Ca2+、Mg2+和养殖密度对脊尾白虾生长的影响

李光光，王 玉，段健诚，王林华，邓高威，高 焕,2,3，张庆起，阎斌伦,2,3

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

脊尾白虾(Exopalaemoncarinicauda)又称小白虾、迎春虾和五须虾，是我国特有的养殖经济虾类，其分布范围较广，在我国东部沿海均有分布。因其生长速度快，抗病能力强，在我国的养殖规模已经达到1×104hm2[1]，成为东部沿海咸水、半咸水池塘养殖的重要混养品种之一。随着沿海养殖池塘受到工业化用地等因素的制约，单靠增加养殖面积来提高脊尾白虾养殖产量已不能完成，因此探讨高密度、高产出的工厂化养殖模式已经成为未来的发展趋势。影响虾类工厂化养殖成功率的因素很多，如温度、盐度、溶解氧、pH、Ca2+和Mg2+质量浓度等。不同种类的虾对这些因素的适应性有差别，如凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)的最佳生长盐度约为21[2]，中国明对虾(Fenneropenaeuschinensis)的最佳生长盐度约为23[3]；凡纳滨对虾的最适生长温度为30～33 ℃[4]，中国明对虾的最佳生长温度为29.7 ℃[5]。只有找到最适宜的工厂化养殖条件才能最大程度地提高各个养殖品种的养殖收益。

通常温度和盐度对虾类的生长影响最大，但已有的研究表明，水体中的Ca2+和Mg2+含量对虾类的生长也有一定的影响。钙在虾类周期性的退壳过程中至关重要[6]，而镁对维持一些广盐性虾类的渗透压[7-8]具有重要作用，因此水中必须保证一定的Ca2+和Mg2+含量更有利于虾类的存活和生长，如凡纳滨对虾Ca2+质量浓度100 mg/L、Mg2+质量浓度300 mg/L，ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3时，特定生长率和成活率较高[9]。但在脊尾白虾中这些因素的水平及其搭配比例尚未明确。笔者运用正交试验设计方法研究不同Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度组合对脊尾白虾生长的影响以及这3种因素之间的关系，以期为完善脊尾白虾工厂化养殖相关基础理论知识和指导养殖实践提供帮助。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用虾为实验室自繁脊尾白虾仔虾，体长(2.1±0.2) cm，体质量(0.175±0.065) g。试验容器为50 cm×40 cm×30 cm的50 L水槽，盐度22，温度25 ℃，pH 8.0±0.2。饵料为凡纳滨对虾0号配合饲料(广东海大集团股份有限公司)。试验用水：无Ca2+、Mg2+海水素(青岛通用海大海水素厂)，氯化钙，氯化镁(分析纯，上海沪试实验室器材股份有限公司)，去离子水，调配到试验所需的盐度和Ca2+、Mg2+质量浓度。

1.2 研究方法

1.2.1 环境因子的条件控制

试验组1、2、3、4、5、6、7、8、9用氯化镁和氯化钙分别将Ca2+、Mg2+调配到试验所需质量浓度(表1)。Ca2+、Mg2+质量浓度的测定采用EDTA滴定法(GB/T 33584.1—2017)。用加热棒控制温度。

1.2.2 饲养管理

每日8:00和18:00投喂凡纳滨对虾0号配合料。投饵率为体质量的3%，8：00投喂量占40%，18：00投喂量占60%。每日8：00投喂前清理残饵并补充蒸发损失的水分。试验周期为30 d。

1.2.3 Ca2+、Mg2+质量浓度的设定以及正交试验设计

2018年10月31日测得连云港柘汪港区域海水Mg2+质量浓度为960 mg/L,Ca2+为320 mg/L，参考自然海水Ca2+、Mg2+含量，本试验共设置Mg2+质量浓度、Ca2+质量浓度和养殖密度3个因素，每个因素各设3个水平，分别为：300、600、900 mg/L(Mg2+)，100、200、300 mg/L(Ca2+)，200、400、600尾/m3(养殖密度)。本试验所用容器为50 L，故200、400、600尾/m3对应的样本数分别为10、20、30尾，设置平行1个。

1.2.4 数据处理

观察并记录试验组脊尾白虾的活动情况，以特定生长率和成活率作为最终结果来衡量Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度对脊尾白虾生长的影响。利用正交设计助手Ⅱ专业版软件(V3.1专业版)进行数据分析。

式中，RSG为特定生长率(%/d)，RS为成活率(%)，mt为试验结束时脊尾白虾的平均体质量(g)，m0为试验前脊尾白虾的平均体质量(g)，nt为试验结束时脊尾白虾的存活数量(尾)，n0为试验前投放脊尾白虾数量(尾)，t为试验周期(d)。

2 结 果

2.1 Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度对脊尾白虾特定生长率的影响

根据正交设计表，输入正交试验结果，分别得出Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度对脊尾白虾特定生长率直观性分析(表1)和方差分析(表2)。特定生长率直观性分析表中，极差大小说明相应因素的重要性，极差越大，说明此因素不同水平间的变动对试验结果影响很大，是主要因素，因此影响特定生长率因素重要性顺序分别为：养殖密度>Mg2+质量浓度>Ca2+质量浓度。所以，养殖密度是影响特定生长率的主要因素。由表1可见，当Mg2+质量浓度600 mg/L、Ca2+质量浓度300 mg/L、养殖密度200尾/m3时特定生长率最高。Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度对脊尾白虾特定生长率方差分析见表2。方差分析表明，Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度各因素的各个水平间的差异均不显著(P>0.05)。

表1 特定生长率正交直观性分析Tab.1 The orthogonal intuitive analysis of specific growth rate

(续表1)

表2 特定生长率正交方差分析Tab.2 The orthogonal analysis of variance of specific growth rate

2.2 Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度对脊尾白虾成活率的影响

根据正交设计表，输入正交试验结果，分别得出Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度对脊尾白虾成活率直观性分析(表3)和方差分析(表4)。同理极差值越大，表明此因素不同水平间的变动对试验结果影响很大，是主要因素，因此影响成活率的因素重要性顺序为：Mg2+质量浓度>Ca2+质量浓度>养殖密度。所以，Mg2+质量浓度是影响成活率的主要因素。由表3得知，当Mg2+质量浓度300 mg/L、Ca2+质量浓度100 mg/L、养殖密度400尾/m3时成活率最高。Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度对脊尾白虾成活率方差分析见表4。方差分析表明，Ca2+、Mg2+质量浓度和养殖密度各因素的各个水平间的差异不显著(P>0.05)。

表3 成活率正交直观性分析Tab.3 The orthogonal intuitive analysis of survival rate

(续表3)

表4 成活率正交方差分析Tab.4 The orthogonal analysis of variance of survival rate

结合表2和表4得出结论：Mg2+质量浓度300 mg/L、Ca2+质量浓度为100 mg/L、密度600尾/m3是最佳组合。

3 讨 论

3.1 Ca2+、Mg2+对脊尾白虾生长和成活率的影响

Ca2+、Mg2+是构成天然水硬度的主要离子，其他多价金属离子(Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+)在天然水体中含量较少，在构成水硬度上可以忽略不计，因此通常均以Ca2+、Mg2+含量来计算水的硬度。淡水养殖生产用水要求有一定的硬度，即要求水中要有一定量的Ca2+、Mg2+；海水养殖虽然对水硬度没有提出要求，但是在使用地下井盐水进行海水虾类养殖时，必须重视水的硬度，尤其是Ca2+、Mg2+含量的比例[10]。不同物种，对Ca2+、Mg2+硬度的要求是不同的，如凡纳滨对虾在Ca2+质量浓度50～350 mg/L、Mg2+质量浓度100～900 mg/L时特定生长率和成活率较高[11]，而长毛对虾在Ca2+质量浓度292.6 mg/L、Mg2+质量浓度877.8 mg/L时特定生长率和成活率较高[12]；同时不同物种，对Ca2+、Mg2+硬度比的要求也不同，如上所述凡纳滨对虾、长毛对虾在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2.5～1∶3[11]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3～1∶3.15[12]时特定生长率和成活率较高。作为甲壳类生物，其甲壳的主要成分即由钙、镁等元素组成，而且甲壳类生物一生需要多次脱壳才能生长，每次脱壳都要损失掉很多钙、镁元素。如凡钠滨对虾钙、镁占虾壳干质量的19.6%、1.05%[13]。目前，关于虾类养殖中所需Ca2+、Mg2+质量浓度及其比例的研究已有诸多文献报道，如黄金米虾在Ca2+、Mg2+总质量浓度105 mg/L时特定生长率较高和成活率最大[14]，中国明对虾生存的最佳范围是Ca2+、Mg2+质量浓度690 mg/L[15]，而凡纳滨对虾在Ca2+质量浓度390 mg/L、Mg2+质量浓度1200 mg/L时成活率和特定生长率最高[16]；同时如上所述，黄金米虾、中国明对虾、凡纳滨对虾在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3[14]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3～1∶1时[15]、ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶3.1[16]时特定生长率和成活率较高。

可见不同虾类对Ca2+、Mg2+质量浓度及其比例要求并不相同。本试验结果显示，Ca2+质量浓度300 mg/L、Mg2+质量浓度600 mg/L时脊尾白虾特定生长率最高；Ca2+质量浓度100 mg/L、Mg2+质量浓度300 mg/L脊尾白虾成活率最高。由此可见，与上述虾类相比，脊尾白虾生长对Ca2+、Mg2+比例的要求更大。这可能与脊尾白虾的生长特性有关，脊尾白虾一生要蜕皮多次，根据养殖观察，脊尾白虾由仔虾到性成熟蜕皮共15次，因此对Ca2+、Mg2+质量浓度和比例要求更高。事实上，在ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2时，脊尾白虾的特定生长率最高。这也印证了ρ(Ca2+)∶ρ(Mg2+)=1∶2是适合脊尾白虾生长的比例。

3.2 养殖密度对脊尾白虾生长和成活率的影响

目前已有养殖密度对虾类生长和成活率影响的相关报道。如罗氏沼虾成活率和增长率随着养殖密度的增加而降低[17]。高密度养殖造成特定生长率和成活率降低，水质恶化是其中原因之一[18]，另外的原因是高密度增加了个体间的接触打斗，争夺空间和饵料，同时造成用于生长的能量减少[19]。本试验结果表明，脊尾白虾特定生长率随着养殖密度的增加而减小，与以上研究结果相同。通过表4得知养殖密度对脊尾白虾的成活率影响并不明显，造成这种结果的原因可能是本试验的养殖密度设计低于脊尾白虾的工厂化养殖密度(900～1200尾/m3)[20]，另外可能受Ca2+、Mg2+质量浓度梯度和试验误差的影响。通过表2和表4分析本试验结果，综合考虑经济效益和养殖空间的充分利用，建议在Mg2+质量浓度300 mg/L、Ca2+质量浓度100 mg/L、养殖密度600尾/m3的条件下养殖脊尾白虾。

4 结 论

笔者研究了钙、镁离子含量和养殖密度对脊尾白虾生长的影响，试验结果表明，影响脊尾白虾特定生长率因素重要性顺序分别为：养殖密度>Mg2+质量浓度>Ca2+质量浓度，影响脊尾白虾成活率的因素重要性顺序为：Mg2+质量浓度>Ca2+质量浓度>养殖密度。综合考虑经济效益和养殖空间的充分利用，建议在Mg2+质量浓度300 mg/L、Ca2+质量浓度100 mg/L、养殖密度600尾/m3的条件下养殖脊尾白虾。