不同养殖模式对虎龙杂交斑生长、消化酶活性及非特异性免疫的影响

刘 苏，赵会宏，张 敏，甘松永，何 琪,，柳小春,，黄景军,3，王 庆，杨宇晴，张海发，石和荣

(1 广东省海洋渔业试验中心，广东 惠州516081；2 华南农业大学海洋学院，广东 广州 510640；3 西南林业大学生命科学学院，云南 昆明 650224)

石斑鱼(Epinephelinae)是鲈形目石斑鱼亚科里各属鱼类的总称，是中国南方海水养殖重要名贵鱼类之一[1]。虎龙杂交斑[2]自获得全人工繁殖成功以来，因具有生长速度快、存活率高、体形美观、肉质鲜美等优良特性[3]，其人工养殖得到了快速发展，于2017年被全国水产原种良种审定委员会审定为水产新品种，是中国石斑鱼的主要养殖对象[4]，年产量达13.15万t[5]，占石斑鱼养殖量的80%以上[6]，养殖效益显著。

目前石斑鱼主要养殖模式是浅海网箱养殖[7]和池塘养殖。由于浅海网箱养殖密度过高，受自然条件影响较大，加上多年无规划的海区网箱养殖导致近海海域污染严重，疾病频繁爆发，特别是寄生虫病害和细菌病的爆发，造成巨大损失[8]。为处理传统养殖造成的环境污染问题，政府已不断加强近海水域滩涂资源环境保护力度，近岸传统网箱、鱼排养殖和滩涂池塘养殖将逐步被清理[9]。工厂化循环水养殖具有节水、节地、受自然条件影响小、养殖密度大、养殖环境可控、管理方便等特点，是水产养殖健康发展的新方向[10-11]。北方地区主要以工厂化循环水养殖模式为主，养殖品种有大菱鲆(Scophthalmusmaximus)、半滑舌鳎(Cynoglossussemilaevis)；南方的养殖品种主要有鞍带石斑鱼(Epinepheluslanceol)、棕点石斑鱼(Epinephelusfuscoguttatus)等石斑鱼类[12]和豹纹鳃棘鲈(Plectropomusleopardus)[13]。为满足绿色渔业发展的需求及近岸浅海网箱养殖受限的现实情况，寻求并拓展石斑鱼新的养殖方式迫在眉睫。本文以虎龙杂交斑为研究对象，通过比较工厂化循环水养殖、池塘网箱养殖及流水养殖3种模式对其生长、消化和免疫力的不同影响，探索适宜的养殖模式，为推动石斑鱼养殖业的健康发展提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验系统

3个试验系统分别为：工厂化循环水养殖(A，3个养殖桶)；池塘网箱养殖(B，3个网箱，设置在池塘中)；流水养殖(C，在池塘堤坝上设置3个养殖桶，利用池塘水进行流水养殖)。

1.1.1 试验用工厂化循环水养殖系统(RAS)组成

由养殖桶(3个)、集污网袋、一级(低位)、二级(高位)生物膜反应池、离心水泵、蛋白质分离器、紫外灭菌器等组成(图1)。每个养殖桶有效养殖水体0.55 m3。养殖桶采用底部微孔气石鼓风充气。生物膜反应池由一级生物膜反应池(有效容积1.25 m3)和二级生物膜反应池(有效容积0.65 m3)组成。一级反应池接收养殖桶经网滤后的水源，二级反应池接收经蛋白分离器处理后的水源。紫外灭菌器使用的紫外灭菌灯2支合计30 W。养殖期间，仅补充因清洗生物反应池沉积污泥所消耗水量、水体自然蒸发流失水量和蛋白分离器排放泡沫的水量，系统水循环的利用率约95%，每天水循环次数约8次。

图1 工厂化循环水养殖系统工艺流程

1.1.2 池塘网箱养殖设施

选择在面积为1 535.0 m2池塘(水深1.8 m)设置网箱，网箱的规格长×宽×高为2 m×1 m×1.5 m，网箱中间用网片隔开，一分为三，调节网箱入水深度为0.83 m，使试验鱼的有效活动水体空间为0.55 m3，四周用浮筒固定网箱，在网箱旁边的水底安置纳米曝气管以保证水体的增氧效果；观察网箱的通透情况，及时更换网箱，保证网箱的水体与池塘水体的及时交换。

1.1.3 流水养殖系统

选择在池塘堤坝上安置流水养殖系统，系统由抽水泵、进水管、养殖桶、排水管、充气管等组成，在养殖桶采用底部微孔气石鼓风充气供氧，每个养殖桶有效养殖水体0.55 m3。养殖水体超过一定高度后自动溢出。

1.2 试验饲料

试验用石斑鱼配合饲料来自广东越群海洋生物研究开发有限公司，试验饲料营养成分为：粗蛋白48.5%、粗脂肪10.1%、粗纤维3.0%、灰分16.3%、水分12.3%、钙2.4%、总磷1.1%。

1.3 试验设计与试验管理及病害防治

1.3.1 试验设计与试验管理

表1 不同养殖模式水质指标

注：同一列数据上的相同字母表示数据间差异不显著(P>0.05)，不同字母表示数据差异显著(P<0.05)

1.3.2 病害防治

通过对温度、盐度、pH、溶氧、氨氮、亚硝酸盐氮等水环境因子的有效调控，有效防止了病害的发生。为调节水环境，适当使用了EM菌、光合细菌、芽孢杆菌等益生菌类。试验过程养殖水质一直处于稳状态定，各项指标均满足试验鱼生长需要。

1.4 样品采集与处理

分别于试验第1天(初始)、第28天(中期)、第56天(末期)采样，共3次。采样前停喂24 h，将养殖桶内的试验鱼全部捞出，并统计尾数和试验鱼的总质量。从每个养殖桶(网)中随机选取6尾虎龙杂交斑测量其体重、体长等生长性能指标。测量完成后，用1.0 mL的注射器抽取尾部静脉血，于1.5 mL的离心管中4 ℃下静置4 h后以5 000 r/min的速率离心10 min，取上层清液分装于0.5 mL的离心管中，置于-80 ℃保存备用。然后用经过灭菌灭酶处理的采样工具解剖并称量鱼的内脏和肝脏质量，将其前肠放入2 mL离心管于液氮中速冻，并保存于-80 ℃冰箱中备用。

1.5 指标测定

1.5.1 生长性能结果计算

增重率(WGR，%)：

ZWGR=100%×(Wf-Wi)/Wi

(1)

特定生长率(SGR，%)：

TSGR=100%×(lnWf-lnWi)/t

(2)

存活率(SR，%)：CSR=100%×Nt/N0

(3)

肝体比(HIS，%)：GHIS=100%×Wg/Wq

(4)

脏体比(VSI，%)：ZVSI=100%×Wn/Wq

(5)

肥满度(CF,g/cm3)：FCF=Wq/C3

(6)

饲料系数(FCR)：SFCR=Wr/Wz

(7)

式中：Wf为平均终末体质量，g；Wi为平均初始体质量，g；t为饲养时间，d；N0为初始鱼数，尾；Nt为终末鱼数，尾；Wg为肝脏质量，g；Wq为鱼体质量，g；Wn为内脏质量，g；C为鱼体长，cm；Wr为总摄食量，g；Wz为鱼体增质量，g。

1.5.2 各项指标测定

血清溶菌酶(LZM)采用试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定；血清超氧化物歧化酶(SOD)采用总超氧化物歧化酶测试盒(南京建成生物工程研究所)测定；血清丙二醛(MDA)采用丙二醛测试盒(南京建成生物工程研究所)测定；试验鱼血清中的GH与IGF-Ⅰ采用GH与IGF-Ⅰ测试盒(南京建成生物工程研究所)测定；试验鱼前肠的消化酶采用消化酶试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定。

1.6 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2016软件进行处理，通过SPSS 21.0软件进行统计分析，所得数据结果用平均值±标准差(Mean ± SD)表示，先对数据进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，再对有显著差异的数据进行Duncan氏法多重比较，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同养殖模式对虎龙杂交斑生长性能的影响

2.1.1 存活率

不同养殖模式养殖虎龙杂交斑存活率(SR)有显著差异，B组的存活率[(100±0.00)%]显著高于A组[(91.43±2.86)%]和C组[(90.48±3.30)%](P<0.05)，即池塘网箱养殖虎龙杂交斑的存活率显著高于工厂化循环水养殖和流水养殖虎龙杂交斑的存活率。

2.1.2 生长性能

不同养殖模式对虎龙杂交斑生长性能的影响见图2。由图2a可见，各组试验鱼期末的质量无显著差异；由图2b及2c可见，B组在试验中期和末期的增重率(WGR)和特定生长率(SGR)均显著高于A组和C组(P<0.05)，A组与C组之间无显著差异(P>0.05)；由图2d可见，B组饲料系数(FCR)显著低于A组和C组(P<0.05)，A组与C组之间无显著差异(P>0.05)。

2.1.3 生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)

不同养殖模式对虎龙杂交斑GH和IGF-Ⅰ的影响见图3。由图3a和图3b可知，B组在试验中期和末期的GH和IGF-Ⅰ均显著高于A组和C组(P<0.05)，A组与C组之间无显著差异(P>0.05)。

2.1.4 脏体比、肝体比、肥满度

不同养殖模式对虎龙杂交斑脏体比、肝体比、肥满度的影响见图4。由图4a可见，B组和C组在试验末期的脏体比(HIS)均显著高于A组(P<0.05)，肝体比(VSI)则A、B、C 3组之间无显著差异(P>0.05)；由图4b可见，B组和C组在试验末期的肥满度(CF)均显著高于A组(P<0.05)。

图2 不同养殖模式对虎龙杂交斑生长性能的影响

图3 不同养殖模式对虎龙杂交斑GH和IGF-Ⅰ的影响

图4 不同养殖模式对虎龙杂交斑脏体比、肝体比、肥满度的影响

2.2 不同养殖模式对虎龙杂交斑消化酶活性的影响

不同养殖模式对虎龙杂交斑消化酶活性的影响见图5。由图5a可见，在试验中期A、B、C各组的淀粉酶活性无显著差异(P>0.05)，在试验末期B组显著高于A组和C组(P<0.05)；由图5b可见，在试验中期B组和C组的脂肪酶活性均显著高于A组(P<0.05)，在试验末期B组和C组显著高于A组，且B组也显著高于C组(P<0.05)；由图5c可见，在试验中期和末期，B组和C组的蛋白酶活性均显著高于A组(P<0.05)，B组与C组之间无显著差异(P>0.05)。

图5 不同养殖模式对虎龙杂交斑消化酶的影响

2.3 不同养殖模式对虎龙杂交斑非特异性免疫指标的影响

不同养殖模式对虎龙杂交斑血清超氧化物歧化酶(SOD)、溶菌酶(LZM)和丙二醛(MDA)活性的影响见图6。由图6a可见，B组和C组在试验中期的血清超氧化物歧化酶(SOD)均显著高于A组(P<0.05)，在末期却是A组显著高于B组和C组(P<0.05)；由图6b可见， A组在试验中期、末期的溶菌酶(LZM)活性显著高于B组和C组，C组显著高于B组(P<0.05)；由图6c可见， B组和C组在试验中期丙二醛(MDA)含量均显著高于A组(P<0.05)，在末期B组显著高于A组和C组(P<0.05)。

3 讨论

3.1 不同养殖模式对虎龙杂交斑生长以及消化酶活性的影响

虎龙杂交斑的生长受多种环境因素的影响，如水温、pH、溶氧、氨氮、亚硝酸盐氮等。本试验发现，在夏季水温为25.3 ℃～31.5 ℃时，池塘网箱养殖模式下的虎龙杂交斑在生长速度、饲料转化率、淀粉酶活性、脂肪酶活性以及内分泌激素GH、IGF-Ⅰ水平等方面均显著高于工厂化循环水养殖和流水养殖，说明池塘网箱养殖能更好地促进虎龙杂交斑的生长，这与逯云召等[14]研究利用海水池塘网箱养殖半滑舌鳎在养殖周期内生长速度显著高于工厂化养殖的结果相似。池塘网箱养殖是在露天环境下进行的，整个养殖过程虎龙杂交斑始终生活在池塘水体的中上层，水环境良好，光照充足，养殖水体的平均水温高于工厂化养殖，pH和溶氧也显著升高，从而更加有利于促进虎龙杂交斑的生长，缩短养殖周期。史蒙等[15]和符书源等[16]利用海水池塘网箱养殖青石斑和棕点石斑鱼的研究也论证了这一点。

图6 不同养殖模式对虎龙杂交斑超氧化物歧化酶、溶菌酶活性和丙二醛活性的影响

3.2 不同养殖模式对虎龙杂交斑非特异性免疫的影响

血清生化指标是衡量鱼类健康状况、营养水平和生理状态的重要依据。血清中溶菌酶是重要的非特异性免疫因子，在一定程度上能反映鱼体免疫防御能力和抗病力[17]。超氧化物歧化酶是机体内的抗氧化酶，具有清除超氧自由基、氧化自由基，防止生物分子损伤等重要作用[18]，以避免过多的氧自由基造成机体免疫力下降。研究发现，一定质量浓度的氨氮胁迫会破坏甲壳动物的肝胰腺组织，从而降低其免疫力；养殖水体中积累过多的氮分子也会对鱼鳃表皮细胞造成损伤从而使其免疫力下降[19]。在本试验中，虽然不同养殖模式水体的氨氮浓度一直保持在安全范围内，但池塘网箱养殖及流水养殖水体氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度均显著高于工厂化循环水养殖。工厂化循环水养殖的虎龙杂交斑溶菌酶(LZM)和超氧化歧化酶(SOD)活性显著高于其他组，说明工厂化循环水养殖有利于提高虎龙杂交斑的免疫力。郑乐云等[20]的研究结果也论证了这一现象。

3.3 虎龙杂交斑养殖模式优化组合前景分析

石斑鱼为广盐性鱼类，其适宜生长的盐度范围为17～47[21]。在本试验中，3种养殖模式下的水环境盐度分别为29.57、27.81、27.84，有显著性差异。张雅芝等[22]研究盐度对斜带石斑鱼生长的影响，结果表明盐度为14～39时，斜带石斑鱼的生长无显著性差异。因此，在一定盐度范围内，其盐度变化对石斑鱼无显著性影响。石斑鱼为温水性鱼类，其最适温度范围在24 ℃～28 ℃[23]。梁华芳等[24]报道虎龙杂交斑在温度为14 ℃～35 ℃的海水中均能存活和摄食，最适宜环境温度为25 ℃～35 ℃，当温度下降至24 ℃时摄食减少，13 ℃时停止摄食，下降至11℃时出现死亡，高温半致死温度则为39 ℃。因此，在实际生产过程中可以利用工厂化循环水养殖和池塘养殖的优势，将其有机结合起来。在低温季节(冬春)利用室内工厂化循环水养殖的加温保温条件和有利于提高石斑鱼免疫力的优势，进行育苗和初步养成，待到气温回升到22 ℃(初夏)，池塘条件满足石斑鱼生长时，将石斑鱼转移至室外池塘进行养殖，利用池塘养殖生态可控和生长快速的优势，经数月养殖后即可达到商品鱼上市销售的规格，大大缩短石斑鱼的养殖周期，降低养殖成本，提高经济效益。

4 结论

本研究结果表明，工厂化循环水养殖模式有利于提高虎龙杂交斑的免疫力，池塘网箱养殖模式能更好地促进虎龙杂交斑的生长和消化。因此，冬春季节采用室内工厂化循环水养殖，初夏季节采用池塘养殖，将工厂化循环水养殖的控温、提高石斑鱼免疫力的优势以及池塘养殖生态可控、生长快速的优势有机结合，能更好地满足实际生产的需求。