不同养殖模式下水质及牙鲆生长状况分析

宋 宏，刘海金，宋立民，王桂兴

（1.上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306；2.中国水产科学研究院北戴河中心实验站，河北 秦皇岛 066100；3.中国水产科学研究院资源与环境研究中心，北京 100141）

近年来我国的海水鱼类养殖业的不断发展，形成了北方以工厂化为主，南方以网箱为主的养殖热潮，成功开辟了海水鱼类养殖主流产业，尤其是鲆鲽类的养殖，产生了巨大的经济和社会效益［1］.牙鲆（Paralichthys olivaceus），属 蝶 形 目 （Pleumnetiformes），鲆科（Bothidae），牙鲆属（Paralichtys）［2］.又名偏口、牙鳎、牙片，在南方俗称左口、皇帝鱼、比目鱼，其肉质鲜美，营养丰富，生长较快，经济价值高，已成为各国的主要养殖对象［3－6］.近年来，由于外海水污染加剧、地下海水资源匮乏和疾病的不断增加，牙鲆的养殖模式逐渐由开放式流水养殖转向为换水养殖.这种养殖模式下，一般采用液氧或者大功率鼓风机直接向养殖水体提供充足的氧气；相对于开放式流水养殖而言，更容易产生和积累氨氮，已经成为牙鲆养殖的潜在威胁因素［7］，而开放式流水养殖是工厂化养殖初级阶段，用水量过大，水质处理简单，不仅造成了水资源的浪费，而且容易污染环境.随着牙鲆工厂化养殖规模不断扩大，采用哪种养殖模式，如何改进养殖技术，提高养殖效益，已经成为一个关键问题.

本研究拟对不同养殖模式下牙鲆养殖水体水质及牙鲆生长状况进行了比较分析，旨在为牙鲆的科学养殖提供一定的基础数据和理论支持.

1 材料与方法

1.1 试验时间及地点

试验在中国水产科学研究院北戴河中心实验站良种场进行；试验时间为2013年7～9月.

1.2 试验鱼及养殖条件

试验用鱼为同一家系50日龄的牙鲆，体长为3～4cm，平均体质量在1.0g，放入3m3圆形的玻璃钢水槽中喂养.为了减少环境条件的差异，各水槽养殖密度均为100尾／m3，大概10d倒池1次，同时统计数量，保持每个槽子牙鲆养殖密度大体相同.每天上午7∶00投饵1次，投喂饵料种类、投饵方法及投饵量均相同.池水是经过沙滤的外海水（基本参数见表1，是试验期间随机抽取10次的数据）.每天上午11∶00换水1次，换水量大约为养殖水体2倍.

表1 2013年7～9月北戴河外海水质相关指标Tab.1 Pertient oceanographic indexes in Beidaihe from July to September of 2013

1.3 养殖模式

牙鲆养殖用水流程为：外海水→砂滤罐（一级过滤）→沙滤池（二级过滤）→鱼池（用7.5kW的罗茨鼓风机充氧，每个水槽有3～4个散气石）→流出.模式一：流水式养殖模式是每天换水后不停水一直流水（经过二级过滤新的外海水），流水量为0.7m3／h；模式二：半流水养殖模式是每天换完水后停水投饵后再流水（经过二级过滤新的外海水），流水量为0.7m3／h；模式三：换水养殖模式，每天换完水后停水直到下一次换水.3种模式各取3个水槽作为平行实验池.

1.4 水质测量和数据处理

试验期间，对3种养殖模式水质每10d内随机抽取3次进行测量.每次测量时间段为换水后到下次换水前，每2h对pH、氨氮、NO2－测定1次，每1h对溶解氧测定1次，ORP、电导率、Fe2＋、Mn2＋换水前后水各检测1次.用HQ40d测试仪（美国产）检测溶解氧（DO）、pH、电导率［8］、氧化还原电位（ORP）.营养盐、盐度等均按国家海洋局1991年《海洋监测规范》［9］采用仪器 DR／890（美国产）测定.铁锰检测根据GB11911－89用仪器DR／890测定.采用EXCEL软件处理随机抽取测定各项指标，分析其变化规律.

1.5 牙鲆生长状况指标测量

每10d对各个池子养殖的牙鲆随机取样30尾，测量全长和体质量1次，同时每天统计各池的死亡尾数.对用SPSS 13.0软件对不同养殖模式下牙鲆体质量、全长、死亡率等数据进行统计分析.

2 结果与分析

2.1 水质参数变化规律

在试验期间内，3种模式ORP都在137.7～163.6mV 范围内，电导率稳定在49.0mS／cm，Fe2＋变化范围为0.039～0.046mg／L，Mn2＋浓度为0.1mg／L，NO2－N稳定在0.002mg／L.不影响牙鲆的生长.模式一的pH值稳定在（7.70±0.10），基本没有变化.模式二和模式三鱼池pH在换水后是一天内的最大值，为（7.73±0.10），然后缓慢下降到（7.60±0.10），投饵后开始出现差异，模式二4h后上升到（7.71）；模式三4h后下降到一天内最小值7.51（图1）.3种养殖模式的pH值无显著差异（P＞0.05）.

图1 pH变化值与时间的关系Fig.1 The variation of pH relation to time different cultivation patterns

模式一鱼池氨氮一直稳定在（0.13±0.05）mg／L，无显著性变化.模式二和模式三鱼池氨氮在换水后是一天内的最低值，为（0.13±0.05）mg／L，然后缓慢上升，投饵前达到了（0.75±0.05）mg／L.投饵后，模式二氨氮降低较快，4h后达到最小值0.11mg／L；模式三氨氮继续上升4h后到一天内最大值1.19mg／L.随着换水，氨氮的变化规律与前一天一样.投饵后，模式二氨氮值接近模式一，与模式三形成了剪刀状曲线（图2），模式三的氨氮值是模式一、模式二的6.0倍，模式一、二与模式三差异显著（P＜0.05）.

图2 氨氮变化值与时间的关系Fig.2 The variation of ammonia nitrogen relation to time different cultivation patterns

图3 溶解氧变化值与时间的关系Fig.3 The variation of dissolved oxygen relation to time different cultivation patterns

模式一的溶解氧一直稳定在较高的水平，为（7.95±0.50）mg／L，投饵后，下降2%左右，但无明显变化.模式二和模式三鱼池溶解氧在换水后是一天内的最大值（7.82±0.50）mg／L，然后缓慢的下降，6h后稳定在（6.10±0.50）mg／L左右.投饵后，模式二溶解氧开始上升，4h后达到7.80mg／L；模式三溶解氧下降较快，4h后达到一天内的最小值5.71mg／L.随着换水，溶解氧的变化规律与前一天一样（图3）.投饵后，模式二溶解氧接近模式一，与模式三形成了剪刀状曲线（图3），模式一、模式二和模式三溶解氧饱和度分别为95.2%、94.0%、72.8%，模式一、二溶解氧饱和度是模式三的1.3倍，模式一、二与模式三差异显著（P＜0.05）.

2.2 不同养殖模式牙鲆生长状况的比较

试验期间，模式一、模式二和模式三牙鲆死亡率分别为19.6%、20.2%和40.6%.从表2可见：模式一和模式二养殖的牙鲆在50～150日龄全长、体质量无显著差异（P＞0.05）.模式一、二与模式三的牙鲆50～140日龄全长无显著差异（P＞0.05），150日龄差异显著（P＜0.05）；50～80日龄体质量无显著差异（P＞0.05），90～150日龄差异显著（P＜0.05）（表2）.3种模式下牙鲆生长曲线显示，120日龄时全长开始出现差异，130日龄以后，差异显著；体质量70日龄时出现差异，90日龄以后差异显著.

表2 不同养殖模式下牙鲆全长及体质量的比较Tab.2 Body length and body weight among different breeding patterns

表2 不同养殖模式下牙鲆全长及体质量的比较Tab.2 Body length and body weight among different breeding patterns

同一指标下不同模式数据标有不同小写字母表示组间差异显著（P＜0.05）.

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图4 不同养殖模式下牙鲆全长、体质量与日龄的关系Fig.4 The relationship between bady length，bady weight and days with different reeeding patterns

3 讨论

3.1 水质指标变化规律

在鱼类养殖过程中，尤其是高密度养殖模式下，亚硝酸盐和氨氮会随着养殖时间的增加逐渐积累，当其浓度达到一定值时，不仅会对鱼类产生直接毒害，而且能够诱发多种疾病，成为制约鱼类正常生长的主要因子之一［10－13］.养殖过程中氨氮的主要来源是剩余残饵的分解和鱼类的排泄物［14］，氨氮以非离子氨（NH3）和离子铵（NH4＋）形式存在，其中非离子氨对鱼类有很强的毒性.在不同条件下不断地相互转化成动态平衡，水温和pH值是影响NH3和NH4＋的动态平衡主要的因素［15］.溶解氧是鱼类的生命要素，缺乏时会造成鱼类不适反应，甚至死亡［16］.在鱼类养殖过程中，溶解氧的消耗主要是鱼类的呼吸作用和有机物质的分解［17］.在利用外海水工厂化养殖过程中，水中溶解氧及氨氮的含量是判断水质的标准最为关键的二项指标［3］.

pH值是水质的重要指标.海水养殖pH值一般控制在7.50～8.50，淡水养殖pH值一般控制在6.50～9.00［18］.pH 值过高或过低，对水产养殖动物都有直接的损害，甚至会造成死亡.从试验结果看，三种模式下pH值没有显著性差异，不影响牙鲆生长.

模式一鱼池由于不停流水使氨氮处于较低的水平（0.13±0.05）mg／L，利于牙鲆的生长.模式二、模式三在换水后加入的水对池中氨氮进行稀释使氨氮处于一天中最低［14］.随着牙鲆的排尿、排泄粪便［19］与残饵不断分解［20］，氨氮会持续上升.模式二投饵后通过流水将残饵、牙鲆粪便和尿液排出养殖池外，所以氨氮值处在很低的水平，平均为0.19mg／L；模式三投饵后由于不流水，使养殖池内牙鲆的排泄物及残饵不断积累分解，导致氨氮值较高，平均为1.14mg／L.

有研究表明，大多数养殖鱼类对非离子氨的耐受水平较低，在0.1～0.3mg／L，可以使鱼产生胁迫反应［16］.养殖水体中氨氮的浓度增加会抑制水生动物自身氨的排泄，使血液和组织中氨的浓度升高，降低血液载氧能力，血液中CO2浓度升高［20］.养殖水体中离子铵（NH4＋）允许最高浓度不超过5mg／L，而非离子氨（NH3－N）允许最高浓度仅为0.1mg／L，达到0.289mg／L时鲤鱼全部死亡；达到0.46mg／L时罗非鱼会全部中毒；达到0.97mg／L时草鱼鳃、肝、肾明显受到损伤，生长受到限制［20－23］.我国《渔业水质标准 GB 11607－1989）》［24］中规定 NH3浓度≤0.02mg／L时，对鱼类生长、繁殖等生命活动不会产生影响.氨氮对鱼类的毒性是由于它们进入血液后，将血红蛋白分子的Fe2＋氧化成为Fe3＋，抑制了血液的载氧能力所致，严重时可引起鱼类窒息、死亡；氨氮主要是侵袭粘膜，特别是鱼鳃表皮和肠粘膜，其次是神经系统，使鱼类肝肾系统遭受破坏，引起体表及内脏充血、肌肉增生及出现肿瘤，严重的发生肝昏迷以致死亡；即使是低浓度的氨，长期接触也会损害鳃组织，出现鳃小片弯曲、粘连或融合现象［15］.与模式三相比，模式一和模式二牙鲆处于低氨氮值条件下摄食，同时不会积累大量的氨氮而中毒，利于牙鲆的生长.

模式一的溶解氧一直维持在（7.95±0.50）mg／L，利于牙鲆生长.模式二、模式三鱼池溶解氧投饵前变化规律一致.投饵后，模式三的溶解氧饱和度由76.9%上升到97.5%，上升1.3倍；模式三溶解氧饱和度由77.5%下降到71.4%，下降了1.1倍，这主要是牙鲆摄食后消耗氧气所致.活动性强的鱼、虾耗氧率高，比如日本对虾体质量为3.1g的个体，静 止 时 为 193mg／（kg·h），活 动 时 为 626 mg／（kg·h）［24］，牙鲆虽然没有类似资料，但是预测与对虾有类似的变化趋势.模式二由于投饵后流水，所以使鱼池溶解氧没有下降，反而不断地增加.

溶解氧是衡量水体环境质量的重要指标之一，它可以直接反映生物的生长状况和水体的污染程度.一般来说，水体中溶解氧的含量低于5mg／L时，便会对水生生物的生存产生不良影响，低于2mg／L时会导致鱼类窒息死亡，大多数藻类也无法存活［26］.Schuble等［27］把低氧的标准定义为溶解氧含量低于3mg／L.与模式三相比，模式一和模式二在牙鲆摄食时提供了更加充足的溶解氧，利于牙鲆摄食和消化.

3.2 不同模式下牙鲆的生长

试验期间，模式三养殖牙鲆的死亡率与模式一和模式二相比分别是其2.1倍、2.0倍.3种模式下养殖牙鲆，模式一和模式二全长生长速度和体质量增加速度基本一致.与模式三相比，50～140日龄全长生长速度基本一致，150日龄生长速度要比模式三快；50～80日龄体质量增加速度基本一致，90～150日龄；体质量增加的速度明显大于模式三，这可能是因为吃食和消化吸收不同所导致的.在本实验条件下，模式一和模式二牙鲆生长状况之所以比模式三的好，跟养殖水质密切相关.

对3种养殖模式进行比较，从牙鲆生长状况方面，模式一和模式二的养殖效果基本一致，都优于模式三.模式三养殖的牙鲆死亡率相对较高，生长速度相对较慢.从成本方面，模式二和模式三基本一致都低于模式一.模式一养殖牙鲆不仅需要大量的水资源，造成浪费，而且需要更多的人力、财力，增加了养殖成本.综合分析模式二是三者中最优养殖模式，一方面减少了养殖成本，节约海水资源，低碳环保，利于水产业的可持续发展［28］；另一方面给鱼类摄食和生长提供一个相对舒适、安全的养殖环境，利于其生长.

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