基于生物絮團(tuán)原理的水質(zhì)調(diào)控技術(shù)在三角魴保種池塘中的應(yīng)用

戴楊鑫，馮曉宇，王宇希，戴瑜來(lái)，黃輝，馬恒甲

(1.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310024； 2.國(guó)家大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系杭州綜合試驗(yàn)站，浙江 杭州 310024； 3.杭州國(guó)家級(jí)錢塘江三角魴原種場(chǎng)，浙江 杭州 310024)

三角魴(Megalobramaterminalis)，隸屬硬骨魚綱、鯉形目、鯉科、魴鳊亞科、魴屬，俗稱“三角鳊”“錢塘江塔鳊”等[1-3]，是錢塘江、長(zhǎng)江等流域重要的野生土著經(jīng)濟(jì)魚類，因其具有生長(zhǎng)快、疾病少、適應(yīng)性強(qiáng)、體大肉厚、骨刺較少、肉質(zhì)嫩滑、蛋白質(zhì)含量豐富等特點(diǎn)而深受消費(fèi)者喜愛[4-5]。近幾年，隨著三角魴人工繁殖技術(shù)、苗種培育技術(shù)及商品魚養(yǎng)殖技術(shù)的突破[6-7]，三角魴養(yǎng)殖技術(shù)不斷進(jìn)步，養(yǎng)殖密度和產(chǎn)量不斷提高。與此同時(shí)，養(yǎng)殖水源污染、養(yǎng)殖池塘內(nèi)水體富營(yíng)養(yǎng)化、水體微生態(tài)失衡等因素，導(dǎo)致三角魴池塘養(yǎng)殖水體水質(zhì)劣化，嚴(yán)重影響三角魴健康。

養(yǎng)殖池塘水質(zhì)環(huán)境是影響?zhàn)B殖效益的重要因素，傳統(tǒng)的三角魴池塘養(yǎng)殖水體調(diào)控方法，其主要特征之一是“大灌大排”，即通過引入新水源同時(shí)排出老化水體的方式，更換養(yǎng)殖池塘中的水，以改善養(yǎng)殖水體水質(zhì)，解決養(yǎng)殖水體水質(zhì)劣化的問題。但采用這種方法，一方面，排出的老化水將污染外部水環(huán)境，另一方面，大量引入新水源極有可能帶來(lái)新的污染、病原體等病害風(fēng)險(xiǎn)。此外，采用“大灌大排”方式換水需耗費(fèi)大量養(yǎng)殖用水，造成能源、資源的浪費(fèi)。

以生物絮團(tuán)技術(shù)為核心的水體調(diào)控技術(shù)被認(rèn)為是解決水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的環(huán)境制約和飼料成本問題的有效手段之一[8]，此項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于羅非魚和南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖中[9-12]。據(jù)相關(guān)研究報(bào)道，在淡水魚養(yǎng)殖、蝦蟹養(yǎng)殖及中華鱉養(yǎng)殖中應(yīng)用生物絮團(tuán)技術(shù)，能有效改善養(yǎng)殖水體的水質(zhì)及餌料利用效率，增加養(yǎng)殖效益。本研究在三角魴保種池塘水質(zhì)調(diào)控中，引入以生物絮團(tuán)為核心的水質(zhì)調(diào)控技術(shù)，通過在養(yǎng)殖系統(tǒng)中添加有機(jī)碳源，平衡水體中的碳氮比例，結(jié)合充足的增氧曝氣促進(jìn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中異養(yǎng)菌群形成，轉(zhuǎn)化水體中的無(wú)機(jī)氮，并合成自身蛋白質(zhì)供養(yǎng)殖動(dòng)物使用，達(dá)到凈化水質(zhì)、提供飼料來(lái)源的調(diào)控目的。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2016年6月8日至2017年5月4日在浙江杭州國(guó)家級(jí)錢塘江三角魴原種場(chǎng)養(yǎng)殖池塘進(jìn)行。選取場(chǎng)內(nèi)面積規(guī)格一致的養(yǎng)殖池塘(長(zhǎng)55 m，寬28 m)6個(gè)，隨機(jī)選取其中3個(gè)池塘加以改造作為試驗(yàn)塘。在試驗(yàn)塘中間配備耕水機(jī)1臺(tái)(60 W)，兩側(cè)各增加直徑為0.8 m的納米底增氧盤管9個(gè)，使用1臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)(1.1 kW)曝氣增氧(圖1)。其余3個(gè)池塘按本場(chǎng)常規(guī)養(yǎng)殖池塘設(shè)置，只在池塘中間配備葉輪式增氧機(jī)1臺(tái)(3 kW)。

圖1 試驗(yàn)池塘布局

1.2 養(yǎng)殖魚類

試驗(yàn)所用魚類均為浙江杭州國(guó)家級(jí)錢塘江三角魴原種場(chǎng)自留養(yǎng)殖魚種。三角魴為完成當(dāng)年苗種繁育中整理挑選的后備親本，鰱魚為三角魴養(yǎng)殖塘中套養(yǎng)的上年度魚種，羅非魚為本場(chǎng)溫室內(nèi)保種過冬魚種。試驗(yàn)期間，各保種塘放養(yǎng)三角魴460尾，鰱115尾；試驗(yàn)塘套養(yǎng)羅非魚230尾。3種魚類的放養(yǎng)密度分別為：三角魴3 000尾·hm-2，鰱魚750尾·hm-2，羅非魚1 500尾·hm-2。

各塘魚類放養(yǎng)數(shù)量及規(guī)格如表1所示。

1.3 飼養(yǎng)管理

養(yǎng)殖用水取自錢塘江，原種場(chǎng)泵房將錢塘江水打進(jìn)大型蓄水池沉淀后，再通過二級(jí)水泵打進(jìn)保種塘，養(yǎng)殖期間各塘水深2 m。試驗(yàn)期330 d，期間陰雨天、12月至次年3月停止投喂，其余時(shí)間每日早晚各投喂淡水魚膨化配合飼料(浙江中大飼料集團(tuán)有限公司)，每日投喂量約為試驗(yàn)中所放養(yǎng)吃食性魚類初始體質(zhì)量的0.5%～5%。投喂期間，關(guān)閉試驗(yàn)組羅茨鼓風(fēng)機(jī)1 h，同時(shí)以蔗糖作為外源有機(jī)碳源進(jìn)行添加。每次飼料投喂后，將蔗糖溶于水后均勻潑灑于池塘水面，蔗糖的使用量為飼料投入量的30%(表2)。

表1 各處理組養(yǎng)殖魚品種及規(guī)格

表2 試驗(yàn)期各處理氮、磷、碳輸入量

1.4 采樣及分析

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用t檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，取P<0.05為差異顯著性水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚類生長(zhǎng)情況

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測(cè)量各放養(yǎng)魚類的生長(zhǎng)狀況(表3)。研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組中鰱魚、羅非魚的平均體質(zhì)量均顯著高于對(duì)照組，各處理組三角魴平均體質(zhì)量差異不顯著。試驗(yàn)塘的平均飼料系數(shù)比對(duì)照塘降低29.7%，但差異并不顯著。

表3 各處理魚類的生長(zhǎng)情況

注：同一列上標(biāo)字母不同表示差異顯著(P<0.05)。表4同。

2.2 池塘水質(zhì)變化

研究發(fā)現(xiàn)(表4)，試驗(yàn)塘水體中總氨氮、總氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、總磷和磷酸鹽等指標(biāo)平均濃度均低于對(duì)照塘水體，亞硝酸鹽氮和總氮的平均濃度尤其明顯，分別低于對(duì)照塘22.2%和40.3%，但差異均不顯著。試驗(yàn)塘中總有機(jī)碳濃度顯著高于對(duì)照塘。

表4 各處理的水質(zhì)情況 mg·L-1

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

比較各處理組投入、產(chǎn)出量。試驗(yàn)塘較對(duì)照塘，三角魴增收78.20 kg，鰱魚增收60.17 kg，羅非魚增收48.13 kg，合計(jì)增加經(jīng)濟(jì)效益2 346.16元。

試驗(yàn)組蔗糖消耗830.70 kg，合2 325.96元；整個(gè)試驗(yàn)周期羅茨鼓風(fēng)機(jī)和耕水機(jī)耗電量折合人民幣3 583.12元。對(duì)照組換水3次，共5 544 m3，按0.2元·m-3收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)征收水資源費(fèi)，合計(jì)費(fèi)用1 108.80元；整個(gè)試驗(yàn)周期葉輪式增氧機(jī)和抽水泵耗電量折合人民幣需2 273.68元；排出需處理尾水5 544 m3，污水處理費(fèi)折合人民幣5 544.00元。綜上所述，基于生物絮團(tuán)原理的水質(zhì)調(diào)控技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)際生產(chǎn)中雖有一定超前性，但在需要收取水資源費(fèi)，尤其是污水處理費(fèi)的地區(qū)具有一定的運(yùn)用價(jià)值。

3 討論

本試驗(yàn)中，基于生物絮團(tuán)原理的水質(zhì)調(diào)控技術(shù)，通過在養(yǎng)殖池塘中添加蔗糖并充分曝氣增氧，形成一定量的生物絮團(tuán)使其發(fā)揮作用。研究結(jié)果表明，添加蔗糖形成適量生物絮團(tuán)對(duì)于提高養(yǎng)殖魚類產(chǎn)量、降低餌料系數(shù)等方面有一定的促進(jìn)作用。李彥等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在養(yǎng)殖水體中添加碳源，形成生物絮團(tuán)，能促進(jìn)羅非魚生長(zhǎng)，同時(shí)降低飼料系數(shù)；李朝兵等[15]對(duì)生物絮團(tuán)在鳙養(yǎng)殖中應(yīng)用的研究發(fā)現(xiàn)，生物絮團(tuán)作為一種新型餌料，在促進(jìn)鳙生長(zhǎng)方面具有正面作用；岳強(qiáng)等[16]研究發(fā)現(xiàn)，生物絮團(tuán)可以促進(jìn)中華鋸齒米蝦的生長(zhǎng)；李濤等[17]的研究結(jié)果表明，生物絮團(tuán)通過實(shí)現(xiàn)飼料中蛋白質(zhì)的二次有效利用，提高了飼料利用率，降低養(yǎng)殖成本，同時(shí)促進(jìn)錦鯉的生長(zhǎng)。趙志剛等[18]比較了添加碳源對(duì)不同魚類生長(zhǎng)性能的促進(jìn)作用，結(jié)果表明，添加碳源能明顯促進(jìn)鳙和鯉的生長(zhǎng)，而對(duì)鰱和草魚的生長(zhǎng)促進(jìn)效果不明顯，同本試驗(yàn)結(jié)果存在一定分歧。分析原因，鰱、鳙作為慮食性魚類，對(duì)生物絮團(tuán)的利用效率與其顆粒大小有關(guān)，而生物絮團(tuán)顆粒的大小與本土微生物組成、碳源種類、曝氣強(qiáng)度和水體混合強(qiáng)度等有關(guān)。張明明等[19]研究發(fā)現(xiàn)，生物絮團(tuán)養(yǎng)殖模式適宜于異育銀鯽養(yǎng)殖，不僅可促進(jìn)魚體生長(zhǎng)，同時(shí)可增強(qiáng)其應(yīng)激能力和抗病力。王廣軍等[20]通過對(duì)不同碳氮比對(duì)雜交鱧養(yǎng)殖的研究結(jié)果表明，合適的碳氮比可促進(jìn)雜交鱧的生長(zhǎng)，但當(dāng)碳氮比過高時(shí)則會(huì)對(duì)雜交鱧產(chǎn)生不利影響。

本試驗(yàn)中，在養(yǎng)殖水體中添加蔗糖對(duì)水體水質(zhì)指標(biāo)具有明顯的改善作用，該結(jié)果在國(guó)內(nèi)很多學(xué)者的研究中均得到了廣泛驗(yàn)證[11, 16-18, 20]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，利用生物絮團(tuán)原理凈化養(yǎng)殖水體，實(shí)際上是無(wú)機(jī)氮的同化過程，生物絮凝的過程是將水體中的顆粒有機(jī)物、溶解有機(jī)物和無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象可以攝食的絮凝體，從而降低其對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象的影響[8]。基于生物絮凝原理的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控技術(shù)需提供一定的碳源和增氧條件，成本較低，考慮傳統(tǒng)水質(zhì)調(diào)控技術(shù)產(chǎn)生的水資源費(fèi)及廢水處理費(fèi)，應(yīng)用該技術(shù)可解決養(yǎng)殖過程中的水質(zhì)問題，同時(shí)降低飼料成本及水處理成本，具有一定的推廣價(jià)值。