不同养殖密度对我国热带地区集约化养殖凡纳滨对虾水质和成活率的影响
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热带海洋学报JOURNAL
OFTROPICALOCEANOGRAPHY
2011年第30卷第4期:85-91
不同养殖密度对我国热带地区集约化养殖凡纳滨对虾水质和
成活率的影响
张吕平,胡超群,沈琪,任春华
中国科学院海洋生物资源可持续利用重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301
摘要:报道了在我国热带地区集约化养殖凡纳滨对虾Litopenaeusvannamei不同放养密度下水体pH值、溶解氧
(DO)、总碱度(1A)、化学需氧量(COD)、生物化学需氧量(BOD)、硫化氢(H2s)、亚硝酸态氮(N02.NT)、氨态氮(Nm.Nr)
及弧菌活菌总浓度(Concentration
ofLive
Vibrio,CLV)的变化特征及其与对虾死亡之间的关系,并比较了70、100、
120、150尾 m-2不同养殖密度下的养殖成活率。通过几种主要水质因子变化与对虾死亡数之间的相关性分析,结
果表明,DO、H2S、N02.NT、NH4.NT和CLV等5种水质指标与对虾大量死亡存在显著的线性相关,其中DO为负相关,其余为正相关。而pH、TA、COD、BOD与对虾死亡数无显著相关性。4种养殖密度下的成活率分别为80.44%、
75.16%、51.74%和44.43%。建议我国热带地区集约化养殖凡纳滨对虾的合理密度为70一100尾 m-2。
关键词:凡纳滨对虾Litopenaeusvannamei;集约化养殖;密度;水质;成活率中图分类号:¥945.4+9;¥968.22
文献标识码:A
文章编号:1009—5470(2011)04.0085-07
Water
qualityandsurvivalrateforintensivecultureofwhitelegshrimp,
Litopenaeusvannamei,underdifferentculturaldensityintropicareaofChina
ZHANGLii—ping,HUChao-qun,SHEN
Qi,REN
Chun—hua
KeyLaboratoryofMarineBio—resourcesSustainableUtilization,LMB,SouthChinaSeaInstituteofOceanology,CAS,Guangzhou
510301,China
Abstract:Thispaperreportscharactersofninewaterqualityparameters,such
as
pH,dissolvedoxygen(DO),totalalkali(TA),
chemicaloxygendemand(COD),biologicaloxygendemand(BOD),hydrogensulfide(H2S),nitrogenofnitrite(N02一NT),nitrogenofammonia(NH4-NT)。andconcentrationofliveVibrio(CLV),underdifferentculturaldensityofLitopenaeusvan
nameiina
typicaloutdoorintensiveshrimpfarmlocatedin
Hainan
province,atropic
area
ofChina.Therelationshipbetween
each
parameter
ofwaterquality
and
thenumberofdeadshrimpwas
explored.Statisticalanalysis
suggestedthatthesignifi—
cantlyrelatedwater
parameters
to
shrimpmortality
are
DO,NH4-NT,N02-NT,H2S,andCLV.There
are
typicallinearregres
sionrelationshipsbetweentheseparametersofwaterqualityandshrimpmortality.Theotherfour
waterparameters,includingpHvalue,totalalkali,COD,andBOD,donot
significantlyaffectshrimp
mortality.The
survivalrates
are
80.44%,75.16%,51.74%,
and
44.43%underfourculturaldensitiesof70,100,120,and
150
PL m-2,respectively.Theappropriateculturaldensi谚ofL/to
penaeusvannamei
for恤outdoor
intensivesystemin
a
tropic
area
issuggesttobe70—100PL。m-Z.
Keywords:Litopenaeusvannamei;intensiveculture;culturaldensity;waterqualityparameters;survival
rate
集约化水产养殖模式是指在人工控制条件下,利用有限的水体进行水产动植物高密度养殖的模
收稿日期:2009.11-25;修订日期:2011—04—21。卢冰编辑
基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2010AAl0A401);国家科技支撑计划项目(2006BAD01A1303);广东省海洋渔业科技推广专项
(A200899A02、A200901803、A201001804);中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KSCXZ-YW.N-4701);广东省,中国科学院省院合作项目(20098091300088)
作者简介:张昌平(1973--),男.江西省樟树市人,博士,助理研究员,主要从事对虾养殖与遗传选育研究。E-mail:cqhu@scsio.∽.cn
通信作者:胡超群。E-mail:cqhu@scsio.ac.cu
万方数据
热带海洋学报
V01.30,No.4/Jul.,201l
式。采用过滤海水系统、增氧、利用防渗膜铺底、具有中央排污设施的高密度对虾养殖,是我国热带地区对虾集约化养殖的主要模式之一。然而,随着养殖规模的不断扩大,广大养殖户缺乏关于合理的放养密度的科学知识。过低的放养密度达不到最大产量;盲目加大投苗密度,不仅增加了养殖风险,还会导致对虾生长缓慢,养殖周期延长,影响养殖效益。因此,针对热带地区凡纳滨对虾集约化养殖模式,弄清主要水质因子变化特征、对虾死亡与放养密度的关系,指导养殖过程中水质因子的及时、合理调节,防范病害的发生,对热带地区凡纳滨对虾集约化养殖实现高产、高效、高品质具有重要意义。
养殖对虾的病害发生与环境因子密切相关【l】。很多学者研究过温度、pH值、氨氮、亚硝酸盐等对于对虾生长及免疫因子的影响【2。5】,前人也比较过不同养殖模式、养殖密度下的水质特征[6-111,但对于典型的热带地区集约化养殖的水体变化特征、病害发生与放养密度的关系未见报道。传统的养殖用水的水质指标与热带地区集约化养殖要求不一致,不能有效指导热带地区集约化养殖生产。本文报道我国热带地区集约化养殖凡纳滨对虾不同放养密度下9种水质因子变化特征及其与对虾死亡的相关性,比较不同养殖密度的成活率,探讨热带地区集约化养殖凡纳滨对虾的合理放养密度,确定养殖过程中必要的水质监测指标,为养殖生产提供参考。
1材料和方法
I.I试验地点
本研究的试验地点位于海南省陵水县某虾场(1804l’N,109。86’E),地处典型热带区域,年平均气
温为25—27℃。该虾场建有40个标准的集约化养殖池,每个0.67hm2,并配备了设备完善的病害及水
质检测实验室,为我国热带地区最具代表性的集约化对虾养殖场之一。1.2方法
1.2.1
试验池的安排及养殖管理
8口虾池分成A、B、C、D共4组,每组2口。
每池配备喷射式增氧机4台,叶轮式增氧机6台。4个组放苗密度依次为70、100、120、150尾 m-2,放养同一批次的P20期的虾苗,采用相同的管理措施
进行养殖管理,第5--10周每天换水10%,第11一
16周每天换水20%,所用水体来自同一蓄水池。第
11一16周每周施用底质改良剂各1次。投喂人工配
万方数据
合颗粒饲料,不同生长阶段的投饵参照饲料说明书进行。
1.2.2水体取样及检测
放苗一周后开始取水测量,取水时间为上午9:00至10:00,每池分别于距离中央排水口5m及10m的位置各取2个水样(均为离池底15era的下层
水),pH值现场测定,其余指标送实验室检测,每个
池的每项检测值为4个水样的平均值。
pH值使用Orion@420A型pH计测定,生物化学需氧量(BOD)使用HACH@BOD仪5日培养测定(20℃),溶解氧(DO)、总碱度(TA)、化学需氧量(COD)、硫化氢(H2S)、亚硝酸态氮(N02.NT)、氨态氮(NH4一Nr)按照国标《海洋调查规范》GBl2763.4—9l的方法
检测,H2S参考相关文献‘121的方法测定,弧菌活菌浓
度(Concentration
ofLive
Vibrio,CLV),采用TCBS
培养基24h平板培养计数法。BOD每周测一次,其余指标每3天检测一次。
1.2.3
死亡对虾的收集及成活率的计算
于每个池距离中央排水口3、5、10m处各设置1个尼龙罾网,每个罾网面积0.5m2,每次取水时查看罾网内死亡对虾情况,每周统计3个罾网内死亡对虾的尾数,同一放养密度两池的平均值为该密度的周平均死亡数。
成槲㈣=燮篆掣舢。%
不同放养密度下的成活率按以下公式计算:
放苗量(尾)
1.2.4统计学分析
采用SPSS统计分析软件(SPSS
for
Windows@
13.O),分别以同一密度下各水质指标(其中,CLV转换成以10为底的相应对数值)与对虾周平均死亡数作Pearson偏方差分析,对于显著性指标p<O.05),再进行双尾t检验和线性回归分析。
2结果
2.1各水质因子的变化特征
图1是不同放养密度下各水质参数的变化曲线。从图中可以看出,在整个实验期间,除CLV外,其余水质指标在不同放养密度下的变化趋势相似,TA、pH、DO等3个水质指标呈逐步下降趋势,COD、BOD、N02.Nr、NH4一NT和H2S等5个水质指标呈逐步上升趋势。而CLV则主要与不同的放养密度相关。
TA从养殖开始时的0.38mmol L-1,逐渐降低到
张吕平等:不同养殖密度对我国热带地区集约化养殖凡纳滨对虾水质和成活率的影响
—70PLm‘组;一100PLnI_2组;一120PL佃嘲;㈣150PLm姐
‘。40
}03。
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纛黢磋缝;{|淞黛
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养殖时间/星期养殖时间/星期
养殖时间/星期
图14种放养密度下9种水质参数的变化
1
Variationofninewaterqualityparametersunderfourculturedensities
a总碱度:bpH值;c溶解氧,d化学需氧量:e生物需氧置,f亚硝态氯.g氲态氨;h硫化氢,i弧菌活菌总数
Fig
养殖结束时的0.28mmol L-1;pH值从8.4左右下降
a
至7.5左右,其中放养密度最大的150组,从第5周
开始,pH值比其他3组低O.5一1.o;DO由实验开始
时的5.0mg-L~,降到实验结束时的4.Omg-L一,其中150尾 nl-2密度组在第6周、第10周及养殖结束时,分别降到了3.5mg L-1;COD和BOD分别由起始时的02浓度30mg L~、5.Omg L。1增加到结束时的
5.0mg L一、15
帅"如∞”m,^
_
==
氅强蚩智U赋
Z
3
4
12
0mg L~:N02 Nx由0.Ol一0.015rng。L-。
厂丛X
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1415
养殖时间/week
逐渐升高到0.03—0.04mg L-1;NH4.NT值从第5周的
0.1mg L|1升高到第16周的04mg L1;H2S从小于O.05rag L~.上升到实验结束时的大于O.15rag L。;水体弧菌活菌总数(CLV)主要集中在(2.O一5.0)×103cfu mL~,其中150尾 m。2密度组第4周达到了11.5
×103cfu mL
1。
蔷
藿
帅帅加卯蛐蚰如加m
o
2.2死亡对虾数及养殖成活率
图2a是不同养殖密度下养殖期间每周收集的死亡对虾数。从图中可以看出,养殖的前3周各组
放苗密度/(尾m’
图2不同放养密度下平均每周收集到的死亡对虾数及各组养殖成活率比较
Comparisonofdeadshrimpcollected
survivalratesunderdifferentculturaldensitiesFig
2
weeklyand
都没有对虾死亡,第4周开始150尾 m_2密度组死
亡了5尾,第5周起各组都开始有少量死亡,到第10周,高密度组死亡数显著高于低密度组,如150尾 i114密度组第12周后每周死亡数都超过了30尾,
而70尾 m_2密度组整个养殖期每周死亡数都没有超
过5尾。
图2(b)是不同放养密度下养殖对虾平均成活率比较,70尾 m一2和100尾 m一2密度组的成活率分别为
万方数据
88
热带海洋学报
V01.30。No.4/Jul.,2011
80.44%和75.16%.120尾 rn-2和150,尾 m-2密度组的周)各水质因子与罾网内收集到的对虾周平均死亡数成活率分别为51.74%和44.43%。
进行的相关性分析,结果表明,DO、NH4一NT、N02-NT、2.3各种水质指标与死亡对虾数的相关性
H2S和IgCLV等5个指标在除70尾 m之密度组以外的表1—4是4种放养密度下根据第仁15周(共12
各组中与对虾死亡均显著相关,TA、PH和
表1
70尾 m-2密度组各水质指标与对虾周平均死亡数的相关性分析结果
Tab.1
Resultsofcorrelationbetweennumberofdeadshrimpandwaterqualityindexingroupof70PL m--2
0阶Pearson相关性
偏相关综合值
变量
平均值
标准差
相关系数(r1)
显著性p)
相关系数(r2)
显著性p)
TAO.410mmol L-1
0.120-0.351O.230-0.34210.212pH8.0800.060_o.4190.256
-0.4075
0.217DO5.070mg L-10.510-0.3360.1ll—O.35990.129COD5.030mg L-10.4500.4980.119O.4458O.326BOD
16.46mg L-1
3.670
0.3280.1970.34470.201NH4.NT
O.260mg L~0.0200.4560.2030.47260.109NCl2-NTO.024mg L-10.0090.5370.3080.52820.301H2SO.086mg L-l0.0580.7810.1090.66340.021+LgCL,V
3.100×103
0.550
0.368
0.012
0.3025
0.011。
注:4表示显著相关0<0.05);CL,v的单位为cfu mL-1。
表2
100尾 m-2密度组各水质指标与对虾周平均死亡数的相关性分析结果
Tab.2
Resultsofcorrelationbetweennumberofdeadshrimpandwaterqualityindexingroupof100PL m-2
0阶Pearson相关性偏相关综合值
变量平均值标准差
相关系数(71)
显著性p)
相关系数(r2)
显著性p)
TA0.38ret001.L-1
0.090--0.4270.229-0.51250.039。pH7.92rag L一0.1600.4250.2280.41930.225Do5.06rag L~0.690-0.7650.021-0.73910.023+COD5.31mg L~0.4200.6170.0130.66750.012。BOD
16.95rag L-1
3.580
0.6590.2370.64960.211NH4一NTO.30rag L~0.1600.5020.0310.51210.025’N02 NT
O.022mg L-10.0070.6140.0190.68210.032*H2S0.091mg L-L0.0600.7790.0270.81220.005+4LgCLV
2.78
x
103
0.640
0.759
0.013
0.8113
0.024+
注:+表示显著相关p<0.05); +表示极显著相关驴<O.01);CLV的单位为cfu mL-1。
表3
120尾 m-2密度组各水质指标与对虾周平均死亡数的相关性分析结果
Tab.3
Resultsofcorrelationbetweennumberofdeadshrimpandwaterqualityindexingroupof120PL m-2
偏相关综合值
变量
平均值标准差
0阶Pearson相关性相关系数(,1)
显著性0)
相关系数(,2)
显著性0)
TAO.37retool L-10.14-0.6010.170-0.6135O.013"pH8.00mg L-10.08-0.3870.262-0.36510.207Do4.81mg L-10.46-0.7850.016-0.79660.018‘COD5.32rag L-10.490.4790.0230.42110.057BoD
17.73mg L-13.630.605O.035O.6342O.022*NH4 NT
O.27mg L-1
0.15
0.6560.0180.73310.017"N02一NTO.024mg L一0.012O.678O.0290.63070.031‘
H2S0.10lmg L一0.0720.8320.1090.85110.009”
LgCLV
3.51
x
103
O.14
0.898
0.017
0.9012
0.026+
注:‘表示显著相关(P<O.05);- 表示极显著相关驴<0.01);CLV的单位为cfu mL~。
万方数据
张吕平等:不同养殖密度对我国热带地区集约化养殖凡纳滨对虾水质和成活率的影响表4
Tab.4
150尾 m-2密度组各水质指标与对虾周平均死亡数的相关性分析结果
Resultsofcorrelationbetweennumberofdeadshrimpandwaterqualityindexingroupof150PL m-2
o阶Pearson相关性
变量
平均值
标准差
相关系数(n)
显著性p)
偏相关综合值
相关系数(r2)
显著性p)
注:4表示显著相关Q<O.05);¨表示极显著相关0<o.01);CLV的单位为cfu mL-1。
DO与对虾死亡数呈负相关,其他指标与对虾死亡
显著(p<0.01)。
图3a—e分别是5种与对虾周平均死亡数显著相关(p<0.05)的水质指标与周平均对虾死亡数之间的线性回归,DO的线性方程为:Y=一0.048lx+5.2267;NH4.NT的线性方程为:Y=0.0042x+0.2561;N02.NT的线性方程为:Y=O.0004x+O.0196;H2S的线性方程为:Y=0.0032x+0.0766;IgCLV的线性方程为:Y=0.0823x+2.9808。各方程的相关系数表明,上述指标与对虾死亡数平均值达到了显著相关的水平
(尺2>O.90)。
O.35
数呈正相关。
TA和DO除在70尾 m-2密度组差异不显著,在其他各组中差异均显著(p<O.05);BOD在100和120尾 m-2密度组中的差异显著;NH4.NT和N02.NT除在70尾 m-2密度组差异不显著,在其他各组中均处于显著水平。H2S和IgCLV在70尾 m.2密度组与其他组差异显著(p<0.05),在150尾 m_2密度组与其他组差异极显著p<0.01);且H2S在100尾 In-2密度组和120尾 m-2密度组与其他组差异极
525.15.O4.94.84.74.64.54.44.3
.028.026
S
e
.024.022.020.018.016.014.012.010
塞
妻
g
{
0.300.25O.200.15O.100.05
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45
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‘
OOOO
3O
塞
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≯垦
呕∞舛吆∞
死亡对虾平均数,尾
252Ol5lO
O0
O5OO
死亡对虾平均数,尾
图3
DO(a)、NH4.NT(b)、N02-Nz(c)、H2S(d)和LgCLV值(e)与死亡对虾数相关性的线性回归
LinearregressionanalysisbetweennumberofdeadshrimpandDO(a)、NH4‘NT(b)、N02。NT(c)、H2S(d),andvalue
CLV的单位为cfu.mE-1
Fig.3
oflgCLV(e),respectively
万方数据
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V01.30.No.4/Jul.。2011
3讨论
3.1
集约化养殖凡纳滨对虾的合理放养密度对虾养殖的合理放养密度,取决于多种因素,
如池塘结构,增氧、供水条件,排污效率,病害控制,预期单位面积产量等等。早期南美洲养殖凡纳滨对
虾,粗放式养殖密度仅为l一3尾 m~,后来的半精
养模式放养密度增加到8一10尾 m-2㈣:Wyban等‘141
比较了具中央排污的圆形池(338m2,土质底,lm有效水深)不同密度凡纳滨对虾集约化养殖效果,养殖密度从45尾 m-2增加到100尾 m-2。对虾生长状况未受影响,单位面积产量由3360kg.ha-1增加至
7460kg ha-1。Williams掣15J比较了在实验室内该对
虾在不同养殖密度下的成活率,结果表明成活率与
养殖密度呈负相关,28.4一113.6尾 m-2密度下的成活率为95.0%,227.3—284.1尾 m-2密度下的成活率
为81.9%。本实验70、100尾 m.2密度组成活率约为80%,120、150尾 m-2密度组约为50%,低于上述结果,主要是Williams等实验开始时使用的是平均体重2.Og的稚虾,且实验期仅为50天,而本文使用的是更小的P20期的仔虾,且养殖周期较长(16周)所致。凡纳滨对虾自引进我国以来,基于不同的养
殖环境,集约化养殖模式下的放养密度为50—300
尾 m一2不等‘161,李卓佳等‘171以135尾 m-2养殖3个池的平均成活率为53.8%,张煜等【181以110尾 m-2养殖的平均成活率为51.7%,本文结果显示,70尾 m-2和100尾 m-2密度组的成活率分别为80.44%和75.16%,而120尾 m-2和150尾 m-2密度组的成活率仅为51.74%和44.43%。由此可见,在本实验场
所,基于前述养殖条件,我们认为70一100尾 m-2
的放养密度较为合适。
3.2集约化养殖凡纳滨对虾的水质预警指标
自1990年起我国即开始实施渔业水质国家标
准(GBll607—89)119】,规定了养殖用水的33项水质
指标及各种指标的检测方法。然而,对于广大对虾
养殖户来说,在实际养殖过程中往往难于做到监测
如此多的水质指标,易于操作、与养殖生产密切相关的指标是广大养殖户迫切需要的。但是,由于不同的对虾品种,不同的养殖模式以及不同的地理环境等诸多因素,导致无法用一套统一的水质标准指导生产。当前我国广大养殖户在凡纳滨对虾养殖生产中,一般都是参照中国明对虾或斑节对虾传统的养殖模式下总结出来的水质指标。凡纳滨对虾与上述对虾不仅存在生理生态特性上的差异,研究其养
万方数据
殖过程中的水质变化规律,成为相关领域的关注热点‘}10 18 20]。但是,我国热带地区集约化对虾养殖模式具有自身特点,探讨适合这一养殖模式的关键水质指标,对于指导生产具有重要意义。
Hopkins掣21’以38.2尾 m也的密度放养凡纳滨
对虾,每天换水15%,养殖153天后,BOD由初期的18.8mg L-1上升到结束时的26.3mg L~,与本研究结果近似。养殖期间不换水的组比起换水组在养殖结束时BOD增加了1倍,但是对虾产量没有统计学
上的差异,说明凡纳滨对虾对于BOD具有较强的适
应性。
氨态氮(NH4一Nr)、亚硝酸态氮(N02一Nr)和硫化氢(H2s)都是养殖过程中产生的有毒物质。水中高浓度的氨不仅阻碍虾体内氨的排出,氨还可经渗透进入到虾体内,增加组织耗氧量,降低淋巴细胞的携氧能力,导致中毒症状发生‘22。23】。0.52mg L-1浓度的氨可以导致鲶鱼生长速度降低一半,冷水性鱼类,如鲑、鳟等,对氨的耐受力更低阱】。前人证实低浓
度的NH4.NT能显著降低lO一12cm的凡纳滨对虾免
疫酶的水平降51,或导致死亡率上升1251。亚硝酸态氮(N02.Nr)与氨态氮(NH4一NT)有着相似的毒性效应,同样会导致鱼虾血红蛋白(或血蓝蛋白)变性,产生严重缺氧或贫血,且其毒性与氯离子浓度线性相关。Rodriguez等【26J研究了N02.NT对于多种养殖鱼类及甲壳类的毒性,结果表明,鲑鳟鱼类的LC50为
0.19__0.88mg L-1,非鲑鳟鱼类为2.3一190mg L-1,虾蟹类为O.42_6.5mg L-1。Adelm觚(27】指出,梭鱼的卵
及幼体要正常发育,H2s浓度必须低于0.006mg L-1。本文所测H2S浓度远高于这一标准,可能是凡纳滨对虾与梭鱼幼体对H2s的耐受性存在差异。
有研究表明,传统虾池对虾弧菌病发生的水体弧菌临界浓度为1.0×105cfu mL-1【2引,远高于本文结果,可能主要是池虾体质和池塘排污效果的不同所造成的。尽管自然海水中弧菌不一定是优势菌群,但是其所占的比例有相对稳定的范围(29】。所以,检测弧菌活菌总浓度(CLV)可以反映养殖水体的细菌总量,而且
这一方法相对简便,对于养殖生产具有应用价值。
本文结果表明,对虾周平均死亡数与各种水质因子的相关性中,DO、NH4一Nr、N02 Nr、H2S和CLV在各密度组均达到显著相关水平,且存在典型的线性回归关系。因此,我们建议这5种水质因子必须作为养殖过程中的日常监测项目,或水质预警指标,至于上述5种指标的安全阈值,有待更深入的研究予以确定。
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