水草密度對中華小長臂蝦養(yǎng)殖池塘水質(zhì)和生長的影響

劉艷輝，楊炳坤，高春山，劉鐵鋼，李秀穎，祖岫杰

（吉林省水產(chǎn)科學研究院，長春 130033）

0 引言

中華小長臂蝦(Palaemonetes sinensis)屬甲殼綱，十足目，長臂蝦科，小長臂蝦屬，為中國唯一有記載的小長臂蝦屬物種[1]。該蝦主要分布于東北、華北直到長江中下游一帶[2-4]，以北方更為多見[1]。中華小長臂蝦是野生的小型經(jīng)濟蝦類，自然環(huán)境條件下主要棲息于水草茂密的江河淺水區(qū)，該蝦味道鮮美、營養(yǎng)豐富[5]、深受消費者喜愛。該蝦在自然水域中還具有較高的生態(tài)價值[6]，可作為許多魚的餌料[7]，調(diào)節(jié)水域的生態(tài)環(huán)境。近年來，北方漁民采取采捕野生抱卵蝦進行池塘繁殖、養(yǎng)殖嘗試，取得了很好的養(yǎng)殖效果[8]，養(yǎng)殖試驗過程中發(fā)現(xiàn)，該蝦具有適應(yīng)性強、生長速度快、病害少的特點，適合池塘高密度養(yǎng)殖，是一種經(jīng)濟價值和生態(tài)價值較高的蝦類，馴化開發(fā)價值極大。目前，關(guān)于中華小長臂蝦的研究報道很少，只見有關(guān)形態(tài)學[9]、生殖生物學[10]、低溫麻醉運輸[11]、對鹽度的耐受性及鹽度對其呼吸的影響[12]、對溫度的耐受性及溫度對其呼吸的影響[13]、對pH的耐受及呼吸代謝的影響[14]、北方池塘繁育技術(shù)等方面的零星報道，尚缺乏關(guān)于其基礎(chǔ)生物學、養(yǎng)殖生物學、繁殖生物學方面的系統(tǒng)研究，這也極大地限制了中華小長臂蝦的進一步開發(fā)利用[15]。近年來，由于環(huán)境的改變和漁民過度的捕撈，外來物種入侵等原因，造成中華小長臂蝦的資源量銳減[16]，導致市場供應(yīng)嚴重不足，價格不斷攀升，目前，該蝦在吉林、黑龍江等地平均價格維持在50～60元/kg，封冰后價格可達到80元/kg以上[9]。因此，無論是從保護該蝦的自然種群資源，還是開發(fā)土著經(jīng)濟蝦品種來考慮，中華小長臂蝦的人工開發(fā)都具有較大價值。本試驗在人工養(yǎng)殖條件下，仿天然水域中華小長臂蝦的生態(tài)環(huán)境條件，栽種不同密度水草調(diào)節(jié)養(yǎng)殖池塘水質(zhì)，旨在建立一種池塘生態(tài)養(yǎng)殖模式，應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選9面池塘，面積均為4×666.7 m2，池深2.5 m左右，注水深2.0 m左右，水源為江河水和地下水。試驗用蝦苗為采捕野生親蝦經(jīng)過人工繁育所獲得，蝦苗尾重0.01 g，每666.7 m2池塘放蝦苗50萬尾。飼料選鯉商品料，粗蛋白含量34.0%。水草選用伊樂藻。試驗于2020年5—11月在吉林省舒蘭市白房子家庭農(nóng)場進行。

1.2 試驗設(shè)計

將9面試驗池塘分為A、B、C 3組，每組設(shè)3個平行，3組栽種伊樂藻密度分別占池塘面積的10%、30%、50%。3個試驗組蝦苗放養(yǎng)數(shù)量、飼料投喂量、飼養(yǎng)管理等完全相同。蝦苗放養(yǎng)后開始監(jiān)測水溫(T)、pH、溶解氧(DO)、氨氮(NH4+-N)、亞硝酸鹽氮(NO2-N)、硝酸鹽氮(NO3-N)等水質(zhì)指標，每5天監(jiān)測一次。

1.3 養(yǎng)殖管理

蝦苗入池后每天投喂4次，投喂量以2 h內(nèi)吃完為宜。試驗期間不換水，及時補充蒸發(fā)和滲漏部分丟水量。伊樂藻生長旺季，及時刈割，控制各試驗組伊樂藻面積不超過試驗設(shè)計覆蓋面積。

1.4 指標監(jiān)測及方法

1.4.1 水質(zhì)指標測定 采樣時間上午9:00—10:00時，在池塘選5個采樣點，采水深0.5～1.0 m，將5個點所采集的水樣混合均勻后取1 L。NH4+-N、NO2-N、NO3-N用分光光度法測定（紫外分光光度計Cary 60），水溫、pH用維賽YSIprplus水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測定，溶解氧監(jiān)測（碘量法）水層深度為距離池底0.5m處，各采樣點單獨監(jiān)測。

1.4.2 生長性能測定 試驗開始和結(jié)束分別隨機選取不少于50尾中華小長臂蝦，測量體長、全長、體質(zhì)量，并準確統(tǒng)計各池單位面積蝦的產(chǎn)量，根據(jù)各池單位面積蝦的產(chǎn)量和出池時蝦的平均體質(zhì)量計算單位面積蝦的出池數(shù)量，見公式(1)～(7)。

式中，Nt為收獲時單位面積蝦數(shù)量，尾；N0為單位面積放養(yǎng)數(shù)量，尾；W為收獲時單位面積蝦產(chǎn)量，g；W0和Wt分別為放養(yǎng)和收獲時蝦的平均體質(zhì)量，g；W料為單位面積投喂飼料總質(zhì)量，g；S為成活率，%；DW為日增重，mg/d；NW為凈增重，g；IWR為增重率，%；SGR為特定生長率，%/d；KFGR為飼料系數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel對生長數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標準差”表示。

2 結(jié)果

2.1 水化指標變化情況

圖1可以看出，3個試驗組水溫從試驗開始均呈先升后降的趨勢，在25～85天始終為A＞B＞C，A、C組與B組之間均差異顯著(P<0.05)，A組與C組之間差異極顯著(P<0.01)。第40天均升至最高，而后隨著氣溫的下降，水溫逐漸降低。

圖1 水溫變化情況

圖2反映了3組溶解氧變化規(guī)律，A、B、C 3組變幅分別在4.54～6.25 mg/L、4.56～6.98 mg/L、3.95～7.33 mg/L之間波動。A、B兩組變化趨勢基本一致，B組始終高于A組，在50～85天差異顯著(P<0.05)。C組在25～45天顯著高于A、B組(P<0.05)，第40天升至最高，在55～85天顯著低于A(P<0.05)，極顯著低于B組(P<0.01)。

圖2 DO變化情況

圖3反映了3組pH的變化規(guī)律，A、B、C 3組均呈先升后降的態(tài)勢，最高值分別出現(xiàn)在65天、60天、50天的8.44、8.57、9.36。A、B兩組在40～60天差異顯著；C組從30天后開始急劇上升，在35～85天與A、B組之間差異顯著(P<0.05)。

圖3 pH變化情況

圖4反映了3組NH4+-N的變化規(guī)律，3組NH4+-N波動范圍分別為0.64～3.71 mg/L、0.29～3.03 mg/L、0.37～4.56 mg/L。在20～25天，A＞B＞C，且C組與A、B組差異顯著(P<0.05)；第40天后，C組急劇上升，C＞A＞B；在45～85天3組之間均存在極顯著差異(P<0.01)。

圖4 氨氮變化情況

圖5反映了3組NO2-N的變化規(guī)律，3組NO2-N的波動范圍分別為0.37～1.58 mg/L、0.36～1.34 mg/L、0.39～1.64 mg/L。在25～30天，A、B組與C組之間均存在極顯著差異(P<0.01)；在35～40天，3組之間出現(xiàn)極顯著差異(P<0.01)；第45天，A組與B、C組之間均存在極顯著差異(P<0.01)；在50～85天，3組之間均存在極顯著差異(P<0.01)。

圖5 亞硝酸鹽氮變化情況

圖6反映了3組NO3-N的變化規(guī)律，3組NO3-N的波動范圍分別為0.76～5.87 mg/L、0.99～4.13 mg/L、0.96～7.23 mg/L。第15天，B、C組差異顯著(P<0.05)，C、A組差異極顯著(P<0.01)；在45～50天，A組與B、C組均差異極顯著(P<0.01)；第55天，B組與A、C組均差異極顯著(P<0.01)，C、A組之間差異顯著(P<0.05)；在20～40、65～85天，3組之間相互差異極顯著(P<0.01)。

圖6 硝酸鹽氮變化情況

2.2 生長性能及飼料利用情況

生長性能和飼料利用情況見表1。A、B、C 3組成活率無差異(P＞0.05)，各項生長指標均為B＞A＞C，B組與A、C組之間均存在顯著性差異(P<0.05)。單位面積產(chǎn)量B＞A＞C，飼料系數(shù)C＞A＞B，兩項指標均B組與C組差異顯著(P<0.05)。

表1 生長性能和飼料利用情況

3 討論

3.1 水草密度對水溫、溶氧、pH的影響

水溫是影響甲殼動物新陳代謝、生長、發(fā)育、繁殖、蛻殼等關(guān)鍵環(huán)境因子[4,17-18]，蝦類是變溫水生動物，不同種蝦對溫度的適宜范圍不同，王吉橋等[19]研究南美白對蝦最適水溫為23～30℃，田相利等[20]研究中國對蝦最適水溫為29.7℃。邢克智等[21]研究青蝦最適水溫為(28±0.5)℃。姜宏波等[13]研究中華小長臂蝦能耐受高溫上限為37℃，30℃時耗氧率最高，25～30℃耗氧率無差異，表明中華小長臂蝦在25～30℃時新陳代謝旺盛。本研究A、B、C 3組在25～30℃區(qū)段變化時長分別為56、51、41天，C組對中華小長臂蝦適溫時長窄于A、B組，從溫度變化上看，A、B組更適合中華小長臂蝦的生長。

DO是養(yǎng)殖水質(zhì)好壞的重要理化指標，DO不足引起魚蝦浮頭，甚至死亡。水生植物光合作用，提高水體DO含量，促進污染物的快速分解或轉(zhuǎn)化[22]。時順娣[23]研究青蝦養(yǎng)殖結(jié)果表明，池塘栽種伊樂藻面積30%左右為宜，顯著提高養(yǎng)殖水體DO。李定國等[17]研究水草密度對河蟹池塘水質(zhì)影響結(jié)果表明，伊樂藻覆蓋35%時DO始終保持6.0 mg/L以上。本研究低溫時3組變化無差異，25天后，A組始終低于B組，分別在5.30～6.03 mg/L、6.15～6.98 mg/L之間波動，在25～45天，C組由于水草面積大，DO高于A、B組，最高達到7.33 mg/L，在45天后，水溫升高，C組水草密度過高且死亡腐爛，有機耗氧量加大，致使DO急劇下降，在50～85天，DO在3.95～4.83 mg/L波動，本試驗條件下B組增氧幅度最高，與上述二位學者研究結(jié)果相吻合。

pH是甲殼動物養(yǎng)殖環(huán)境中重要因素之一，其值因水生植物數(shù)量的變化而變化[14,24]，水生植物光合作用使HCO3-轉(zhuǎn)化成CO32-，pH逐漸升高[24]。因此，水草密度越大，pH越高，由圖3不難看出，試驗前期，水溫較低，水草沒有達到預期的覆蓋面積，3組pH變化差異不大，20天后，隨著溫度升高，水草生長旺盛，C組pH迅速升高，C組大于9.0時段在50～80天。姜宏波等[14]研究pH對中華小長臂蝦安全值為9.51，但超過pH 9時，中華小長臂蝦耗氧率增加，排氨率降低。朱愛意[25]和章龍珍等[26]研究認為，pH不適時，水產(chǎn)動物會增大耗氧率和排氨率。C組高pH時段過長，為了適應(yīng)環(huán)境消耗過多能量，造成耗能增大、耗氧率增高[14]，雖然中華小長臂蝦在該環(huán)境下能夠生存，但不適于生長。

3.2 水草密度對氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽的影響

NH4+-N是甲殼動物高密度養(yǎng)殖過程中最重要的脅迫因子之一[27]，高濃度的NH4+-N不僅影響甲殼動物的快速生長，還會造成免疫力下降、代謝機能紊亂、發(fā)病率高[14]。水生植物可以吸收、消化水體中的大量營養(yǎng)物質(zhì)，對氮具有良好的去除效果[28]。雖然不同水生植物去氮效果不同，但總體來說，去氮效果明顯[29]。包杰等[30]研究表明，在水溫(18±1)℃，NH4+-N對中華小長臂蝦安全濃度為27.25 mg/L。隨著試驗的進行，3個試驗組NH4+-N濃度逐漸上升，在10～30天，高密度水草組NH4+-N低于低密度水草組，B組低于A組，由于C組水草密度相對較大，高溫季節(jié)水草老化腐爛，耗氧率增加，致使C組NH4+-N濃度上升，第50天達最高4.55 mg/L。該值雖然低于包杰等[30]研究的安全濃度27.25 mg/L，但安全濃度范圍內(nèi)的NH4+-N也會對蝦體的生理功能造成不良影響[18]。本試驗條件下B組降NH4+-N效果最為顯著。

NO2-N是集約化養(yǎng)蝦環(huán)境中重要的污染成分[31]，水體中的NO2-N進入蝦類血液后，對機體產(chǎn)生毒害作用[32]。李定國等[17]研究表明，水草光合作用釋放大量氧氣，減少NO2-N的含量，降低對蝦的毒性。從圖5可以看出，在25～45天NO2-N含量與水草密度呈負相關(guān)，第45天后，水溫升高，C組水草老化腐爛，有機耗氧量增加，氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮受阻，使NO2-N升高，在45天后C組NO2-N急劇上升，在45～85天，C＞A＞B，試驗期間A、B、C 3組的最高值分別為1.58 mg/L、1.34 mg/L、1.81 mg/L。包杰等[32]研究表明，NO2-N對中華小長臂蝦安全濃度為2.32 mg/L，雖然3個試驗組NO2-N均低于安全濃度，但在低濃度NO2-N條件下對蝦類氧消耗、氨排泄均有顯著影響[33]。本試驗條件下B組降NO2-N效果最為顯著。

NO3-N是含氮有機物氧化分解的最終產(chǎn)物，養(yǎng)殖水體中不達到一定濃度對養(yǎng)殖水產(chǎn)動物是不會產(chǎn)生毒害作用的。彭自然等[33]研究表明，NO3-N大于150 mg/L時，對南美白對蝦生長不利。蔣天寶[18]研究表明，NO3-N濃度910 mg/L時對蝦生長存活產(chǎn)生不利影響。水草對NO3-N降解是因為NO3-N是水生植物重要的養(yǎng)分，通過根莖吸收，從而達到降解的目的。從圖6看，3個試驗組NO3-N最高值只有7.22 mg/L，不會對養(yǎng)殖蝦造成危害。

3.3 水草密度對生長和飼料利用的影響

蝦的生長受多方因素影響，在人工養(yǎng)殖條件下，其可控因素主要是密度、水環(huán)境、飼料營養(yǎng)等。本試驗在養(yǎng)殖池塘移栽不同密度伊樂藻調(diào)控養(yǎng)殖池塘水質(zhì)，提高生長性能和飼料利用率，是通過水草調(diào)節(jié)水溫、pH、溶解氧、降低氨氮和亞硝酸鹽等來實現(xiàn)的。養(yǎng)殖池塘生態(tài)平衡、水質(zhì)穩(wěn)定是提高生長性能、提高飼料利用率、提高產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，通過水生植物調(diào)控養(yǎng)殖水質(zhì)來實現(xiàn)這一目的已得到業(yè)界的認可[34]。從表1看，出池規(guī)格、日增重、凈增重、增重率、特定生長率均為B組最高，分別為(0.50±0.031)g、(5.80±17.83)mg、(0.49±0.031)g、(4933.33±305.51)%、(1.99±0.27)%/d，而且B組與A、C組之間均存在顯著差異。單位面積產(chǎn)量B組最高，為(152.5±17.83)kg，且與C組之間差異顯著。飼料系數(shù)B組最低，為1.16±0.14，且與C之間差異顯著。B組雖然成活率最低(62.03±9.31)%，但與A、C兩組之間無差異。3個試驗組養(yǎng)殖效果上出現(xiàn)差異，是由于伊樂藻密度不同，對水質(zhì)調(diào)節(jié)能力不同，最后出現(xiàn)的養(yǎng)殖結(jié)果不同。研究證明，養(yǎng)殖水體中高濃度NH4+-N、NO2-N會使蝦體代謝出現(xiàn)障礙，輕者生長受阻，重者免疫力下降，發(fā)生疾病，甚至死亡[35]，本試驗再一次證明了水生植物對養(yǎng)殖水質(zhì)的調(diào)節(jié)作用及對養(yǎng)殖動物生長性能和飼料利用的影響。

4 結(jié)論

從試驗結(jié)果看，A、B、C 3組適宜蝦生長的最適水溫(25～30℃)時長分別為56、51、41天；B組在55天后DO顯著大于A、C組(P<0.05)；A、B組pH在正常范圍內(nèi)變動；B組NH4+-N在40～85天最低(0.43～3.03mg/L)；B組NO2-N在50～85天最低(0.36～0.85 mg/L)，與A、C組之間存在極顯著差異(P<0.01)；B組NO3-N在55天后最低(1.68～2.14 mg/L)，與A、C組之間均存在極顯著差異(P<0.01)。各項生長指標均為B組最高，與A、C組存在顯著差異(P<0.05)。B組飼料系數(shù)最低(1.16±0.14)，與C組差異顯著(P<0.05)。上述結(jié)果表明，中華小長臂蝦池塘栽種適宜面積的伊樂藻對養(yǎng)殖水質(zhì)和生長調(diào)控作用明顯，能顯著提高DO，降低NH4+-N、NO2-N等有害物質(zhì)，提高生長性能和飼料利用水平，從試驗結(jié)果綜合分析，伊樂藻密度30%組效果最佳。