大刺鳅简易式循环水生态养殖系统养殖试验

2022-09-15吴妹英

水产学杂志 2022年4期

吴妹英

（福建省淡水水产研究所，福建福州 350002）

大刺鳅（Mastacembelus armatus），隶属合鳃目（Symbranchiformes）刺鳅科（Mastacembelidae）刺鳅属（Mastacembelus）[1-3]，俗称辣锥、角罗鳅、刀鳅、锯齿泥鳅、锯齿锯等，主要分布于长江以南，福建、广东、广西、海南、云南等地区，适宜的生长温度为20～29℃[4]。大刺鳅头尖，身体侧扁细长，尾部薄，尾部和吻极尖，体黑褐色[5,6]。野生大刺鳅可投喂新鲜的冰鱼、蚯蚓、黄粉虫饲养，人工驯化后可投喂人工配合饲料[7]。大刺鳅栖息习性与鳗鲡相似，有集群栖息习性，常发现于江河底层石块下或洞穴中，人工养殖下会成群躲在池底放入的PVC 管遮蔽物内[5,6]。大刺鳅白天潜伏水底，夜间捕食，昼伏夜出[5,8]。大刺鳅一般在24～48 月性成熟，每年5—10 月分批产卵，适宜繁殖水温为25℃～30℃[9,10]。大刺鳅肌肉中蛋白质含量达到18%，味美，肉鲜[11]，市场售价高，具有较高的营养和经济价值。人工养殖产业尚未成熟，市场需求主要依靠野生资源，导致大刺鳅长期处于过度捕捞状态，加上城市化扩增对其产卵场和栖息地的破坏，野生资源量逐年减少，自然种群严重衰退[4,12-16]。开展大刺鳅人工养殖技术研究，实现产业化开发，对于大刺鳅种质资源保护和利用具有重要的意义。

目前对大刺鳅的研究主要围绕着性腺发育及营养成分[17,18]、消化系统组织学[19]、食性及繁殖生物学[20]、胚胎发育[21]、地理种群差异及资源保护等方面[22,23]；而针对大刺鳅养殖技术的研究不够深入，大多以土池粗养为主，少部分涉及精养池流水养殖，尚未形成完整的养殖技术工艺。本课题组近些年的养殖跟踪结果分析，以上养殖模式均存在弊端[24-26]。第一，大刺鳅具有溯溪的习性，土池敞开式养殖模式的防逃难度较大，逃逸风险较高，且土池捕捞难度大，养殖成活率低；第二，大刺鳅病害防治技术尚不成熟，特别是季节交替时，小瓜虫、诺卡氏菌等主要病虫害时有发生，严重时死亡率高达70%～80%，制约大刺鳅规模化养殖技术的推广应用；第三，大刺鳅的原产地多为水质清澈且稳定的山涧溪流，对氨氮和亚硝酸盐等的耐受性较低[27]，导致人工养殖需水量大；第四，大刺鳅在低于20℃时摄食活动明显减弱，低于15℃时便钻入鱼塘底泥中或者深水区的洞穴中越冬。没有保温设施时，生长较慢，如遇寒潮，越冬的成活率较低。因此，在人工养殖中维持稳定的热源至关重要，这进一步提升了养殖成本。居于以上原因，目前大刺鳅的养殖成活率、生长速度和养殖密度等均较低，养殖效果也不理想，限制了该鱼的规模化发展。探索一种适合大刺鳅人工养殖的稳定生态模式是该鱼产业化发展的关键。

减少养殖用水用量和养殖废水的排放等成为养殖业可持续发展的研究热点[28]。循环水养殖系统用水量少、可循环利用、养殖密度高、集约化管理、养殖排放少等[30,31]，将成为水产养殖业可持续发展的重要方向之一[29]。但是，现有的路基循环系统投资大，需要建设大量的固定资产，养殖回报率相对低下，成本回收周期长，推广普及难度较大。因此，设计一种简易式的循环水养殖系统结合生态养殖技术，提升养殖用水的利用率，降低加热成本是大刺鳅人工养殖所要解决的问题。

本试验通过三年多构建、研究和改进，逐步完善了大刺鳅简易式循环水生态养殖系统，并应用其进行大刺鳅苗种培育、鱼种培育和成鱼养殖试验，采集了生长性能、成活率、产量、节能减排等生产指标，反馈该模式的运行状况和养殖效果，旨在探讨循环水模式下大刺鳅养殖的可行性，为该鱼养殖推广提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2018—2020 年在福建省淡水水产研究所协作基地进行了苗种培育、鱼种培育和成鱼养殖三组试验。试验用大刺鳅为本课题组自繁。选择体表完整、镜检无病虫害、活力好的大刺鳅，经10～15 mL/m3聚维酮碘浸泡10～15 min 后，放入养殖系统。

循环水生态养殖系统包括养殖池、净化池、过滤设备、NFT 管道水培装置和气动力系统等设备，试验组采用空气能加热设备，对照组采用普通电加热控温设备，维持养殖环境温度稳定。试验组和对照组各设三个平行。养殖池直径3.0 m，面积约6.7 m2，池深0.8～1.0 m。池内悬挂一个孔径为0.8～1.0 cm，长50 cm、宽30 cm、高30 cm 的投饵台。投饵台正上方盖一片遮阳网。每个养殖池的循环水流量约3.5 t/h。

1.2 方法

1.2.1 构建养殖池生物膜

放养前10～15 d，养殖系统蓄水，打开气动力系统，使水在养殖系统中循环，同时将事先培育好的绿萝（Epipremnum aureum）移植到NFT 管道培育装置中，并向养殖系统中投放硝化细菌、光合细菌、芽孢杆菌，协助养殖系统形成生物膜。待养殖系统中菌膜成熟和植物根系长成后，再投入大刺鳅苗种及成鱼。

1.2.2 苗种培育管理

向育苗池内投放体质量为2～3 g 的当年大刺鳅苗种，密度为500 尾/m2。每天早晚各投喂一次，日投喂量为苗种体质量的1～3%，以10～15 min 吃完为标准，早晨的投喂量占全天总投喂量的60%，傍晚投喂余下的40%；每周抽检一次，根据体质量增长每周调整投喂量；饲料选用含50%蛋白的鳗鲡饲料，料∶水质量比为1∶1.2，和成团状，投放到饵料台饲喂。每次投喂时试验组每公斤鳗鲡饲料中添加肠道保健药品2 g（健康动能)，提升大刺鳅苗种的消化和吸收能力。养殖水温控制在25～30℃，每天补充5%左右的新水。每周排污一次，补充新水，每次的换水量在5%左右。对照组的放养密度、起始规格、投喂量和投喂频率均与试验组一致（不添加肠道保健药品），每天换水量约50%，上午和下午各1 次，每次换水时间为投喂后1～2 h，每次换水量约25%左右。养殖周期为60 d。

1.2.3 鱼种养殖管理

向鱼种池内投放体质量为7～10 g 的当年大刺鳅鱼种，密度为300 尾/m2。饲喂管理同苗种培育试验。养殖水温控制在25～30℃，每天补充5～8%左右的新水。每周排污一次，并补充新水，每次的换水量控制在8%左右。对照组的放养密度、起始规格、投喂量和投喂频率均与试验组一致（不添加肠道保健药品），每天换水量约60%，上午和下午各1 次，投喂后1～2 h 换水约30%左右。养殖周期为90 d。

1.2.4 成鱼养殖管理

向成鱼池内投放规格为20～50 g/ 尾的当年大刺鳅成鱼，投放密度为150 尾/m2。饲料选用含42%蛋白的鳗鲡饲料，其他饲喂管理同苗种培育试验。养殖水温控制在25～30℃，每天补充8%～10%左右的新水。每周排污一次，并补充新水，每次的换水量控制在10%左右。对照组的放养密度、起始规格、投喂量和投喂频率均与试验组一致（不添加肠道保健药品），每天投喂后1～2 h 换水约60%，上午和下午各1 次，每次约30%左右。养殖周期为90 d。

1.2.5 水质管理

每天定时检测养殖系统的氨氮和亚硝酸盐含量，当氨氮浓度上升时投放光合细菌进行调控；当亚硝酸盐浓度上升时，投放硝化细菌进行调控；当亚硝酸盐和氨氮浓度同时上升时选用硝化细菌和光合细菌进行综合调控，同时提升水体中的溶解氧浓度，确保水质稳定。每周修剪一次植株，控制植物密度。

1.2.6 病害管理

病害防治主要以预防为主，鱼放养前要进行严格的消毒处理和寄生虫查杀。待寄生虫和病原菌查杀后再进入养殖系统。该系统定期使用肠道益生菌，水体中定期使用微生态制剂，所以养殖周期内并未爆发任何疾病。

1.2.7 统计分析及计算公式

试验数据以平均值±标准误表示，采用SPSS 20.0 统计软件进行单因素方差分析，采用Excel 2007 制图。

成活率（%）=（最终尾数/初始尾数）×100%；

饲料系数（%）=（饲料消耗量/增重量）×100%。

2 结果与分析

2.1 苗种培育试验

大刺鳅苗种在循环水生态养殖系统中培育结果，试验组鱼的平均体质量达（6.30±0.20）g，比对照组高6.78%。试验组鱼的成活率达（92.80±3.77）%，比对照组高16.29%。循环水养殖过程节约用水91.70%（表1）。

2.2 鱼种养殖试验

经过90 d 的养殖，试验组大刺鳅的体质量达（22.90±0.51）g，比对照组提高了11.17%；试验组的成活率达（94.52±1.15）%，比对照组提高了12.38%。循环水养殖过程节约用水89.54%（表1）。

2.3 成鱼养殖试验

经过90 d 的成鱼循环水养殖，试验组大刺鳅的的平均体质量达（52.41±2.31）g，比对照组高5.73%。成活率达（96.19±1.14）%，比对照组高7.05%。循环水养殖过程节约用水88.04%（表1）。

2.4 养殖效果分析

大刺鳅苗种、鱼种和成鱼养殖试验显示：试验组的养殖效果均比对照组好。苗种培育中水质稳定决定了苗种的成活率，而该生态系统很好地解决了苗种培育过程中的水质问题，成活率明显提升，三组分别比对照组提升了16.29%、12.38%和7.05%（图1）。试验组用水量减少了88.04%～91.70%（图2），加热保温成本降低了89.16%～92.48%（图3）。稳定的生长环境及肠道保健技术结合，使大刺鳅的饲料系数下降了0.15～0.19。成鱼养殖过程中，该系统很好地杜绝了外源病虫害的威胁，节约了用水量，水质净化效果比传统模式明显提升，单位面积产量提升至7.57 kg/m2（图4），经济效益和生态效益明显的提高。

3 讨论

3.1 循环水生态养殖模式对大刺鳅成活率的影响

在幼苗培育阶段，大刺鳅鱼苗的成活率和环境的稳定密切相关。对比分析大刺鳅池塘驯养技术[29]中幼苗的成活率与本文对照组和试验组的试验结果显示：大刺鳅池塘养殖成活率达76.76%，与本文对照组成活率（76.51±1.09）%无较大差异，而试验组的成活率（92.80±3.77）%比池塘大刺鳅幼苗养殖高出16.4%，说明用本文构建的循环水生态养殖系统培育大刺鳅苗种具有明显的优势。

3.2 循环水生态模式对养殖效益的影响

循环水养殖较池塘养殖养殖废水净化能力强，水质稳定可控，具有养殖种类与外界隔离，免受疾病和污染等优势，是未来水产养殖的发展方向。但是，目前常见的陆基循环水养殖系统造价高，技术工艺复杂，后期运行成本高等[30]，限制了该模式的普及和推广。目前，陆基循环水养殖系统通常被用于科研试验研究，距其成为主要商品鱼规模化养殖模式还有待进一步的摸索和优化。本研究采用气提水原理，实现增氧、推水、提水等目的，大大降低了设备投入成本和运营经费，实现了低能耗运行的目标，养殖用水量比对照组减少了88.04%～91.70%，加热保温成本降低了89.16%～92.48%，且养殖系统很好地杜绝了外源病虫害的威胁，明显提高了养殖经济效益和生态效益。循环水养殖系统的换水量减少，养殖环境波动减小，利于大刺鳅生长。定期使用肠道微生物，优化肠道菌群，促进饵料的消化吸收，明显提升了饲料效率。

3.3 循环水生态模式对养殖水质稳定性的影响

养殖水体中氨的来源有三个方面：（1）含氮有机物分解产生的氨；（2）水中缺氧时，含氮有机物被反硝化细菌还原产生的氨；（3）水生动物的代谢以氨的形式排出体外。亚硝酸盐主要来自缺氧的条件中氨氮在厌氧细菌的硝化作用转化而生成，及硝酸盐还原和浮游植物代谢活动产生[33]。

氨氮主要侵袭黏膜，特别是鱼鳃表皮和肠黏膜，其次是神经系统，使鱼类肝肾系统遭受破坏，引起体表及内脏充血、肌肉增生及肿瘤，严重的发生肝昏迷以致死亡。即使是低浓度的氨，长期接触也会损害鳃组织，出现鳃小片弯曲、粘连或融合现象[36]。有研究表明：非离子氨明显抑制大西洋鳕（Gadus morhua）的生长，摄食量减少。当非离子氨浓度大于0.06 mg/L 时，日摄食量减少，生长率明显降低[37]。氨氮浓度50 mg/L 和150 mg/L 时，泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）鳃丝表面出现分泌物，细胞水肿；250 mg/L 时鳃丝表面分泌物增加，鳃小片聚拢，上皮细胞水肿加剧；450 mg/L 时鳃上皮坏死。在不同氨氮浓度下，泥鳅肝脏细胞超微结构也出现了不同程度的损伤。50 mg/L 和150 mg/L 组的泥鳅肝脏细胞线粒体扭曲变形，细胞核变形，核膜肿胀；250 mg/L 组肝脏细胞胞浆空泡化，残存细胞器的结构不完整；450 mg/L 组出现大量肝脏细胞凋亡。随着氨氮胁迫浓度的不断升高，鳃组织和肝细胞超微结构的受损程度逐渐严重，且损伤不可逆转[38]。异育银鲫‘中科3 号’（Allogynogenetic gibel carp“CAS III”）幼鱼在氨氮胁迫下肝脏组织中丙二醛（MDA）含量上升，比对照组提高了26.20%、18.68%和17.08%；而过氧化氢酶（CAT）和总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性则均先激活后抑制，高浓度、长时间氨氮胁迫对幼鱼肝脏抗氧化酶活性影响较大，机体抗氧化能力减弱[39]。

传统养殖主要通过大量换水、增氧等措施[40]来被动地调控水质，水质稳定性差，且严重影响到鱼类的生长。

本文从肠道调控入手，促进大刺鳅肠道的营养吸收能力，提升饲料的转化率，降低环境对养殖排泄物的净化压力。定期使用不同微生态制剂等措施，维持有益菌群的基数，持续的微孔增氧为养殖环境，特别是微生物的繁殖提供稳定的溶氧需求，提升菌群的净化效率。NFT 管道系统中的水培植物可实时吸收养殖环境中的营养盐，通过定期修剪植株，将营养盐带离该养殖系统，实现养殖系统的原位净化。水质监测数据分析表明，该养殖技术工艺很好地解决了大刺鳅集约化养殖的水质稳定问题，有效控制了氨氮和亚硝酸盐的含量，减少了水质对养殖鱼类的威胁，养殖效益显著优于对照模式。