基于生物絮团原理的水质调控技术在三角鲂保种池塘中的应用

戴杨鑫，冯晓宇，王宇希，戴瑜来，黄辉，马恒甲

(1.杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310024； 2.国家大宗淡水鱼产业技术体系杭州综合试验站，浙江 杭州 310024； 3.杭州国家级钱塘江三角鲂原种场，浙江 杭州 310024)

三角鲂(Megalobramaterminalis)，隶属硬骨鱼纲、鲤形目、鲤科、鲂鳊亚科、鲂属，俗称“三角鳊”“钱塘江塔鳊”等[1-3]，是钱塘江、长江等流域重要的野生土著经济鱼类，因其具有生长快、疾病少、适应性强、体大肉厚、骨刺较少、肉质嫩滑、蛋白质含量丰富等特点而深受消费者喜爱[4-5]。近几年，随着三角鲂人工繁殖技术、苗种培育技术及商品鱼养殖技术的突破[6-7]，三角鲂养殖技术不断进步，养殖密度和产量不断提高。与此同时，养殖水源污染、养殖池塘内水体富营养化、水体微生态失衡等因素，导致三角鲂池塘养殖水体水质劣化，严重影响三角鲂健康。

养殖池塘水质环境是影响养殖效益的重要因素，传统的三角鲂池塘养殖水体调控方法，其主要特征之一是“大灌大排”，即通过引入新水源同时排出老化水体的方式，更换养殖池塘中的水，以改善养殖水体水质，解决养殖水体水质劣化的问题。但采用这种方法，一方面，排出的老化水将污染外部水环境，另一方面，大量引入新水源极有可能带来新的污染、病原体等病害风险。此外，采用“大灌大排”方式换水需耗费大量养殖用水，造成能源、资源的浪费。

以生物絮团技术为核心的水体调控技术被认为是解决水产养殖产业发展所面临的环境制约和饲料成本问题的有效手段之一[8]，此项技术已广泛应用于罗非鱼和南美白对虾养殖中[9-12]。据相关研究报道，在淡水鱼养殖、虾蟹养殖及中华鳖养殖中应用生物絮团技术，能有效改善养殖水体的水质及饵料利用效率，增加养殖效益。本研究在三角鲂保种池塘水质调控中，引入以生物絮团为核心的水质调控技术，通过在养殖系统中添加有机碳源，平衡水体中的碳氮比例，结合充足的增氧曝气促进养殖系统中异养菌群形成，转化水体中的无机氮，并合成自身蛋白质供养殖动物使用，达到净化水质、提供饲料来源的调控目的。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2016年6月8日至2017年5月4日在浙江杭州国家级钱塘江三角鲂原种场养殖池塘进行。选取场内面积规格一致的养殖池塘(长55 m，宽28 m)6个，随机选取其中3个池塘加以改造作为试验塘。在试验塘中间配备耕水机1台(60 W)，两侧各增加直径为0.8 m的纳米底增氧盘管9个，使用1台罗茨鼓风机(1.1 kW)曝气增氧(图1)。其余3个池塘按本场常规养殖池塘设置，只在池塘中间配备叶轮式增氧机1台(3 kW)。

图1 试验池塘布局

1.2 养殖鱼类

试验所用鱼类均为浙江杭州国家级钱塘江三角鲂原种场自留养殖鱼种。三角鲂为完成当年苗种繁育中整理挑选的后备亲本，鲢鱼为三角鲂养殖塘中套养的上年度鱼种，罗非鱼为本场温室内保种过冬鱼种。试验期间，各保种塘放养三角鲂460尾，鲢115尾；试验塘套养罗非鱼230尾。3种鱼类的放养密度分别为：三角鲂3 000尾·hm-2，鲢鱼750尾·hm-2，罗非鱼1 500尾·hm-2。

各塘鱼类放养数量及规格如表1所示。

1.3 饲养管理

养殖用水取自钱塘江，原种场泵房将钱塘江水打进大型蓄水池沉淀后，再通过二级水泵打进保种塘，养殖期间各塘水深2 m。试验期330 d，期间阴雨天、12月至次年3月停止投喂，其余时间每日早晚各投喂淡水鱼膨化配合饲料(浙江中大饲料集团有限公司)，每日投喂量约为试验中所放养吃食性鱼类初始体质量的0.5%～5%。投喂期间，关闭试验组罗茨鼓风机1 h，同时以蔗糖作为外源有机碳源进行添加。每次饲料投喂后，将蔗糖溶于水后均匀泼洒于池塘水面，蔗糖的使用量为饲料投入量的30%(表2)。

表1 各处理组养殖鱼品种及规格

表2 试验期各处理氮、磷、碳输入量

1.4 采样及分析

1.5 统计分析

使用Excel 2007进行数据整理及作图，SPSS 19.0进行统计分析，使用t检验进行显著性检验，取P<0.05为差异显著性水平。

2 结果与分析

2.1 鱼类生长情况

试验结束时，测量各放养鱼类的生长状况(表3)。研究发现，试验组中鲢鱼、罗非鱼的平均体质量均显著高于对照组，各处理组三角鲂平均体质量差异不显著。试验塘的平均饲料系数比对照塘降低29.7%，但差异并不显著。

表3 各处理鱼类的生长情况

注：同一列上标字母不同表示差异显著(P<0.05)。表4同。

2.2 池塘水质变化

研究发现(表4)，试验塘水体中总氨氮、总氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷和磷酸盐等指标平均浓度均低于对照塘水体，亚硝酸盐氮和总氮的平均浓度尤其明显，分别低于对照塘22.2%和40.3%，但差异均不显著。试验塘中总有机碳浓度显著高于对照塘。

表4 各处理的水质情况 mg·L-1

2.3 经济效益

比较各处理组投入、产出量。试验塘较对照塘，三角鲂增收78.20 kg，鲢鱼增收60.17 kg，罗非鱼增收48.13 kg，合计增加经济效益2 346.16元。

试验组蔗糖消耗830.70 kg，合2 325.96元；整个试验周期罗茨鼓风机和耕水机耗电量折合人民币3 583.12元。对照组换水3次，共5 544 m3，按0.2元·m-3收费标准征收水资源费，合计费用1 108.80元；整个试验周期叶轮式增氧机和抽水泵耗电量折合人民币需2 273.68元；排出需处理尾水5 544 m3，污水处理费折合人民币5 544.00元。综上所述，基于生物絮团原理的水质调控技术在水产养殖实际生产中虽有一定超前性，但在需要收取水资源费，尤其是污水处理费的地区具有一定的运用价值。

3 讨论

本试验中，基于生物絮团原理的水质调控技术，通过在养殖池塘中添加蔗糖并充分曝气增氧，形成一定量的生物絮团使其发挥作用。研究结果表明，添加蔗糖形成适量生物絮团对于提高养殖鱼类产量、降低饵料系数等方面有一定的促进作用。李彦等[11]研究发现，在养殖水体中添加碳源，形成生物絮团，能促进罗非鱼生长，同时降低饲料系数；李朝兵等[15]对生物絮团在鳙养殖中应用的研究发现，生物絮团作为一种新型饵料，在促进鳙生长方面具有正面作用；岳强等[16]研究发现，生物絮团可以促进中华锯齿米虾的生长；李涛等[17]的研究结果表明，生物絮团通过实现饲料中蛋白质的二次有效利用，提高了饲料利用率，降低养殖成本，同时促进锦鲤的生长。赵志刚等[18]比较了添加碳源对不同鱼类生长性能的促进作用，结果表明，添加碳源能明显促进鳙和鲤的生长，而对鲢和草鱼的生长促进效果不明显，同本试验结果存在一定分歧。分析原因，鲢、鳙作为虑食性鱼类，对生物絮团的利用效率与其颗粒大小有关，而生物絮团颗粒的大小与本土微生物组成、碳源种类、曝气强度和水体混合强度等有关。张明明等[19]研究发现，生物絮团养殖模式适宜于异育银鲫养殖，不仅可促进鱼体生长，同时可增强其应激能力和抗病力。王广军等[20]通过对不同碳氮比对杂交鳢养殖的研究结果表明，合适的碳氮比可促进杂交鳢的生长，但当碳氮比过高时则会对杂交鳢产生不利影响。

本试验中，在养殖水体中添加蔗糖对水体水质指标具有明显的改善作用，该结果在国内很多学者的研究中均得到了广泛验证[11, 16-18, 20]。在水产养殖系统中，利用生物絮团原理净化养殖水体，实际上是无机氮的同化过程，生物絮凝的过程是将水体中的颗粒有机物、溶解有机物和无机氮转化为水产养殖对象可以摄食的絮凝体，从而降低其对养殖对象的影响[8]。基于生物絮凝原理的水产养殖水质调控技术需提供一定的碳源和增氧条件，成本较低，考虑传统水质调控技术产生的水资源费及废水处理费，应用该技术可解决养殖过程中的水质问题，同时降低饲料成本及水处理成本，具有一定的推广价值。