基于腺帶刺沙蠶和細基江蘺調控水環境的池塘養殖模式研究

林更銘, 項 鵬, 楊清良

(國家海洋局 第三海洋研究所, 福建 廈門, 361005)

基于腺帶刺沙蠶和細基江蘺調控水環境的池塘養殖模式研究

林更銘, 項 鵬, 楊清良

(國家海洋局 第三海洋研究所, 福建 廈門, 361005)

本研究構建了生態位互補的凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)、黃鰭鯛(Sparus latus)、鯔魚(Mugil cephalus)、腺帶刺沙蠶(Neanthes glandicincta)和細基江蘺(Gracilaria tenuistipitata)的生態養殖模式。結果表明, 腺帶刺沙蠶和細基江蘺不僅能對蝦池污染環境起生物修復作用, 而且經濟效益顯著增加。實驗池的營養鹽和化學需氧量均明顯低于未套養腺帶刺沙蠶和細基江蘺的對照池, 銨鹽、總氮、活性磷酸鹽和化學需氧量分別下降了51.57%、31.69%、43.33%和15.65%, 與對照池存在極顯著差異(P＜0.01);餌料系數從1.52下降到1.47, 投入產出比從0.57下降到0.50。

生態養殖; 生物修復; 經濟效益; 生態效益

對蝦養殖病害的蔓延主要是由于養殖品種單一、食物鏈關系簡單和餌料利用率低, 特別是塘底有機物積累導致分解性細菌劇增所致。為此, 國內專家和業者在蝦類病害的生態防治技術方面作了大量工作, 除了直接從微生態方面著手外[1-5], 還探索對蝦與魚、貝、蟹、參、藻等混養試驗[6-11]。申玉春等[12]建立了一種蝦、貝、藻優化養殖結構及水質調控系統, 該系統包括對蝦養殖、魚類養殖、貝類養殖、大型海藻栽培等4個功能不同的養殖區, 1個益生菌及微藻培養區、1個水處理區和1條應急排水渠。該養殖模式除對蝦養殖區外其他各類功能養殖區和水質處理區均占了很大比例的面積, 雖然餌料利用率提高, 但畝產卻下降, 而且池塘設計工藝復雜, 資金投入大, 只適合于養殖規模和實力較大的養殖公司。本研究以腺帶刺沙蠶作為主要修復生物, 將對蝦與黃鰭鯛、鯔魚、細基江蘺在同池進行生態養殖, 該養殖模式比較容易在資金和規模較小的廣大個體養殖戶中推廣。

沙蠶科(Nereidae)種類是吞咽型食性的底棲生物,能攝食底泥中的沉積物、有機碎屑、微生物等有機污染物, 在養殖污染環境的生物修復方面比貝類等具有明顯的優勢, 常用于海洋污染底質原位修復[13-14]。近年來, 各地在沙蠶對蝦池底質的生物修復方面作了許多有益的嘗試[15-17]。本研究所用的腺帶刺沙蠶(Neanthes glandicincta)隸屬于多毛綱沙蠶目(Nereidida)沙蠶科(Nereididae)沙蠶亞科刺沙蠶屬(Nereis), 因其個體較大(最大可達7cm), 春、秋兩季生殖, 具有較高的經濟價值, 可進行人工繁殖, 適鹽范圍廣, 且具有較強的耐污性, 因而長期以來廣受水產科研和養殖業者的青睞[18-20]。

1 材料與方法

1.1 實驗條件

實驗于2009年4月3日～7月26日在福建省漳州龍海市海澄鎮大成農場進行。實驗塘面積約0.60 hm2,

水深0.7～1.5 m, 蝦池的底質泥質型, 水車式增氧機每池2臺(1.5 kW)。對照池面積、水深和生產設施與實驗池基本一致。養殖期間池塘的水溫在 18.2～32.5℃, 鹽度變化幅度在5～12。

1.2 實驗材料

1.2.1 主體養殖品種

凡納濱對蝦規格0.8~1 cm, 放養密度120萬尾/hm2。

1.2.2 搭養品種

黃鰭鯛規格為4~6 cm, 放養密度為5 500尾/hm2;鯔魚規格為4~6 cm, 放養密度為3 500尾/hm2。

1.2.3 修復生物

細基江蘺(Gracilaria tenuistipitata)的投放密度為3 000 kg/hm2; 腺帶刺沙蠶來源于對蝦越冬池留養的成體及移植海區天然的卵子、幼體。實驗結束時排干池塘水, 采用人工挖泥法挖取50 cm×50 cm×30 cm的泥, 用孔徑為1 mm的篩絹分離計數, 密度達6 000條/ m2以上。

1.3 實驗方法和生產管理

1.3.1 實驗方法

1.3.1.1 實驗池

不清塘消毒, 在 4月初腺帶刺沙蠶繁殖高峰季節向蝦池納潮水, 移植海區天然沙蠶卵子、幼體, 與越冬池留養的成體一起培養成優勢種群, 密度6 000條/m2; 4月3日從漳浦購買廣鹽性和耐高溫的細基江蘺, 直接投放在蝦池周邊水深在 30～70 cm 的淺水區, 同時在池中央以魚網吊養, 使藻體懸浮在表面到30 cm的水層, 投放密度為3 000 kg/hm2。放養后兩個月開始收獲, 每 20 d可采撈一次, 采撈時留3 500 kg/hm2作為藻種, 讓其繼續生長。4月8日和12日分別在不同暫養池放養凡納濱對蝦和黃鰭鯛。另外, 5月上旬利用納潮時采集海區天然的鯔魚苗,密度約為3 500尾/hm2。

1.3.1.2 對照池

按以往做法用茶子餅進行消毒, 可發現池底有大量的腺帶刺沙蠶被殺死, 不套養細基江蘺。凡納濱對蝦、黃鰭鯛和鯔魚苗的放養密度與實驗池相同。

1.3.2 生產管理

1.3.2.1 暫養

先將凡納濱對蝦和黃鰭鯛分開暫養, 等凡納濱對蝦生長到5 cm以上才與黃鰭鯛混養, 以防被兇猛性黃鰭鯛殘食。而這時又是對蝦發病的高發期, 黃鰭鯛能起著“安?！钡淖饔? 將體質弱、活動能力差的病蝦吃掉, 從而有效防止對蝦疾病的發生和傳播。

1.3.2.2 投餌

蝦苗放養7 d內不投餌, 以后每日投喂2次人工配合餌料, 早晨投喂量占40%, 傍晚占60%, 并視殘餌情況及時調整投餌的數量及次數。

1.3.2.3 水質調控

對照池前期只添水不換水, 中、后期每月月初和中旬大潮期間各換水兩次。養殖20 d后第一次施用芽孢桿菌(Bacillus subtilis)制劑1.5 mg/dm3, 以后相隔15 d添加0.5 mg/dm3; 實驗池只添水, 基本不換水。因水質較為穩定, 也不施用益生菌。

1.3.2.4 池塘改造工藝與設備

采用目前較先進的方形切角水池, 周邊較淺,以便放養江蘺, 池底向中央略傾斜。池塘對角安裝兩臺增氧機, 使充氧時水流帶動底層沉積污染物向中央集中, 以便于沙蠶的攝食。以漁網吊養江蘺可防止被黃鰭鯛和鯔魚啃食, 同時可根據水溫和透明度升降漁網的水位, 使江蘺處于適宜的生長條件。

1.4 檢測指標與數據處理

1.4.1 檢測指標

每隔7 d左右用2L有機玻璃采水器分別于進水口、出水口和中央區采集3個水樣, 測定養殖水體的營養鹽和化學需氧量, 具體測定方法如下:

氨氮(NH3-N): 次溴酸鈉氧化法。

總氮(TN): 過硫酸鉀氧化法。

化學需氧量(COD): 堿性高錳酸鉀法。

1.4.2 數據處理

數據分析應用 SPSS13.0和 EXCEL軟件, 實驗組與對照組間的差異性分析采用Student’s t-test檢驗,P＜0.05表示差異顯著。

2 結果

2.1 生態效益分析

隨著養殖時間的延長, 底質中有機物質的礦化分解和生物代謝所產生的營養鹽逐漸增加。實驗池氨氮含量平均為 0.077 mg/L, 變化范圍在 0.026～0.126 mg/L, 對照池氨氮含量平均為0.159 mg/L, 變化范圍在 0.067～0.320 mg/L, 實驗池比對照池低51.57%; 實驗池總氮含量平均為 1.399 mg/L, 變化范圍在 0.271～2.725 mg/L, 對照池總氮含量平均為2.048 mg/L, 變化范圍在0.280～3.926 mg/L, 實驗池比對照池低 31.69%; 實驗池活性磷酸鹽含量平均為0.017 mg/L, 變化范圍在0.009～0.027 mg/L, 對照池活性磷酸鹽含量平均為 0.030 mg/L, 變化范圍在0.016～0.056 mg/L, 實驗池比對照池低 43.33%。對照池部分營養鹽雖然隨著中、后期換水而排出, 但仍極顯著高于實驗池(配對t-檢驗,P＜0.01)(圖1～圖3),這與實驗池套養的細基江蘺大量吸收營養鹽且通過采撈非常容易從養殖水體去除有關。比較圖1～圖3還可看出, 養殖后期氨氮的降幅最大, 這是因為江蘺在 3種價態的無機氮(NH4-N、NO2-N、NO3-N)中優先吸收NH4-N, 對NO3-N的吸收僅在NH4-N濃度很低或耗盡時才發生[21,22]。這對水生動物更具有意義, 因為氨會抑制魚蝦血液的攜氧能力、重要化合物的氧化及損壞器官。

圖1 實驗池與對照池氨氮含量的比較Fig. 1 Comparison of NH3-N of the experimental pond and the control pond

圖2 實驗池與對照池總氮含量的比較Fig. 2 Comparison of TN of the experimental pond and the control pond

圖3 實驗池與對照池活性磷酸鹽含量的比較Fig .3 Comparison of PO-P of the experimental pond and the control pond

隨著養殖時間的延長, 大量殘餌和代謝物等有機物沉積于池底或懸浮于水中, 池塘中COD值逐漸上升, 但實驗池上升趨勢較緩慢(圖4)。實驗池COD值平均為 3.72 mg/L, 變化范圍在 1.06～6.24 mg/L,對照池COD值平均為4.41 mg/L, 變化范圍在0.86～7.22 mg/L, 實驗池比對照池低 15.65%, 兩者之間差異極顯著(P＜0.01), 這與腺帶池沙蠶對池底沉積性有機物的攝食有關。沙蠶能攝食過剩的殘餌和底質中沉積的顆粒有機物, 將其轉化為自身蛋白質。同時營穴居生活的沙蠶由于剛毛的不斷劃動而增加了池底的溶解氧, 促進底泥有機物質的氧化和無機鹽的釋放。然而, 與營養鹽相比, COD值的降幅較少, 這是由于養殖密度較高, 為防止不同養殖品種的互相殘食而適當加大投喂量, 而僅靠自然繁殖的沙蠶數量有限, 不能充分攝食過剩殘餌等有機污染物。

圖4 實驗池與對照池COD含量的比較Fig. 4 Comparison of COD of the experimental pond and the control pond

2.2 生長情況比較

實驗池因水質環境比較穩定, 沙蠶又能提供優質天然餌料, 對蝦抗病力增強、生長快, 存活率較高(74.7%, 存活率統計: 由于采用地籠網捕大留小的輪捕方式, 存活率為實驗結束時的累計數據); 而對照池換水使養殖環境發生急劇變化, 導致對蝦產生應激反應, 一些體弱的對蝦蛻殼困難而死亡, 存活率較低(72.2%)。養殖期間3次各抽樣檢查50尾對蝦的生長情況, 從表1看出, 養殖前期實驗池與對照池對蝦生長情況差別不大, 但中、后期實驗池對蝦體長、體質量明顯優于對照池, 且對蝦個體差異較小。

表1 實驗池與對照池對蝦生長情況比較Tab. 1 Comparison of shrimp growth of the experimental pond and the control pond

2.3 經濟效益分析

池塘多元生態混養是將生態位互補的多種經濟動植物按合理比例同池混養, 由于各種混養生物在空間和食性上的互補性以及在能量和物質循環上的偶聯性, 提高了餌料的利用效率, 從而降低養殖成本, 提高池塘綜合經濟效益。本研究所篩選的沙蠶和江蘺不但能凈化蝦池水質, 還可作為對蝦和魚類天然優質餌料。同時江蘺通過光合作用增加水體溶氧量, 穩定池塘的生態環境, 使養殖過程少用水質改良劑和增氧機, 降低了養殖成本, 收獲江蘺還得到額外的經濟效益。從表2中可以看出, 實驗池對蝦和魚的產量雖然與對照池差別不大, 但餌料系數(以蝦、魚增加的質量計算)、投入與產出比值(以全年統計)明顯低于對照池。

表 2 實驗池與對照池各項經濟效益的比較(2009.4~2010.4)Tab. 2 Comparison of economic benefit of the experimental pond and the control pond

3 討論

本實驗在養殖過程中為了穩定水質, 對照池需換水和使用微生態制劑, 因而不是真正意義上的對照組, 其實際的營養鹽和COD含量應比所測定的高,所以, 與實驗池的差異應更加顯著。

不同生態位的生物同池混養雖然能提高經濟效益和經濟效益, 但也存在餌料、生存空間和溶解氧的競爭, 甚至養殖生物之間會產生殘食現象, 因此篩選不同食性的養殖種類和控制合理比例是養殖成功與否的關鍵。細基江蘺不但起凈化水質的作用, 同時為對蝦的蛻皮、生長提供清潔舒適的棲息環境和庇蔭場所, 也為沙蠶躲避對蝦和魚類的攝食提供保護屏障。但江蘺的過度繁殖會而引起“瘦水”現象, 與浮游植物競爭營養鹽, 從而抑制浮游植物的生長繁殖。黃鰭鯛能及時清除病蝦, 優化對蝦群體, 從而有效控制病害傳染。雜食兼濾食性鯔魚能有效利用池中浮游生物, 抑制原甲藻(Prorocentrumspp.)等較大藻類的過度繁殖并維持有益藻類的藻相。但黃鰭鯛和鯔魚也會啃食江蘺, 尤其是黃鰭鯛生性較兇猛,如果水色和餌料掌握不好, 也會殘食健康對蝦。

篩選修復生物時應考慮養殖季節(水溫)和地理環境(鹽度), 有關沙蠶對底質有機污染物的吸收、轉化及其在養殖生態系統中作用的研究已積累一些資料, 主要為雙齒圍沙蠶(Perinereis aibuhitensis)和日本刺沙蠶(Neanthes japonica)。然而, 雙齒圍沙蠶在鹽度17.9以下孵化率明顯下降, 在鹽度5以下不能存活[23], 因此不適合在幾乎為純淡水的凡納濱對蝦養殖池塘中套養。日本刺沙蠶雖然能在淡水、咸淡水和海水中生活, 但產卵盛期水溫為 3～5.8℃, 主要分布于中國北方沿海的渤海、黃海、東海[15]。而溪沙蠶(Namalycastis abiuma)能 在位于廈門筼筜湖(與廈門西海域連通, 海水會滲透到污水管道中)的污水廠生物濾池中大量繁殖[24]。可見, 溪沙蠶的適鹽范圍非常廣、耐污性極強, 也是適合在中國南方咸淡水池塘中套養的理想修復生物, 有關溪沙蠶的耐污性、吸污率及其在養殖污染環境生態修復的應用有待進一步研究。

搭養的黃鰭鯛生長周期長達 1 a, 而對蝦只需3個多月, 這就造成了收獲的不便。解決辦法一是放養生長迅速的鯔魚和150 g以上大規格的黃鰭鯛, 這樣年底就可以成長到上市規格, 另一部分黃鰭鯛幼苗養到第2年4月份可達150 g以上, 又可作為大規格的魚苗; 二是第一茬養殖生長速度較快的斑節對蝦(Peneaus monodon), 以地籠網誘捕后不進行清塘、消毒等措施, 再暫養凡納濱對蝦到5 cm以上才與魚類混養, 這樣一年可養兩茬對蝦, 從而提高池塘的利用率。

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Pond aquaculture mode based on the water quality manipulation system withNeanthes glandicinctaandGracilaria tenuistipitata

LIN Geng-ming, XIANG Peng, YANG Qing-liang
(Third Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Xiamen 361005, China)

Jun., 28, 2010

Pond ecological aquaculture; bioremediation; economic benefit; ecological benefit

A pond ecological aquaculture mode and a water quality manipulation system were established and studied. Based on the water quality manipulation withNeanthes glandicinctaandGracilaria tenuistipitata, the healthy ecological aquaculture pond mode could be maintained. Not only did the aquaculture mode arrive at self-repairment of aquaculture environment, but also economic benefits increased notably. The concentrations of NH3-N, TN,-P, and COD in the experimental pond were much 1ower than that of the control pond(absent ofNeanthes glandicinctaandGracilaria tenuistipitata), and decreases of 51.57%、31.69%、43.33%and 15.65% were seen, respectively. However, feed efficiency and the ratio of input to output were significantly reduced from 1.52 to 1.47 and from 0.57 to 0.50, respectively.

S968

A

1000-3096(2011)09-0062-06

2010-06-28;

2011-01-06

科技部公益項目(200905009-3); 福建省科技廳重點項目(2009N0037)

林更銘(1965-), 男, 福建泉州人, 副研究員, 主要從事海水養殖和海洋生態研究,電話: 0592-2195261, E-mail: lgm000888@163.com

譚雪靜)