循環水和內循環的南美白對蝦標粗試驗比較

喬鳳祿，徐愛玲，李慧娟，宋琪，蔣敏

（青島理工大學環境與市政工程學院，山東 青島 266033）

南美白對蝦（Penaeus vannamei）又稱凡納濱對蝦，具有耐高溫、生長快、抗病力強等優點[1]，為世界蝦類養殖產量最高的3大品種之一[2]，其產量占世界養殖總產量的70%[3]。南美白對蝦養殖模式經歷了池塘養殖、土池精養、高位池精養、大棚工廠化養殖等多個發展階段，隨著養殖規模逐漸擴大，養殖密度越來越高，存在換水量大、發病概率高、操作和管理復雜等問題。

近年來，循環水養殖系統憑借其在水資源消耗、疾病管控和規避生態污染等方面的獨到優勢而受到研究者的廣泛關注。文獻［4-5］先后開展了環道式養蝦系統的研究，佛羅里達的Wyk等[6]進行了3階段養蝦系統的試驗。我國自20世紀末引進國外先進的養蝦系統，取得諸多寶貴的經驗與成果。譚建等[7]探究了循環水養殖系統在南美白對蝦養殖中的應用效果，發現應用循環水養殖系統可以進行高密度對蝦養殖。鮑鷹等[8]研究了對蝦工廠化循環水養殖中應用生物絮團技術，發現在標粗階段改用基于生物絮團的養殖模式，能提高工廠化循環水養蝦的總體成活率。

現在充分研究對蝦生活習性、養殖池空間布局和養殖池微生態的基礎上，提出了內循環養殖模式。即將預先掛膜人工基質內置于對蝦養殖池水體內，利用養殖池曝氣系統實現水體循環，通過在前期人工投加硝化細菌菌劑的方式，強化水體的硝化功能，使人工基質快速掛膜，利用人工基質生物膜實現水質凈化和懸浮物去除的凡納濱高密度養殖方法。通過比較內循環和循環水對蝦養殖系統的差異，探究出有益于對蝦養殖的最適方法，為今后的水產養殖系統的應用和研究提供思路和理論參考。

1 研究方法

1.1 試驗材料和場地

（1）試驗蝦苗。所用P（5仔蝦第5 d）規格蝦苗，為海南海壹水產種苗有限公司育苗場培育的進口SPF親蝦的F1代SPF蝦苗，蝦苗全長為0.45~0.65 cm，經檢測，各項指標均符合出苗標準。

（2）試驗條件和場地設施。試驗地在河南長垣的蝦廠，養殖水源為地下深層淡水。試驗蝦池為水泥池，長4.7 m×寬4.5 m×高1 m。

1.2 試驗方法

（1）標粗準備工作。在2019年8月，對廠內水泥池及廠內周邊環境進行清洗消毒，安裝好曝氣管、氣石、排污管。放苗前5 d左右，準備蓄水池，曝氣，要求達到水質清澈透明的程度。放苗前2~3 d，苗池蓄水（從準備的蓄水池中抽?。┧?0 cm，鹽度≥1.5%（最好與引苗場的一致），水溫25~26℃，pH值為7.5~8.5，ρ（總堿）150~200 mg/L，ρ（溶解氧）≥6.0 mg/L。取水樣涂弧菌板檢測，未檢出黃弧菌、綠弧菌。

（2）蝦苗入池。蝦苗運輸到廠后，苗袋經消毒和過水后，在不解苗袋的情況下放蓄水池水浴30 min，完成蝦苗過水階段。苗池放苗前30 min，水中潑灑維生素C和抗應激藥物，然后解開打包袋，讓蝦苗緩慢進入池水中。在眾多蝦池中選取4個有代表性的池子，分別標為循環水A1池、循環水A2池、內循環B1池和內循環B2池。放苗密度1萬~2萬尾/m3，同時相應減少曝氣量，5 h后開始逐步升高水溫。蝦苗入池4 h后，投放孵化好的鹵蟲。

（3）日常管理。試驗期間，根據蝦苗的攝食情況，前期每天投喂孵化好的鹵蟲，之后每天投喂蝦奶粉Ⅰ段，其間補充投喂多維、光合菌和EM菌，保證蝦苗攝食充足，水質清爽。循環水的池子需每天排污2次，內循環系統需要每天換適量水。排水后加入維生素C，以減少蝦苗的應激反應，提高其免疫力。注水后，投入 ρ（NaHCO3）5~8 mg/L，以維持標粗池的總堿度，穩定水質。

（4）指標檢測。每天檢測池水的溫度、溶解氧（DO）、pH值、濁度、鹽度、氨氮（NH4+-N）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）、總氮（TN）和化學需氧量（COD）等指標。異常時每天檢測2次，NH4+-N和NO2--N的測定方法參照文獻［9］。檢測儀器見表1。

表1 檢測儀器

續表

2 結果與分析

2.1 日常指標變化

南美白對蝦標粗過程中溫度隨時間的變化見圖1。由圖1可見，南美白對蝦標粗過程中，水池溫度呈先升高，后保持穩定，再逐步降低的變化趨勢。開始時對溫度的要求為25~26℃，然后溫度逐步升高，達到并保持在28~30℃，更有利于蝦苗的生長，并在14 d左右溫度逐步降低，直到分苗前降至25℃。

采用循環水養殖模式的A1和A2池，水溫始終相差1~2℃，這是因為要比較同一養殖模式下溫度對蝦苗標粗結果的影響。發現標粗結束后A2池的對蝦生長情況明顯好于A1池，說明南美白對蝦的標粗的最適宜溫度是28~30℃，低于這個溫度會使南美白對蝦生長變緩慢，但不影響蝦的存活。對內循環的B1和B2池比較，可以發現南美白對蝦在溫度高的B2池生長狀況明顯好于B1池，這也印證了合適的溫度能促進南美白對蝦的生長。

圖1 南美白對蝦標粗過程中溫度隨時間的變化

南美白對蝦標粗過程中ρ（DO）隨時間的變化見圖2。由圖2可見，南美白對蝦標粗過程中，不管是循環水還是內循環養殖模式，最適宜蝦苗的ρ（DO）為7.5~8.5 mg/L。在蝦苗標粗前期，池水的溶解氧是逐步降低的，這是為了使蝦苗更好地適應蝦池，適當保持蝦苗的成活率；在給蝦苗投食之后，適當降低蝦池的ρ（DO），使蝦苗更好地進食，更有利于南美白對蝦的生長。

圖2 南美白對蝦標粗過程中ρ（DO）隨時間的變化

南美白對蝦標粗過程中pH值隨時間的變化見圖3。由圖3可見，南美白對蝦標粗過程中，不管是循環水的模式還是內循環養殖模式，適宜蝦苗的pH值為7.8~8.4。池水中決定pH值的因素很多，最主要的是水中游離CO2和碳酸鹽的平衡系統以及水中有機質的含量和它的分解條件。標粗過程中pH值指標稍微有所下降，這是因為鹽度降低，水中少部分金屬離子析出帶走OH-，故在pH值降低時補充NaHCO3以維持pH值的穩定。在南美白對蝦養殖過程中都要保持pH值的穩定，pH值過高或者過低都會影響蝦的生長。pH值過高會造成NH4+-N的升高，對南美白對蝦造成損害。

圖3 南美白對蝦標粗過程中pH值隨時間的變化

南美白對蝦標粗過程中鹽度隨時間的變化見圖4。由圖4可見，南美白對蝦標粗過程中，蝦池的鹽度都是逐步降低的。不管是循環水還是內循環模式養殖，現采用淡水養殖南美白對蝦，所以需要在標粗的過程中一直降低鹽度，主要采用換水策略。蝦苗進入水池的最初鹽度>1.5%，這是為了與引苗場的鹽度基本保持一致，使蝦苗適應環境的變化，提高蝦苗的成活率。之后的淡化方法為每天換水淡化蝦池，在標粗過程結束后，使鹽度降低到0.3%~0.4%，達到用淡水養殖的目的。

圖4 南美白對蝦標粗過程中鹽度隨時間的變化

2.2 標粗期間水體濁度變化

南美白對蝦標粗過程中濁度隨時間的變化見圖5。由圖5可見，南美白對蝦標粗過程中，蝦的排泄物和剩余的餌料造成濁度的增加。在換水之后，濁度也會適當地降低，水池中的水重新變得透明。采用內循環的B1和B2池濁度明顯比循環水的A1和A2池高，這是因為內循環系統換水量少，其排泄物和剩余的餌料排不出去，造成了濁度的上升速度比循環水的蝦池快。解決的辦法就是適當地清洗聚氨酯人工基質，保證聚氨酯的吸附作用，達到改善水質的目的。同時也可以在進水前加裝過濾裝置，改善進水水質，降低濁度指標。

2.3 標粗期間水體中含氮物質的變化

南美白對蝦標粗過程中ρ（NH4+-N）隨時間的變化見圖6。由圖6可見，ρ（NH4+-N）<0.1 mg/L，不會對南美白對蝦造成危害。用循環水養殖南美白對蝦時，前期NH4+-N值極低，后期隨著排泄物和剩余飼料殘餌的增加，NH4+-N值稍微有所增加，而內循環模式養殖南美白對蝦時，換水量相對循環水較少，蝦池中蝦的剩餌、排泄物和尸體腐敗分解產生的有害物質無法排出蝦池，導致NH4+-N值比循環水的稍高。

圖5 南美白對蝦標粗過程中濁度隨時間的變化

圖6 南美白對蝦標粗過程中ρ（NH4+-N）隨時間的變化

南美白對蝦標粗過程中ρ（亞硝氮）隨時間的變化見圖7。由圖7可見，南美白對蝦標粗過程中，用循環水養殖南美白對蝦時，前期亞硝酸鹽值極低，后期隨著排泄物的增加，亞硝酸鹽值稍微有增加。而內循環養殖南美白對蝦時，前期亞硝酸鹽值較高，主要是因為前期聚氨酯人工基質上硝化細菌活性不高，不易降解水中亞硝酸鹽，當聚氨酯人工基質上硝化細菌活性升高之后，亞硝酸鹽值出現顯著降低。此外，適當增加溶解氧和加大換水量也可以降低池子中亞硝酸鹽的含量。

圖7 南美白對蝦標粗過程中ρ（NO2--N）隨時間的變化

南美白對蝦標粗過程中ρ（TN）隨時間的變化見圖8。由圖8可見，在南美白對蝦標粗過程中，ρ（TN）隨著養殖時間的延長一直在增加，為2~16 mg/L。這是因為南美白對蝦標粗過程中，水體中蝦的分泌物、排泄物和尸體腐敗分解產生的有害物質等造成了水中有機質的增加，故TN含量增加。整體而言內循環模式下的2個蝦池的TN含量明顯高于循環水。這是因為內循環換水量小，故蝦池中蝦的分泌物和尸體腐敗分解產生的有害物質排不出來，造成了水體中有機質含量的增多，所以內循環B1和B2標粗池的TN含量明顯高于循環水的含量。

圖8 南美白對蝦標粗過程中ρ（TN）隨時間的變化

2.4 標粗期間水體中ρ（COD）的變化

南美白對蝦標粗養殖過程中ρ（COD）隨時間的變化見圖9。由圖9可見，南美白對蝦標粗養殖過程中，不管是用循環水還是內循環養殖模式，ρ（COD）均一直增加，為1~10 mg/L，波動范圍較大。馬建新等[10]認為，水體中ρ（COD）太高是引起對蝦病毒爆發及流行的主要原因之一，當ρ（COD）長時間>13 mg/L時，對蝦容易感染病毒。標粗養殖過程中，隨著水體中懸浮有機質的增加，導致ρ（COD）在標粗中后期上升較快，需要時刻注意水中有機質的含量。

整體而言2個循環水蝦池的COD含量高于內循環的含量。這是因為內循環養殖采用自養型生物膜法，無須外加有機碳源，減少了水體中有機質的含量，同時也能夠降低養殖期間弧菌的爆發風險。

圖9 南美白對蝦標粗養殖過程中ρ（COD）隨時間的變化

2.5 標粗期間對蝦生長情況

南美白對蝦標粗養殖過程結束后，對蝦生長情況見表2。

表2 標粗養殖過程結束對蝦生長情況

3 討論

南美白對蝦標粗最適合的指標：溫度為27~30℃，pH值為7.8~8.4，ρ（DO）為7.5~8.5 mg/L，鹽度下降到0.3%~0.4%，ρ（NH4+-N）≤0.1 mg/L，ρ（NO2--N）≤1 mg/L。

隨著養殖時間的延長，各項指標如鹽度和pH值逐漸降低，而濁度、NH4+-N、NO2--N、TN和COD值逐漸上升，與孔巧香等[11]的研究結果相似。在南美白對蝦標粗中后期，隨著養殖密度的增加，水體中殘餌、排泄物、尸體腐敗分解產生的有害物質增加，水質有惡化的趨勢，NH4+-N和NO2--N值在標粗過程中呈現明顯的升高趨勢，但均在安全值以下[12]。

文獻［13-17］研究表明，水體中添加微生態制劑能有效改善水質和池塘底質。該試驗在養殖過程中，施用了有益微生物，使用了高效液態增氧設備，使養殖水質在南美白對蝦生長需求范圍之內。我國很多南美白對蝦養殖戶開始將光合細菌和芽孢桿菌應用于南美白對蝦養殖過程中，光合細菌和芽孢桿菌同屬有益微生物細菌種類，在降低水體過多的NH4+-N、硫化氫、亞硝酸鹽等有害物質方面具有明顯的作用，能促進南美白對蝦生長，防治疾病，提高產量[18]。同時基于微藻的養殖系統也在對蝦養殖的研究中取得了較好的效果[19]。

蒲利云等[20]研究認為，用循環水養殖南美白對蝦，標粗前期會出現NH4+-N值偏高，主要是前期濾池中硝化細菌量不足，水處理系統運行時間較短，不能及時降解水中氨氮，影響標粗成活率。應根據實際養殖環境條件、養殖周期和蝦苗規格選擇較適宜的養殖密度，以便在較短的養殖周期內提高培育成活率，獲得較高的中間培育效益。

與循環水養殖模式相比，內循環標粗養殖對蝦的優勢為換水少、方便運行和成本較低。但內循環養殖模式前期的NH4+-N和NO2--N的濃度明顯高于循環水養殖模式的濃度。高密度養殖造成對蝦的生長速度、成活率和飼料利用率明顯降低，而合理密度的養殖，可以充分發揮內循環養殖系統中聚氨酯人工基質的優勢。此外還需控制好溫度、pH值、DO、NH4+-N和NO2--N等因素，才能有較高的成活率。采用循環水和內循環兩種養殖模式的凡納濱對蝦，在標粗過程對蝦的生長情況符合預期，但內循環養殖系統綠色環保，可較好調控水質，養殖周期內無太多繁瑣環節，具有很光明的發展前景。

4 結論

第一，循環水和內循環養殖模式都有著需水量較少、能耗低、對環境無害等優勢。但內循環養殖模式還具有以下優勢：獨立運行單元，防止外源致病菌侵入；成本低，管理和運行方便；采用自養型生物膜法，無須外加有機碳源，能夠降低養殖期間弧菌的爆發風險。

第二，在南美白對蝦標粗過程中，循環水養殖和內循環系統養殖兩種模式對于溫度、溶解氧、pH值和濁度的要求差不多。

第三，與循環水養殖模式相比，對蝦標粗前期的內循環系統中的氨氮和亞硝氮濃度偏高，中后期兩種養殖模式產生的氨氮和亞硝氮濃度趨于一致，內循環系統的COD含量低，TN含量明顯偏高。

今后可以繼續探索循環水和內循環兩種模式下標粗的最適蝦苗密度，以提高標粗的成活率。也可以探尋內循環系統養殖模式下聚氨酯人工基質上硝化細菌活性恢復的最佳時間，在標粗的過程中更好地提高蝦的成活率和生長率。