不同鹵蟲混養(yǎng)比例對生物絮凝系統(tǒng)凡納濱對蝦標粗效果的影響

柳澤鋒 楊名帆 羅國芝,2,3 譚洪新,2,3

(1上海水產養(yǎng)殖工程技術研究中心，上海海洋大學，上海 201306；2農業(yè)部淡水水產種質資源重點實驗室，上海海洋大學，上海 201306；3水產科學國際級實驗教學示范中心，上海海洋大學，上海 201306)

生物絮團(biofloc)是養(yǎng)殖水體中以異養(yǎng)微生物為主體，通過生物絮凝作用結合水體中的有機質、無機物、原生動物和藻類等而形成的絮狀物。生物絮凝養(yǎng)殖技術(biofloc technology，BFT)通過培養(yǎng)生物絮團實現(xiàn)對養(yǎng)殖水體的原位控制，可以減少養(yǎng)殖水的排放，提高飼料的利用效率，是近年來廣受關注的1種養(yǎng)殖方式[1-5]。

鹵蟲(Artemia)又名鹽水豐年蟲，是典型的濾食性生物，其氨基酸組成、脂肪含量、無機鹽等營養(yǎng)元素都與蝦、蟹幼體的組成相近，是目前最優(yōu)質的海水生物幼體的開口餌料[2-3，6-7]。針對鹵蟲的無選擇濾食性，有研究者利用生物絮凝技術養(yǎng)殖鹵蟲，將水產養(yǎng)殖固體廢棄物形成的生物絮團作為餌料來促進鹵蟲生長，提高鹵蟲的營養(yǎng)價值，取得了良好的效果[8]。同時，鹵蟲攝食生物絮團能減少絮團中氨氮的再釋放，有利于維持養(yǎng)殖水質的穩(wěn)定[9]。

利用生物絮凝技術養(yǎng)殖凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)是近年來水產養(yǎng)殖領域研究和實踐的熱點之一[10-11]。將鹵蟲幼體與凡納濱對蝦同時放入生物絮凝系統(tǒng)中混養(yǎng)，可以形成鹵蟲攝食生物絮團、對蝦攝食鹵蟲的食物鏈，既能給幼蝦提供活的開口餌料，又有利于維持良好的水質。本研究在生物絮凝凡納濱對蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)中，按不同的比例投喂活的鹵蟲幼體和配合飼料，比較各處理組的蝦苗標粗效果和水質狀況，以期為完善相關養(yǎng)殖工藝提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗用凡納濱對蝦蝦苗購自正大有限公司(海南)，平均體質量為(0.08±0.02)g，初始放苗密度為200尾/m3。

將鹵蟲卵(購自山東省濱州市協(xié)源生物科技有限公司)置于鹽度為30的人工海水中，強光照24 h孵化，獲得試驗用鹵蟲幼體。

試驗用絮團培養(yǎng)參照柳澤鋒等[12]的方法。

試驗用蝦飼料(通威股份有限公司，四川)含42%粗蛋白質，6%粗脂肪，5%粗纖維和15%灰分。蝦片(越群海洋生物研究開發(fā)有限公司，廣東揭陽)含46%粗蛋白質，8%粗脂肪，5%粗纖維和18%粗灰分。凡納濱對蝦1號飼料(常熟泉興營養(yǎng)添加劑有限公司，江蘇)含42%粗蛋白質，12%粗纖維，4%粗脂肪，18%粗灰分和2.2%賴氨酸。

1.2 養(yǎng)殖設備及試驗設計

試驗用養(yǎng)殖水槽共9個，其上部為直徑110 cm的圓柱體，下部為圓錐體，錐體高38 cm，水槽總高度110 cm，容積500 L。養(yǎng)殖槽中接種已經培養(yǎng)好的絮團后，加入磨碎的蝦飼料，使系統(tǒng)中初始懸浮顆粒物質量濃度(TSS)達到200 mg/L。充分曝氣1周后，放入孵化好的鹵蟲和凡納濱對蝦苗。

根據(jù)鹵蟲與飼料投喂比例將養(yǎng)殖槽分為3個處理組，每組設3個平行。第1組(A組)100%投喂鹵蟲，養(yǎng)殖前10 d日投喂量按5 g/萬尾蝦苗計算，第10天后，日投喂量為對蝦體質量的5%；第2組(AF組)投喂的鹵蟲與蝦片的質量各占50%，日投喂量為對蝦體質量的5%；第3組(F組)100%投喂蝦片，日投喂量為對蝦體質量的5%。1.3日常管理

每天投喂4次，投喂時間分別為8：00、12：00、17：00、22：00。每隔10 d，取5尾對蝦稱量體質量，以調節(jié)投飼量。養(yǎng)殖前10 d投喂蝦片，自第11天開始投喂凡納濱對蝦1號飼料。

養(yǎng)殖過程中用加熱棒加熱，保持水溫在26 ℃以上。用1臺138 W的羅茨鼓風機為同一處理組的3個養(yǎng)殖槽供氧。除了補充因蒸發(fā)或取樣損失的水分外，試驗全程不換水。由于在含有高濃度絮團的養(yǎng)殖系統(tǒng)中容易出現(xiàn)對蝦鰓部被堵塞的情況[9]，因此在養(yǎng)殖過程中，每周測定1次絮團濃度，當濃度超過500 mg/L時，取出多余絮團(含水)放在圓桶中沉淀，將上清水重新加入養(yǎng)殖槽。

1.4 試驗指標及其測試方法

1.4.1 水質和絮團指標的測定

養(yǎng)殖試驗期間，每2 d檢測水體的溫度(T)、酸堿度(pH)、溶解氧(DO)以及堿度(Alk)、總氮(TN)、總氨氮(TAN)、亞硝酸鹽氮(NO2--N)、硝酸鹽氮(NO3--N)和溶解性有機碳(DOC)等指標。水質指標根據(jù)國家環(huán)境保護局的《水和廢水監(jiān)測分析方法》[13]進行測定。TN采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法(型號UV2000，上海尤尼柯，下同)測定；水樣經0.45 μm濾膜抽濾后，測定三態(tài)氮和DOC；NO2--N質量濃度采用重氮-偶氮法測定；NO3--N質量濃度采用鋅隔還原法測定；TAN采用次溴酸鈉氧化法測定；DOC使用多功能C/N分析儀(Multi N/C 2100，德國)測定。堿度采用酸堿滴定指示法測定。每7 d測定1次生物絮團的5 min內沉降體積(FV-5 min)和總懸浮固體(total suspended solids，TSS)含量，其中，F(xiàn)V-5 min用英霍夫式錐形管取1 L水樣靜置5 min后讀數(shù)測得，TSS采用沉重法測定。

脂肪酸測定：取0.2 g經冷凍干燥后的絮團于離心管中，采用氯仿-甲醇抽提法提取粗脂肪，將提出的粗脂肪用C19內標-正己烷、甲醇等溶液進行甲酯化，然后轉入氣相色譜安瓿瓶中通過氣質聯(lián)動儀(型號：7890-5977)檢測。氣相色譜條件為100 m×250 m×0.2 μm Agilent 112-88A7GC Columns，柱箱溫度為250 ℃，載氣為高純氮氣，壓力0.326 MPa，流量1 mL/min，平均線速度20.733 cm/s，滯留時間80.038 9 min。按照面積歸一法計算不同脂肪酸組分含量，以占脂肪酸總量百分比的形式呈現(xiàn)。

1.4.2 對蝦生長指標

試驗30 d后，從每個養(yǎng)殖槽中隨機取5尾對蝦測量其體長、體質量，并取平均值。對蝦體長用游標卡尺測量，體質量用天平(精度為0.1 mg)稱量。按以下公式計算對蝦的存活率(survive rate，%)、體質量增長率(weight gained，%)、特定增長率(special growth rate，%/d)和飼料轉化率(food conversion rate)。

存活率=100×(終末存活尾數(shù)/初始放養(yǎng)尾數(shù))

(1)

體質量增長率=100×(終末蝦體質量-初始蝦體質量)/初始蝦體質量

(2)

特定增長率=100×(ln終末蝦體質量-ln初始蝦體質量)/飼養(yǎng)時長

(3)

飼料轉化率=總投飼量/(終末蝦體質量-初始蝦體質量)

(4)

1.5 數(shù)據(jù)處理和分析

采用EXCEL軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用Origin軟件進行相關圖表的繪制。數(shù)值用“平均值±標準差”形式表示。采用統(tǒng)計軟件SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行ANOVA單因素方差分析，設顯著性水平為0.05。

2 結果

2.1 水質指標變化

養(yǎng)殖30 d內，各處理組水質參數(shù)的平均值、最小值和最大值見表1。pH、DO、水溫等常規(guī)水質指標均在適宜養(yǎng)殖對象生長的范圍內波動。圖1為養(yǎng)殖周期內的氮素相關指標的變化情況，結合表1可知，3個處理組的亞硝酸氮質量濃度均呈下降趨勢，A組亞硝酸氮質量濃度顯著低于另外2個組。各組氨氮濃度在養(yǎng)殖第7天時達到峰值，此后迅速降低，維持在1 mg/L以下，3個處理組間差異不顯著(P>0.05)。3組硝酸鹽濃度均無明顯積累，且略有下降。

表1 試驗期間3個處理組水質指標情況Tab.1 Water quality indices in three treatment groups during the experiment

養(yǎng)殖期間生物絮團沉降指標的變化情況見圖2。其中，圖2-a為FV-5 min的變化情況，可見各組均隨著養(yǎng)殖時長的增加呈上升趨勢(P>0.05)；圖2-b為每周的TSS含量，可以看出，第3、第4周的TSS含量較第2周有所降低，但總體上絮團仍不斷增長，測得TSS實際數(shù)據(jù)均高于500 mg/L。

2.2 不同處理組絮團的脂肪酸含量

養(yǎng)殖結束后，取各組系統(tǒng)中的絮團測量脂肪酸含量，結果見表2。100%投喂鹵蟲的處理組(A組)中飽和脂肪酸(SFA)有8種，單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)各1種。50%投喂鹵蟲組(AF組)和0%投喂鹵蟲組(F組)SFA和MUFA的種類與A組相同，但AF組和F組中均未檢測到包括C22∶6n-3(DHA)在內的PUFA，說明A組的絮團營養(yǎng)價值高于另外2個組。3個處理組中含量最高的脂肪酸均為C19∶0，這可能是因為檢測脂肪酸含量過程中加入的C19內標-正己烷有較多殘留。在3個處理組的絮團中均未檢測出二十碳五烯酸(EPA)，僅在A組檢測到DHA。

表2 養(yǎng)殖30 d后各組絮團中的脂肪酸組成Tab.2 Fatty acid composition in each group of flocs after 30 days of breeding

2.3 對蝦生長參數(shù)

試驗結束時，各組對蝦的生長參數(shù)見表3。其中，A組對蝦的存活率為35.67%，顯著高于其他2組(P<0.05)，其余2組存活率均低于30%。A組對蝦的體質量僅為(1.92±0.96)g，顯著低于AF組的(2.985±1.852)g和F組的(3.254±1.225)g(P<0.05)。3個處理組之間飼料轉化率的差異顯著(P<0.05)，其中A組最高，F(xiàn)組最低。

表3 不同處理組凡納濱對蝦的生長指標Tab.3 Growth indexes of Litopenaeus vannamei in different treatment groups

3 討論

生物絮凝技術現(xiàn)已成功應用于凡納濱對蝦養(yǎng)殖中[10-11,14-16]。生物絮團既可以直接被養(yǎng)殖系統(tǒng)中的對蝦攝食，同時也可以控制水體的氨氮濃度，實現(xiàn)養(yǎng)殖水的原位凈化[1]。有研究證明，利用生物絮凝技術將循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)排出的固體廢棄物轉化成絮團喂養(yǎng)鹵蟲，能夠取得較好的養(yǎng)殖效果，既可以實現(xiàn)養(yǎng)殖廢棄物的資源化利用，也為鹵蟲養(yǎng)殖提供了1種新的營養(yǎng)來源[8]。生物絮團主要由細菌組成，細菌的代謝和死亡會造成氨氮的再釋放[9]。生物絮團的濃度是生物絮凝水產養(yǎng)殖過程中主要控制指標之一：如果絮團濃度過低，便起不到控制水質的效果；如果絮團濃度過高，則會增加水體耗氧量和堿度，給系統(tǒng)維持增加困難[15-17]。生物絮團的粒徑通常在50～1 000 μm[16]。如果在生物絮凝養(yǎng)蝦水體中投喂適宜種類和數(shù)量的鹵蟲幼體，這些鹵蟲便可以攝食對蝦不能直接攝食的較小的絮團，避免絮團過度積累，同時還可以將不穩(wěn)定的細菌蛋白固定下來，有利于水質的維持。在養(yǎng)殖過程中，鹵蟲還可以作為餌料被凡納濱對蝦直接攝食，既有利于蝦的生長，又可降低投餌量。因此，生物絮凝養(yǎng)蝦工藝具有很好的應用前景。

本研究并未對鹵蟲在水體中的存活時間進行觀察，鹵蟲投喂后可能很快被蝦苗攝食，因此對水質的凈化效果不明顯。這說明本次試驗鹵蟲的投放量可能太少，在今后的試驗中應適當增加鹵蟲投放量并展開相關的量化研究。

3.1 凡納濱對蝦的生長情況

本試驗表明，僅投喂鹵蟲幼體可以提高凡納濱對蝦幼蝦的存活率，但該組蝦的體質量增長率低于其他2個投喂配合飼料的試驗組。這可能是由于鹵蟲幼體可以被幼蝦積極攝食，因此幼蝦存活率較高，但因鹵蟲的營養(yǎng)成分不如配合飼料全面，因此不利于對蝦后期生長。鹵蟲本身缺乏高不飽和脂肪酸[6]，姚妙蘭[8]研究發(fā)現(xiàn)，雖然生物絮團作為鹵蟲餌料具有較高的營養(yǎng)價值，但對于必需脂肪酸含量的提高則沒有明顯效果。此外，本試驗所有處理組形成的生物絮團中多不飽和脂肪酸(PUFA)含量也均較低，無法滿足對蝦生長的需求。這也說明在凡納濱對蝦養(yǎng)殖過程中不能僅投喂鹵蟲幼體，還需要混合投喂配合飼料以保證對蝦能獲得足夠的營養(yǎng)。

本試驗中鹵蟲無節(jié)幼體的投喂量是以濕質量計算的，與5%的干飼料相比存在投喂不足的情況，這可能是100%投喂鹵蟲處理組(A組)中對蝦終末體質量最小的主要原因之一。

3.2 養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽的積累

在養(yǎng)殖初始時，各試驗組水體中的NO2--N濃度均較高，這可能是因為本次試驗所用生物絮凝系統(tǒng)僅有10%的水體是取自于成熟穩(wěn)定的生物絮凝系統(tǒng)，系統(tǒng)本身仍需要一定的時間進行構建。本次試驗養(yǎng)殖水體鹽度為30，有研究證明，在海水中亞硝酸鹽對養(yǎng)殖動物的毒性會明顯降低，一定濃度(4～5 mg/L)的NO2--N不會對凡納濱對蝦產生明顯的負面作用[16]?？傮w上，本試驗3個處理組中的氨氮等主要水質指標均在鹵蟲和凡納濱對蝦適宜的生長范圍內，但對蝦的存活率和生長率均低于大部分的研究結果[14-15,18-20]，原因可能是本次試驗絮團濃度太高(大部分試驗時間絮團濃度在500 mg/L以上)。

4 結論

生物絮凝技術已被證明可以實現(xiàn)凡納濱對蝦的封閉式養(yǎng)殖。本研究結果表明，在凡納濱對蝦生物絮凝標粗系統(tǒng)中投放鹵蟲幼體能夠明顯提高幼蝦的存活率，但是可能因為鹵蟲幼體的投放量不足，完全投喂鹵蟲組對蝦的生長情況不如營養(yǎng)相對均衡的配合飼料組。本試驗探究并證實了凡納濱對蝦和鹵蟲混養(yǎng)的可行性，但試驗僅設置了3種鹵蟲幼體和配合飼料的投放比例，且梯度較大，今后將進一步研究不同養(yǎng)殖條件下鹵蟲的適宜添加量和種類等相關問題，以期完善相關養(yǎng)殖工藝。