不同养殖密度对脊尾白虾生长和水体氨氮含量的影响

李志辉，马杭柯，张 培，徐莞媛，孙金秋，阎斌伦，张庆起，高 焕

（1．江苏省海洋生物技术重点实验室，淮海工学院海洋生命与水产学院，连云港 222005；2．江苏省海洋资源开发研究院，连云港 222005；3．江苏省农业种质资源保护与利用平台，南京 210014；4．连云港赣榆佳信水产开发有限公司，连云港 222100）

工厂化养殖通过建立相对密封的养殖环境，在为水生动物提供了最佳生长条件的同时可实现更高密度的养殖，从而在单位水体中获得更高的养殖产量［1］。工厂化养殖条件下，因养殖密度较高，势必会增加水体氨氮含量的积累速率进而引起水生动物免疫力下降、生长速度减缓［2］。氨氮作为水产养殖环境中重要的环境污染因子之一，主要通过影响养殖生物的变态、组织结构、活动频率、摄食、能量分配等方面来影响养殖生物的生长发育［3－4］。研究表明，不同养殖生物对氨氮的耐受性不同。对于脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda）成体而言，氨氮对脊尾白虾的96 h半致死浓度为120．86 mg·L－1，而氨氮对凡纳滨对虾 （Penaeus vannamei）、斑 节 对 虾 （Penaeus monodon）和墨吉对虾 （Fenneropenaeus merguiensis）成体的96 h半致死浓度分别为26．67 mg·L－1、29．94 mg·L－1和 310 mg·L－1［5－8］，表明脊尾白虾对氨氮的耐受性相对较高。因此，阐释高密度条件下养殖水体氨氮含量变化规律对于优化高密度养殖条件设置，以提高养殖对象的生长速度和存活率都是非常必要的。

脊尾白虾作为我国特有的经济水产品种，由于具有繁殖能力强、生长速度快和适宜生长季节长等优点，近年来广受关注［9－10］。目前，脊尾白虾养殖的相关研究主要集中在池塘养殖、饵料营养［11－12］、人工繁育［13］、环境因子［14］以及功能基因的克隆和表达分析等方面［15－16］。然而随着工业化发展，在我国沿海地区可用的人工养殖水体面积已日趋减少，因此提高单位面积产量的工厂化养殖已成为脊尾白虾等水产品种扩大养殖规模的必由之路。迄今，关于脊尾白虾工厂化高密度养殖条件下水体氨氮含量变化规律以及相应脊尾白虾生长状况的研究尚少见报道。因此，本文选择脊尾白虾作为实验材料，探讨脊尾白虾不同养殖密度条件下水体氨氮含量变化规律，并通过测定脊尾白虾实验期间生长量和存活率了解其生长状况，以期为脊尾白虾工厂化养殖提供参考。

1 材料与方法

1．1 实验材料

2017年3月从连云港赣榆佳信水产开发有限公司挑选体长（6．5±0．2）cm、活性较好、性成熟的雌雄脊尾白虾，在实验室循环水系统中进行养殖交配繁殖，将培育的仔虾用于实验。种虾养殖管理：每天早上8∶00和晚上18∶00各投喂1次颗粒饵料（粗蛋白≥42．0%、粗纤维≤7．0%、粗脂肪≥4．0%、粗灰分≤15．0、总磷 0．90% ～1．45%、赖氨酸≥2．2、水分≤12．0），投喂量为虾总体质量的5%，投喂后的1．5 h清除残饵，连续充气。养殖期间水温维持在23～26℃、盐度保持在26、溶氧量不低于5 mg·L－1、pH维持在 7．5～8．5。

1．2 实验设计

实验设计4个密度水平，根据江苏地区脊尾白虾养殖经验，该虾室外池塘单养的亩产量可达300 kg·亩－1（约为 150尾·m－3），因此本研究设置600尾·m－3、900尾·m－3、1 200尾·m－3、1 500尾·m－34个养殖密度，每个密度组设置3个重复。幼体发育20 d后，挑选体质量为（0．092±0．004）g的脊尾白虾仔虾进行实验，实验在斑马鱼养殖系统（玻璃缸规格为：40 cm×20 cm×22 cm）中进行，实验周期为1个月。每天早上对养殖水体的温度、盐度、pH及氨氮含量进行测量，温度、盐度、pH分别用便携式温度计、盐度计、pH计测定，氨氮含量的检测采用次溴酸钠法（海洋监测规范 GB 17378．4-2007）。实验结束后，测量每组脊尾白虾体长、体质量和存活数量，用于计算特定生长率和存活率。

养殖管理：每天投喂3次颗粒饵料（8∶00、12∶00、18∶00），日投喂量占虾体质量的 5% ～10%，每次投喂1．5 h后观察饵料剩余程度，下次投喂时适量的增加或减少投喂量，尽量保证养殖水箱内无饵料剩余；每天定时清除残饵，并进行适量的换水，换水量在10%～20%左右；并24 h连续充气，提供充足氧气。

1．3 数据分析

脊尾白虾生长评定指标选择特定生长率（specific growth rate，SGR）、存活率（survival rate，SR）。计算公式如下：

式中，Wt是实验结束时脊尾白虾的平均体质量（g），W0是实验前脊尾白虾的平均体质量（g），St是实验结束时脊尾白虾存活数量（尾），S0为实验前投放脊尾白虾数量（尾），t为实验周期（d）。

实验结果数据用平均值±标准差方式来表示，使用EXCEL对数据进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2．1 不同养殖密度对脊尾白虾生长和存活率的影响

由表1可知，在600～1 500尾·m－3养殖密度条件下，各组脊尾白虾特定生长率具有显著性差异（P＜0．05），即随着养殖密度的升高，脊尾白虾特定生长率不断降低。养殖密度为600尾·m－3时，特定生长率最大，为5．40%，而1 500尾·m－3组特定生长率最低，为3．63%。

表1 不同养殖密度对脊尾白虾的特定生长率的影响Tab．1 Effects of different stocking densities on the specific grow th rate of Exopalaemon carinicauda

由表2可以看出，脊尾白虾存活率随养殖密度的升高，总体呈现降低的趋势。养殖密度为600尾·m－3和900尾·m－3两组之间存活率差异性不显著（P＞0．05）；900～1 500尾·m－3养殖密度条件下，各组脊尾白虾存活率存在显著性差异（P＜0．05），其中养殖密度 900尾·m－3时存活率最高（86．67%），养殖密度1 500尾·m－3时存活率最低（72．22%）。

表2 不同养殖密度对脊尾白虾存活率影响Tab．2 Effects of different stocking densities on the survival rate of Exopalaemon carinicauda

2．2 不同养殖密度条件下水体氨氮含量变化规律

不同养殖密度条件下水体氨氮含量变化规律如图1所示。实验养殖1个月周期内，4种养殖密度（600尾·m－3、900尾·m－3、1 200尾·m－3、1 500尾·m－3）条件下水体氨氮含量平均值分别为 0．61 mg·L－1、0．85 mg·L－1、1．15 mg·L－1、1．49 mg·L－1，水体氨氮含量随养殖密度的增大逐渐增加。实验4 d后，各养殖密度组之间水体氨氮含量差异逐渐明显（P＜0．05）。不同养殖密度组中水体氨氮含量随养殖时间的延长均逐渐增加，水体氨氮积累速率表现为前期（0～8 d）慢，中期（8～20 d）快，后期（20～28 d）减缓。

图1 不同养殖密度对水体氨氮含量的影响Fig．1 Effects of different stocking densities on the concentrations of ammonia nitrogen in Exopalaemon carinicauda culture water

3 讨论

3．1 不同养殖密度对脊尾白虾生长的影响

目前，关于养殖密度对对虾生长发育的影响研究较多。研究表明，高养殖密度对对虾的生长具有明显的抑制作用，且养殖周期越长，抑制效果越显著［17］。因此，常可以观察到随着养殖密度的升高，对虾的生长速度和存活率下降的现象［18－19］。衣萌萌等［20］研究表明，养殖密度的升高导致对虾种内竞争加剧和活动频率增加，进而消耗更多的能量用于获取食物，致使机体能耗增加，而用于摄食与生长的能量分配比例降低，导致生长速度减缓。沈辉等［21］通过观察不同养殖密度条件下脊尾白虾的行为表现，发现脊尾白虾的相残率随饵料投喂间隔时间的延长和养殖密度的增加而升高，尤其是蜕皮期的脊尾白虾更容易被捕食。本研究结果显示，随养殖密度的增加，脊尾白虾特定生长率和存活率显著降低，这与上述研究结果一致，从而进一步证明随养殖密度的升高，脊尾白虾种内竞争加剧，导致其特定生长率和存活率降低。

本实验中，在低密度（600尾·m－3）养殖条件下，脊尾白虾特定生长率和存活率均最高，但低密度养殖成本较高，空间利用率低；在高密度（1 500尾·m－3）养殖条件下，虽可以充分利用养殖空间，但是高密度养殖会加剧种内生存竞争，导致死亡率较高。因此，从生产效益等方面考虑，脊尾白虾在900～1 200尾·m－3密度条件下养殖较为适宜。

3．2 不同养殖密度条件下水体氨氮含量变化规律

氨氮作为水产养殖过程中重要的环境指标之一，对养殖对象的生长发育具有很大的影响作用，因此，掌握水体氨氮含量变化趋势，及时调节水质，降低水体氨氮含量，可以在很大程度上提高养殖动物机体免疫力和存活率［22］。邱德泉等［23］研究表明，随对虾养殖周期的延长，水体中有机物含量先升高，达到一定水平后维持稳定，表明水体氨氮含量会随养殖周期的延长先升高后保持平稳。本实验结果表明：随养殖密度的升高，水体氨氮含量会逐渐升高。由于养殖密度的增高，饵料投入量随之增加，粪便等有机物数量同时增多，因此水体有机物随养殖时间的延长积累量也逐渐增多，这些有机物经微生物分解脱氨产生氨氮，导致养殖密度越高、养殖时间越长，水体氨氮含量越高。此外，实验中还发现到养殖后期，水体氨氮积累速率有所下降，这可能是因为氨氮含量的升高会抑制脊尾白虾的呼吸，导致其机体新陈代谢速率减缓，使机体氨氮排放量降低，加上水体中的微生物也会降解部分氨氮，因此氨氮积累速率随之下降。张吕平等［24］研究表明，凡纳滨对虾在70尾·m－3、100尾·m－3、120尾·m－3、150尾·m－34个养殖密度条件下，各组之间水体氨氮含量没有显著性差异，而本实验在4个养殖密度之间水体氨氮含量存在显著性差异，可能因为本实验设置的养殖密度要远高于上述实验设置的养殖密度，加上养殖个体大小、养殖管理方式不同，造成实验结果有所差别。

氨氮含量的升高会降低生物体的免疫能力，损伤机体组织器官，尤其是鳃组织，导致其生长速度减缓，甚至使水生动物发生死亡［25－26］。本实验中发现，随着脊尾白虾养殖密度的增加，水体氨氮含量显著升高，而脊尾白虾生长速度和存活率逐渐降低，进而证明氨氮对脊尾白虾的生长具有抑制作用。因此在实际养殖过程中，应对水体氨氮含量进行全天候检测，严格控制水体氨氮浓度，以保持养殖的成功率。