威海桑沟湾海域不同海带品种/系的生长状况研究

2020-03-19王珊珊张瑞标常丽荣肖露阳孙利芹刘振华

大连海洋大学学报 2020年1期

王珊珊，张瑞标、*，常丽荣，肖露阳，孙利芹，刘振华

(1.威海海洋职业学院，山东荣成 264300；2.山东省海洋经济藻类资源开发与利用工程技术协同创新中心，山东荣成 264300；3.威海市微藻种质资源开发工程技术研究中心，山东荣成 264300；4.威海长青海洋科技股份有限公司，山东荣成 264300；5.烟台大学生命科学学院，山东烟台 264000)

海带Saccharinajaponica是中国海上养殖的主要品种之一，其规模和产量均居世界首位，栽培区域由中国北方辽宁沿海一直延伸到南方广东沿海[1]，栽培面积不断扩大。随着社会需求的增加，学者们以海带整体产量为目标进行了新品种(系)的研发和培育，促进了海带产业的进一步发展[2]。

现今，中国海带育苗技术已完全成熟，在海带栽培过程中，科技工作者通过自交、杂交、分子标记辅助育种等手段，已培育出多个优良品种/系[3-5]，如宽叶“205”[6]、高产“爱伦湾”[7]与“901”[8]等国家水产新品种，以及食品加工海带“海科1号”、“三海”海带等优良新品系，丰富了中国海带的优质品种，提升了海带良种覆盖率[9]。但目前海带栽培中存在品种/系混杂、退化严重等问题，难于保持品种/系的纯度，良种化未成规范，遏制了海带栽培业的发展，未能实现经济效益的最大化。为此，本研究中选取10个品种/系海带为研究对象，系统地研究了10个品种/系海带在桑沟湾海域的生长状况，旨在筛选出适合桑沟湾海域栽培的产量高、品质好的优质海带品种/系，为桑沟湾海域的海带养殖业及海区合理开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

10个品种/系的海带苗均来自荣成市威海长青海洋科技股份有限公司桑沟湾海带栽培区(公司与中国科学院海洋水产研究所、中国海洋大学、黄海水产研究所等合作历年选育品种/系，并引进国内外品种/系)，所选海带均具有一定优势性状，其来源及特性如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 试验设计选取不同品种/系的海带苗，初始体长为(20.34±0.49)cm，初始体宽为(3.21±0.16)cm，初始鲜质量为(0.05±0.01)g，于2017年11月夹苗。采用“顺流架子”栽培法，试验用净长2.5 m苗绳，每个品种夹取2绳，每绳夹苗30株，垂养在水深15～20 m的筏架上，于桑沟湾同一海区(北纬37°09′56″，东经122°35′05″)进行栽培试验。2017年12月，取与试验用同一规格的海带进行补苗，一般每绳补苗1～3棵。

表1 不同品种/系海带来源与特性

Tab.1 Origin and characteristics of different varieties/lines of kelpSaccharinajaponica

海带品种/系variety/line来源 origin特性 characteristics黄官Huangguan黄海水产研究所与福建连江官坞选育[10]南方种,具有宽度优势爱伦湾Ellen Bay中国海洋大学与寻山集团选育[7]北方种,具有宽度、鲜质量优势烟杂Yanza日本海带与真昆布的杂交种[11]北方种,具有长度优势连杂1号Lianza No1福建连江官坞研发[12]南方早熟种,具有鲜质量优势205中国科学院海洋研究所研发[6]北方种,具有长度、鲜质量优势海科1号Haike No1山东俚岛海洋科技股份有限公司研发[13]北方种,具有宽度优势丰宝Fengbao大连海宝渔业与中国科学院海洋研究所选育[14]北方种,生长速度快,具有鲜质量优势海天1号Haitian No1南方耐高温“黄官”和北方高产“奔牛”杂交种[15]北方种,具有鲜质量优势901日本长海带与烟台当地早厚成品系一号杂交种[8]北方种,生长快,具有宽度优势韩国品系South Korea Strain于韩国引进北方种,叶片柔软

1.2.2 养殖海区环境桑沟湾养殖海区，水体透明度年变化幅度为35～220 cm，流速为40 m/min，12月至翌年6月透明度变化幅度为40～120 cm，属海带养殖一类海区。养殖期间，水体温度、透明度如表2所示。

表2 海区平均温度及透明度

Tab.2 Average temperature and transparency in the sea area

测量日期/年-月year-month温度/℃temperature透明度/cmtransparency2017-122018-012018-022018-032018-042018-052018-069.05.63.85.58.012.017.0604037506285112

1.2.3 数据采集从2017年12月份开始，每月定期对各个品种的海带进行计数并测量，随机采样，每次从每个品种/系采样15株，分别测定其体长、体宽、鲜质量。长度的测量采用卷尺，精确到0.10 cm，质量的测定采用75 kg的长杆秤，精确到0.1 kg。从4月份开始记录孢子生长情况，4—6月随机平行取样计算鲜干质量比(简称鲜干比)。

相对增长率=(终末值-初始值)/初始值×100%。

1.3 数据处理

试验数据以平均值±标准差表示，利用SPSS 19.0进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，用Duncan法进行多重比较，显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同品种/系海带的生长指标及相对增长率

从表3、表4可以看出，各品种/系海带在3月份以前，体长、体宽及鲜质量增长迅速，从4月份开始，各品种/系海带的生长性状之间呈现出不同的变化。

2.1.1 体长及相对增长率从表3、4可见：“丰宝”和“205”海带具有长度优势，分别在4、6月份达到最大长度，分别为320.93、314.75 cm，并显著大于同一时间下的其他品种/系(P<0.05)；“爱伦湾”也存在一定长度优势，其最大长度为299.33 cm，仅次于以上两个品种/系；但“丰宝”和“爱伦湾”海带4月后长度呈减小趋势，发生枯烂；“丰宝”、“205” 和“爱伦湾”海带体长相对增长率在12月表现出优势，分别为281.91%、281.07%和270.01%，其中“205”海带一直处于正增长；“连杂1号”在3月份表现出较好的生长优势，达最大长度282.88 cm，但4月份即出现负增长，后期腐烂严重；“韩国品系”长势较差，在4月份达最大长度267.07 cm，但显著低于其他品种/系(P<0.05)且5、6月份呈负增长趋势；“连杂1号”和“韩国品系”海带相对增长率普遍低于其他品种/系。

综合分析得出：桑沟湾海域的10个海带品种/系中，体长在前期增长较快并于4月份左右达最大值的品种/系如“丰宝”、“爱伦湾”；后期5—6月份，大部分品种/系海带的长度呈现不同程度的减小，说明后期开始腐烂；但也有品种/系海带呈现平稳持续性增长，6月份时达最大长度，如“205”海带体长随时间持续增长。推测海带长度的变化除了种的特异性，还可能与水温、透明度、光照强度等因素有关，具体有待进一步研究。

2.1.2 体宽及相对增长率从表3、4可见：“爱伦湾”、“丰宝”、“205”、“901”、“黄官”、“海科1号”6个品种/系海带的宽度明显优于其他品种/系，其最大宽度分别为49.93、48.23、47.94、48.08、47.86、47.57 cm，但“901”海带5月后宽度呈略减小趋势，而6个品种/系体宽相对增长率在12月份表现出优势，前期增长快；“韩国品系”海带宽度性状最差，多数时间下显著小于其他品种/系(P<0.05)，最大宽度仅为34.67 cm，其体宽相对增长率普遍低于其他品种/系。

综合分析得出：桑沟湾海域10个海带品种/系中，大部分品种/系海带体宽呈现持续性增长，前期增长快，3月份之后宽度增加相对缓慢，并于6月份时达最大值，如“爱伦湾”、“205”、“丰宝”、“海科1号”、“黄官”；但也有品种/系海带宽度5月份达最大值，之后呈现不同程度的减小，说明后期叶片边缘开始腐烂，如“901”。同样，推测海带宽度的变化与种的特异性及水质因子有关。

2.1.3 鲜质量及相对增长率从表3、表4可见：

表3 不同品种/系海带的体长、体宽、鲜质量Tab.3 Body length, body width and fresh body weight of different varieties/lines of kelp Saccharina japonica

注：同列中标有不同字母者表示同一指标下不同品种/系之间有显著性差异(P<0.05)，标有相同字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)

Note：Means with different letters in the same column are significant differences in the same index of different varieties/lines (P<0.05), and the means with the same letters within the same column are not significant differences(P>0.05)

表4 不同品种/系海带体长、体宽和鲜质量的相对增长率

Tab.4 Relative growth rates of body length, body width and fresh body weight of different varieties/lines of kelpSaccharinajaponica

品种/系variety/ line生长指标growth indicator相对增长率relative growth rate/%12月 Dec.1月 Jan.2月 Feb.3月 Mar.4月 Apr.5月 May6月 Jun.体长210.42±21.34134.00±15.3260.79±5.688.84±6.347.88±2.13-4.07±1.08-0.27±1.01黄官Huangguan体宽201.56±15.28106.61±13.2559.70±6.3711.15±5.3212.11±2.8512.74±3.676.66±2.58鲜质量80.00±9.63158.06±20.48191.67±21.3442.86±8.3420.56±5.8127.09±4.980.00±1.27体长270.01±24.17112.77±16.7264.04±5.969.21±6.214.34±2.34-0.49±1.09-0.38±0.85爱伦湾Ellen Bay体宽206.85±14.21117.26±11.2055.75±9.2418.00±6.219.66±2.857.58±3.107.61±2.04鲜质量100.00±10.34150.00±17.52192.00±14.3853.42±7.2523.21±5.6724.64±6.242.33±0.38体长221.24±17.52144.77±16.8254.24±3.6813.05±5.020.18±1.23-5.99±2.34-1.71±3.10烟杂Yanza体宽231.46±13.59142.48±10.6740.31±5.2711.08±2.634.28±1.234.44±0.383.08±0.30鲜质量120.00±11.38154.55±12.35189.41±15.2443.24±4.3516.92±3.6410.53±4.285.33±2.34体长206.69±16.87135.25±14.2557.28±3.6722.56±4.28-2.64±1.38-14.72±2.14-0.55±1.08连杂1号Lianza No1体宽219.63±16.23137.62±12.3841.26±5.6210.89±3.477.54±1.020.85±0.901.06±1.20鲜质量80.00±10.32150.00±10.28177.78±12.3165.00±5.3720.43±4.288.28±4.34-3.33±1.26体长281.07±26.34114.66±9.2862.88±9.3410.59±5.212.09±1.031.45±0.541.41±0.86205体宽218.69±15.19135.19±8.6447.80±5.6711.78±3.248.96±1.687.50±1.972.96±2.34鲜质量100.00±10.23136.36±5.69208.85±7.6857.53±0.3920.87±4.3525.90±2.484.00±3.14体长215.88±19.83135.32±6.5758.24±6.2510.40±2.903.59±3.41-4.11±1.29-0.74±0.37海科1号Haike No1体宽243.30±18.28134.85±9.2440.30±5.2812.01±2.105.41±1.3410.47±1.520.44±0.19鲜质量100.00±11.39152.94±9.83196.51±10.3442.22±6.2721.87±3.9412.31±2.194.11±1.03体长281.91±25.16114.83±7.6257.21±4.6715.79±5.325.64±0.91-4.09±0.39-0.63±0.41丰宝Fengbao体宽231.78±16.23129.48±8.1548.77±5.6411.00±2.5810.08±2.366.26±1.692.16±0.32鲜质量120.00±13.81147.93±8.61188.10±9.3846.13±4.3122.58±3.6521.05±2.843.30±1.03体长289.92±20.36120.49±5.6747.73±5.369.01±4.284.65±2.07-6.99±1.37-2.02±0.29海天1号Haitian No1体宽262.62±18.14132.56±9.6535.46±2.6810.36±2.177.19±3.247.10±1.080.84±0.39鲜质量120.00±10.32166.67±6.27182.13±7.6941.67±5.3722.82±6.2921.53±2.61-4.76±0.26体长212.39±11.34137.44±8.7254.75±5.3612.68±4.287.31±1.20-1.62±0.53-4.43±0.29901体宽201.56±18.31148.66±5.6236.56±3.4120.87±5.279.19±2.1310.83±1.43-0.35±0.22鲜质量100.00±10.26140.00±5.27187.36±6.5747.50±3.7623.79±6.2811.76±3.217.29±0.15韩国品系体长196.41±18.43134.65±9.5759.33±5.6816.45±4.231.75±1.61-2.90±0.64-2.80±0.52South Korea 体宽179.44±12.64114.83±10.3940.79±3.2716.00±4.265.50±2.674.22±0.280.20±0.09Strain鲜质量60.00±9.52137.50±9.58171.93±10.6348.39±5.3717.39±4.2122.22±2.61-3.03±0.09

“205”、“爱伦湾”、“丰宝”海带表现出明显的生长优势，在6月份达最大鲜质量，分别为1.82、1.76、1.76 kg；海带鲜质量相对增长率在12月份至翌年2月份表现出了明显优势，其中“205”、“爱伦湾”、“丰宝”这3个品种/系海带鲜质量在2月份达最大，分别为208.85%、192.00%、188.10%；“韩国品系”海带鲜质量5月份达最大，仅为1.10 kg，显著低于其他品种/系(P<0.05)，各月份一直处于最低状态，增重最慢。

综合分析得出：桑沟湾海域的10个海带品种/系中，大部分品种/系海带的鲜质量呈现持续性增长，12月至翌年2月份鲜质量增长迅速且逐渐加快，后期增长速度下降，甚至出现负增长；大部分品种/系海带于6月份达最大值，如“黄官”、“爱伦湾”等，但有些品种/系海带的鲜质量5月份达最大值，之后呈现不同程度的减小，这说明后期枯烂严重，导致鲜质量降低，造成一定程度的减产，如“连杂1号”、“海天1号”、“韩国品系”。同样，推测海带鲜质量的变化除了种的特异性，还可能与脱落比率、水温、透明度等因素有关，有待进一步研究。

2.2 不同品种/系海带鲜干比

从表5可见：随着海区水温升高，海带干物质积累加快，各品种/系海带的鲜干比均呈现下降趋势；各品种/系海带的鲜干比在4—6月份逐渐减小，说明干物质积累增多，6月份各种海带中“爱伦湾”海带鲜干比最低，为7.91(P<0.05)；大部分品种/系在海带4—5月份鲜干比减小比5—6月份幅度大，即干物质积累明显；而“205”海带干物质积累在5—6月份较大，这与“205”海带体长、体宽、鲜质量呈现持续性正增长的变化趋势一致，相对适宜较晚采收，鲜干比6月份最低(8.39)，与“海天1号”、“丰宝”处于同一水平；6月份各种海带中“海科1号”鲜干比较其他海带最大，为9.27(P<0.05)，收获干质量较少，不宜选择。将鲜干比与相关其他生长指标综合比对，在不影响长度等外观性状的基础上，可参照鲜干比选择合适的采收时机，以获得高产。

表5 不同品种/系海带不同月份的鲜干比

Tab.5 Fresh-dry ratio of different varieties/lines of kelpSaccharinajaponicain different months

品种/系 variety/line4月 Apr.5月 May6月 Jun.黄官Huangguan12.2±0.7c9.8±0.5b8.5±0.5c爱伦湾Ellen Bay10.8±0.6a8.7±0.5a7.9±0.6a烟杂Yanza11.5±0.6b9.8±0.7b8.9±0.8d连杂1号Lianza No111.0±0.5b10.0±0.6c8.9±0.7d20512.3±0.8c10.3±0.7c8.4±0.4b海科1号Haike No112.1±0.7c10.3±0.5c9.3±0.7d丰宝Fengbao11.0±0.5b9.5±0.4b8.4±0.8b海天1号Haitian No110.2±0.5a9.0±0.3a8.4±0.4b90110.4±0.5a9.1±0.5a8.7±0.7c韩国品系South Korea Strain11.3±0.6b9.9±0.7b8.6±0.6c

注：同列中标有不同字母者表示同一时间下不同品种/系的鲜干比存在显著性差异(P<0.05)，标有相同字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)

Note: Means with different letters in the same column are significant differences in the fresh-dry ratio of different varieties/lines at the same time(P<0.05), while the means with same letters are not significant difference (P>0.05)

2.3 优势品种/系海带长度与干质量关系

参照蔡碧莹等[16]和吴荣军等[17]得到的海带长度与干质量经典公式，并对其进行系数校准，得到海带长度(L)与干质量(WD)经典公式为

L=expln(WD×106.28)/3.35。

经过对各个生长指标的比较分析，“爱伦湾”、“205”、“丰宝”3个品种/系海带各项指标均较为突出，表现出了良好的生长性状，为10个品种/系的优势种，将其与经典公式进行比较，检验三者的生长优势。3个品种/系海带的长度、干质量实测值与用经典公式计算值对比情况如图1所示。从对比情况来看，经典公式能够较好地模拟出海带长度与干质量的指标及关系，3个海带品种/系的长度、宽度实测值在12月至翌年4月份与经典公式基本吻合，5、6月份受脱落比率影响，长度发生变化，脱离经典公式曲线，但干质量仍处于增长趋势，干物质后期积累迅速，说明3个品种/系海带的干质量未因脱落比率影响而减小，在不影响海带外形状态的基础上，可考虑适时晚收。

2.4 不同品种/系海带在桑沟湾的栽培特性

从表6可见，对比各品种/系海带生长特性，在桑沟湾海域表现出多个生长优势的有“爱伦湾”、“205”和“丰宝”，而“黄官”、“海科1号”和“901” 3个品种/系海带表现出了某一种指标生长优势，而其余品种/系海带则无明显生长指标相对优势。

表6 不同品种/系海带在桑沟湾的栽培特性

Tab.6 Cultivation characteristics of different varieties/lines of kelpSaccharinajaponicain Sanggou Bay

品种/系 variety/line生长特性 growth characteristics黄官Huangguan具有一定的宽度优势爱伦湾Ellen Bay具有宽度、鲜质量优势,长度优势稍差烟杂Yanza无优势特征连杂1号Lianza No1无优势,且鲜质量性状较差205具有长度、宽度、鲜质量优势海科1号Haike No1具有一定宽度优势丰宝Fengbao生长速度快,具有长度、宽度、鲜质量优势海天1号Haitian No1无突出生长性状优势901具有宽度优势韩国品系South Korea Strain无生长性状优势

3 讨论

3.1 桑沟湾海域对海带生长的影响

桑沟湾海域是中国北方主要海水增养殖水域之一，而海带栽培是其支柱产业之一[18]。随着栽培面积及密度的增大，造成了该水域的超负荷养殖，使海带在4月中下旬即开始腐烂，产品质量受到严重影响[19]。而水域特性是影响海带生长的重要因素，例如水温、透明度、营养盐等；有报道指出，造成海带腐烂的主要原因是水温过高和营养盐不足，特别是氮肥[20]。孙丕喜等[21]研究发现，海水中磷酸盐的浓度制约着藻类的生长和繁殖。而温度是影响养殖生物的关键因素，温度过高或过低均会影响养殖生物的生长。Suzuki等[22]研究发现，当温度超过17.5 ℃，海带叶片末梢脱落比率会超过其生长率。而Li等[23]研究表明，海带的叶片枯烂贯穿于整个生长期，但不同时期的脱落比率程度不同。蔡碧莹等[16]研究发现，自3月份水温逐步升高，5月中旬达到12 ℃，随后温度对海带生长的限制作用加强，直到海带收获结束。近年来，桑沟湾海域针对海带栽培密度过大的问题进行了治理，严格控制栽培密度，使海带生长得到了一定好转。但4月中下旬，海带处于快速生长后期，随着藻体的增大，对无机氮的需求大大增加，而藻体增大及栽培面积过大阻碍了海水的交换速率，导致无机氮供应量不足，引发海带因缺氮而变白腐烂等症状[18]。本研究结果显示，除“205”海带持续生长外，其余海带品种/系均在4月份达到最长，后期呈现不同程度的枯烂，表明各海带品种/系后期生长受到桑沟湾海域水质因子及营养盐的影响。

3.2 不同品种/系海带生长性状差异分析

在海带选育过程中，由于人为的控制，每一个新的品种/系都具有自己的生长特点，而在不同海域，其生长也各不相同。姚海芹[15]对“海天1号”研究发现，在大连海域栽培时，具有长度和宽度优势。而本研究中“海天1号”的长度在4月份达到最长，鲜质量5月份达到最大，宽度一直增加，鲜干比逐月减小，但减小趋势较低，可适当提前收获。“爱伦湾”、“丰宝”两个品种/系的长度、宽度、鲜质量指标优势明显，但两个品种的长度在4月份达到最大，后期脱落比率增加，而宽度、鲜质量仍在增加，且鲜干比逐月下降，可适当晚收获，与刘翠等[24]对“爱伦湾”海带的研究结果一致，具有增产效果。逄少军等[6]研究结果显示，“205”海带具有叶片宽大的生长优势，而在本研究中，“205”海带的长度、宽度、鲜质量优势明显，且处于一直增加的状态，而鲜干比较小且减小趋势明显，可适当晚收获。“烟杂”、“黄官”、“海科1号” 3个品种/系海带的长度、宽度、鲜质量变化基本一致，长度均在4月份达到最长，宽度、鲜质量呈现递增趋势，但“烟杂”、“黄官”海带的鲜干比减小趋势明显，可适当晚收获；而“海科1号”海带的鲜干比最大，可视情况提前收获；“901”海带的长度在4月份达到最长，宽度5月份最大，且鲜质量后期相对增长率缓慢，鲜干比减小趋势较小，可适当提前收获；“连杂1号”海带的长度在3月份达到最长，后期脱落严重，宽度、湿质量增加缓慢，且鲜干比较大，可视生产情况是否选用，若选用则可适当提前收获；“韩国品系”海带各项生长指标均较差，鲜干比无优势，不易进行生产栽培，可留作亲本杂交用。

3.3 桑沟湾优势品种/系海带栽培模式优化探讨

综合海带生长及成熟情况，获得桑沟湾海域最适的海带栽培品种/系，按照不同品种/系海带长度、宽度、鲜质量及鲜干比等生长性状的变化，优化栽培模式，合理布局栽培海区：后期呈现负增长、脱落相对严重的海带适宜提前收获，如“连杂1号”，可在低区(最靠近海岸的栽培区，一般水深10 m以内)和中区(一般水深10～20 m)栽培；各生长指标一直呈现正增长的品种/系，如“205”，适宜晚收，可在中区、高区(一般水深20 m以上)栽培。选择合适的收获时机，保证海带生长充分且脱落比率小，顺序采收，合理、方便，并有助于增加海带的产量，提高海带的质量，最大限度地实现海带的增产增收，使空间效益最大化。但桑沟湾海域不同品种/系海带的最适栽培海区(高、中、低区)及栽培模式有待进一步试验。