养殖水体中添加碳源对水质及罗非鱼生长的影响

李彦，刘利平，赵广学，胡振雄，苏晓明

(上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海201306)

生物絮团技术(BFT)在各种水处理和发酵工业等领域中有着重要的作用［1-2］。将BFT 应用到水产养殖中具有良好的生态效益和经济效益，既可以净化养殖水环境，又可以提高饲料利用率，降低养殖成本［3-4］。如果水体中的碳氮比维持某一水平的平衡，水体中的氨氮可以通过生物絮团的方式直接转化成异养细菌生物量而被去除，从而改善水质［3］。这些细菌还可以与水体中的颗粒物、细菌、溶解有机物等结合，形成0.1 到几毫米的可被养殖动物摄食的营养丰富的絮团［5-6］，实现饲料的双重利用，从而促进水产养殖业的可持续发展。

罗非鱼Oreochromis niloticus是中国淡水养殖的主要品种之一，市场需求量日益增大。但中国的罗非鱼养殖基本上以传统的池塘养殖为主，这种养殖模式容易造成水质恶化、鱼病暴发，甚至导致大规模的鱼类死亡［7］;而且饲料浪费严重，增加了养殖成本和对鱼粉和鱼油的需求［8］。因此，研究环保的低成本的养殖模式非常必要。应用BFT可同时解决罗非鱼养殖业所面临的环境制约和饲料成本高的问题，国内外学者对BFT在水产养殖中的应用已有相关研究。Crab等［9］向罗非鱼养殖池中添加淀粉进行稚鱼的室内越冬，可以净化水质，维持20 kg/m3的养殖密度和98%的存活率，而且降低了日换水率。Avnimelech［10］发现絮凝过程中形成的絮团营养丰富，可被罗非鱼再次摄入。Hari等［11］对集约化对虾养殖系统研究表明，添加木薯淀粉可以改善水质，促进对虾生长和提高饲料利用率;如果向水体中添加淀粉，饲料中粗蛋白质含量从40%降至25%也不会影响对虾产量。目前，中国罗非鱼商品饲料的粗蛋白质含量普遍较高，可否通过在减少饲料投喂量的同时添加淀粉的方法来解决这一问题，已引起人们的关注。为此，本研究中作者以小麦淀粉作为碳源，直接添加到罗非鱼养殖水体中形成生物絮团，通过分析水质指标的改善情况，研究鱼体的生长及饲料利用情况，旨在为生物絮团技术的推广和罗非鱼的低碳健康养殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用新吉富罗非鱼购自海南新吉水产科技有限公司，为当年孵化的同一批鱼苗，体质量为(10.5 ±0.2)g，在水泥池中暂养7 d 后，随机挑选大小均匀、健康的个体进行试验。

试验饲料选用江门海大饲料有限公司生产的鱼宝宝鱼苗膨化配合饲料(粗蛋白质为35%)，碳和氮含量分别为50.0%和5.6%;碳源选用上海郑圣德实业有限公司生产的食用级小麦淀粉，碳含量为50%，氮含量较低忽略不计。

1.2 方法

1.2.1 饲养管理 试验共设4 组:1 个对照组和A、B、C 3 个处理组，每组设3 个重复，各组投喂同种商品饲料，其中对照组投喂正常量(日投饲量为鱼体总质量的8% ～10%)，A 组投喂正常量，B 组投喂正常量的80%，C 组投喂正常量的75%，且A、B、C 3 个处理组水体中同时泼洒饲料投喂量30%的小麦淀粉(用池水混匀泼洒)，而对照组不泼洒小麦淀粉。Goldman等［12］指出，絮体产生和降低氨氮的最佳C∶ N ＞10，即在一定程度上，碳源添加越多养殖效果越好。本试验中，按照B组和对照组投喂成本相等计算得到每kg 饲料添加0.3 kg 淀粉，若3 个处理组淀粉添加量都为饲料投喂量的30%，则对照组C∶ N=9.2，处理组C∶ N=12.0，其A 组投喂成本高于对照组，C 组则低于对照组。

试验用水泥池为上海景海标准化水产养殖基地的12 个室外水泥池(面积为16 m2)，有独立的给排水系统。使用2 g/m3二氧化氯溶液刷洗水泥池壁池底，浸泡24 h 后，再用清水冲洗干净后注入水源水，待用。苗种下池前用2% ～4%的食盐水浸洗鱼体5 min，然后称重，每池随机放110 尾鱼，每池鱼的总体质量相近，无显著性差异。

试验共进行36 d，试验期间水泥池底部充氧设备24 h 充氧。每天投喂2次(10:00、16:00)，10:00 投喂饲料后将事先称量好的小麦淀粉用池水混匀，全池泼洒。试验期间不用药，每周适当加水，保持水深为0.8 ～0.9 m。记录每天的饲料投喂量和淀粉添加量。

1.2.2 水样的采集和分析 每隔7 d 于9:00 用采水器在养殖池中间的一个采样点采集水下0.5 m处水样2 L。用塞氏盘现场测定透明度(SD)，采用便携式溶氧仪(WTW Oxi 315i，德国)现场测定溶解氧(DO)，采用HANNA HI98128 防水型袖珍pH/温度测试笔现场测量水温和pH 值。采集的水样立即带回实验室，按照国家水质监测方法测定总氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、总氮(TN)、总磷(TP)和悬浮物(TSS)含量［13］。采用热乙醇萃取法测定叶绿素a(Chl a)含量［14］，采用英霍夫式锥形管静置水样(1 L)15 min 的方法测定絮体体积［10］，采用平板菌落计数技术测定异养细菌总量［15］。

1.2.3 各项指标的测定与计算 试验结束时捕捞各养殖池的罗非鱼，记录各池鱼的尾数及总质量，按下式计算各池鱼的生长指标和饲料利用指标:

其中:WF为饲料投喂量(kg，不包括淀粉);W0、Wf分别为试验初始和试验终末时的鱼体总质量(kg);t 为试验时间(d);P 为饲料蛋白质含量(%);N0、Nf分别为试验初始和终末时的鱼尾数(尾)。

1.3 数据处理

试验数据用平均值±标准差表示。采用SPSS 17.0 软件进行ANOVA 单因素方差分析，采用Duncan 氏法进行多重比较，显著性水平设为0.05。用Excel 进行图表处理。

2 结果与分析

2.1 添加小麦淀粉对养殖池水质的影响

2.1.1 溶解氧、温度、pH和透明度 从表1可见:整个试验期间，各组DO、温度、pH和SD 的变化幅度不大，各组间均无显著性差异(P ＞0.05)。可见，小麦淀粉的添加对水体中这几个物理因子无显著性影响。

表1 各组水体中溶解氧、温度、pH 值和透明度的平均值Tab.1 The average levels of DO，temperature，pH and Secchi disk(SD)in the water in different groups

2.1.5 总氮和总磷 从图2可见:整个试验期间，3 个处理组水体中总氮和总磷的平均含量均低于对照组，但无显著性差异(P ＞0.05)。可见，添加小麦淀粉可以降低水体中总氮和总磷的含量，避免水体富营养化。

2.1.6 叶绿素a 从图3可见，各组叶绿素a 含量的变化没有明显规律，总体上呈现波动上升趋势。整个试验期间，各组水体中叶绿素a 含量的平均值依次为对照组＞A ＞B ＞C，各处理组叶绿素a 含量的平均值均低于对照组，但各组间均无显著差异(P ＞0.05)。

图1 试验期间各组水体中NH 4+－N、NO 2－－N、NO 3－－N 含量的变化Fig.1 The variation in concentrations of NH 4+－N，NO 2－－N，and NO 3－－N in the water in different groups during culturing period

图2 试验期间各组水体中总氮和总磷的平均含量Fig.2 The average concentration of TN and TP in the water in different groups during culturing period

2.1.7 絮体体积和悬浮物 从表2可见，A、B、C 组的絮体体积和悬浮物的平均含量均高于对照组，但各组间无显著性差异(P ＞0.05)。可见，小麦淀粉的添加促进了水体中絮体的生成，且絮体含量与饲料投喂量成正比。

图3 试验期间各组水体中叶绿素a 含量的变化Fig.3 The variation in levels of chlorophyll－a in the water in different groups during the culturing period

表2 试验期间各组水体中絮体体积和悬浮物的平均值Tab.2 The average floc volume and TSS levels in the water in different groups during the culturing period

2.1.8 异养细菌总量 从图4可见，各组水体中异养细菌总量处于不断波动的变化过程，总体上异养细菌总量呈波动上升趋势。试验结束时，对照组、A、B、C 组水体中异养细菌总量分别较试验初期增加了117%、922%、1704%和422%。养殖过程中，各处理组异养细菌总量的平均值均高于对照组，但各组间无显著性差异(P ＞0.05)。可见，淀粉的添加增加了养殖水体的异养细菌总量。

图4 试验期间各组水体中异养细菌总量的变化Fig.4 The variation in count of total hetero－bacteria during the culturing period

2.2 添加小麦淀粉对罗非鱼生长性能及饲料利用的影响

2.2.1 生长性能 从表3可见:小麦淀粉的添加对罗非鱼的增重率、特定生长率和存活率均无显著性影响(P ＞0.05)，其中A 组的增重率比对照组提高3.1%，而特定生长率比对照组提高1.4%。可见，添加淀粉可以促进罗非鱼生长。

2.2.2 饲料利用 从表3可见:小麦淀粉的添加对罗非鱼的饲料系数和蛋白质效率均有显著性影响(P＜0.05)。饲料系数以对照组最高，A、B 组次之，C 组最低;对照组和A 组无显著性差异(P ＞0.05)，但均显著高于B、C 组(P＜0.05)。蛋白质效率的变化趋势与饲料系数正好相反。A 组的饲料系数比对照组降低1.48%，蛋白质效率比对照组提高1.87%，但无显著性差异(P ＞0.05);B、C 组的饲料系数分别较对照组显著降低12.96%和17.04%(P＜0.05)，蛋白质效率分别较对照组显著提高14.91%和21.04%(P＜0.05)。可见，小麦淀粉的添加可以降低饲料系数，提高蛋白质效率，从而提高饲料利用率。

表3 添加小麦淀粉对罗非鱼生长性能和饲料利用的影响Tab.3 Effects of wheat starch addition on the growth performances，and feed utilization in the tilapia

3 讨论

3.1 添加碳源对养殖水体水质的影响

Hari等［22］在对虾养殖池中添加木薯淀粉作为碳源，发现添加碳源的处理组水体中和总氮含量极显著低于对照组(P＜0.01)。Avnimelech［23］向含量为10 mg/L的池塘底泥中加入200 mg/L 的葡萄糖，约7 h 底泥中的就会被去除，而不产生和这与Crab等［9］报道的结果相一致。本试验中添加小麦淀粉对水体和N等的去除效果与上述研究结果相似。

3.2 添加碳源对罗非鱼生长及饲料利用的影响

生物絮团技术作为一种新型的水产养殖革新技术，在促进水产动物生长方面的作用国外学者已进行了许多研究，对鱼类生长的影响也有相关报道。本试验结果表明，当水体中添加小麦淀粉时(饲料量的30%)，即使饲料投喂量减少为正常量的75%，对罗非鱼的增重率、特定生长率和存活率也没有显著性影响(P ＞0.05)，同时显著地降低了饲料系数、提高了蛋白质效率(P＜0.05)。一方面是因为饲料投喂量的减少和淀粉的添加降低了水体有毒无机氮水平，为罗非鱼提供了一个良好的生存环境;另一方面是因为淀粉的添加促进了絮团的生成，为罗非鱼增加了天然饵料，从而降低了饲料系数。新形成的絮团营养丰富，Azim等［24］研究了含35%和22%两种粗蛋白质的饲料形成絮团的营养成分，发现粗蛋白质含量超过50%，粗纤维约为4%，灰分为7%，能量为22 kJ/g，适合植食性和杂食性鱼类的营养需求;而且这两种饲料形成的絮团的营养成分没有显著性差异，表明絮团的质量与投喂饲料的质量不相关。罗非鱼可摄食絮团，养殖动物对微生物蛋白的利用取决于其捕获细菌和消化利用微生物蛋白的能力。Avnimelech等［25］用N15标记的生物絮团作为罗非鱼的唯一食物来源，结果表明，鱼体组织N15的丰富度在养殖初期直线上升，后来趋于稳定或稍有下降。上述研究说明，添加淀粉可以生成鱼类可食用的营养丰富的絮团，提高饲料利用率。

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