循环水和内循环的南美白对虾标粗试验比较

乔凤禄，徐爱玲，李慧娟，宋琪，蒋敏

（青岛理工大学环境与市政工程学院，山东 青岛 266033）

南美白对虾（Penaeus vannamei）又称凡纳滨对虾，具有耐高温、生长快、抗病力强等优点[1]，为世界虾类养殖产量最高的3大品种之一[2]，其产量占世界养殖总产量的70%[3]。南美白对虾养殖模式经历了池塘养殖、土池精养、高位池精养、大棚工厂化养殖等多个发展阶段，随着养殖规模逐渐扩大，养殖密度越来越高，存在换水量大、发病概率高、操作和管理复杂等问题。

近年来，循环水养殖系统凭借其在水资源消耗、疾病管控和规避生态污染等方面的独到优势而受到研究者的广泛关注。文献［4-5］先后开展了环道式养虾系统的研究，佛罗里达的Wyk等[6]进行了3阶段养虾系统的试验。我国自20世纪末引进国外先进的养虾系统，取得诸多宝贵的经验与成果。谭建等[7]探究了循环水养殖系统在南美白对虾养殖中的应用效果，发现应用循环水养殖系统可以进行高密度对虾养殖。鲍鹰等[8]研究了对虾工厂化循环水养殖中应用生物絮团技术，发现在标粗阶段改用基于生物絮团的养殖模式，能提高工厂化循环水养虾的总体成活率。

现在充分研究对虾生活习性、养殖池空间布局和养殖池微生态的基础上，提出了内循环养殖模式。即将预先挂膜人工基质内置于对虾养殖池水体内，利用养殖池曝气系统实现水体循环，通过在前期人工投加硝化细菌菌剂的方式，强化水体的硝化功能，使人工基质快速挂膜，利用人工基质生物膜实现水质净化和悬浮物去除的凡纳滨高密度养殖方法。通过比较内循环和循环水对虾养殖系统的差异，探究出有益于对虾养殖的最适方法，为今后的水产养殖系统的应用和研究提供思路和理论参考。

1 研究方法

1.1 试验材料和场地

（1）试验虾苗。所用P（5仔虾第5 d）规格虾苗，为海南海壹水产种苗有限公司育苗场培育的进口SPF亲虾的F1代SPF虾苗，虾苗全长为0.45~0.65 cm，经检测，各项指标均符合出苗标准。

（2）试验条件和场地设施。试验地在河南长垣的虾厂，养殖水源为地下深层淡水。试验虾池为水泥池，长4.7 m×宽4.5 m×高1 m。

1.2 试验方法

（1）标粗准备工作。在2019年8月，对厂内水泥池及厂内周边环境进行清洗消毒，安装好曝气管、气石、排污管。放苗前5 d左右，准备蓄水池，曝气，要求达到水质清澈透明的程度。放苗前2~3 d，苗池蓄水（从准备的蓄水池中抽取）水位70 cm，盐度≥1.5%（最好与引苗场的一致），水温25~26℃，pH值为7.5~8.5，ρ（总碱）150~200 mg/L，ρ（溶解氧）≥6.0 mg/L。取水样涂弧菌板检测，未检出黄弧菌、绿弧菌。

（2）虾苗入池。虾苗运输到厂后，苗袋经消毒和过水后，在不解苗袋的情况下放蓄水池水浴30 min，完成虾苗过水阶段。苗池放苗前30 min，水中泼洒维生素C和抗应激药物，然后解开打包袋，让虾苗缓慢进入池水中。在众多虾池中选取4个有代表性的池子，分别标为循环水A1池、循环水A2池、内循环B1池和内循环B2池。放苗密度1万~2万尾/m3，同时相应减少曝气量，5 h后开始逐步升高水温。虾苗入池4 h后，投放孵化好的卤虫。

（3）日常管理。试验期间，根据虾苗的摄食情况，前期每天投喂孵化好的卤虫，之后每天投喂虾奶粉Ⅰ段，其间补充投喂多维、光合菌和EM菌，保证虾苗摄食充足，水质清爽。循环水的池子需每天排污2次，内循环系统需要每天换适量水。排水后加入维生素C，以减少虾苗的应激反应，提高其免疫力。注水后，投入 ρ（NaHCO3）5~8 mg/L，以维持标粗池的总碱度，稳定水质。

（4）指标检测。每天检测池水的温度、溶解氧（DO）、pH值、浊度、盐度、氨氮（NH4+-N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、总氮（TN）和化学需氧量（COD）等指标。异常时每天检测2次，NH4+-N和NO2--N的测定方法参照文献［9］。检测仪器见表1。

表1 检测仪器

续表

2 结果与分析

2.1 日常指标变化

南美白对虾标粗过程中温度随时间的变化见图1。由图1可见，南美白对虾标粗过程中，水池温度呈先升高，后保持稳定，再逐步降低的变化趋势。开始时对温度的要求为25~26℃，然后温度逐步升高，达到并保持在28~30℃，更有利于虾苗的生长，并在14 d左右温度逐步降低，直到分苗前降至25℃。

采用循环水养殖模式的A1和A2池，水温始终相差1~2℃，这是因为要比较同一养殖模式下温度对虾苗标粗结果的影响。发现标粗结束后A2池的对虾生长情况明显好于A1池，说明南美白对虾的标粗的最适宜温度是28~30℃，低于这个温度会使南美白对虾生长变缓慢，但不影响虾的存活。对内循环的B1和B2池比较，可以发现南美白对虾在温度高的B2池生长状况明显好于B1池，这也印证了合适的温度能促进南美白对虾的生长。

图1 南美白对虾标粗过程中温度随时间的变化

南美白对虾标粗过程中ρ（DO）随时间的变化见图2。由图2可见，南美白对虾标粗过程中，不管是循环水还是内循环养殖模式，最适宜虾苗的ρ（DO）为7.5~8.5 mg/L。在虾苗标粗前期，池水的溶解氧是逐步降低的，这是为了使虾苗更好地适应虾池，适当保持虾苗的成活率；在给虾苗投食之后，适当降低虾池的ρ（DO），使虾苗更好地进食，更有利于南美白对虾的生长。

图2 南美白对虾标粗过程中ρ（DO）随时间的变化

南美白对虾标粗过程中pH值随时间的变化见图3。由图3可见，南美白对虾标粗过程中，不管是循环水的模式还是内循环养殖模式，适宜虾苗的pH值为7.8~8.4。池水中决定pH值的因素很多，最主要的是水中游离CO2和碳酸盐的平衡系统以及水中有机质的含量和它的分解条件。标粗过程中pH值指标稍微有所下降，这是因为盐度降低，水中少部分金属离子析出带走OH-，故在pH值降低时补充NaHCO3以维持pH值的稳定。在南美白对虾养殖过程中都要保持pH值的稳定，pH值过高或者过低都会影响虾的生长。pH值过高会造成NH4+-N的升高，对南美白对虾造成损害。

图3 南美白对虾标粗过程中pH值随时间的变化

南美白对虾标粗过程中盐度随时间的变化见图4。由图4可见，南美白对虾标粗过程中，虾池的盐度都是逐步降低的。不管是循环水还是内循环模式养殖，现采用淡水养殖南美白对虾，所以需要在标粗的过程中一直降低盐度，主要采用换水策略。虾苗进入水池的最初盐度>1.5%，这是为了与引苗场的盐度基本保持一致，使虾苗适应环境的变化，提高虾苗的成活率。之后的淡化方法为每天换水淡化虾池，在标粗过程结束后，使盐度降低到0.3%~0.4%，达到用淡水养殖的目的。

图4 南美白对虾标粗过程中盐度随时间的变化

2.2 标粗期间水体浊度变化

南美白对虾标粗过程中浊度随时间的变化见图5。由图5可见，南美白对虾标粗过程中，虾的排泄物和剩余的饵料造成浊度的增加。在换水之后，浊度也会适当地降低，水池中的水重新变得透明。采用内循环的B1和B2池浊度明显比循环水的A1和A2池高，这是因为内循环系统换水量少，其排泄物和剩余的饵料排不出去，造成了浊度的上升速度比循环水的虾池快。解决的办法就是适当地清洗聚氨酯人工基质，保证聚氨酯的吸附作用，达到改善水质的目的。同时也可以在进水前加装过滤装置，改善进水水质，降低浊度指标。

2.3 标粗期间水体中含氮物质的变化

南美白对虾标粗过程中ρ（NH4+-N）随时间的变化见图6。由图6可见，ρ（NH4+-N）<0.1 mg/L，不会对南美白对虾造成危害。用循环水养殖南美白对虾时，前期NH4+-N值极低，后期随着排泄物和剩余饲料残饵的增加，NH4+-N值稍微有所增加，而内循环模式养殖南美白对虾时，换水量相对循环水较少，虾池中虾的剩饵、排泄物和尸体腐败分解产生的有害物质无法排出虾池，导致NH4+-N值比循环水的稍高。

图5 南美白对虾标粗过程中浊度随时间的变化

图6 南美白对虾标粗过程中ρ（NH4+-N）随时间的变化

南美白对虾标粗过程中ρ（亚硝氮）随时间的变化见图7。由图7可见，南美白对虾标粗过程中，用循环水养殖南美白对虾时，前期亚硝酸盐值极低，后期随着排泄物的增加，亚硝酸盐值稍微有增加。而内循环养殖南美白对虾时，前期亚硝酸盐值较高，主要是因为前期聚氨酯人工基质上硝化细菌活性不高，不易降解水中亚硝酸盐，当聚氨酯人工基质上硝化细菌活性升高之后，亚硝酸盐值出现显著降低。此外，适当增加溶解氧和加大换水量也可以降低池子中亚硝酸盐的含量。

图7 南美白对虾标粗过程中ρ（NO2--N）随时间的变化

南美白对虾标粗过程中ρ（TN）随时间的变化见图8。由图8可见，在南美白对虾标粗过程中，ρ（TN）随着养殖时间的延长一直在增加，为2~16 mg/L。这是因为南美白对虾标粗过程中，水体中虾的分泌物、排泄物和尸体腐败分解产生的有害物质等造成了水中有机质的增加，故TN含量增加。整体而言内循环模式下的2个虾池的TN含量明显高于循环水。这是因为内循环换水量小，故虾池中虾的分泌物和尸体腐败分解产生的有害物质排不出来，造成了水体中有机质含量的增多，所以内循环B1和B2标粗池的TN含量明显高于循环水的含量。

图8 南美白对虾标粗过程中ρ（TN）随时间的变化

2.4 标粗期间水体中ρ（COD）的变化

南美白对虾标粗养殖过程中ρ（COD）随时间的变化见图9。由图9可见，南美白对虾标粗养殖过程中，不管是用循环水还是内循环养殖模式，ρ（COD）均一直增加，为1~10 mg/L，波动范围较大。马建新等[10]认为，水体中ρ（COD）太高是引起对虾病毒爆发及流行的主要原因之一，当ρ（COD）长时间>13 mg/L时，对虾容易感染病毒。标粗养殖过程中，随着水体中悬浮有机质的增加，导致ρ（COD）在标粗中后期上升较快，需要时刻注意水中有机质的含量。

整体而言2个循环水虾池的COD含量高于内循环的含量。这是因为内循环养殖采用自养型生物膜法，无须外加有机碳源，减少了水体中有机质的含量，同时也能够降低养殖期间弧菌的爆发风险。

图9 南美白对虾标粗养殖过程中ρ（COD）随时间的变化

2.5 标粗期间对虾生长情况

南美白对虾标粗养殖过程结束后，对虾生长情况见表2。

表2 标粗养殖过程结束对虾生长情况

3 讨论

南美白对虾标粗最适合的指标：温度为27~30℃，pH值为7.8~8.4，ρ（DO）为7.5~8.5 mg/L，盐度下降到0.3%~0.4%，ρ（NH4+-N）≤0.1 mg/L，ρ（NO2--N）≤1 mg/L。

随着养殖时间的延长，各项指标如盐度和pH值逐渐降低，而浊度、NH4+-N、NO2--N、TN和COD值逐渐上升，与孔巧香等[11]的研究结果相似。在南美白对虾标粗中后期，随着养殖密度的增加，水体中残饵、排泄物、尸体腐败分解产生的有害物质增加，水质有恶化的趋势，NH4+-N和NO2--N值在标粗过程中呈现明显的升高趋势，但均在安全值以下[12]。

文献［13-17］研究表明，水体中添加微生态制剂能有效改善水质和池塘底质。该试验在养殖过程中，施用了有益微生物，使用了高效液态增氧设备，使养殖水质在南美白对虾生长需求范围之内。我国很多南美白对虾养殖户开始将光合细菌和芽孢杆菌应用于南美白对虾养殖过程中，光合细菌和芽孢杆菌同属有益微生物细菌种类，在降低水体过多的NH4+-N、硫化氢、亚硝酸盐等有害物质方面具有明显的作用，能促进南美白对虾生长，防治疾病，提高产量[18]。同时基于微藻的养殖系统也在对虾养殖的研究中取得了较好的效果[19]。

蒲利云等[20]研究认为，用循环水养殖南美白对虾，标粗前期会出现NH4+-N值偏高，主要是前期滤池中硝化细菌量不足，水处理系统运行时间较短，不能及时降解水中氨氮，影响标粗成活率。应根据实际养殖环境条件、养殖周期和虾苗规格选择较适宜的养殖密度，以便在较短的养殖周期内提高培育成活率，获得较高的中间培育效益。

与循环水养殖模式相比，内循环标粗养殖对虾的优势为换水少、方便运行和成本较低。但内循环养殖模式前期的NH4+-N和NO2--N的浓度明显高于循环水养殖模式的浓度。高密度养殖造成对虾的生长速度、成活率和饲料利用率明显降低，而合理密度的养殖，可以充分发挥内循环养殖系统中聚氨酯人工基质的优势。此外还需控制好温度、pH值、DO、NH4+-N和NO2--N等因素，才能有较高的成活率。采用循环水和内循环两种养殖模式的凡纳滨对虾，在标粗过程对虾的生长情况符合预期，但内循环养殖系统绿色环保，可较好调控水质，养殖周期内无太多繁琐环节，具有很光明的发展前景。

4 结论

第一，循环水和内循环养殖模式都有着需水量较少、能耗低、对环境无害等优势。但内循环养殖模式还具有以下优势：独立运行单元，防止外源致病菌侵入；成本低，管理和运行方便；采用自养型生物膜法，无须外加有机碳源，能够降低养殖期间弧菌的爆发风险。

第二，在南美白对虾标粗过程中，循环水养殖和内循环系统养殖两种模式对于温度、溶解氧、pH值和浊度的要求差不多。

第三，与循环水养殖模式相比，对虾标粗前期的内循环系统中的氨氮和亚硝氮浓度偏高，中后期两种养殖模式产生的氨氮和亚硝氮浓度趋于一致，内循环系统的COD含量低，TN含量明显偏高。

今后可以继续探索循环水和内循环两种模式下标粗的最适虾苗密度，以提高标粗的成活率。也可以探寻内循环系统养殖模式下聚氨酯人工基质上硝化细菌活性恢复的最佳时间，在标粗的过程中更好地提高虾的成活率和生长率。