中華絨螯蟹-日本沼蝦池塘套養(yǎng)大規(guī)格羅氏沼蝦模式氮磷收支及養(yǎng)殖效果研究

周 聃，劉 梅，房偉平,倪 蒙，鄒松保，原居林

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水漁業(yè)健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省魚類健康與營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省淡水水產(chǎn)研究所，浙江湖州 313001；2.浙江長興縣水產(chǎn)與農(nóng)機(jī)中心，浙江長興 313100)

中華絨螯蟹()，俗名河蟹，由于其肉質(zhì)鮮美，營養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者喜愛，近年來，隨著生活水平的提升，其需求量日益增加，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。從上世紀(jì)80年代中國就開始探索人工中華絨螯蟹養(yǎng)殖技術(shù)，經(jīng)近30多年發(fā)展，已形成了一套成熟的養(yǎng)殖模式。2019年中國中華絨螯蟹總產(chǎn)量為7.78萬噸。然而，近年來，隨著養(yǎng)殖環(huán)境壓力、不良天氣和市場價格波動等因素影響，養(yǎng)殖風(fēng)險增加，效益波動大?，F(xiàn)亟需探索新型生態(tài)養(yǎng)殖模式，在確保經(jīng)濟(jì)效益的同時，提高投入品利用率、降低氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)排放對水體造成的負(fù)面影響。

關(guān)于中華絨螯蟹生態(tài)養(yǎng)殖模式的研究主要集中在生物結(jié)構(gòu)探究、水質(zhì)環(huán)境調(diào)控、養(yǎng)殖模式優(yōu)化等方面。當(dāng)前，降低中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境壓力，提高經(jīng)濟(jì)效益的主要方式為多品種套養(yǎng)或混養(yǎng)。該模式是基于養(yǎng)殖生物生理特性進(jìn)行多品種搭配，利用物種間關(guān)系實(shí)現(xiàn)物流、能流循環(huán)利用，最大程度的利用養(yǎng)殖系統(tǒng)中的營養(yǎng)物質(zhì)和能量，從而提高單位效益。中華絨螯蟹常見的套養(yǎng)品種有加州鱸()、小龍蝦()、日本沼蝦()、黃顙魚()等。

羅氏沼蝦()，隸屬甲殼綱十足目長臂蝦科沼蝦屬，屬大型淡水蝦類。在現(xiàn)有中華絨螯蟹-日本沼蝦套養(yǎng)模式中增加套養(yǎng)羅氏沼蝦，可顯著提高餌料利用率，降低水體的富營養(yǎng)化程度。該方式作為新興的養(yǎng)殖模式，其養(yǎng)出的羅氏沼蝦規(guī)格可達(dá)100～200 g/只，售價可達(dá)100～150 元/kg，極大地提高了經(jīng)濟(jì)效益。然而目前該模式僅處于實(shí)踐探索中，尚缺乏對其養(yǎng)殖密度、營養(yǎng)物質(zhì)流動等方面的研究。因此，本實(shí)驗(yàn)以傳統(tǒng)的中華絨螯蟹-日本沼蝦套養(yǎng)池塘為研究對象，通過添加投放不同密度的羅氏沼蝦，對各密度養(yǎng)殖過程中的氮、磷收支及養(yǎng)殖效果進(jìn)行比較分析，從經(jīng)濟(jì)和生態(tài)兩方面評估，確定適宜養(yǎng)殖密度，對生產(chǎn)、養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控和減排控制有參考價值，為該模式發(fā)展及下一步推廣提供重要支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)

選取湖州長興某水產(chǎn)養(yǎng)殖家庭農(nóng)場作為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，分別設(shè)置T1、T2和T3三種不同套養(yǎng)密度，每個放養(yǎng)密度設(shè)置3個平行池塘。水源充足無污染，具備完善的增氧和防逃逸設(shè)施。種植苦草、伊樂藻、輪葉黑藻等水草，水草覆蓋度約為60%。中華絨螯蟹放養(yǎng)：2 月初，放養(yǎng)蟹種規(guī)格80～100 只/kg，蟹種來源為本地培育經(jīng)過挑選的健康蟹種。日本沼蝦放養(yǎng)：3 月中旬放養(yǎng)日本沼蝦苗種，規(guī)格約800～1 000 只/kg。羅氏沼蝦放養(yǎng)：6月初放養(yǎng)當(dāng)年3 月中旬早繁苗養(yǎng)成的大規(guī)格羅氏沼蝦,規(guī)格約75～80 只/kg。具體投放量見表1。

表1 不同套養(yǎng)密度池塘各組分投放量Tab.1 The deliver amount of components in ponds with different densities

1.2 羅氏沼蝦生長曲線測定

從6月初放養(yǎng)大規(guī)格羅氏沼蝦苗起至全部收獲，每隔15 d采集30尾，測定其體重體長，繪制不同套養(yǎng)密度下羅氏沼蝦生長曲線，分析其生長情況。

1.3 樣品采集及總氮、總磷測定

采用五點(diǎn)法采集池塘排水和進(jìn)水水樣；收集養(yǎng)殖場所降雨、總降雨量數(shù)值來自市氣象局；于12月底，養(yǎng)殖結(jié)束時采用五點(diǎn)法采集底泥樣品，測量厚度；收集養(yǎng)殖時期飼料，準(zhǔn)確記錄相關(guān)投入量；采集投放前蟹苗、日本沼蝦苗和羅氏沼蝦苗，并于養(yǎng)殖結(jié)束時采集成蟹、日本沼蝦和羅氏沼蝦；在養(yǎng)殖結(jié)束后采集水生植物。

水質(zhì)總氮采用紫外分光光度法(HJ 636-2012)測定；總磷采用鉬酸銨分光光度法(GB/T 11893-1989)測定；土壤總磷采用堿熔-鉬銻抗分光光度法(HJ 632-2011)測定，總氮采用NY/T 1121.24-2012法測定；飼料中總氮采用GB T 24318-2009法測定，總磷采用原子發(fā)射光譜法(NY/T 3318-2018)測定；蝦蟹總氮和總磷分別采用GB 5009.5-2016]和GB 5009.87-2016測定；水生植物總氮和總磷含量采用NY/T2017-2011測定。

1.4 計(jì)算方法

1.4.1 氮、磷收支計(jì)算

根據(jù)物料平衡原理計(jì)算池塘的氮、磷收支。

N(P)=W+M+M+M+F+R

(1)

N(P)=W+H+H+H+G+E+O

(2)

式中，W為通過池塘初始水體和換水輸入的氮、磷(kg/hm)，M、M、M分別為放養(yǎng)中華絨螯蟹苗、日本沼蝦苗、羅氏沼蝦苗輸入的氮、磷(kg/hm)，F(xiàn)為餌料輸入的氮、磷(kg/hm)，R為降雨輸入的氮、磷(kg/hm)；W為養(yǎng)殖結(jié)束后水體和排水輸出的氮、磷(kg/hm)，H、H、H分別為中華絨螯蟹、日本沼蝦、羅氏沼蝦收獲輸出的氮、磷(kg/hm)，G水生植物輸出的氮、磷(kg/hm)，E為沉積物輸出的氮、磷(kg/hm)，O為其他形式輸出的氮、磷(kg/hm)。

1.4.2 氮、磷利用率計(jì)算

收獲漁獲物的氮、磷含量占氮、磷輸入量的比例稱作氮、磷的絕對利用率,而占飼料輸入氮、磷量的比例稱作氮、磷的相對利用率。

氮(磷)的絕對利用率=N(P)÷N(P)×100%

(3)

氮(磷)的相對利用率=N(P)÷N(P)×100%

(4)

式中，N(P)為收獲的漁獲物氮、磷含量(kg/hm)，N(P)為池塘總輸入的氮、磷含量(kg/hm)，N(P)為投喂飼料中的氮、磷含量。

1.4.3 氮、磷排污系數(shù)計(jì)算

氮、磷排污系數(shù)指生產(chǎn)1 kg的水產(chǎn)品向外界水體排放的氮、磷量(g/kg)。

排污系數(shù)=W÷M×1 000

(5)

式中，W為養(yǎng)殖結(jié)束后水體和排水輸出的氮、磷(kg)，M為養(yǎng)殖池塘產(chǎn)量(kg)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同套養(yǎng)密度下羅氏沼蝦生長曲線

不同套養(yǎng)密度下羅氏沼蝦生長情況如圖1所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)T1(低密度)羅氏沼蝦生長速率要高于其他組，于養(yǎng)殖后期體重可達(dá)(112.33±17.69) g，體長可達(dá)(20.33±1.01) cm；此時T3(高密度)羅氏沼蝦體重和體長分別為(89.79±20.26) g和(19.32±0.71) cm。套養(yǎng)密度會影響羅氏沼蝦生長速率，低密度套養(yǎng)的羅氏沼蝦生長速度較快。

圖1 不同套養(yǎng)密度下羅氏沼蝦生長曲線Fig.1 The growth curve of M.rosenbergi under different densitiesa為不同套養(yǎng)密度下羅氏沼蝦體長變化曲線，b為不同套養(yǎng)密度下羅氏沼蝦體重變化曲線

2.2 不同套養(yǎng)密度下池塘氮、磷收支

不同套養(yǎng)密度下池塘氮、磷輸入情況見表2。從表2中可以發(fā)現(xiàn)該養(yǎng)殖模式氮、磷輸入項(xiàng)目主要包括飼料、進(jìn)水、放養(yǎng)的苗種和降雨。飼料是該模式氮、磷的主要輸入方式,其次是進(jìn)水。其他放養(yǎng)的蝦、蟹苗及降雨的氮磷輸入均小于4%。

表2 不同套養(yǎng)密度下池塘氮、磷輸入占比Tab.2 Input of nitrogen and phosphorous in ponds with different densities

該養(yǎng)殖模式池塘氮、磷輸出項(xiàng)目主要包括水生植物、沉積物、排水、收獲的各類蝦蟹和其他支出(表3)。水生植物是該模式氮、磷的主要支出方式,其次是排水,沉積物是磷支出的重要方式。而在收獲的漁獲物氮、磷支出中，中華絨螯蟹是主要方式，而羅氏沼蝦由于其放養(yǎng)密度不同，氮、磷支出的比例差異較大，其占比均為T3>T2>T1。

表3 不同套養(yǎng)密度下池塘氮、磷支出占比Tab.3 Output of nitrogen and phosphorous in ponds with different densities

2.3 不同套養(yǎng)密度下池塘氮、磷利用率及排污系數(shù)

不同套養(yǎng)密度下池塘氮、磷利用率見表4所示。T1氮的絕對和相對利用率略高于T2，差異不顯著，而磷的絕對和相對利用率略低于T2差異不顯著，表明T1和T2在氮磷利用率方面差異不大。而T3氮、磷的絕對和相對利用率均顯著低于T1和T2，表明在氮磷利用率方面T3明顯較弱。不同套養(yǎng)密度池塘氮、磷排污系數(shù)見表5所示。T1池塘氮、磷排污系數(shù)略低于T2池塘，差異不顯著，而T3池塘氮、磷排污系數(shù)顯著高于T1和T2池塘。

表4 不同套養(yǎng)密度池塘氮、磷利用率Tab.4 N and P utilization efficiency of harvested products in ponds with different densities

表5 不同套養(yǎng)密度池塘排污系數(shù)Tab.5 Pollution discharge coefficient in ponds with different densities

2.4 不同套養(yǎng)密度下池塘養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益

不同套養(yǎng)密度下池塘養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益見表6。由表中可以發(fā)現(xiàn)不同密度池塘僅羅氏沼蝦產(chǎn)量出現(xiàn)顯著差異。由于羅氏沼蝦苗放養(yǎng)密度不同，其投喂的飼料量不同，因此T1、T2和T3的池塘成本分別為9 200、10 300和11 600元/667 m。根據(jù)當(dāng)年中華絨螯蟹平均價格為120元/kg；日本沼蝦平均價格70元/kg；羅氏沼蝦平均價格120元/kg，全年T1、T2、T3池塘每單位面積利潤分別為7 881、8 536、8 178元。

表6 不同套養(yǎng)密度池塘每畝經(jīng)濟(jì)效益Tab.6 Input cost of ponds with different densities

3 討論

3.1 套養(yǎng)密度對羅氏沼蝦生長影響

本研究發(fā)現(xiàn)套養(yǎng)密度會影響羅氏沼蝦的生長，低密度套養(yǎng)下，羅氏沼蝦其體重和體長增長速度明顯高于高密度套養(yǎng)。有可能由于羅氏沼蝦和中華絨螯蟹生長環(huán)境存在競爭關(guān)系，其套養(yǎng)的密度小，生長空間相對較大，利于羅氏沼蝦的生長。該結(jié)果與張國新研究的不同養(yǎng)殖密度對南美白對蝦生長的影響結(jié)果相同，故在套養(yǎng)密度選擇中，不應(yīng)過分追求產(chǎn)量，還需保證一定的密度，提高羅氏沼蝦的品質(zhì)。

3.2 不同套養(yǎng)密度下氮、磷收支差異

飼料是該養(yǎng)殖池塘氮、磷輸入的主要來源。該結(jié)果低于戴修贏等得出的河蟹養(yǎng)殖池塘中飼料氮磷占比超過95%，這是由于本研究在計(jì)算過程中計(jì)算了水體輸入的氮、磷，所以本研究結(jié)果較低。本研究中的中華絨螯蟹苗、日本沼蝦和羅氏沼蝦苗統(tǒng)一計(jì)算為苗種，T1、T2和T3的苗種占氮總收入的(4.19±0.27)%、(5.26±0.35)%和(6.18±0.41)%，占磷收入的(2.73±0.18)%、(3.90±0.30)%和(4.88±0.29)%。從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)不同套養(yǎng)密度下，放養(yǎng)苗種輸入的氮、磷占池塘氮、磷總輸入的比例由于放養(yǎng)的種類和規(guī)格不同而存在差異，從而改變其他組分占比，然而不同密度下飼料占總氮和總磷輸入的比例差異不大，這表明雖然密度不同，但其所需消耗的飼料占比差異不大。

水生植物是該養(yǎng)殖池塘氮、磷支出的主要方式，該結(jié)果與陳東興研究的河蟹池塘中水草是氮、磷支出的主要方式相同。對比排水和進(jìn)水的氮、磷含量發(fā)現(xiàn)，兩組差異較小，表明整個養(yǎng)殖過程對外界增加的排放污染較少，其水中大部分氮、磷均被水草所吸收，表明中華絨螯蟹-日本沼蝦池塘套養(yǎng)大規(guī)格羅氏沼蝦是一種清潔的養(yǎng)殖模式。將中華絨螯蟹、日本沼蝦和羅氏沼蝦統(tǒng)一計(jì)算為漁獲物，T1、T2和T3的漁獲物占氮總支出的(21.64±0.91)%、(22.40±1.13)%和(21.79±1.00)%，占磷支出的(12.08±0.51)%、(13.31±0.58)%和(13.18±0.60)%。該結(jié)果與魚類池塘養(yǎng)殖中的漁獲物氮、磷支出占比相接近。從結(jié)果中還發(fā)現(xiàn)沉積物中的磷支出占比較高，而氮占比較少，水生植物中的氮支出要高于磷支出占比，這可能由于投入飼料中氮磷比較低，達(dá)不到植物吸收的理想氮磷比，導(dǎo)致磷過剩沉積。此外，在池塘氮、磷支出途徑中還存在N的揮發(fā)、反硝化脫氮以及N、P的滲漏等其他形式的支出途徑。

3.3 不同套養(yǎng)密度下生態(tài)效益差異

中華絨螯蟹-日本沼蝦池塘套養(yǎng)大規(guī)格羅氏沼蝦養(yǎng)殖模式中的漁獲物氮、磷利用率分別在(15～20) %和(8～12) %，該結(jié)果與其他池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖的氮、磷利用率差異不大。而在水生植物大量消耗氮、磷的前提下，還能保持該水平利用率，表明該養(yǎng)殖模式清潔高效。比較各套養(yǎng)密度下的氮、磷利用率和排污系數(shù)發(fā)現(xiàn)T1和T2的氮、磷相對和絕對利用率差異不大，均高于T3；T1池塘的氮、磷排污系數(shù)最低，T2略高，T3顯著高于T1和T2。從該結(jié)果可發(fā)現(xiàn)T1對環(huán)境影響最低，T2略高于T1，但差異不大。

3.4 不同套養(yǎng)密度下經(jīng)濟(jì)效益差異

中華絨螯蟹-日本沼蝦池塘套養(yǎng)大規(guī)格羅氏沼蝦單位面積均利潤可達(dá)7 500元以上，比傳統(tǒng)中華絨螯蟹-日本沼蝦套養(yǎng)池塘增加2 000元以上，增加了養(yǎng)殖戶收益。分析不同套養(yǎng)密度池塘經(jīng)濟(jì)效益可以發(fā)現(xiàn)，T1由于產(chǎn)量低于T2和T3，故其單位面積均效益要低于T2和T3，而T3的收益的增加沒有成本投入的增加大，這可能是由于漁獲物的存活率、生長速度等因素造成，這一結(jié)果符合上述羅氏沼蝦生長情況以及氮磷利用率結(jié)果。因此，三種密度下，T2的經(jīng)濟(jì)效益最高。

4 結(jié)論

結(jié)合生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)現(xiàn)，T2的單位面積均效益最高，其氮、磷利用率不低于T1，排污系數(shù)不高于T1。T2在保證高利潤的前提下，氮、磷利用率高，對環(huán)境污染增加不大。因此，T2的密度最為適宜。綜上所述，中華絨螯蟹-日本沼蝦套養(yǎng)羅氏沼蝦的最佳密度為每667 m投放80～100 只/kg的中華絨螯蟹10 kg，800～1 000 只/kg的日本沼蝦15 kg和75～80只/kg的大規(guī)格羅氏沼蝦15 kg。