有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾养殖性能和营养组成的影响

2022-02-25张家宏王桂良寇祥明王守红韩光明吴雷明徐荣唐鹤军朱凌宇毕建花

水产学杂志 2022年1期

张家宏，王桂良，寇祥明，王守红，韩光明，吴雷明，徐荣，唐鹤军，朱凌宇，毕建花

（1.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏扬州 225007；2.江苏省生态农业工程技术研究中心，江苏扬州 225008；3.江苏普兴循环农业发展有限公司，江苏扬州 225654）

江苏省里下河地区地势低平，呈锅底状，地下水位高,湖荡密布，是江苏省重要的农业种植和水产养殖区。但长期种养分离，单一化的种植或养殖生产模式，造成环境污染风险增加，经济收益稳定性差[1]。近年来，为有效提升传统农业生产模式的经济效益，综合种养模式成为当前农业发展新方向。藕田养虾模式随之逐渐兴起，据2020 中国小龙虾（克氏原螯虾Procambarus clarkii）产业发展报告显示，截止2019 年，藕虾套养面积达22 733 hm2，成为克氏原螯虾养殖第四大模式[2]。该模式利用利用藕田深水环境与荫湿空间，种藕养虾，小龙虾排泄物及残饵为荷藕提供额外养分；藕田环境为克氏原螯虾提供丰富的生物饵料和攀附立体空间，提升产量和质量，最终实现藕田高效循环利用，促进农民增收[3]。目前，有关藕田养虾模式研究主要集中在模式创建、工程建设、效益分析、病虫草防控技术等[4-6]。综合种养模式中，为避免大量施用化肥对克氏原螯虾负面影响，因而采取有机肥料部分替代化肥培肥作物田，保证作物养分供应和品质提升的同时，有效控制化肥用量，降低农业面源污染；有效培肥水体环境的同时，降低克氏原螯虾发病死亡风险，提升系统收益稳定性[7]。但目前关于藕田养虾模式研究中，施肥过程的有机无机运筹，及其对克氏原螯虾养殖过程及营养组成影响等研究鲜见报道。本实验通过研究藕田养虾模式中肥料的有机无机运筹对克氏原螯虾生长发育、产量与品质的影响，以稳步推广藕田养虾生态模式可持续发展。

1 材料与方法

1.1 材料

实验用土壤为黏土，采自江苏里下河地区农业科学研究所送桥试验基地，pH、有机质、全N、速效NPK 分别为6.59、21.3 g·kg-1、2.2 g·kg-1、171.5 mg·kg-1、31.7 mg·kg-1和162.8 mg·kg-1。实验用克氏原螯虾苗、种藕、化肥、有机肥及克氏原螯虾专用饲料均购自江苏普兴循环农业发展有限公司。克氏原螯虾虾苗平均体长为（3.89±0.02）cm，体质量为（5.00±0.04）g；克氏原螯虾专用饲料中含鱼粉6%、豆粕23%、菜籽饼15%、干酒糟及其可溶物7%、洗米糠8%、面粉23%、豆油1.5%、预混料0.5%，饲料粗蛋白质含量为28%。藕田氮肥为尿素（含N 46.4%），磷肥为过磷酸钙（含P2O514%），钾肥为硫酸钾（含K2O 50%），有机肥为发酵腐熟菜籽饼，其有机质、N、P2O5和K2O 含量分别为65%、5.9%、2.4%和1.5%。藕田灌溉用水取自自然池塘，其全氮含量为（39.26±3.07）mg·L-1，氨氮含量（1.89±1.51）mg·L-1，硝氮含量（0.07±0.02）mg·L-1，全磷含量（0.17±0.09）mg·L-1，全钾含量（1.80±0.20）mg·L-1。

硬质塑料试验圆桶上口直径1.2 m，下口直径0.8 m，高度0.8 m。

1.2 方法

实验自2019 年6 月10 日—2019 年8 月12日，计养殖（T）63 d，共设7 个处理组，每处理重复3次，包括5 个饲料与肥料配施处理：①饲料+化肥（F-CF）、②饲料+有机肥替代 25% 化肥（F-M25%）、③饲料+有机肥替代50%化肥（F-M50%）、④饲料+有机肥替代75%化肥（F-M75%）、⑤饲料+有机肥替代100%化肥（F-M100%）；2 个无饲料仅施用肥料处理：①化肥（CF）和②有机肥替代100%化肥（M100%）。藕田N、P2O5和K2O 施用量分别为330 kg·hm-2、135 kg·hm-2和330 kg·hm-2；有机肥替代化肥处理中，有机肥全部为基肥，追肥用化肥。

每个试验圆桶装粉碎风干土300 kg，加水淹没，土层深度为0.35 m。5 月1 日，在桶中开挖深度12～15 cm 斜浅坑，用斜插法将种藕，每桶2 个藕芽，前后倾斜20°～25°；6 月10 日，藕叶挺出水面时，每桶投规格为200 尾·kg-1的虾苗7 尾。共作期间，水位浅-深-浅，也即荷藕移栽后至封行期间，水位控制在10 cm，利于土温上升促进荷藕发苗；立叶后逐渐增加到20 cm 以上；夏季高温季节应逐渐加水，维持40 cm 的水位；莲藕成熟期采收时，水位降至约30 cm。

克氏原螯虾饲料的日投喂量为每桶总体质量的2%～3%，上午5:00 和下午8:00 分别按照总投喂量的70%和30%投喂。

藕田养分管理过程中，氮肥分别在基肥期、2～3叶期和终止叶期施用，比例为3∶1∶1；磷肥一次性作基肥施用；钾肥在基肥期和终止叶期施用，比例为7∶3。

1.3 监测指标及测定方法

1.3.1 养殖性能指标

每7 d 用地笼捕虾1 次，用电子天平测量单尾体质量（Wn）（n 为累积捕虾次数），游标卡尺测量体长（Ln）（n 为累积捕虾次数），依据每次捕捞时各处理克氏原螯虾的体长、体质量进行相关性分析；记录初始时投放尾数（N1）、收获时投放尾数（N9）、单次投饵量（Sn）（n 为累积捕虾次数），并计算总投饵量（S）；收获时取出完整腹部肌肉并称质量（Wm）。克氏原螯虾成活率（SR）、特定生长率（SGR）、日增重（Wa）、饲料系数（FC）、产量（Y）和含肉率（MP）的计算公式分别为：

上述式中的T 为饲养时间。

1.3.2 营养指标

水分采用烘箱干燥法（GB/T 5009.3-2016）测定；粗蛋白采用凯氏定氮法（GB/T 5009.5-2016）测定；粗脂肪采用索氏抽提法（GB/T5009.6-2016）测定；粗灰分采用灼烧称重法（GB/T5009.4-2016）测定。氨基酸含量使用L-8900 氨基酸自动分析仪测定，除测定色氨酸含量时采用碱水解处理外，测定其余氨基酸含量时采用酸水解处理；脂肪酸含量采用GB 5009.168-2016 方法测定。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 软件进处理数据，绘制图表，采用SPSS 19.0 软件进行数据间多重比较（LSD 法）和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾生长的影响

由表1 可知：克氏原螯虾的体长从投苗时的平均3.89 cm 增加至8.34 cm。投喂饲料组间（F-CF、F-M25%、F-M50%、F-M75%、F-M100%）之间体长关系不一致，且各处理间差异均未显著（P＞0.05）；截止8 月12 日，各处理体长分别较初始时增加125.06%、126.10%、119.39%、116.33%和122.42%。自6 月24 日开始，两个不投喂饲料组（CF、M100%）克氏原螯虾体长均小于投喂饲料组，且自7 月1 日起，两组不投喂饲料组克氏原螯虾的体长显著小于投喂饲料组（P＜0.05）；截止8 月12 日，各处理组螯虾的体长分别较初始时增加84.58%和106.02%。

表1 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾体长的影响/cm·ind.-1Tab.1 Effect of replacing chemical fertilizer with organic fertilizer on body length of the crayfish in the co-cropping system of lotus root and red swamp crayfish

由表2 可知，饲养期间，克氏原螯虾的体质量从平均5.00 g 逐渐增加至30.90 g。饲料投喂组（F-CF、F-M25%、F-M50%、F-M75%、F-M100%）间体质量持续无显著差异（P＞0.05）；截止8 月12 日，各处理组螯虾的体质量分别较初始时增加621.71%、587.30%、611.24%、575.94%和627.59%。不投喂饲料组（CF、M100%）的克氏原螯虾体质量持续低于低于其他各投喂组，且自7 月1 日开始，二者间的差异持续达到显著水平（P＜0.05）；截止8 月12 日，各处理体长分别较初始时增加244.89%和337.40%。

表2 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾的体质量动态变化影响/g·ind.-1Tab.2 Effect of replacing chemical fertilizer with organic fertilizer on the dynamic change in body weight of crayfish in the co-cropping system of lotus root and red swamp crayfish

克氏原螯虾体长与体质量之间的相关性呈显著正相关关系（P＜0.05）（图1），拟合方程为y=0.9854 e0.4203x，R2=0.9871。

图1 克氏原螯虾的体长与体质量的相关性分析Fig.1 Correlation analysis between body length and body weight of red swamp crayfish

各组投放的克氏原螯虾苗体质量均值为5.00 g·尾-1，各处理间差异不显著（P＞0.05）。收获时各组体质量均值为30.90 g·尾-1，其中以不投喂饲料组（CF、M100%）较低（P＜0.05），平均为19.02 g·尾-1，CF 组最小，其次为M100%组；饲料投喂组（F-CF、F-M25%、F-M50%、F-M75%和F-M100%）较高，平均为35.66 g·尾-1，其中F-M100%组最高，但各组间差异均未显著（P＞0.05）。不投喂饲料组日增重较低（P＜0.05），均值为4.29g·尾-1，CF 组最小，其次为M100%组；饲料投喂组较高，平均为0.49 g·尾-1，其中F-M100%组最高，但各组间差异均未显著（P＞0.05）。不投喂饲料组特定生长率较低（P＜0.05），其中CF 组最小，其次为M100%组；饲料投喂组较高，平均为5.43%·d-1，其中F-M100%组最高，但各组间差异均未显著（P＞0.05）。不同组间的饲料系数和成活率差异均未达到显著水平（P＞0.05），分别为1.36 和74.15%。不投喂饲料组克氏原螯虾产量较低（P＜0.05），平均为1 016.55 kg·hm-2，其中CF 组最小，M100%组次之；投喂饲料组则较高，平均为1 830.15 kg·hm-2，其中F-M25%组较高，但各组间差异不显著（P＞0.05）。

2.2 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾品质的影响

由表4 可知，不投喂饲料组（CF、M100%）的克氏原螯虾含肉率较低（P＜0.05），平均为9.08%，其中CF 组最低，M100%组次之；投喂饲料组（F-CF、F-M25%、F-M50%、F-M75%和F-M100%）较高，平均为12.86%，F-M50%最高，但各组间无显著差异（P＞0.05）。各组间克氏原螯虾鲜肉含水率差异均不显著（P＞0.05），均值为79.71%，其中以不投喂饲料组较高，CF 组最高，M100%组次之；投喂饲料组中，F-M100%最高。投喂饲料组间的克氏原螯虾鲜肉粗蛋白、粗脂肪、粗灰分含量都无显著性差异（P＞0.05），均值分别为18.06%、0.72%和1.19%；不投喂饲料组各指标均显著低于投喂饲料组（P＜0.05）,其均值分别为15.02%、0.48%和0.93%，其中CF 组最低，M100%组次之。

表3 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾各生长参数影响Tab.3 Effects of replacing chemical fertilizer with organic fertilizer on the growth parameters of red swamp crayfish in the co-cropping system of lotus root and red swamp crayfish

表4 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾鲜肉基础营养成分含量的影响Tab.4 Effects of replacing chemical fertilizer with organic fertilizer on the basic nutrient content of crayfish fresh in the co-cropping system of lotus root and red swamp crayfish

不投喂饲料组（CF、M100%）的克氏原螯虾总氨基酸含量较低（P＜0.05），平均为14.74%，其中CF 组最低，M100%组次之；投喂饲料组（F-CF、F-M25%、F-M50%、F-M75%和F-M100%）较高，平均为16.47%，以F-M75%最高，但其组间无显著差异（P＞0.05）。投喂饲料与否对鲜肉饱和脂肪酸含量影响不显著（P＞0.05），均值为0.15%，其中以F-M50%最高，CF组最低。鲜肉不饱和脂肪酸含量、鲜肉不饱和脂肪酸含量/鲜肉总脂肪酸含量中，则以不投喂饲料组较高，其均值分别为0.47%、0.78；投喂饲料组低于不投喂组，其均值分别为0.35%、0.68，两个指标均以F-M100%最高；除F-M100%组（P＜0.05）外，其他处理组与不投喂饲料组间差异达到显著水平（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾生长指标影响

研究表明，与精养模式相比，种养结合模式中克氏原螯虾的食物网来源更为丰富均匀，且更偏向于植物食源[8]。因此，藕田施肥直接提高土壤养分，可培肥水体，增加水体浮游动植物，促进藕田水草等植物生长，多角度间接丰富克氏原螯虾食物来源。据报道，种养结合模式下，化肥施用次数需控制（宜一次性基施）；就肥水培藻而言，更宜选用复合菌肥菌肥，降低化学肥料对克氏原螯虾负面作用的同时，有效延长藕虾互作周期，提升体系养分利用效率[9]。

本研究中，投喂饲料组中全量施用有机肥组（F-M100%）日增重、特定生长率指标均较高（P＞0.05）；其成活率虽相较于最高组，也即有机肥替代25%化肥用量组（F-M25%）下降6.25%（P＞0.05），但其产量较后者仅下降0.94%（P＞0.05）。表明藕田养虾模式施肥中，采取有机肥全量替代化肥，更能促进克氏原螯虾生长；不投喂饲料组中，除成活率相当之外，全量有机肥替代化肥组（M100%）的各项生长指标均显著高于全量化肥施用组（CF）（P＜0.05），证明了全量有机肥替代化肥方式更适宜培育良好规格小龙虾，提升藕虾模式经济收益。

3.2 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾肉营养品质的影响

目前，各地因地制宜建立了克氏原螯虾养殖模式，如稻田养虾、藕田养虾、池塘养殖等，但一般都采用投喂的精养方式[3,11,12]。全价配合饲料营养全面、合理，确保了克氏原螯虾的生长和品质[10,13]。本研究中，投喂饲料组（F-CF、F-M100%）克氏原螯虾肉的含肉率、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和总氨基酸含量均显著高于不投喂饲料组（CF、M100%）（P＜0.05）（表4、表5），这与其他研究结果相似[13-16]。

表5 有机肥替代化肥对藕田克氏原螯虾鲜肉脂肪酸含量影响Tab.5 Effects of replacing chemical fertilizer with organic fertilizer on the amino acid and fatty acid contents of crayfish fresh in the co-cropping system of lotus root and red swamp crayfish

而在投喂饲料基础上，有机肥替代25%化肥组（F-M25%）基础营养指标中，虽然含肉率、总氨基酸含量略低于各处理组，但包括粗蛋白、粗脂肪、粗灰分含量均最高（P＞0.05）；全量有机肥替代化肥组（F-M100%）粗灰分含量与有机肥替代25%化肥施用组（F-M25%）相同（P＞0.05），其含肉率、总氨基酸含量仅次于最高组，也即有机肥分别替代50%、75%化肥组（F-M50%、F-M75%）（P＞0.05）。

除饱和脂肪酸外，投喂饲料反而不利于提升不饱和脂肪酸含量，及其与总脂肪酸相对比值。这可能不投喂饲料增加了克氏原螯虾摄食水体浮游动植物及藕田水草等食物量，但其营养丰富度更为均衡所致[17]。投喂饲料组中，全量有机肥替代化肥组（F-M100%）的不饱和脂肪酸含量，及其与总脂肪酸的比值均最高（P＞0.05），且仅其不显著低于不投喂饲料组（CF、M100%）（P＞0.05）。

综合而言，藕田养虾模式采取有机肥全量替代化肥模式，有助于保持克氏原螯虾鲜肉基础营养，提升不饱和脂肪酸等营养物质绝对及相对含量。