配养匙吻鲟的混养塘水质变化和氮磷利用

配养匙吻鲟的混养塘水质变化和氮磷利用摘要:研究了采用匙吻鲟(Polydon spathula)替代主养草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的混养塘中的鳙鱼后,池塘水质变化和氮磷利用情况｡结果显示:匙吻鲟混养塘的水质指标如叶绿素a､透明度低于鳙鱼对照塘,而总氨氮､亚硝酸盐氮､总氮､磷酸盐磷､总磷等一些指标的周年均值高于鳙鱼对照塘,但方差分析表明不同密度匙吻鲟混养塘之间,和对照混养塘之间的水质无明显差异,其原因可能在于匙吻鲟和鳙鱼的摄食选择差异及水体总固体悬浮物增加｡试验发现,搭配放养适量低密度的匙吻鲟可提高混养塘的氮磷利用率,降低混养塘总饲料系数｡初步探索出在混养塘中匙吻鲟的合理搭配密度为270尾/hm2｡关键词:匙吻鲟;混养塘;水质;氮磷利用Water Quality and N & P Utilization in Polyculture Ponds with Paddlefish Polydon spathulaAbstract: An experiment was conducted without water exchange (close system) to determine the effects on the variation rules of water quality and utilization of nitrogen and phosphorus in polyculture ponds of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) with paddlefish(Polydon spathula) instead of bighead carp(Aristichthy snobilis). The result suggested that the mean value of chlorophyll a and transparence in paddlefish treatments was lower than the control, and the mean value of total ammonia nitrogen, nitrate nitrogen, total nitrogen, inorganic phosphorus, total phosphorus in paddlefish treatments was higher than the control. But analysis of variance(ANOV A) indicated that the water chemistry variables were not significantly different among the treatments, or between each treatment and the control. These indifferences might be caused by the different abilitybetween paddlefish and bighead carp of switching food items, and the increasing of total suspended solids the 5 polyculture ponds. This study represented that stocking low-density paddlefish in polyculture pond might increase the utilization ratio of N&P, and probably decrease the feed coefficient rate (FCR). The hypothesis that the stocking density of paddlefish in polyculture pond was 270 ind./hm2, and had an optimistic view on stocking paddlefish in polyculture pond was supported.Key words: Polydon spathula; polyculture-pond; water quality; N & P utilization以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)或青鱼(Mylopharyngodon piceu)为主养鱼,搭配鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)､鳙鱼(Aristichthy snobilis)､鲫鱼(Carassius auratus)､鳊鱼(Parabramis pekinensis)等传统品种[1]的池塘混养类型,在我国各地较为常见｡该养殖模式充分利用养殖鱼类之间的关系､饵料及水体空间,提高了经济效益｡然而混养塘养殖的鱼类基本为传统品种,经济价值有限,且粗放经营,极易造成水体过度富营养化,致使水质恶化,富余氮磷的排放易对周边环境造成较严重的污染[2]｡匙吻鲟(Polydon spathula)从美国引入我国已有20余年历史[3],经济价值较高,具有摄食浮游生物､生长快,可共生等特点,在池塘中一般以混养方式进行养殖,即以匙吻鲟为主养鱼和将匙吻鲟作为搭配品种两种养殖方式[4]｡匙吻鲟作为搭配品种进行养殖,主要是在草食性鱼类池塘中少量混养,一般认为池塘搭配放养量以225~300尾/hm2较为合适[4]｡国内关于配养匙吻鲟的混养塘养殖的报道多集中在养殖经验或技术方面[5,6],而有关其水质变化和氮磷利用研究的报道几乎没有,国外仅有关于匙吻鲟池塘养殖水质方面的零星报道[7]｡本研究根据匙吻鲟的食性和鳙鱼极为相近[8]这一现象,以主养草鱼､搭配青鱼､鲢鱼､鳙鱼､鳊鱼､鲫鱼等进行养殖的江汉平原常见厚淤泥型中小型池塘为研究对象,将匙吻鲟替代混养塘的鳙鱼后,研究整个养殖期间池塘水质变化和氮磷利用,以期为江汉平原地区进行匙吻鲟池塘搭配养殖,以及池塘传统混养模式提升与改造提供基础资料｡1材料与方法1.1材料试验池塘共5口,位于湖北省荆州市逻场的向湖村｡每塘面积约0.2 hm2,塘底淤泥厚度约45 cm,池塘呈方形,南北走向,分别编号为P0､P1､P2､P3､P4｡P0投放鳙鱼作为对照塘,P1~P4投放匙吻鲟为试验塘｡P0塘每公顷放养同规格的鳙鱼600尾,P1~P4依次每公顷放养同规格的1龄匙吻鲟270尾､420尾､570尾､720尾｡鱼种放养时间为2009年3月19~26日,各塘投放鱼种情况详见表1｡P0~P4塘中投放两种规格草鱼密度均为4 695尾/hm2,其他鱼类投放尾数和重量基本相同(表1)｡1.2方法1.2.1池塘管理鱼种放养前各塘均采用食盐水浸泡消毒｡整个试验期间投喂两种市售商品饲料A和B,两种饲料氮含量分别为4.52%和4.67%,磷含量分别为1.36%和 1.56%｡试验塘采用投饵机投喂饲料,5个池塘每次投喂时均用同种饲料｡每天10∶00､16∶00投喂,每次投喂30 min,饲料投喂量按刘建康等[9]计算,同时根据水温､天气情况及鱼体状况调整投喂量｡投喂活动持续到11月中旬,整个养殖期间不施肥不换水｡每个池塘配备一台1.5 kW的叶轮式增氧机｡试验于2009年4月至2010年1月期间进行,历时10个月｡1.2.2样品采集及水质指标测定2009年4月至2010年1月间,于每塘固定的3点采集水样,混合并迅速带回实验室立即测定各水质指标,每月进行两次(其中5月､11月和12月每月采样1次)｡水样贮存､运输及处理方法参照GB/T 12999-91｡总固体悬浮物(TSS)采用哈希方法测定;透明度(SD)采用萨氏盘进行测定;总氨氮(TAN)采用纳氏试剂比色法(GB 7479-87)测定;亚硝酸盐氮(NO2-N)采用GB7493-87法测定;硝酸盐氮(NO3-N)采用HJ/T 346-2007紫外法测定;总氮(TN)采用GB 11894-89碱性过硫酸钾消解紫外可见分光光度法测定;化学需氧量(CODcr)水样于2009年8月至2010年1月每月采集一次,迅速送到实验室采用哈希试剂(Method 8000)测定;磷酸盐磷(PO4-P)采用GB 1576-2001法测定;总磷(TP)采用GB11893-89过硫酸钾消解法[10]测定;叶绿素a(Chla)采用丙酮抽提法[10]测定｡1.2.3体成分测定分别于2009年3月､2010年1月对每个池塘的鱼进行分拣,记录池塘各品种的尾数､尾重,总重,同时计算各池塘的成活率(SR)､总饲料系数(FCR)｡鱼体和饲料的粗蛋白含量采用凯氏定氮法(GB/T 5009.5-2003)测定,磷含量采用分光光度法(GB/T 12393-1990)测定｡其中总饲料系数(FCR)以及氮､磷利用率的计算按文献[11]中所述方法进行,计算公式如下:总饲料系数FCR=Fw/(Wt-W0)氮的利用率=(Nt-N0)/Nf ×100%磷的利用率=(Pt-P0)/Pf ×100%其中,Fw为饲料投喂重量(kg),Wt为起获物总重(kg),W0为放养鱼总重(kg),Nt 为收获物的氮总量(kg),N0为放养鱼的氮总含量(kg),Nf为投喂饲料的氮总含量(kg),Pt为收获物的磷总量(kg),P0为放养时鱼体磷总含量(kg), Pf为投喂饲料的磷总含量(kg)｡1.2.4数据处理与统计分析实验数据录入Excel表格,采用SPSS 18.0软件对数据进行单因素方差分析(ANOV A),处理间差异显著(P<0.05)时,采用Duncan检验进行多重比较分析｡2结果与分析2.1主要水质指标的变化2.1.1总氨氮匙吻鲟混养塘的总氨氮均值要高于对照塘,但方差分析结果表明匙吻鲟混养塘和对照塘间没有明显差异(P>0.05),放养匙吻鲟的4塘间也没有明显差异(P>0.05)｡从图1来看,各塘的总氨氮含量变动规律性不是很明显,在5月､6月､9月､11月等几个月5塘均出现较高值｡2.1.2亚硝酸盐氮各塘的亚硝酸盐氮含量的变动规律性不明显(图2)｡匙吻鲟混养塘的均值要高于鳙鱼对照塘,但方差分析表明匙吻鲟混养塘和鳙鱼对照塘没有明显差异(P>0.05)｡2.1.3硝酸盐氮从图3来看,各塘的硝态氮变动规律性不是很明显｡方差分析表明匙吻鲟混养塘和鳙鱼对照塘的年硝酸盐氮含量没有明显差异(P>0.05)｡各塘在6月､10月均出现峰值｡2.1.4磷酸盐磷各塘的磷酸盐磷变动规律性不明显(图4)｡投饵季节变动较大,且高于非投饵季节｡鳙鱼对照塘的磷酸盐磷均值要低于匙吻鲟混养塘,但方差分析表明匙吻鲟混养塘和鳙鱼对照塘没有明显差异(P>0.05),匙吻鲟混养塘间也没有明显差异(P>0.05)｡2.1.5总磷5塘的变化趋势比较相似,养殖季节后期处于下降趋势(图5)｡对照塘均值低于4个密度的匙吻鲟混养塘,但方差分析发现,匙吻鲟混养塘和鳙鱼对照塘没有明显差异(P>0.05),匙吻鲟混养塘间也没有明显差异(P>0.05)｡2.2氮磷利用整个试验期间,投入的饲料A为5 502 kg,饲料B为7 998 kg,氮含量为622.329 kg,磷为199.596 kg｡各塘鱼体产出的氮磷含量数据详见表4｡各塘氮利用率为11.81%~21.82%,磷利用率为19.11%~39.82%｡其中,氮利用率最高的是匙吻鲟投放密度最小的塘,即P1塘,对照塘和P3､P4塘相差不大,P2塘最低为11.81%｡磷利用率也是P1塘最高,其次为P0｡3讨论3.1水质状况滤食性鱼类鲢鱼､鳙鱼等通过对浮游生物的摄食使水质指标产生变化[12]｡本试验通过对匙吻鲟混养塘和鳙鱼对照塘水质指标的分析,发现匙吻鲟混养塘中的叶绿素a､透明度等指标的周年均值要小于鳙鱼对照塘,而总氨氮､亚硝酸盐氮､总氮､磷酸盐磷､总磷等指标的周年均值均要高于鳙鱼对照塘｡但方差分析表明,鳙鱼对照塘和匙吻鲟混养塘的大多数水质指标之间没有明显的差异,不同放养密度的匙吻鲟混养塘间也没有明显差异｡分析原因,可能跟匙吻鲟与鳙鱼的摄食选择差异[8]和养殖水体中总固体悬浮物过多[13]有关｡匙吻鲟食性与鳙鱼相似,均偏向摄食浮游动物,但在浮游动物密度过低时,鳙鱼可选择滤食浮游植物[8]和腐屑等,其在对食物的选择上比匙吻鲟更具生态优势[14]｡在本试验中,受到滤食性鱼类的摄食压力,池塘中的浮游动物尤其是枝角类､桡足类､轮虫等匙吻鲟和鳙鱼喜食的大型浮游动物密度较小,不足以支撑匙吻鲟的生长,本试验表现为P1塘的匙吻鲟净增重明显高于其他3个塘｡鳙鱼对照塘中中小型浮游植物种群密度易因被掠食压力减小而增加,而匙吻鲟混养塘中小型浮游植物因受到未被滤食的浮游动物的摄食压力,种群增长相对易受限制,表现为匙吻鲟混养塘叶绿素a､透明度的周年均值低于对照塘,这与Burke等研究结果相似[7]｡摄食对象选择优势[14]使鳙鱼对颗粒悬浮物的摄食能力也强于匙吻鲟,池塘中的颗粒有机磷等易被摄食,使对照塘的透明度稍高于匙吻鲟混养塘,浮游植物光合作用条件稍微强于匙吻鲟混养塘,因此,一些水质指标如总磷周年均值要低于匙吻鲟混养塘｡但在养殖投饵季节,较高密度养殖鱼类的活动搅拌导致总悬浮物固体含量增加,降低了池塘透明度,浮游植物光合作用受限,溶氧补给受限,加上大量饵料的投入､较多鱼体和浮游植物的死亡腐化分解,有机质､总氮和总磷富集导致水体过度富营养化[13],5塘水质不同时期各指标的波动较大,且总体均较差｡但匙吻鲟各混养塘之间､和对照塘之间叶绿素a等水质指标间的差异相对各塘水体过度富营养化的水质状况来说可被忽略,方差分析发现池塘水质无明显差异｡3.2氮磷利用试验发现对照塘放养高于P1塘,鳙鱼成活率高于匙吻鲟塘,但氮磷利用率和总饲料系数却低于匙吻鲟放养密度为270尾/hm2的P1塘｡分析其原因,可能在于匙吻鲟生长速度较快的特性｡P0塘的其他养殖鱼类的成活率和P1塘相差不大(表3),说明匙吻鲟对池塘氮磷利用率的升高贡献较高｡匙吻鲟在饵料充足的情况下,体重增长较快,是淡水鱼类中生长最快的名贵鱼类之一[4],而且据文献报道的鳙鱼和匙吻鲟的氮磷含量[15,16],匙吻鲟对氮磷吸收利用速度较快,因此P1塘的氮磷吸收利用率较高｡相对P1塘,P2(由于草鱼B死亡率最高,导致该塘氮磷吸收利用率最低)､P3､P4 3个混养塘则因为放养密度的增加,浮游动物饵料密度不足,匙吻鲟体重增长受限制甚至停止(表3),因此在混养塘中将匙吻鲟作为配养鱼类时,需要考虑池塘中的浮游动物饵料密度是否足够支持匙吻鲟的增长｡3.3匙吻鲟池塘混养滤食性鱼类的放养可控制鱼塘微囊藻水华,进而改善水质[17],但本试验在接近池塘饱和负荷､且放养密度极高的情况下,匙吻鲟､鳙鱼和鲢鱼等滤食性鱼类的放养对池塘水质的改善作用相对较微弱,改变不了池塘总体水质恶化的趋势｡因此今后有必要在池塘放养密度较低的水平下,投放适量的匙吻鲟,进一步开展匙吻鲟对池塘水质影响的研究｡一般精养塘主要投喂外源性食物｡虽然池塘养殖情况不一样,但池塘系统对氮磷利用率一般都不高[11,18]｡本试验匙吻鲟混养塘和鳙鱼对照塘的氮磷利用率也不高,其原因基本相似[13]｡本次试验5个混养塘的饲料系数均较大,原因在于草鱼B和鲢鱼成活率均较低｡但相比对照塘,本试验发现较低的匙吻鲟放养密度可有效降低混养塘总饲料系数,提高池塘的氮磷利用率,而随着放养密度增加,容易导致池塘中浮游动物饵料密度不足,使匙吻鲟的增长受阻甚至停止,匙吻鲟的氮磷吸收利用作用降低｡因此相比鳙鱼对照塘,从氮磷利用率和总饲料系数来看,在中小型池塘中投放匙吻鲟的密度以270尾/hm2左右较为合理｡因此,我们看好混养塘中搭配放养匙吻鲟的前景,支持张胜宇等[4]的关于在养殖草食性和肉食性鱼类池塘中混养少量的匙吻鲟,搭配放养量为225~300尾/hm2的观点｡参考文献:[1] 王武. 鱼类增养殖学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2000.[2] 陈宇顺. 涨渡湖湿地池塘鱼类养殖模式优化与外源性氮-磷污染控制的研究[D]. 武汉: 中国科学院研究生院(水生生物研究所),2006.[3] 熊邦喜,梅新海,戴泽贵. 匙吻鲟引进中国20年概述[J]. 淡水渔业,2008,38(5):70-73.[4] 张胜宇,何群益,张晓刚. 鲟鱼无公害养殖重点､难点与实例[M]. 北京: 科学技术文献出版社,2005.136-177.[5] 祝少华. 鲟鱼养殖技术之一:沿黄流域低洼盐碱地池塘养殖匙吻鲟技术[J]. 中国水产,2007(12):41-43.[6] 李修峰,杨汉运,黄道明,等. 池塘主养匙吻鲟商品鱼技术[J]. 水利渔业,2004, 24(6): 32-33.[7] BURKE J S, BAYNE D R. Impact of paddlefish on plankton and water quality of catfish ponds[J]. The Progressive Fish-Culturist,1986, 48(3): 177-183.[8] SCHRANK S J, GUY C S, FAIRCHILD J F. Competitive interactions between age-0 bighead carp and paddlefish[J]. Transactions of the American Fisheries Society,2003,132(6): 1222-1228.[9] 刘建康,何碧梧. 中国淡水鱼类养殖学[M]. 北京:科学出版社, 1992.185-256, 343-380.[10] 魏复盛. 水和废水监测分析方法[M].第四版.北京: 中国环境科学出版社, 2002.[11] 高攀,蒋明,赵宇江,等. 主养草鱼池塘水质指标的变化规律和氮磷收支[J]. 云南农业大学学报(自然科学版),2009, 24(1): 71-77.[12] 陈少莲,刘肖芳.鲢鳙在东湖生态系统的氮,磷循环中的作用[J]. 水生生物学报,1991,15(1): 8-26.[13] 李谷. 复合人工湿地-池塘养殖生态系统的特征与功能研究[D]. 武汉: 中国科学院研究生院(水生生物研究所),2005.[14] LARKIN P A. Interspecific competition and population control in freshwater fish[J]. Journal of the Fisheries Research Board of Canada,1956, 13: 327-342.[15] 邹清,吴生桂. 不同生长阶段鲢鳙体内氮､磷含量比较及分析[J]. 水利渔业,2002,22(6):33-34.[16] 董宏伟,韩志忠,康志平,等. 匙吻鲟含肉率及肌肉营养成分分析[J]. 淡水渔业,2007,37(4):49-51.[17] 刘建康,谢平. 用鲢鳙直接控制微囊藻水华的围隔试验和湖泊实践[J]. 生态科学,2003,22(3):193-198.[18] 周劲风,温琰茂. 珠江三角洲基塘水产养殖对水环境的影响[J]. 中山大学学报(自然科学版),2004,43(5):103-106.。