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广西地区克氏原螯虾繁育技术及展望

2021-12-06陆专灵黄彬胜王大鹏李文红

渔业信息与战略 2021年4期
关键词:克氏交配苗种

袁 畅,陆专灵, 黄彬胜,王大鹏*, 李文红*

(1.广西大学动物科学技术学院,广西南宁 530004;2.广西水产科学研究院,广西水产遗传育种与健康养殖重点实验室,广西南宁 530021)

克氏原螯虾(Procambarus clarkii),俗称小龙虾,由于国内市场的持续火爆,其养殖范围已扩大至全国各地,据《中国渔业统计年鉴》显示,仅2020年,克氏原螯虾在全国养殖总面积就达到1 456×104km2,养殖产量更达到239×104t[1]。苗种是克氏原螯虾养殖业,乃至整个克氏原螯虾产业的基础。当前,市场供应的克氏原螯虾苗种来源多为地笼捕捞的自繁苗或野生苗[2-3],存在规格大、供应期短、长途运输困难等问题[2,4-5],严重制约了外地引种、反季节养殖、一年多造养殖等新模式的发展。长期的“自繁自养”模式,也导致良种选育和优质苗种的规模化繁育滞后,逐渐表现出商品虾个体小型化、生长速度减慢、出肉率降低和病害发生率高等问题[6]。改变苗种繁育模式,根据养殖需求批量供应人工苗种,从“放种虾”模式转向“放虾苗”模式,根据水体承载量准确投苗、科学管理,是推动克氏原螯虾养殖业标准化的关键,更是广西发挥气候优势,实现规模化冬闲田反季节养殖的前提。本文基于克氏原螯虾繁殖生物学现状、亲虾选择和繁育影响因素,分析了广西克氏原螯虾的育苗模式与技术,并对广西克氏原螯虾繁育趋势进行了展望,以期为提高广西克氏原螯虾繁育技术提供参考。

1 克氏原螯虾繁殖生物学现状

1.1 性腺发育分期

克氏原螯虾生产中多使用晒田胁迫方式促进性腺发育,以提升产卵的同步率。这就需要通过定期抽检以判断不同养殖田块的虾性腺发育程度,从而制定生产流程。一般把精巢发育分期分为5个阶段或者6个阶段,其中把精子的发育分为6个阶段[7],根据细胞核形状和浓缩程度等进行分期的方法肉眼不易观察,更适用于性腺学术研究。也有按时间将精巢分期分成5个阶段:1—3月多为精原细胞;4—6月精子细胞生成增加;7—8月新一轮精子产生;9—10月与4—6月类似,精子细胞生成增加;11—12月与1—3月类似,多为精原细胞[8],从生产实践考虑,此种方法以时间为依据,更利于生产使用,但在不同地区可能存在误差。就卵巢发育阶段而论,不同的研究人员分期方式也有所差异。较普遍的是分为5个时期:卵黄发生前期、卵黄发生初期、卵黄发生中期(卵黄合成期)、成熟期和产后恢复期[9-10]。也有分为7个时期:未发育期、发育早期、卵黄发生前期、卵黄发生期(初级卵黄发生期—次级卵黄发生期)、成熟期、产卵后期(抱卵虾期—抱仔虾期)和恢复期[11]。这两种分期方式共同点是根据卵巢外观、卵径大小等将其进行分类,但后者时间跨度更大,将未发育期与发育前期也算入其中,并且将产卵后期的抱卵虾期—抱仔虾期与恢复期进行了区分。也有将卵巢发育根据颜色和组织学特征分为6个时期[12-13]。总体来看,目前仍缺乏标准化的性腺发育分期方式和表观判断方法以指导生产。

1.2 繁殖行为学

繁殖行为学关注点主要在交配时长与交配频率,克氏原螯虾交配时间从十几分钟到几个小时不等,且在繁殖季节内,雄虾和雌虾都与多尾雄虾出现重复交配现象,以雌虾为例,最少的交配2次,多的交配3~5次,平均每个个体交配次数至少有3次以上[14]。寇祥明等[15]发现克氏原螯虾交配行为的持续时间在1 h左右的最多见,其平均交配频率大于3.35次。而吕建林[16]发现克氏原螯虾交配时间一般为30 min。可以推测,交配时长和交配频率受环境影响较大,可能与种虾密度和性比的控制有关。

2 克氏原螯虾亲虾选择

2.1 种群遗传多样性

目前,普遍认为国内克氏原螯虾的种群遗传多样性水平较高。按地域而言,江苏地区[17]、广西地区[18]、安徽地区[19]克氏原螯虾的种群遗传多样性都具有较高水平,期望杂合度(He)在0.6~1的范围内。克氏原螯虾具有较强的繁殖能力,其繁殖习性易发生近亲交配,出现遗传变异[17],表现为杂合子缺失,影响其种群偏离平衡[19],导致遗传多样性产生差异。常用于克氏原螯虾遗传多样性研究的分子标记技术有AFLP分子标记技术和SSR分子标记技术。谭云飞等[20]利用8个SSR标记对长江中下游13个地域群体进行遗传分析,检测各群体的平均期望杂合度(He)、平均多态信息含量(PIC)后发现,具有较高的遗传多样性。宋亮等[21]通过AFLP技术利用5对引物,在4个中国地区的克氏原螯虾群体中进行遗传分析,分析扩增结果表明,其具有丰富的遗传多样性。但通过国内克氏原螯虾的遗传多样性现状对比原产地情况得出,国内克氏原螯虾整体的遗传多样性低于原产地[22],因此可以考虑从原产地引种改良种质。

2.2 亲本规格与雌雄配比

克氏原螯虾抱卵量与雌虾规格呈正相关,生殖群体的抱卵指数不小于5.05粒·g-1[23],养殖户普遍认为体重越大的雌虾产后恢复越慢,成活率也较低,偏好投放体重25~30 g的雌虾,而雌虾规格是否会影响子代的生长速度和最大规格,目前未见相关研究。在雌雄配比方面,不计较养殖成本的情况下,采用1.4:1的雌雄配比效果最好,但增加雄虾数量就会增大养殖成本,所以根据实际生产需要,使用雌雄配比为2.5:1时,单位重量的亲虾出苗量也可以保持较高水平,满足生产需求,从而有效节约成本[24]。此外,由于克氏原螯虾雄虾更为好斗,降低雄虾比例有助于提高种虾成活率,雌雄配比为(2~3):1时,其自相残食率仅为5%左右[25]。工厂化繁殖对比试验中,雌雄配比4:1时抱卵率最高[26]。由于克氏原螯虾交配与产卵之间具有一定间隔期,可以适当推迟购进亲虾的时间,在雌虾多数已交配的情况下,雌雄配比对于繁殖产卵不会产生影响,可以进一步降低雄虾投放比例以节约成本[27]。

2.3 无特定病原(SPF)亲本筛选

生产上使用无特定病原(SPF)亲本可以避免虾苗携带病毒,从源头上降低发病率,国内对于克氏原螯虾SPF亲本筛选报道较少。CHENG等[28]基于非抱卵孵化对于红螯螯虾提出了脱毒技术,首先把卵粒从母体上分离,粘附在网片上,用75%酒精消毒60 s,再用无菌富氧水清洗后分批放入孵化器,定期消毒孵化用水和卵粒,再检测筛选出SPF虾苗。克氏原螯虾也有类似的离体育苗技术[29],因此,红螯螯虾这种SPF亲本筛选方法可对克氏原螯虾提供借鉴。克氏原螯虾SPF亲本筛选技术并未在生产中普遍应用,一方面是该技术不如抱卵孵化方式便利,后者中母虾游泳足划动为卵提供的溶氧更充足,有效的振动(或刺激)经过卵膜丝到达卵膜可能启动胚胎发育,孵化率也更高[30];此外,在白爪小龙虾上,通过对比SPF亲虾筛选技术与抱卵孵化方式得出,抱卵孵化更加便利[31],这对于克氏原螯虾也具有参考价值。另一方面是由于克氏原螯虾怀卵数量少,种虾需要量大,SPF亲本保种成本高昂。建立种虾是否携带特定病原的快速检测技术,可能是更有效的SPF亲本筛选方式。

3 克氏原螯虾繁育影响因素

3.1 水温

水温是影响克氏原螯虾胚胎发育和幼体生长速度的最关键因素,适宜温度范围内,随温度的升高,受精卵孵化时间也随之缩短[32]。对克氏原鳌虾受精卵发育的温度因素建立数学模型,进行分析后得出,当水温超过35℃或低于7℃时,受精卵孵化后,其幼体容易死亡,最适温度和最高临界温度分别为30.3℃和40.3℃,其最低有效积温和平均有效积温分别为731℃·d和765℃·d[33]。研究发现,水温控制在21℃~25℃,最利于胚胎发育[34-35],但水温28℃时,克氏原螯虾的性腺成熟系数较高;综合考虑成活率和性腺成熟系数,亲虾培育水温宜控制在25℃~28℃[36]。在水温诱导雌虾产卵方面,研究表明水温16℃~18℃为最佳诱导温度,持续5~14 d可促进卵巢成熟的克氏原螯虾产卵[37]。

3.2 水质与水深

克氏原螯虾苗种繁育池的水体一般较浅,溶解氧、水温、pH极易受气象变化的影响[38]。关键在于保持水质的稳定,每次换水量不宜超过水深的1/3,换水后用0.2×10-6浓度的二氧化氯消毒,第三天再使用微生态试剂调节水质[39]。最适水深因繁殖模式而异,对比试验结果表明,克氏原螯虾土池繁育模式最适水深为0.5~1 m[39-40],小型塑料育苗池室内繁育最适水深为15 cm[41],大型育苗池室内繁育水深保持在1 m左右为宜[42],室内网箱繁育最适水深则为0.6 m左右[43]。

3.3 隐蔽场所与密度

提供隐蔽场所和优化放养密度是在育苗期间减少克氏原螯虾自残的有效手段。研究表明,遮光和添加隐蔽物有利于提高克氏原螯虾的交配和抱卵[44],但在洞穴类的隐蔽所环境下生长的克氏原螯虾虾苗,在存活率提高的同时,规格会逊于没有隐蔽所的克氏原螯虾[45]。育苗期间可选择伊乐藻、马来眼子菜、水花生、水葫芦和菱等水生植物作为隐蔽所,面积占池塘总面积的2/3以上[46]。随着水生植物覆盖度的增加,克氏原螯虾虾苗的生长和蜕皮频率有所提高[47]。育苗期间使用其他材质的遮蔽物则重点应考虑遮阴性和透气性,可选择一些遮蔽物组合如“水草+石棉瓦+砖块”[48]或“砖块+集成塑料杯”[43]。随着放养密度的增加,克氏原螯虾虾苗的成活率、生长速度和蜕皮率均下降;50 ind·m-2左右的放养密度和大约50%的遮蔽物覆盖率对于室内培育克氏原螯虾苗种是最佳的[49]。

3.4 投饲物

改善投饲物的营养成分对克氏原螯虾繁殖性能至关重要。克氏原螯虾卵巢在发育中会利用肝胰腺中已存储的脂肪,发育后期营养物质的积累存在一定比例,在卵巢发育及胚胎发育过程中脂肪酸C18:2n6有重要作用[50]。随着饲料脂肪水平的升高,性腺指数、抱卵率、抱卵量均呈现先上升后降低的变化规律,在饲料脂肪水平为7.89%时达到最大[51]。随着饲料中植物蛋白水平的提高,克氏原螯虾增重率和繁殖能力均显著下降[52]。且投喂草鱼肉比投喂植物性饲料更能促进克氏原螯虾亲虾性腺发育[53,36]。可见加强营养对克氏原螯虾繁育具有明显作用,但生产中由于投喂动物性饲料容易造成水质恶化,限制了养殖户的使用,急需开发应用新型、安全、高效、优质、价廉的亲虾催熟培育可替代饵料。维生素E能促进性腺激素的产生,李铭等[54]研究也证实,在饲料中添加0.02%的维生素E可提高克氏原螯虾雌虾的繁殖力。宋光同等[55]认为,在饲料中同时添加维生素C、维生素E和高度不饱和脂肪酸能提高克氏原螯虾的抱卵率、孵化率。

4 广西克氏原螯虾的育苗模式与技术

4.1 半人工育苗模式

当前广西使用最广泛的池塘育苗模式和稻田育苗模式均属于半人工方式育苗模式,技术关键点主要在于通过种虾密度、水位、水草、饲料等条件的控制,提高抱卵率和苗种生长速度,实现苗种批量上市和提前上市。

一般稻田育苗模式每亩放养亲虾30~40 kg[56-57],池塘育苗模式则可增加至80~100 kg[40]。使用开沟或堆土方式设置深水区和浅水区,满足种虾和苗种对水深的不同需求,也便于排水晒田,促进种虾同步性腺成熟。水草多选用轮叶黑藻,辅以水花生、水葫芦等漂浮植物,其他如苦草、菹草等沉水植物与轮叶黑藻套种后多数被轮叶黑藻压制。有企业尝试从外省引进伊乐藻,但夏季生长不佳。广西克氏原螯虾养殖业起步较晚,养殖企业首先从外省引进种虾,经一到两年的适应期,形成自有种群。每年9月至10月从外省引进部分种虾作为补充,避免种虾近亲交配。由于长途运输成活率较低,企业选择体重20~30 g之间的小规格种虾,不符合亲本选优原则。

近年来,广西已逐渐形成了一批能够批量供应苗种和种虾的养殖企业,育苗模式也由最初的原塘繁育模式转向繁养分离模式,即苗种繁殖与成虾养殖分开进行,繁育稻田专注生产虾苗,养殖稻田专门把虾苗培育成商品虾出售,改“一次放苗、多年养殖”的粗放式种养为“繁养分离、精准放养”高效养殖,从增产向提质转变[58-60]。这种模式较“繁养一体”模式在苗种上可合理布局繁养配比,就近生产苗种;在池塘育苗和稻田育苗上操作简便,晒田时间更充足,养殖池塘(稻田)不用开挖沟坑,可减少成本,解决因土质原因无法改造池塘(稻田)的问题;更重要的是,这种模式下,繁育稻田的种虾就近选自养殖田块,可以精准控制投放数量和投放规格,便于建立标准化生产管理,即亲本定向选配、强化培育、控制密度、精准管理等[58,61-62]。广西繁育稻田只种植一季中稻,即每年5月初插秧,9月上旬收割完毕,9月至11月为育苗期,苗种在12月起基本售完,存塘苗种可进行冬养,到第二年4月份售完,晒田后,开始下一年度水稻种植。成虾养殖稻田则可种植两季水稻,或一季选择生长周期长的品种,延长成虾养殖时间,增加大规格虾比例[58]。繁育稻田每667 m2(亩)投放种虾40 kg以上,晒田促熟后回水,10月下旬即可见大量虾苗出现。此时应及时采苗[39],通过不断捕捞减少大规格苗种对小苗的残食,提升苗种产量。一般稻田育苗亩(667 m2)产可达100~150 kg[56-57,63],而池塘育苗则在200~300 kg[4,64],其产量受放养密度、饲料供给、水质调控和敌害杀灭情况等管理水平的影响。由于捕捞方式主要为地笼捕捞,因此苗种至少需达到3 g体重以上,才能被批量捕捞上市。通过科学管理,11月中旬苗种可达到捕捞规格,持续出苗到次年3月。

4.2 车间育苗模式

车间育苗模式又称工厂化育苗模式,属于全人工方式育苗,是将已抱卵或性腺基本成熟的亲虾移入车间进行亲本培育和幼苗管理,具有规格整齐、品质好、计数准确、方便捕捞和运输的优点。

早期的工厂化育苗是将棚舍架设在面积100~300 m2的水泥池或土池上,水泥池高1 m,池中水深60~80 cm,棚舍内设有进排水设施和增氧设施[65]。主要采用控制光照、流水刺激、增氧泵增氧、投喂饲料和设置水草等方法人工诱导克氏原螯虾同步自然交配产卵,再收集抱卵虾在孵化温室内孵化和进行幼虾培育[66]。此种方法成本较高,首先亲虾在繁育池培育至抱卵的过程中死亡率较高;其次要保证同步出苗,需定期将胚胎发育期接近的抱卵虾挑选至同一培育池。苗种售价高达1 500元·(万尾)-1,缺乏竞争优势,因此发展缓慢。

近年来,在广西地区随着克氏原螯虾养殖区域的快速扩增,尤其是反季节养殖模式(冬闲田养殖模式)的兴起,工厂化育苗模式因其出苗早、苗种运输方便又受到重视。尽管相关研究报道不多,但许多广西本地企业做出了尝试,使用小规格分层育苗箱、帆布桶等作为育苗容器,降低设施成本;将幼虾放置在低温水中抑制其生长,待累积到一定数量后再集中中培,以解决出苗不同步的问题等。工厂化育苗可在10月份出苗约0.45万尾·m-2[67],冬闲田养殖10月多放苗2万尾·667m-2即可[68],故每5 m2的产量即可供应667 m2稻田,因此可推广在庭院内的小规模工厂化育苗,养殖户自繁自用,可大幅度降低育苗成本。总体来看,工厂化育苗单位面积出苗量高[69],出苗时间早,苗种可以提前1个月以上进入养殖塘,是反季节养殖模式的供苗首选方法。

4.3 苗种中培技术

由于广西天然水体中罕有克氏原螯虾分布,没有天然苗种可供捕捞,苗种供应完全依赖繁育场或外省运输,而克氏原螯虾的苗种运输一直存在较大问题,研究表明,采用干法运输时,虾苗规格越大,存活率则越高,且雾化处理比淋水处理能更好提高虾苗的存活率[70]。投放前,先将虾苗在池水中浸泡3~5 min,再放池边2~3 min,反复2~3次,让虾苗逐步适应,可减少鳃丝充血,提高虾苗成活率[71]。但在运输时间超过5 h的情况下,即使严格按上述操作,成活率也普遍低于60%。工厂化育苗培育出的1 cm苗,俗称“牙签苗”,可采用充氧带水运输方法,成活率超过90%,但“牙签苗”直接下田对除清野杂敌害有很高的要求,如中培到1 g体重再下田,则可以大幅度提升幼虾成活率,降低管理难度。苗种中培的控制条件目前尚缺乏研究,仅有资料报道温度高于28℃会影响幼虾存活[72]。研究发现,光照强度在124.31~195.31μmol·m-2·s-1阶段,三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)幼苗存活率最高[73]。这可为克氏原螯虾苗种中培提供借鉴。由于冬闲田养殖对早苗尤其是大规格早苗的需求,广西一些企业开展了苗种中培试验,借鉴南美白对虾的育苗方式,从仔虾离体开始,逐步投喂单胞藻、轮虫和虾片[74],将仔虾培育到1 g以上体重,但该方法成本较高。一些企业从养殖田块改造着手,将稻田“小改大”后形成的大块稻田重新分隔成面积为667 m2的养殖单元,可以更彻底地杀灭敌害,从而降低对仔虾中培规格的要求。

5 广西克氏原螯虾繁育研究展望

广西克氏原螯虾养殖区最初主要分布在南宁市良庆区、上林县,柳州市柳北区、柳江区及百色市田东县等,主要为企业引进集中试验养殖[75]。随着冬闲田养殖模式的推广,已经形成了上林县、兴宾区、桂平市等几个主要连片养殖区。冬闲田养殖小龙虾上市高峰期主要在3月至4月,与长江中下游地区形成错峰上市,每667 m2增收可达4 000元以上,目前广西已提出充分发挥气候优势,大力发展稻虾综合种养,打造百万亩养殖面积,实现百亿元产值的目标。近3年,每年新增养殖稻田养虾十万亩以上,苗种需求量不断增加。

克氏原螯虾一般每年繁殖一次,从交配高峰期到孵化的时间主要根据当地气候、温度等决定,短则30~40 d,长则2个月左右,孵化后到虾苗上市一般需要1个月时间。广西冬闲田主要养殖时间为11月至次年4月,而长江中下游主产区克氏原螯虾的供苗高峰期为4月到6月[76-77],不符合广西需求。据广西桂中地区雌性克氏原螯虾卵巢发育初步调查结果显示,7~8月卵巢发育迅速,8月下旬已经出现大量成熟卵母细胞,自然条件下9月中旬开始大规模抱卵[78]。推测其原因,是由于广西夏季高温期长,导致克氏原螯虾性成熟提前,通过投喂优质饵料,改进捕捞方式等手段,桂中地区完全可在11月前为冬闲田养殖批量供应苗种。

目前广西主要地级市基本都有克氏原螯虾养殖场分布,要解决苗种供应问题,急需从以下几个方面着手。一是开展全面调查,确定各地繁殖高峰,做好繁育场布局规划,充分利用本地虾苗开展养殖。二是完善反季节苗种繁殖技术,尽快突破抱卵虾批量捕捞技术和秋繁环境控制技术,建立标准化的小规模工厂化育苗流程。三是提高小规格苗种中培技术,从运输、温度、光照等方面着手,减少损耗,提高苗种成活率,解决苗种供应问题,增加经济效益。四是联合科研院校和企业,在推动小规模工厂化育苗的同时,鼓励专业化苗种场的建设,构建以企业为主体的商业化苗种生产体系。

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