池塘工程化循环水养殖模式下养殖密度对大口黑鲈生长性能和生理指标的影响

王裕玉，徐 跑，聂志娟，邵乃麟，徐钢春

(中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室，江苏无锡 214081)

我国的池塘养殖模式发展于20世纪70年代，当前，养殖模式仍以“进水渠+养殖池塘+排水渠”为主要形式[1]。然而，这种传统的养殖模式是以高投饲率、高劳动力成本、高能耗、牺牲环境为代价换来的，基本上是粗放式的发展模式，由此带来水体富营养化加剧、养殖环境恶劣、渔药滥用、药物残留超标、鱼肉品质下降等问题，养殖废水造成的环境问题已成为池塘养殖健康可持续发展的瓶颈之一[2]。池塘工程化循环水养殖是我国近几年来渔业转型升级、创新发展的一种新模式，与传统池塘养殖模式相比较，新模式在工艺理念、技术装备和养殖方式等方面都具有了重大的革新。工程化循环水养殖是指利用占池塘面积2%～5%的水面建设具有气提推水增氧和集排污装备的系列水槽作为养殖区进行类似于“工厂化”的高密度养殖，并对剩余水面进行适当改造后作为净化区对残留在池塘的养殖尾水进行净化处理，实现养殖周期内养殖尾水的零排放或达标排放。在美国西阿拉巴马州，采用池塘跑道系统养殖斑点叉尾鮰，其成活率大于90%，产量可达20 540 kg/hm2，产量增加273.5%～356.4%，曝气增氧能耗下降50%[3]。池塘工程化循环水养殖相关研究在国内始于2011年。有关池塘工程化循环水养殖模式的研究主要集中在系统的设计及运行参数的优化等方面。

养殖密度是水产养殖中最重要的变量之一，高密度养殖是充分利用水资源空间、获得高产量和高经济效益的最直接、最有效的途径之一[4-6]。然而，过高的养殖密度作为一种环境胁迫因子，一方面会加剧鱼类对资源、空间的竞争，另一方面会产生应激反应，导致鱼类在摄食、生长、能量代谢、行为、生理以及免疫功能等方面的一系列变化，对环境变化敏感性升高，对病原的易感性增加，最终会引起生长缓慢和机体生理紊乱，甚至死亡[5,7]。大口黑鲈(Micropterussalmoides)，俗名为加州鲈，其具有生长速度快、抗病害能力强、易于捕捞、适温范围广、肉质细嫩、味道鲜美等特点，具有较高的营养价值和经济价值，逐渐成为我国重要的水产养殖品种之一。据统计，2016年，全国淡水养殖的鲈鱼产量为374 062 t，经济效益显著。试验研究了大口黑鲈养殖密度与生长和血清生化指标的关系，以期为大口黑鲈池塘工程化循环水养殖的健康发展提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 实验用鱼

选择体重、规格一致、健康无病的大口黑鲈作为试验用鱼，平均体重为(35.68±2.12) g，平均体长为(11.09±0.30)cm。

1.2 养殖水槽

养殖实验在中国水产科学研究院淡水渔业研究中心扬中基地进行。在4.17 hm2池塘环沟内建造联排不锈钢结构流水槽6条(1～6#)、改性PVC流水槽6条(7～12#)，2排流水槽呈对角线排列，形成对角循环对流、能耗最低的循环流水设计模式。流水槽分为气提推水增氧区、养殖区(22 m×5 m×2.5 m)和集污区。流水槽前端安装气提推水增氧装置；养殖区底部安装增氧设施。基地流水槽养殖区面积合计1 320 m2，占池塘总面积的3.17%，剩余的池塘区域为净化区域对养殖尾水进行净化处理。整个池塘工程化循环水养殖系统结构图见图1。养殖水源为长江水，水质清新，无污染，符合《渔业水质标准》。

图1 池塘工程化循环水养殖系统结构示意图

1.3 饲养管理

试验开始前，将规格一致、健康无病的大口黑鲈放入到4个不锈钢流水槽中(3、4、5、6#)，分别为15 000和25 000尾/槽，每个处理设2次重复。试验期间，投喂选择膨化颗粒饲料(嘉吉(阳江)饲料有限公司，粗蛋白含量≥47%，粗脂肪含量≥5%)。饲料粒径根据鱼体规格而定。每天投喂2次(8∶00和17∶00)，日投喂量为鱼体重量的4%，并根据天气状况、水温、水质状况及摄食状态等情况做适当调整。每天记录摄食及死亡情况，及时清除死鱼。在整个养殖试验期间，气提推水增氧设备24 h开启，水流速度0.02～0.03 m/s，溶解氧3.01～7.18 mg/L，水温24.0～31.8 ℃，氨氮0.19～0.86 mg/L，pH 7.68～8.27，亚硝酸氮0.23～0.39 mg/L。养殖试验周期为2017年7-11月，持续120 d。

1.4 样品采集与分析

分别在30、60、90和120 d测量试验鱼的体长和体重。每个水槽随机取20尾鱼，用MS-222麻醉，迅速测定体长和体重等生物学指标，然后，用1 mL的注射器尾静脉取血，将血样注入到1.5 mL离心管中，置于4 ℃冰箱中静置4 h，3 500 r/min离心10 min，用移液枪将血清转入离心管中，-80 ℃保存，以备测定血液生化指标。采用全自动生化分析仪(迈瑞BS-400，深圳)测定总蛋白(TP)、总胆固醇(TC)、血糖(Glu)、甘油三酯(TG)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、谷氨酸氨基转移酶(ALT)、碱性磷酸酶(ALP)等血清生化指标；采取酶联免疫检测法(ELISA)测定血清皮质醇和溶菌酶含量。

1.5 指标计算公式

增重率(WG)=100%×(Wt-W0)/W0

特定生长率(SGR)=100%×(lnWt-lnW0)/t

式中，W0为试验开始时鱼的体重(g)；Wt为试验结束时鱼的体重(g)；t为养殖天数(d)。

1.6 数据统计分析

采用SAS 9.12统计软件对数据进行统计学分析。先作单因素方差分析(One-way ANOVA)，若差异显著，再作Duncan’s(1995)多重比较，P<0.05表示差异显著。结果采用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 养殖密度对大口黑鲈生长的影响

养殖密度对大口黑鲈生长的影响见如表1。从表中可以看出：本实验条件下，养殖周期内大口黑鲈未发生疾病和明显死亡。在养殖前期(90 d)高密度组大口黑鲈增重率高于低密度组，养殖后期(120 d)高密度组增重率低于低密度组，但是养殖密度对大口黑鲈末体重、增重率、特定生长率无显著差异(表1)。

2.2 养殖密度对大口黑鲈血清生化指标的影响

养殖密度对大口黑鲈血清生化指标的影响见如表2。从表2中可以看出：养殖密度对血清ALT、AST和ALP 无显著影响。在90和120 d时，高密度组试验鱼血清TP、TC、TG含量显著低于低密度组，而在30和60 d时无显著差异。在120 d时，高密度组试验鱼血糖含量显著低于低密度组，而在30、60和90 d时，组间无显著差异。随着养殖密度的增加，血清皮质醇和溶菌酶含量有升高的趋势，但是组间差异不显著。

表1 养殖密度对大口黑鲈生长性能的影响

表2 养殖密度对大口黑鲈血清生化指标的影响

续表

2.3 大口黑鲈体重和体长的关系

随着试验的进行，大口黑鲈的生长速度逐渐加快，体重逐渐增加。对不同养殖密度的大口黑鲈的体长(L)和体重(W)数据进行多种函数的回归分析，从表3可看出，幂函数关系式相关系数R2最大，能很好反映出大口黑鲈体重和体长的关系，经拟合回归分析得出，低密度组大口黑鲈体重(W)和体长(L)的关系式为y=0.031 6x2.903 8(R2=0.980 1)；高密度组大口黑鲈体重(W)和体长(L)的关系式为y= 0.032 1x2.898 5(R2=0.982 4)。

表3 不同放养密度大口黑鲈体长、体重回归方程

3 讨论

3.1 养殖密度对生长的影响

在集约化水产养殖生产中，往往通过增加放养密度达到提高单位养殖水体产量的目的。然而，高密度养殖导致的拥挤会引起鱼类生理状态紊乱、行为异常，最终会影响鱼类的生长、福利和养殖效益。本研究中，池塘工程化循环水养殖条件下，大口黑鲈的生长性能在低、高密度养殖组之间无显著性差异。在养殖前期(90 d)，高密度组大口黑鲈增重率和特定生长率高于低密度组，Millán-Cubillo等[8]对大西洋白姑鱼(Argyrosomusregius)、Pirozzi等[9]对日本白姑鱼(Argyrosomusjaponicus)的研究也发现，与低密度养殖组相比，高密度养殖组鱼的生长速率较高，这是因为养殖前期低密度组鱼类捕食机会和行为不稳定，导致鱼的摄食效率降低，进而引起生长变缓。此外，流水养殖时水流的推动和摄食不及时，会引起鱼类摄食效率低和饲料系数高，因此，投喂饲料时应该减小或停止气提推水以提高摄食效率；而在养殖后期(120 d)，高密度组大口黑鲈增重率和特定生长率出现降低的趋势，Liu等[10]对大菱鲆(Scophthalmusmaximus)的研究结果表明，养殖前80 d对其生长无影响，而在120 d后，高密度组末体重和特定生长率显著降低。另外，对金头鲷(Sparusaurata)[11]、蓝鳃太阳鱼(Lepomismacrochirus)[12]、褐鳟(Salmotrutta)[13]和罗非鱼(Oreochromisniloticus)[14-15]等鱼类的研究结果亦显示，养殖密度过高会抑制鱼类的生长，这是因为在高密度养殖条件下，鱼类对空间和食物资源竞争更加激烈，机体处于应激状态，为了适应拥挤胁迫，鱼类调节自身的生理状况而增加能量消耗，进而抑制其生长、免疫和健康[4, 7, 16]。还有研究者对欧洲鲈鱼(Dicentrarchuslabrax)[6, 16]和塞内加尔鳎(Soleasenegalensis)[5, 17]的研究结果显示，养殖密度对生长无显著影响；不同研究者得出的结论存在差异归结于鱼的种类、生理状态、密度水平、饲料组成、养殖周期及养殖条件等不同引起的。总之，在池塘工程化循环水养殖条件下，大口黑鲈养殖前期阶段可以采取高密度养殖方式，养成至大规格鱼种再分塘养殖以减少应激引起的生长变缓。

3.2 养殖密度对血清生化指标的影响

鱼类血液生理指标与代谢、营养状况及疾病有密切的关系，鱼类能够通过调节血液指标来适应外界因子的影响。皮质醇是鱼类在应激状态下由下丘脑-垂体-肾间组织轴(HPI)分泌的一种重要的应激激素，皮质醇水平的升高被认为是鱼类遭受应激的敏感信号，拥挤胁迫引起的血清皮质醇水平升高会对鱼类的生长和免疫反应产生负面影响[4-6, 11, 16, 18]。溶菌酶是鱼类最重要的非特异性免疫因子之一，由中性粒细胞和巨噬细胞产生，分泌到血液和粘液中发挥溶菌作用[4]。本研究中，养殖密度对皮质醇和溶菌酶水平无显著影响，研究者在对欧洲鲈鱼、虹鳟(Oncorhynchusmykiss)、罗非鱼和塞内加尔鳎的研究中也得到了类似结果[4-7, 14]。这些研究结果表明，鱼类经过长期的拥挤应激后，会慢慢适应胁迫，皮质醇水平表现出轻微变化或无变化。然而，Millán-Cubillo等[8]和Procarione等[19]研究发现，皮质醇水平随着养殖密度的增加而降低。不同养殖密度条件下，鱼类血清皮质醇水平出现不同的变化规律与鱼的种类、摄食、养殖条件有关。比如，在急性应激条件下，欧洲鲈鱼[16]和斑马鱼(Daniorerio)[20]饥饿组皮质醇水平高于摄食组。在第90和120天，高密度养殖组大口黑鲈血清TP、TC和TG显著低于低密度组，而在养殖前期(30和60 d)两处理组间差异不明显。而在虹鳟[4]、塞内加尔鳎[5]和罗非鱼[14]的研究中得到了类似的实验结果，这是由于在慢性应激条件下，应激迅速消耗能量储备使葡萄糖维持在正常范围内[4]。

3.3 体重与体长的关系

鱼类的体长与体重关系是鱼类生物学和渔业资源评估研究中涉及的基本内容之一，可用于了解鱼类生长的季节性变化，评估鱼类生长环境的优劣和鱼类的营养状况，还可用来了解鱼类生长过程中体形的变化特征[21]。体长与体重关系式W=a·Lb，式中a表示条件因子，它在一定程度上反映了生物体的肥满度，幂指数b可提供鱼类生长信息，当b=3时，为等速生长；当b大于或者小于3时代表鱼体处于异速生长期(b>3表示鱼体处于正异速生长，b<3表明鱼体处于负异速生长)[22]。本实验中，低、高密度组b值分别为2.903 8、2.898 5，可以看出大口黑鲈为近似等速生长。高密度组鱼类对空间和食物资源竞争更加激烈，进而抑制生长，尤其是在生长后期拥挤造成的胁迫更加明显。