羅氏沼蝦(Macrobrachiumrosenbergii)又名馬來西亞大蝦或淡水長臂大蝦,食性廣、個體大、生長速度快、養殖周期短,自東南亞地區引進我國後,經30 餘年的養殖,已成為我國重要的淡水蝦類,養殖遍及江蘇、廣東、廣西、上海、浙江、福建等16個省市,養殖總面積約3.34×104 hm2,年產量超過1.2×105t。Hari等的研 究表明,羅 氏沼蝦飼料中蛋白質水平在30%較適宜。Mukhopadhyay等建議,羅氏沼蝦飼料中可消化蛋白質水平應高於 30%。Chowdhury等認為,當飼料中蛋白質含量35%時,羅氏沼蝦的生長和飼料轉化最優。但在生產實踐中,由於片面追求高產高密度養殖,目前市場上的羅氏沼蝦飼料蛋白含量基本在40%以上,有的高達45%,遠高於羅氏沼蝦的實際需求量,氮、磷和總懸浮物等排放強度較高, 嚴重汙染養殖水體和周圍環境,制約了羅氏沼蝦池塘養殖的可持續健康發展。
向養殖水體中添加碳源調節水體的碳氮比,不僅可以促進異養細菌的大量繁殖,降低氨氮與亞硝氮在水體中的積累,還可形成生物絮團為養殖動物提供天然餌料,降低養殖成本。本試驗通過向池塘中添加碳源,同時降低飼料中蛋白質含量,考察生物絮團對養殖水體中氨氮的降解作用,探討羅氏沼蝦飼料中適宜的蛋白質添加水平,為羅氏沼蝦健康養殖提供參考1 材料與方法
1.1 試驗飼料的配製
對照組飼料的蛋白質水平為41.9%,試驗組飼料的蛋白質水平為35.4%。具體飼料配方及組成見表1,由揚州市富民飼料廠按配方生產。
表1 試驗飼料配方及常規營養組成(乾物質) %
1.2 試驗設計及養殖管理
養殖試驗在江蘇省高郵市羅氏沼蝦室外養殖池塘內進行,1# ~3# 池塘為對照組,投餵商品配合飼料,4# ~6# 池塘為試驗組,投餵試驗配合飼料,並潑灑糖蜜,對照組和試驗組養殖管理措施相同(表2)。試驗用羅氏沼蝦苗購自江蘇省吳江市園區蝦苗場,為當年人工培育的同一批種苗,規格均勻,健康無病。蝦苗在保溫大棚內養至5 月份溫度回升後放養至池塘。07:00 和18:00 投餵飼料,觀察攝食情況並記錄。
1.3 糖蜜添加
所添加的碳源為糖蜜,計算公式為:
式中,ΔCH為水體中添加糖蜜量(kg);20為本研究中所採用的碳氮比;F 為飼料投餵量(kg);N 為飼料中的氮含量(%);NE為氮在水中的溶失率(50%);C 為碳源含碳量(50%);E 為微生物轉化效率(50%)。
每日上午投餌後,用塑料容器稱取糖蜜,用池塘水溶解稀釋後全池均勻潑灑,陰雨天減少潑灑量或不潑灑。
1.4 指標測定
養殖期間,觀察羅氏沼蝦的生長,輪捕上市,十月中旬全部捕出,記錄蝦產量和價格。
每半個月檢測1次氨氮和亞硝態氮含量。採樣時,10:00時用柱狀採水器在池塘四角及中央各採水2L,混合待用。取混合水樣1L,冷藏帶回試驗室,用納氏試劑法測定氨氮含量,N-(1-萘基)-乙二胺光度法測定亞硝酸含量。
1.5 統計分析
取各檢測點的平均值,採用EXCEL 2003和SPSS 13.0軟體進行統計分析,顯著水平為P<0.05。
2 結 果
2.1 羅氏沼蝦產量與效益
經過156d的養殖,對照組產值平均為24.14萬元/hm2,成本平均為16.34 萬元/hm2,效益為78786元/hm2;試驗組的產值平均為23.54萬元/hm2,平均成本為15.59萬元/hm2,效益為79010元/hm2(表2)。
2.2 各池塘水中氨氮和亞硝態氮的含量各池塘中氨氮和亞硝態氮的含量見表3、表4。
由表3、表4可見,整個養殖期間,對照組和試驗組池塘中氨氮含量和亞硝態氮含量均呈現上升趨勢,
但試驗組水中的上升幅度小於對照組。試驗結束時,試驗組氨氮為2.97mg/L,較對照組低54.0%,亞硝態氮為0.166mg/L,較對照組低21.0%。這說明減少飼料中的蛋白質含量並向池塘中添加糖蜜有效降低了池塘氨氮和亞硝態氮水平,改善了羅氏沼蝦養殖池水質。
3 討 論
近年來,羅氏沼蝦養殖面積逐漸擴大,高密度是高產量的重要措施,但高密度養殖下,病害頻發,高氮、磷含量養殖廢水的排放,惡化了養殖環境,嚴重影響了羅氏沼蝦養殖業的健康發展。生物絮團技術通過添加有機碳源,將異養細菌和微藻共同培養形成不規則的絮團狀微生物聚集體,以達到淨化水質和提供餌料的作用,改善了養殖水體水質並促進養殖生物的生長,是一種新興的生態養殖技術。
在印度、泰國和巴西等國家,生物絮團技術已成功運用於羅非魚和對蝦的養殖中。Crab等通過添加醋酸鹽、葡萄糖、甘油和甘油+芽孢桿菌來處理羅氏沼蝦養殖池中的廢水,取得了一定的成效。有研究發現,當水中碳氮比=20∶1時,更易形成生物絮團,並能夠有效降低水中無機氮含量,改善養殖水環境。趙大虎等研究發現,選擇碳源時,主要應考慮碳源自身的性質,越易被微生物吸收利用的碳源,其淨化水質的效果越明顯。用同位素標記法跟蹤生物絮團去路時發現,養殖動物在正常攝食飼料的同時,會攝取大量的生物絮團。這些被攝入的生物絮團能夠促進蛋白質的利用率,降低餌料係數。
根據以上研究,可以得出如下結論:首先,生物絮團技術可嘗試用於解決羅氏沼蝦水體富營養化的問題,以期能夠減少養殖廢水外排量,保護生態環境;第二,添加外源碳源使水中碳氮比=20∶1,能夠有效培育生物絮團;第三,選擇易被細菌吸收利用的碳水化合物作為碳源效果更佳;第四,生物絮團水體中添加益生菌水質淨化效果更佳;第五,養殖動物能夠攝食生物絮團,並能夠促進生長。在本研究中,通過對池塘水質進行監控,以及對池塘收益進行統計,結果也印證了生物絮團在水質改良和營養供給能力上的優勢。
3.1 養殖效益與經濟分析
在養殖環境和管理措施基本相似的情況下,對照組和試驗組羅氏沼蝦的單位效益分別為78 786元/hm2和79010元/hm2,說明降低飼料蛋白含量並未顯著影響羅氏沼蝦的養殖效益,說明了生物絮團對羅氏沼蝦的營養補充作用,大幅降低了養殖飼料成本(對照組和試驗組飼料成本為80914元/hm2 和60870元/hm2)。Xu等在養殖過程中,向養殖池潑灑碳源,也有效地提高了凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)的生長和消化酶的活性;Megahed用不同蛋白水平的飼料投餵短溝對蝦(Penaeus semisulcatus),發現向養殖水體適量潑灑碳源,也能有效提高短溝對蝦的生長和存活率。目前,共有3種觀點支持生物絮團對養殖動物的營養貢獻。首先,生物絮團中含有蝦類生長所需要的蛋白、脂肪、礦物質和維生素;其次,生物絮團可以刺激水產動物消化酶的分泌];第三,生物絮團含有類胡蘿蔔素、葉綠素、植物甾醇、酚和氨基糖等「生物活性因子」,能有效促進水產動物的生長。雖然潑灑糖蜜在一定程度上增加了生產投入,但從資源利用來看,可有效緩解日益緊張的蛋白資源,推動水產養殖業的可持續發展。
3.2 生物絮團調節水質的作用
生物絮團理論由以色列學者Avnimelech提出並應用到實際生產中,有效降低了養殖水體中的氨氮以及亞硝酸氮水平。本試驗中,向試驗池中潑灑糖蜜,並降低飼料蛋白含量,可有效降低水中的氨氮和亞硝態氮水平,其原因有兩方面。首先,飼料殘餌是池塘中氮的主要來源之一。本試驗中,試驗組飼料蛋白含量比對照組低7%,既節約了蛋白,緩解了蛋白資源的不足,又有效降低了殘餌中氮的水平,促進了健康養殖。其次,傳統養殖主要依靠硝化反應去除氨氮,硝化細菌將氨氮轉化為亞硝態氮和硝態氮,導致亞硝態氮和硝態氮大量積累,隨著養殖的時間延長,若整個養殖周期內不換水,水體中硝化反應也無法將大量的氨氮去除,最終導致養殖後期水體中氨氮迅速積累。添加碳源會促使異養細菌繁殖,促進對無機氮的吸收。有研究指出,異養細菌降低氨氮的速度約是硝化反應的10倍。異養細菌可利用氨氮大量繁殖直接形成生物絮團,生物絮團快速異氧化氨氮才是水體氨氮去除的有效途徑,而異養細菌是生物絮團系統中總氨氮去除的主要力量。基於這一原理,Wang等向金魚(Carassius auratus)和凡納濱對蝦的養殖水體中潑灑碳源,均有效地降低了水體中的氨氮和亞硝態氮水平,改善了水質效果。
本研究結果表明,生物絮團技術可有效降低養殖水體中的氨氮和亞硝態氮含量,達到改善養殖水質的效果,形成的生物絮團還可作為餌料被羅氏沼蝦攝食,從而促進了羅氏沼蝦生長,實現飼料蛋白的充分利用。