养殖密度对克氏原螯虾生长及消化酶、免疫酶活性的影响

2021-03-24范文浩阮国良郭小泽郑维友

水产科学 2021年2期

范文浩，方刘，周锦，阮国良，郭小泽，郑维友

(1.长江大学动物科学学院，湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北荆州 434025；2.江西省农业科学院畜牧兽医研究所，江西南昌 330008；3.湖北省水产产业技术研究院，湖北荆州 434026)

克氏原螯虾(Procambarusclarkii)，俗称小龙虾，原产美国南部和墨西哥北部，因其肉质鲜美，富含蛋白质以及钙、铁、磷等元素而受消费者喜爱，作为农业农村部主推的稻渔综合种养种类，克氏原螯虾养殖面积以及产量逐年增加，并成为我国重要的淡水养殖虾类[1]。随着现代水产养殖模式逐渐趋于集约化，养殖户通过增加养殖密度来提升水体利用率，提高养殖产量，增加养殖收益。一方面，密度作为影响水生动物生长的因子之一[2]，对水生动物的生长、生理和品质会产生一定的影响，长期处于高密度胁迫中，养殖品种会产生应激，造成生理生化功能产生负面影响，免疫力降低[3-4]，从而引起疾病发生，特别是甲壳类动物，其具有领域性与打斗性特点，密度因子对养殖的存活、生长影响更为重要。Naranjo-Pramo等[5]研究发现，红螯螯虾(Cheraxquadricarinatus)的生长率和存活率与养殖密度存在一定的负相关关系。张龙岗等[6]以体质量(2.03±0.19) g克氏原螯虾幼虾为试验对象，发现45尾/m2的养殖密度最适合其生长。在养殖过程中，由于空间有限，过高的养殖密度会增加养殖群体之间竞食。高帅等[7]设置了50、75、100、125、150尾/m2的克氏原螯虾养殖密度，发现在125尾/m2的密度下，其摄食效果最佳。另一方面，养殖密度的增大会导致养殖水体的水质指标升高[8]，水生动物代谢产生的氨氮、亚硝态氮的累积会恶化养殖水体，造成养殖对象大规模死亡。侯文杰等[9]研究了凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)在4种不同养殖密度下对水质的影响，发现溶解氧水平随养殖密度增加而下降，总氨氮含量和化学需氧量则升高。

笔者结合实际生产中克氏原螯虾苗种投放规格，探讨养殖密度对其生长、摄食、消化酶活性及非特异性免疫的影响，旨在为克氏原螯虾的室内健康生态养殖探寻出合理的养殖密度，并为克氏原螯虾苗种合理投放密度提供数据资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验克氏原螯虾幼虾，体长(38.48±0.51) mm、体质量(3.33±0.03) g。购于湖北省荆州市万金小龙虾养殖专业合作社。将200尾幼虾带水转运至长江大学动物科学学院水生动物养殖实验室暂养池内，暂养7 d，养殖用水为曝气24 h的自来水，溶解氧>5 mg/L，pH 7.0～8.5。暂养及试验期间投喂商品饲料(粗蛋白30%，粗纤维8%，粗灰分15%，水分12%，钙1.0%～3.0%，总磷1%，赖氨酸1.45%)。

1.2 试验方法

正式开始试验后，选择规格一致，附肢健全，活力十足的幼虾180尾，随机分为3个密度组(低、中、高)，在120 cm×60 cm×20 cm 的水族箱中分别放养10尾(14尾/m2)、20尾(28尾/m2)、30尾(42尾/m2)幼虾，每组设置3个平行。水族箱中放置若干聚氯乙烯管作为遮蔽物[10]，箱体水位保持在8～10 cm，溶解氧>5 mg/L，pH 7.0～8.5，每日7：00换水，每次换水1/3～1/2。采用加热棒控制水温在(25±1) ℃。日投饵2次(8:00，18:00)，日投喂量3%，试验养殖周期为56 d，养殖期间及时捞出死虾，并做好记录。试验结束前24 h，停止喂食。对每个水族箱内虾进行计数，每尾虾进行体质量、体长测定，每箱分别解剖6尾虾，取其肝胰脏、胃肠组织各0.10 g，加0.90 mL生理盐水，用匀浆器磨碎，4 ℃，3000 r/min，离心10 min。收集上清液，冰箱-80 ℃保存，用于后期生理生化指标的检测。

1.3 指标测定

1.3.1 生长指标

CF=100m1/L13

wWGR/%=(m1-m0)/m0×100%

RSG/%·d-1=(lnm1-lnm0)/t×100%

RS/%=n1/n0×100%

式中，CF为肥满度，wWGR为质量增加率(%)，RSG为特定生长率(%/d)，RS为存活率(%)，m0、m1为初始体质量和最终体质量(g)，L1为最终体长(mm)，t为养殖时间(d)，n0为试验开始饲养的幼虾总数(尾)，n1为试验结束后存活的幼虾数(尾)。

1.3.2 摄食量测定

通过虹吸法收集的残饵，烘箱烘干，称量质量，以此计算以下指标。

RFC=(m1-m0)/mc

wHSI/%=mr/m1×100%

RDFI/%·d-1=mc/[(m0+m1)/2]/t×100%

式中，RFC为饲料系数，wHSI为肝体比(%)，RDFI为摄食率(%)，mc为摄食量(g)，mr为肝脏质量(g)，摄食量(mc)=投喂量(g)-剩余量(g)。

1.3.3 免疫酶及消化酶活性的测定

肝脏组织上清液用于碱性磷酸酶、溶菌酶活性及丙二醛含量的检测，胃肠组织上清液用于蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性的检测，均采用南京建成生物科技有限公司试剂盒测定。

1.4 数据处理

试验结果以平均值±标准差表示，使用SPSS 18.0软件进行单因素方差分析，用最小显著极差法进行多重比较，P<0.05为差异显著。

2 结果

2.1 养殖密度对克氏原螯虾幼虾生长性能的影响

克氏原螯虾幼虾经56 d饲养，42尾/m2组幼虾的体质量[(5.75±0.05) g]显著低于28尾/m2组[(9.97±0.08) g]、14尾/m2组[(8.39±0.06) g](P<0.05)(表1)。42尾/m2组的最终体长[(41.01±0.66) mm]显著低于14尾/m2组[(48.13±0.65) mm]和28尾/m2组[(51.99±0.67) mm](P<0.05)，28尾/m2组幼虾的最终体长、体质量略高于14尾/m2组，但差异不显著(P>0.05)。

表1 不同密度下克氏原螯虾体质量和体长的初始值和最终值Tab.1 Initial and final body weight and body length of red swamp crayfish under different stocking densities

随着养殖密度的增大，克氏原螯虾的存活率逐渐下降(表2)，14尾/m2组显著高于28尾/m2组和42尾/m2组(P<0.05)，28尾/m2组和42尾/m2组间差异不显著(P>0.05)，且42尾/m2组存活率最低，为(90.00±0.67)%。在3种饲养密度下，每组质量增加率有显著性差异(P<0.05)，28尾/m2组的质量增加率[(196.73±0.76)%]显著高于14尾/m2组[(155.02±0.32)%]和42尾/m2组[(69.12±0.24)%](P<0.05)，且28尾/m2组特定生长率最高，为(1.82±0.12)%/d。不同饲养密度对幼虾肥满度的影响不显著(P>0.05)。

表2 不同密度下克氏原螯虾的生长性能Tab.2 Growth performance of red swamp crayfish P.clarkii at different stocking densities

2.2 不同养殖密度对克氏原螯虾幼虾摄食的影响

不同饲养密度下，幼虾对饲料的利用率不同，28尾/m2组饲料系数为1.24±0.12，显著低于14尾/m2组(1.66±0.07)和42尾/m2组(1.76±0.04)(P<0.05)(表3)。3个密度组中幼虾的肝体比差异不显著(P>0.05)。随着养殖密度的增加，其摄食率在逐渐增加，且42尾/m2组摄食率显著高于28尾/m2组和14尾/m2组(P<0.05)。

表3 不同养殖密度对克氏原螯虾幼虾摄食的影响Tab.3 Effects of different stocking densities on feeding of juvenile red swamp crayfish P.clarkii

2.3 不同养殖密度对克氏原螯虾消化酶活性的影响

在28尾/m2组中蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶3种消化酶活性最高，并显著高于14尾/m2组(P<0.05)，14尾/m2组与28尾/m2组的3种消化酶的活性与42尾/m2组差异不显著(P>0.05)(表4)。

表4 不同养殖密度下克氏原螯虾消化酶活性Tab.4 Digestive enzyme activities in red swamp crayfish P.clarkii under different stocking densities

2.4 不同养殖密度对克氏原螯虾免疫指标的影响

溶菌酶的活性随着养殖密度的增加而降低，其中42尾/m2组显著低于其他两组(P<0.05)。碱性磷酸酶的活性与养殖密度有一定的相关性，14尾/m2组的活性显著低于28尾/m2组与42尾/m2组(P<0.05)，28尾/m2组与42尾/m2组无显著性差异(P>0.05)(表5)。42尾/m2组中丙二醛的含量最高，为3.16 nmol/mg，28尾/m2组最低，为2.80 nmol/mg，且具有显著性差异(P<0.05)。

表5 不同养殖密度对克氏原螯虾免疫指标的影响Tab.5 Effects of different stocking densities on immune indices of red swamp crayfish P.clarkii

3 讨论

3.1 养殖密度对克氏原螯虾幼虾生长的影响

养殖密度作为一种外界可控的影响因子，严重影响克氏原螯虾的生长与存活。适当增加养殖密度可以更大程度地利用水体空间，提高养殖对象的产量，但密度过高，导致养殖对象生长速度减慢，免疫力下降，死亡率增加。

有研究表明，当鱼类的养殖密度超过一个临界值时，会导致其存活率下降，而在这个临界值内，存活率不受影响[11]。Mazlum[12]报道了格鲁西东欧螯虾(Astacusleptodactylus)在50、100、200尾/m2的养殖密度下，存活率分别为85.4%、73.8%和61.0%，说明养殖密度对养殖品种的存活率有显著性的影响。Zheng等[13]研究发现，不同饲养密度对日本囊对虾(Marsupenaeusjaponicus)幼虾的体质量日增加、特定生长率、变异系数以及存活率均无显著影响，造成这一结果的原因可能是采用流水养殖系统为其提供了一个良好的生存环境，但随着密度的增加，其触角破损率显著上升，表明个体间的竞争也随之增加。较高的养殖密度会降低红帝王蟹(Paralithodescamtschaticus)的成活率和生长速度，而适宜密度有利于提高产量[14]。张龙岗等[6]以体质量(2.03±0.19) g克氏原螯虾幼虾为试验对象，探讨其最适养殖密度，发现随着养殖密度的增加不利于其生长、存活。本试验结果进一步说明克氏原螯虾幼虾的室内养殖密度对生长与存活具有重要影响。

养殖密度对甲壳类动物生长的影响已有诸多报道。Williams等[15]报道了养殖密度与凡纳滨对虾的生长率呈反比。肖鸣鹤等[16]以0.015 g的克氏原螯虾稚虾为研究对象，探讨不同密度对其早期生长的影响，结果表明，随着养殖密度的增大，其体质量呈下降趋势。姚兴南等[17]研究发现，较高养殖密度对拟穴青蟹(Scyllaparamamosain)的甲长、甲宽及体质量有一定的抑制作用。张天时等[18]报道，中国明对虾(Fenneropenaeuschinensis)随着密度的提高其质量日增加率下降。本试验结果表明，28尾/m2组的存活率显著低于14尾/m2组，但质量增加率却显著增加，综合分析存活率、生长性能、养殖水体利用率及生产效益，认为28尾/m2的养殖密度适合室内条件下养殖，而生长性能较其他两个组高，可能是由于该密度未超过养殖密度临界值，随着养殖密度的增加，其摄食竞争强度增加，饲料效率增加所致，这与饲料系数相匹配。而42尾/m2的养殖密度可能超过了该规格的临界值，形成密度胁迫，引起群体之间竞争频发，能耗增加，甚至会有相互攻击的行为，导致死亡率偏高。

3.2 养殖密度对克氏原螯虾幼虾摄食与消化酶活性的影响

消化酶活性代表着机体对营养物质的消化吸收能力[19]。通常，摄食与消化酶的活性有较高相关性，肖鸣鹤等[16]报道，克氏原螯虾的消化酶活力随密度的提高而降低。邓梦颖等[20]研究发现，克氏原螯虾的摄食率与养殖密度成反比。高帅等[7]对不同密度下克氏原螯虾的摄食节律作了研究，结果表明，50、75、100尾/m2密度组下的克氏原螯虾摄食强度逐渐增加，125尾/m2密度组摄食情况最佳，而150尾/m2密度组摄食情况已明显下降。本试验结果表明，随着养殖密度的增加，摄食率逐渐增加，可能是虾体随着密度增加，争夺空间、打斗频率增加[21]，需要更多的能量来维持生存，所以摄食率逐渐增加。分析消化酶活性发现，在28尾/m2的密度下蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性最高，这说明虾体在合适的密度下其身体机能状况较佳，体内代谢效率较高，生长性能较好。在此密度下(28尾/m2)饵料系数显著低于另外两组，这也进一步说明合适的养殖密度下，虾体处于较优的生长环境，摄食的饵料可以被机体最大程度的消化吸收利用，促进机体生长。

3.3 养殖密度对克氏原螯虾非特异性免疫的影响

甲壳类动物没有特异性免疫系统，是以非特异性免疫为主[22]。溶菌酶、碱性磷酸酶活性及丙二醛含量可以反映机体的免疫机能状况。溶菌酶可以杀菌并吞噬细胞，具有生物防御功能[23]。陈勇[24]在研究饲养密度对克氏原螯虾幼虾(2.4 g)生长率和存活率的影响时发现，随着饲养密度的增加，溶菌酶活性呈下降趋势。这与本试验结果一致，说明随着养殖密度的增大，克氏原螯虾自身的免疫力下降，抵抗外界病害能力减弱，导致存活率下降，与前述结果一致。在甲壳动物的防御机制中碱性磷酸酶直接参与磷酸基团的转移和代谢，可以加速物质的摄取和转运，破坏和消除机体内的异物，从而达到防御的功能[25]。吴宗凡等[26]在不同密度下进行鲫鱼(Carassiusauratus)的养殖，发现高养殖密度会对鲫鱼的碱性磷酸酶造成负面影响，并降低鲫鱼对嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)的抵抗力。本试验结果显示，碱性磷酸酶活性呈上升趋势，且28尾/m2组和42尾/m2组显著性高于14尾/m2组，这说明随着密度的增加，克氏原螯虾的免疫机能反而降低。丙二醛不仅反映机体脂质过氧化程度的指标，还能反映细胞膜的受损程度[27]。于赫男[28]研究了密度胁迫对凡纳滨对虾行为及生理活动的影响，结果显示，随着养殖密度的增大，对虾过氧化氢酶活性和丙二醛含量随密度增大和胁迫时间延长呈现逐步升高的态势。本试验中42尾/m2组幼虾长时间处于高养殖密度的胁迫中，体内氧自由基不能及时清理，打破了原先的氧化平衡，引发过氧化严重，丙二醛含量上升。

对于任何一个品种的养殖，均有其一定的密度临界值。在临界值内，寻求一个适宜的密度不仅能够充分地利用水体资源，减少成本，还能够促进养殖品种的生长、摄食以及免疫力，增加养殖效益。本试验结果综合分析得知，体质量(3.33±0.03) g的克氏原螯虾，28尾/m2的室内养殖密度最利于其生长，这为克氏原螯虾室内工厂化养殖提供基础数据。