似，实验开始后的几天中实验组养殖水体微生物多样性指数低于对照组，而生态基上的微生物多样性指数比养殖水体高，说明细菌群落正向生态基附着生长，且该过程中生态基的使用改变了某些特殊细菌种类的分布。因此，能否通过改变生态基的形态、组成或在生态基中添加特定的物质等加速微型生物的定植速度，或定向培养有益的本土微型生物群落，加快生态基的成熟并发挥效用将是今后研究的重点方向。

3.2 使用生态基对养殖动物的影响

使用生态基能有效促进养殖动物的生长，提高养殖产量并有效降低饲料系数[16]，同时可以提高养殖动物的非特异性免疫功能，改善养殖动物的肠道菌群[11]，有利于养殖动物的健康生长，本实验结果进一步证实了生态基对养殖动物生长的促进作用。目前，对于使用生态基对养殖动物生长的促进作用的原因分析主要集中在使用生态基可以改善养殖环境水质、为养殖动物提供健康的生长环境及为养殖动物提供生物膜作为额外的食物来源等三个方面。

宋协法等[16]指出使用生态基可以为对虾提供栖息和隐蔽场所，提高养殖负载量，从而提高对虾的养殖产量。在鱼类养殖方面，水体中过多的悬挂生态基是否会对鱼类的游泳和摄食活动产生影响，目前并未见研究报道。夏耘等[11]对使用生态基养殖的草鱼血清学非特异性免疫指标和肠道微生物群落结构进行检测分析，指出使用生态基可以有效提高草鱼的非特异性免疫功能、改善肠道菌群，从而促进草鱼的生长。在其他鱼类养殖中生态基是否也有这样的功效还有待进一步验证。

3.3 生态基的适宜使用量

生态基多用于湖泊[13]、河道[21]及生活污水[12]的治理，在水产养殖中适宜使用量的研究报道并不多见。本实验基于增重率和饲料系数两项生长指标及养殖期间水体中总氨氮平均浓度一项水质指标分别得出生态基在杂交太阳鱼养殖中的适宜使用量为0.462、0.451和0.244 m2/m3。因此，研究认为在杂交太阳鱼养殖中，生态基的适宜使用量低限为0.244 m2/m3。此结果与夏耘等[11]在草鱼养殖研究中使用0.32 m2/m3生态基和王金林等[17]研究中使用0.48 m2/m3的生态基使用量较为吻合；但却远远高于凡纳滨对虾养殖中0.043 m2/m3的最佳挂设密度生态基[16]。这是由养殖对象差异(鱼类和甲壳类之间的生活习性、摄食行为和游泳能力差异等)引起的，还是因使用的生态基种类不同(生态基的组成材料、比表面积和单位面积质量等)引起的有待进一步研究分析。

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Effects of eco-substrates on the growth and culture environment of hybrid sunfish(Lepomismacrochius♀×Lepomiscyanellus♂)cultured in indoor system

DAI Yangxin1，WANG Yuxi1，2，DAI Yulai1，MA Hengjia1，FENG Xiaoyu1，2

(1.Hangzhou Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310024，China；2.Hangzhou Comprehensive Experimental Station of National Technology System for Conventional Freshwater Fish Industries，Hangzhou 310024，China)