不同機(jī)械增氧模式對(duì)池塘水質(zhì)及施氏鱘生長(zhǎng)和代謝的影響

倪蒙 遲美麗 李吉方

摘要：以池塘養(yǎng)殖施氏鱘[體質(zhì)量為（580.8±36.5） g]為研究對(duì)象，研究流水池塘不同機(jī)械增氧模式對(duì)施氏鱘池塘水質(zhì)、生長(zhǎng)、攝食和血液生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果顯示，水車式增氧機(jī)組溶解氧含量顯著高于氣石組，溫度顯著低于氣石組，pH值在試驗(yàn)后期無(wú)顯著差異，試驗(yàn)后期氣石組氨氮和COD（化學(xué)需氧量）顯著高于水車式增氧機(jī)組。水車式增氧機(jī)組施氏鱘最終體質(zhì)量、特定生長(zhǎng)率、增質(zhì)量率等均顯著高于氣石組，肥滿度和肝臟系數(shù)也顯著高于氣石組，而死亡率顯著高于氣石組。水車式增氧機(jī)組尿素含量顯著高于氣石組，而血糖和總蛋白含量顯著低于氣石組。白蛋白、甘油三酯、膽固醇、直接膽紅素含量與谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）活性在各組之間無(wú)顯著差異。因此可見，水車式增氧機(jī)組顯示出了較高的生長(zhǎng)性能和高福利指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：施氏鱘;增氧;溶解氧;生理生化指標(biāo);水質(zhì);生長(zhǎng);代謝

中圖分類號(hào)：S964.3 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）22-0216-04

鱘魚隸屬于硬骨魚綱輻鰭亞綱鱘形目（Acipenseri formes），最早可追溯到侏羅紀(jì)時(shí)代（1.5×108～2.0×108年前）[1]。世界上現(xiàn)存的鱘魚類有2科6屬27種，瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約組織CITES將全世界所有野生鱘魚種類都列為瀕危物種[2]。鱘魚具有極高的生物學(xué)價(jià)值（進(jìn)化學(xué)、形態(tài)學(xué)、地理學(xué)）和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[3]。施氏鱘（Acipenser schrenckii）主要分布于黑龍江流域，是我國(guó)僅有的幾種能夠形成自然捕撈量的鱘魚種類之一[4]。近年來，隨著人工養(yǎng)殖技術(shù)的不斷完善，施氏鱘已成為我國(guó)主要的鱘魚養(yǎng)殖種類[5]。

溶解氧是養(yǎng)殖動(dòng)物生存和生長(zhǎng)的重要影響因子，對(duì)于水中溶解氧的研究國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有大量報(bào)道。Jrgensen等的研究結(jié)果顯示，氧飽和度與圓鰭魚（Cyclopterus lumpus）的生長(zhǎng)和健康狀況呈負(fù)相關(guān)[6];在羅非魚（Oreochromis niloticus）中，低溶解氧可顯著影響羅非魚的正常生長(zhǎng)、呼吸和腸道健康[7];在虹鱒（Oncorhynchus mykiss）中，隨著溶解氧含量的升高，蛋白酶活力、淀粉酶活力及消化吸收率出現(xiàn)升高的趨勢(shì)[8]。因此，養(yǎng)殖過程中水體中的溶解氧是決定養(yǎng)殖成敗的關(guān)鍵因素。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的不斷發(fā)展和高密度養(yǎng)殖的不斷加強(qiáng)，單純的流水增氧已不能滿足養(yǎng)殖生產(chǎn)的需要。各式各樣的增氧設(shè)備不斷出現(xiàn)，目前最常見的增氧模式主要包括氣石增氧和水車式增氧機(jī)增氧，少量使用推流吸氣式增氧機(jī)增氧、涌浪式增氧機(jī)增氧和葉輪式增氧機(jī)增氧等[9]。為了評(píng)價(jià)工廠化養(yǎng)殖過程中主要增氧模式的性能優(yōu)劣，本研究以流水池塘中養(yǎng)殖的施氏鱘為研究對(duì)象，通過比較養(yǎng)殖水體水質(zhì)指標(biāo)、施氏鱘生長(zhǎng)和血液生理生化指標(biāo)等的變化，進(jìn)而比較氣石增氧和水車式增氧機(jī)增氧這2種機(jī)械增氧模式的增氧效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)用魚及條件

試驗(yàn)于2013年在山東省鱘龍漁業(yè)科技開發(fā)有限公司進(jìn)行，施氏鱘養(yǎng)殖于流水水泥池塘，所有試驗(yàn)魚由同一批次的受精卵孵化而來，規(guī)格基本一致，平均初始體質(zhì)量為（580.8±36.5） g。試驗(yàn)池為6個(gè)正方形室外水泥池，水池規(guī)格為 10.0 m×10.0 m×1.5 m，試驗(yàn)水深設(shè)置為1.0 m，每個(gè)水泥池有2個(gè)進(jìn)水口，中央排污口排污。試驗(yàn)用水為經(jīng)曝氣后的地下水，水溫為16～19 ℃，溶解氧（DO）含量大于8.5 mg/L，pH值為7.5～8.0。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)2種不同的增氧模式：氣石增氧（A組）和水車式增氧機(jī)增氧（B組），2種增氧模式采用相同功率（1.5 kW）。施氏鱘放養(yǎng)密度為10 kg/m3，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)平行。施氏鱘在試驗(yàn)前暫養(yǎng)7 d，不投喂飼料，之后正常投喂和測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)，試驗(yàn)共50 d。

1.3 飼料及日常管理

整個(gè)試驗(yàn)期間根據(jù)試驗(yàn)魚規(guī)格投喂寧波天邦股份有限公司生產(chǎn)的鱘魚配合飼料。飼料成分：粗蛋白≥42.0，粗纖維≤5.0%，粗灰分≤18.0%，水分≤12.0%，鈣≥1.5%，總磷≥1.2%，食鹽≤3.0%，賴氨酸≥2.2%。每天投喂3次，投喂時(shí)間為08：00、16：00、23：00，記錄投料、剩料及觀察攝食情況。試驗(yàn)期間，在池塘入水口和出水口附近，每天采用HACH便攜式溶解氧數(shù)字化分析儀測(cè)定養(yǎng)殖水體的溫度、DO、pH值。每隔10 d測(cè)1次養(yǎng)殖水體的氨氮（NH+4-N，納氏試劑法）和化學(xué)需氧量（COD，酸性高錳酸鉀法），并對(duì)試驗(yàn)魚進(jìn)行采樣測(cè)量，隨機(jī)從每個(gè)池子中取100尾魚，撈出后立即將魚放入200 mg/L MS-222中快速麻醉，隨后稱量體質(zhì)量，并隨機(jī)選擇10尾魚解剖后稱量肝臟質(zhì)量和脾臟質(zhì)量。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每池隨機(jī)取100尾施氏鱘測(cè)量體長(zhǎng)和體質(zhì)量，另外隨機(jī)選擇4尾施氏鱘，迅速麻醉后采集血液樣本。

1.4 生長(zhǎng)與攝食

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，分別測(cè)定施氏鱘體長(zhǎng)（L）、體質(zhì)量（m），并統(tǒng)計(jì)投餌量。相應(yīng)的計(jì)算公式如下：

凈增質(zhì)量=（m2-m1）/m1×100%;

特定生長(zhǎng)率（SGR）=100（lnm2-lnm1）/（t2-t1）;

肥滿度（K）=m/L3×100%;

餌料系數(shù)=mF/（m2-m1）;

肝臟系數(shù)=mL/m;

脾臟系數(shù)=mS/m。

式中：m為體質(zhì)量（g），L為體長(zhǎng)（cm），m1、m2為時(shí)間t1、t2時(shí)的體質(zhì)量（g），mF為時(shí)間t2-t1內(nèi)的總投餌量，mL為肝臟質(zhì)量，mS為脾臟質(zhì)量。

1.5 血液生理生化指標(biāo)

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，從每個(gè)試驗(yàn)池中隨機(jī)取4尾魚，撈出后立即將魚放入200 mg/L MS-222中快速麻醉，尾靜脈采血約 2 mL 放于4 ℃靜置4～8 h，3 000 r/min離心10 min，于 -20 ℃ 保存用于進(jìn)行血液生化指標(biāo)的測(cè)定，使用的儀器為邁瑞B(yǎng)S180全自動(dòng)血液生化分析儀。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行檢驗(yàn)分析，P<0.05為有顯著差異。所得數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)條件

由圖1-a可知，養(yǎng)殖過程中水體pH值為7.83～8.06，試驗(yàn)30 d之前，氣石組的pH值顯著低于水車式增氧機(jī)組（P<0.05）。試驗(yàn)后期，各組之間無(wú)顯著差異。水溫隨著時(shí)間的推移不斷下降，試驗(yàn)前期（30 d之前）各處理組之間無(wú)顯著差異，試驗(yàn)后期氣石組的溫度高于水車式增氧機(jī)組（P<0.05，圖 1-b）。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，水車式增氧機(jī)組的溶解氧顯著高于氣石組（P<0.05，圖1-c）。

由圖2可知養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖水體的氨氮含量和化學(xué)需氧量的變化：氨氮隨時(shí)間增加而逐漸增加，試驗(yàn)40～50 d，氣石組氨氮含量顯著高于水車式增氧機(jī)組（P<0.05）。與氨氮含量變化情況相一致，化學(xué)需氧量大致隨時(shí)間變化逐漸升高，但都處在相對(duì)較低的范圍之內(nèi)（最高COD出現(xiàn)在50 d氣石組，為2.85 mg/L）。其中，試驗(yàn)40～50 d，氣石組COD顯著高于水車式增氧機(jī)組（P<0.05）。

2.2 生長(zhǎng)和攝食

不同增氧模式下的生長(zhǎng)和攝食情況見圖3，可以看出，在初始體質(zhì)量相一致的情況下，不同充氣模式顯著影響了施氏鱘的生長(zhǎng)情況，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，水車式增氧機(jī)組的體質(zhì)量顯著高于氣石組（P<0.05）。其次，由表1可知，水車式增氧機(jī)組的最終體質(zhì)量顯著高于氣石組（P<0.05），特定生長(zhǎng)率和增質(zhì)量率也表現(xiàn)出與最終體質(zhì)量相似的趨勢(shì)（P<0.05），而水車式增氧機(jī)組的死亡率顯著高于氣石組（P<0.05）。肥滿度是反映魚類肥瘦程度和生長(zhǎng)情況的指標(biāo)，本研究中水車式增氧機(jī)組的肥滿度也顯著高于氣石組（P<0.05）。餌料系數(shù)在2種增氧模式間無(wú)顯著差異。

2.3 臟器系數(shù)

由圖4、圖5可知不同模式下施氏鱘脾臟系數(shù)和肝臟系數(shù)隨時(shí)間的變化。試驗(yàn)初始階段，水車式增氧機(jī)組的脾臟系數(shù)顯著升高，后期逐漸下降到起始水平，而氣石組的脾臟系數(shù)維持在一個(gè)比較穩(wěn)定的范圍內(nèi)。肝臟系數(shù)都隨著時(shí)間的推移逐漸增加，但在試驗(yàn)前期水車式增氧機(jī)組的肝臟系數(shù)增長(zhǎng)較慢，到后期迅速增加，并且顯著高于氣石組（P<0.05）。

2.4 血液生理生化指標(biāo)

由表2可知不同模式下施氏鱘血液生理生化指標(biāo)的變化。水車式增氧機(jī)組尿素含量顯著高于氣石組（P<0.05），而總蛋白和血糖含量顯著低于氣石組（P<0.05）。白蛋白、甘油三酯、膽固醇和直接膽紅素含量在各組之間無(wú)顯著差異。水車式增氧機(jī)組谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和堿性磷酸酶（ALP）活性高于氣石組，但無(wú)顯著差異。

3 討論

養(yǎng)殖池水的溫度變化受季節(jié)影響比較大，從試驗(yàn)起始的20.3 ℃下降至結(jié)束時(shí)的9.6 ℃。在試驗(yàn)過程中，2種不同的增氧模式的溶解氧雖有差異，但都維持在一個(gè)較高的水平（>6 mg/L）[10]，可以保證鱘魚的正常生長(zhǎng)發(fā)育。試驗(yàn)30 d之前，水車式增氧機(jī)組的pH值顯著高于氣石組，這與水車式增氧機(jī)組高的溶解氧水平相一致。氨、氮是反映水體污染情況的重要指標(biāo)之一，能直接損害養(yǎng)殖動(dòng)物的鰓組織，嚴(yán)重影響?zhàn)B殖動(dòng)物的免疫、呼吸等生理代謝功能，最終抑制其生長(zhǎng)和存活[11]?；瘜W(xué)需氧量也是指示水體有機(jī)污染的一項(xiàng)重要指標(biāo)，能夠反映水體的污染程度。本研究后期，水車式增氧機(jī)組氨氮含量和COD都顯著低于氣石組，表明水車式增氧機(jī)組水質(zhì)污染相對(duì)較輕，更適合施氏鱘健康養(yǎng)殖，這可能是由于水車式增氧機(jī)水體攪動(dòng)效果好，利于污染物排出。

脾臟是魚類紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和粒性白細(xì)胞生產(chǎn)、貯存和成熟的主要場(chǎng)所，是魚類主要的免疫器官[12]。試驗(yàn)后期脾臟系數(shù)在不同增氧模式間無(wú)顯著差異，表明不同增氧模式對(duì)脾臟未造成損傷。肝臟系數(shù)常常被用作動(dòng)物能量狀態(tài)的間接指示[13]。肝臟的主要功能是消化吸收和儲(chǔ)存脂肪等，魚類在面對(duì)不利的環(huán)境條件時(shí)，其肝臟系數(shù)會(huì)發(fā)生變化[14]，這與本研究結(jié)果一致，即水車式增氧機(jī)組肝臟系數(shù)逐漸升高，并在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)顯著高于氣石組。這可能由于魚體內(nèi)儲(chǔ)藏的脂肪被分解利用以抵抗不良的環(huán)境條件。肥滿度也常被用來比較魚的生長(zhǎng)狀況，較高的肥滿度反映了魚類處于一個(gè)較好的環(huán)境條件中。本研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)水車式增氧機(jī)組魚體的肥滿度顯著高于氣石組，表明試驗(yàn)后期水車式增氧機(jī)組具有相對(duì)更好的生長(zhǎng)情況。

外界環(huán)境壓力會(huì)導(dǎo)致魚的穩(wěn)態(tài)被破壞，從而影響魚類的生長(zhǎng)和免疫等功能，進(jìn)而導(dǎo)致魚體發(fā)病和福利的降低[15-16]。生長(zhǎng)指標(biāo)能夠最直接地反映魚類的福利變化。本研究中在不同處理組之間魚的生長(zhǎng)情況存在顯著差異。水車式增氧機(jī)組的最終體質(zhì)量、增質(zhì)量和特定生長(zhǎng)率都顯著高于氣石充氣組。雖然2個(gè)組均顯示出較低的死亡率（<5%），但水車式增氧機(jī)組死亡率卻顯著高于氣石組，推測(cè)可能是由于水車式增氧機(jī)組造成池塘中局部缺氧所致。

血糖對(duì)于維持魚體正?；顒?dòng)具有重要意義，本研究中氣石組血糖顯著高于水車式增氧機(jī)組，可能是由于氣石組相對(duì)較低的溶解氧濃度導(dǎo)致魚體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，而氣石組較低的總蛋白含量可能與應(yīng)激狀態(tài)下施氏鱘通過增加特異性蛋白質(zhì)，如溶菌酶和補(bǔ)體等來應(yīng)對(duì)外界不良環(huán)境有關(guān)[17]。尿素含量反映的是鰓組織機(jī)能[18]，但意外的是水車式增氧機(jī)組具有更高的尿素含量，可能由于水車式增氧機(jī)增氧模式覆蓋范圍較小，引起局部缺氧，導(dǎo)致施氏鱘鰓組織機(jī)能下降。血清中酶的含量是反映機(jī)體代謝狀況的重要標(biāo)志[19]，本研究中氣石組谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和堿性磷酸酶活性都高于水車式增氧機(jī)組，但均無(wú)顯著差異，可能是由于在現(xiàn)有養(yǎng)殖時(shí)間范圍內(nèi)，氣石組水質(zhì)狀況對(duì)施氏鱘產(chǎn)生了一定的影響，但對(duì)機(jī)體的損傷程度不大。

總體來講，相對(duì)于氣石組，水車式增氧機(jī)組由于能夠產(chǎn)生更高的氧氣濃度，顯示出較高的生長(zhǎng)性能和高福利指標(biāo)。但由于水車式增氧機(jī)覆蓋范圍較小，尤其是對(duì)于底層水?dāng)噭?dòng)能力有限，導(dǎo)致池內(nèi)溶解氧分布不均，可能是導(dǎo)致死亡率偏高的原因。因此養(yǎng)殖過程中，可根據(jù)池塘大小和深度增加水車式增氧機(jī)數(shù)量，或通過2種增氧模式結(jié)合的方法提高養(yǎng)殖效益，降低養(yǎng)殖成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]Doroshov S I，Cech J J. Sturgeon physiology of sturgeon[J]. Encyclopedia of Fish Physiology，2011，1（1）：1800-1806.

[2]Ludwig A. Identification of acipenseriformes species in trade[J]. Journal of Applied Ichthyology，2008，24（1）：2-19.

[3]Hung S O. Recent advances in sturgeon nutrition[J]. Animal Nutrition，2017，3（3）：191-204.

[4]石振廣，王云山，李文龍. 鱘魚與鱘魚養(yǎng)殖[M]. 哈爾濱：黑龍江科技出版社，2000：1-80.

[5]孫大江，曲秋芝，吳文化，等. 施氏鱘人工繁殖及養(yǎng)殖技術(shù)[M]. 北京：海洋出版社，2000：12-16.

[6]Jrgensen E H，Haatuft A，Puvanendran V A. Effects of reduced water exchange rate and oxygen saturation on growth and stress indicators of juvenile lumpfish （Cyclopterus lumpus L.） in aquaculture[J]. Aquaculture，2017，474（1）：26-33.

[7]Tran-Ngoc K T，Dinh N T，Nguyen T H，et al. Interaction between dissolved oxygen concentration and diet composition on growth，digestibility and intestinal health of nile tilapia （Oreochromis niloticus）[J]. Aquaculture，2016，462（1）：101-108.

[8]吳 垠，張 洪，趙慧慧，等. 在循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中不同溶氧量對(duì)虹鱒幼魚代謝水平的影響[J]. 上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，16（5）：437-442.

[9]胡伯成. 工廠化養(yǎng)魚的增氧方式淺談[J]. 北京水產(chǎn)，2005（4）：29-31.

[10]趙燕靜，狄桂蘭，孔祥會(huì)，等. 低氧環(huán)境下poly Ⅰ：C刺激對(duì)淇河鯽肝胰臟抗氧化防護(hù)的影響[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2016，40（12）：1830-1841.

[11]Yue F，Pan L Q，Xie P，et al. Immune responses and expression of immune-related genes in swimming crab Portunus trituberculatus exposed to elevated ambient ammonia-N stress[J]. Comparative Biochemistry and Physiology A-molecular & Integrative Physiology，2010，157（3）：246-251.

[12]趙燕靜，武向敏，蔣昕彧，等. 淇河鯽不同組織器官溶菌酶與抑菌活性比較[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志，2014，35（1）：87-90.

[13]孫婷婷. 溫度和CO2馴養(yǎng)對(duì)南極魚P. brachycephalum肝指數(shù)（HSI）和Fultons K肥滿度的影響[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（24）：310-311.

[14]趙亞婷，吳旭干，常國(guó)亮，等. 飼料中DHA含量對(duì)中華絨螯蟹幼蟹生長(zhǎng)、脂類組成和低氧脅迫的影響[J]. 水生生物學(xué)報(bào)，2013，37（6）：1133-1144.

[15]Korte S M，Koolhaas J M，Wingfield J C，et al. The darwinian concept of stress：benefits of allostasis and costs of allostatic load and the trade-offs in health and disease[J]. Neuroscience & Biobehavioral Reviews，2005，29（1）：3-38.

[16]Mcewen B S，Wingfield J C. The concept of allostasis in biology and biomedicine[J]. Hormones & Behavior，2003，43（1）：2-15.

[17]Ming J H，Xie J，Xu P，et al. Effects of emodin and vitamin C on growth performance，biochemical parameters and two HSP70s mRNA expression of Wuchang bream （Megalobrama amblycephala Yih） under high temperature stress[J]. Fish & Shellfish Immunology，2012，32（5）：651-661.

[18]Burtis C A，Ashwood E R. Fundamentals of clinical chemistry[J]. Enzymes，2001，4：312-335.

[19]冀德偉，李明云，王天柱，等. 不同低溫脅迫時(shí)間對(duì)大黃魚血清生化指標(biāo)的影響[J]. 水產(chǎn)科學(xué)，2009，28（1）：1-4.