蕹菜替代伊樂藻對中華絨螯蟹產量和蟹塘水質的影響

劉永茂,金梅娟,付衛(wèi)國,沈明星,朱衛(wèi)峰,呂海瑞,徐 君,施林林

(1.蘇州市農業(yè)科學院,江蘇蘇州 215155;2.江蘇大學農業(yè)裝備工程學院,江蘇鎮(zhèn)江 212013;3.國家土壤質量相城觀測實驗站,江蘇蘇州 215155;4.江蘇沙家浜漁業(yè)科技有限公司,江蘇常熟 215500;5.信陽農林學院,河南信陽 464000)

陽澄湖大閘蟹，學名中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)，是蘇州地區(qū)馳名中外的優(yōu)質水產品[1,2]。傳統(tǒng)圍網養(yǎng)殖大閘蟹易污染自然水體，2001年僅太湖江蘇段大閘蟹養(yǎng)殖向環(huán)境排放總氮(TN)和總磷(TP)分別即達147.37和21.67噸[3]。因此，圍網養(yǎng)殖正被逐步取締，集約化池塘養(yǎng)殖已成為大閘蟹最主要的養(yǎng)殖方式[4]。“養(yǎng)蟹先養(yǎng)草”，蟹塘內種植水草是蟹生態(tài)養(yǎng)殖的關鍵環(huán)節(jié)，水草不僅能降低因蟹塘水體氮磷等污染物超標導致的富營養(yǎng)化風險，同時也能為中華絨螯蟹脫殼提供了掩蔽場所，顯著提高中華絨螯蟹的成活率和內在品質[5]。目前蘇州地區(qū)中華絨螯蟹養(yǎng)殖常用水草為伊樂藻(Elodeanuttallii)。作為外來物種，伊樂藻耐低溫，早春易種植、生長快速[6]。但伊樂藻高溫耐受性差，在夏季其常因氣溫過高而大量死亡，易導致蟹塘水質惡化[7,8]。因此，尋找有效替代伊樂藻的水生植物成為蟹生態(tài)養(yǎng)殖的研究熱點。

蟹塘常用水草除伊樂藻外，還包括菹草、金魚藻、輪葉黑藻、苦草和空心蓮子草等[9,10]。其中，菹草對中華絨螯蟹的生長促進作用較弱[10]，金魚藻和輪葉黑藻均不耐低溫[11,12]，苦草易被河蟹攝食不易栽種[13,14]，空心蓮子草作為入侵植物，常難于控制[15]。因此，目前中華絨螯蟹生產仍需進一步篩選出對環(huán)境溫度要求低，對氮磷等物質同化能力強，有利于保持水體質量健康且易栽培與管理，并能產出一定的經濟價值的蟹塘水生植物。

蕹菜(Ipomoeaaquatic)作為我國南方常見蔬菜，在水體中易種植，生長迅速，環(huán)境適應性強，生物量大，氮磷同化能力強，基本符合蟹塘水生植物的篩選要求[16-18]。但蕹菜在中華絨螯蟹生產中的應用研究并不充分，特別是蕹菜對蟹塘水體氮排放的研究仍不多見。劉永茂等[19]初步比較了高溫期蕹菜和常規(guī)伊樂藻處理水體氮含量的差異，結果表明蕹菜處理后顯著降低了高溫期水體氮含量，但未完整揭示河蟹全養(yǎng)殖周期內水質變化，同時也未探討蕹菜對河蟹產量的影響。因此，本研究擬利用蕹菜替代傳統(tǒng)伊樂藻，設置100%替代和50%替代2種模式，系統(tǒng)研究蕹菜替代伊樂藻對中華絨螯蟹產量和養(yǎng)殖周期內水質的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

實驗地位于蘇州市相城區(qū)太平鎮(zhèn)中華絨螯蟹養(yǎng)殖基地(31°26′37.84″N，120°42′43.92″E)。為精確控制水生植物覆蓋面積，減少打撈及刈割的實驗成本，按20 m×5 m尺寸依次開挖中華絨螯蟹養(yǎng)殖塘9個，每個實驗塘面積約為100 m2，塘深1.50 m。塘壁采用混凝土隔斷，蟹塘四周采用高20 cm鋁板防止逃逸。每個實驗塘底鋪設微孔增氧管以解決小型實驗蟹塘水體空氣復氧低的問題。

實驗于2019年3月15日-10月26日，采用隨機區(qū)組設計，共設3個處理，每個處理重復3次。處理包括100%伊樂藻處理組(EL)、100%蕹菜處理組(IP)和50%蕹菜+50%伊樂藻處理組(E-I)，每個處理組植物覆蓋總面積均占池塘面積的60%，并用圍網進行固定。

蟹塘在2018年底和2019年初進行曬垡凍土，并采用生石灰消毒10 d，之后按45 kg/hm2投入三元復合肥(N ∶P2O5∶K2O=15 ∶15 ∶15)作為基肥。伊樂藻栽培采用人工移栽法，先在池塘內放入5～10 cm水，并將新鮮具有活力的伊樂藻枝條直接移栽至蟹塘內，平均每穴移栽約40枝，移栽密度為0.5 m×0.5 m。蟹塘蕹菜種植采用人工毯苗方式，人工毯苗提前進行溫室穴盤育苗，將20 d蕹菜苗直接擺放在水面，并用圍網保持覆蓋面積[20]。伊樂藻種植和蕹菜移栽均在3月底完成。為進一步促進植物前期生長，在5月上旬繼續(xù)按50～60 kg/hm2施用三元復合肥(15 ∶15 ∶15)。

采用中華絨螯蟹作為養(yǎng)殖對象，蟹苗規(guī)格80～100 ind./kg，投放量為15 000 ind./hm2。養(yǎng)殖過程采用商品餌料(通威集團)和部分冰鮮魚。養(yǎng)殖前期，投喂蛋白質含量為30%～38%的商品餌料；養(yǎng)殖后期，以商品餌料并添加部分冰鮮魚。整個河蟹養(yǎng)殖期間，依據氣溫與植物長勢狀況控制水位，當伊樂藻和蕹菜的覆蓋率超過60%進行打撈及刈割。河蟹養(yǎng)殖期間進行持續(xù)的微孔增氧，一般為晚間19點至翌日凌晨6點增氧8～10 h，陰雨天全天持續(xù)增氧。為提高中華絨螯蟹存活率，每個蟹塘內加入20組人工掩蔽所。每組人工掩蔽所包含16根內徑150 mm，長300 mm的PVC管。一般情況下，蟹塘不主動排水，除非暴雨導致水位過高，在夏季高溫期，為彌補蒸發(fā)量，每天早5～6點根據實際情況補水0～5 cm。中華絨螯蟹其余養(yǎng)殖方法，如病害管理等，均參考中華絨螯蟹生態(tài)養(yǎng)殖技術標準[21]。

1.2 取樣與分析方法

在11月26日清塘后測定中華絨螯蟹產量。在清塘前20 d左右采用刈割方法估計水生植物干物質量。先在實驗塘內用1 m×1 m鐵框固定取樣面積，然后收集鐵框內所有植物，并在90 ℃下烘干稱重。

1.3 統(tǒng)計方法

采用Excel 2016進行數據整理，采用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析，實驗結果以平均值±標準差(mean ± SD)表示，運用Sigma Plot 12.5軟件作圖。處理組間中華絨螯蟹產量、水體質量指標的比較采用單因素方差分析(ANOVA)，在取得顯著性后采用LSD方法進行多重比較，顯著水平取0.05。

2 結果與分析

2.1 中華絨螯蟹產量與植物生物量

方差分析表明，中華絨螯總產量和母蟹產量在處理組間無顯著差異，但公蟹產量有顯著差異(表1)。IP處理組與常規(guī)EL處理組相比，公蟹產量增加了68.73 kg/hm2；E-I處理組與EL處理組相比，公蟹產量減少了41.86 kg/hm2。蟹塘種植蕹菜顯著提高了干物質量，IP處理組與E-I和EL處理組相比，干物質量分別提高32.3%和79.5%。

表1 不同處理下中華絨螯蟹產量和水生植物干物質量

3.2 蟹塘水質變化

蕹菜替代傳統(tǒng)伊樂藻后，蟹塘水體pH、DO含量隨時間變化差異較大(圖1A,B)。與EL處理組相比，IP和E-I處理組水體pH、DO含量均呈現(xiàn)出持續(xù)下降趨勢，且在6月份之后差異顯著。EL、IP和E-I處理組養(yǎng)殖周期內水體DO平均分別為8.96、6.08和5.57 mg/L，IP和E-I處理組比EL處理組水體DO含量分別降低2.88 mg/L和3.39 mg/L。EL、IP和E-I處理組pH均值分別為8.06、7.47和7.50，IP和E-I處理組比EL處理組水體pH值分別降低0.49和0.45。

圖1 蟹塘水體pH,DO,Chla和TSS動態(tài)

蟹塘水體各處理組Chla含量隨時間變化趨勢一致(圖1C)，EL、IP和E-I處理組水體Chla平均含量分別為2.68、2.19和2.64 μg/L，IP處理組水體Chla相對較低。各處理組TSS含量隨時間變化趨勢也基本一致(圖1 D)，且處理組間無顯著差異，EL、IP和E-I處理組水體TSS平均含量分別為16.29、18.93和18.40 μg/mL，處理組間無顯著差異。

圖2 蟹塘水體和動態(tài)

3 討論

3.1 蕹菜替代伊樂藻對中華絨螯蟹產量的影響

除公蟹產量外，中華絨螯蟹總產量在不同水生植物處理間并無顯著差異，初步表明蟹塘種植蕹菜對中華絨螯蟹的生長并無影響。E-I處理組公蟹產量顯著低于IP和EL處理組，可能是由于E-I處理組蟹苗中公蟹比例較低導致。蟹塘內伊樂藻的主要作用之一是為中華絨螯蟹脫殼提供掩蔽所，提高了其存活率和產量。蕹菜作為蟹塘漂浮植物，在水中并不具有類似伊樂藻的莖葉組織，但前期研究發(fā)現(xiàn)蟹塘中蕹菜根系發(fā)達，可作為中華絨螯蟹的潛在掩蔽所[20]。同時，本研究在實驗過程中也添加了部分人工掩蔽所，進一步保證了中華絨螯蟹的存活率。

3.2 蕹菜替代伊樂藻對蟹塘水質的影響

蟹塘水體溶解氧主要來自微孔增氧和水生植物的光合作用[24]，較高的水體DO含量不僅能為蟹正常生長提供保障，也是水質良好的重要化學指標[25-27]。結果表明，EL處理組DO平均含量高于IP和E-I處理組，這主要是因為蕹菜漂浮于水面遮擋了太陽輻射，限制了沉水植物和水體藻類光合作用[28]。同時，蕹菜作為漂浮植物，也直接阻礙了水體與大氣的接觸，降低了水體大氣的復氧[29]。但整體而言，由于蟹塘微孔增氧的大量普及[30,31]，各處理組蟹塘水體平均DO含量均大于5.0 mg/L，滿足漁業(yè)水質標準[32]。

本研究中IP和E-I處理組水體Chla含量相對較低，且處理組間無顯著差異，表明蕹菜漂浮水面遮擋陽光導致藻類生物量降低。水體TSS常會導致水體透光度低，進而限制水體光合作用。蟹塘水體TSS增大主要由于河蟹活動和微孔增氧，本研究中各處理組水體TSS總體無顯著差異，且均滿足太湖流域池塘養(yǎng)殖水排放要求(TSS<50 mg/L)[34]。

4 結論