工厂化循环水养殖条件下美洲鲥鱼幼鱼的生长特性

    刘青华+郑玉红+孟涵+须藤直美

    摘 要：采用双路循环水系统，在生产规模的养殖条件下，对美洲鲥鱼幼鱼的生长率、死亡率、饲料系数和水质进行了观测。经过120 d的饲养，鲥鱼幼鱼的平均体重从44.8 g达到226.07 g，是最初体重的5.05倍，平均日增重为1.51 g，成活率为97.6%。在第30 d、第60 d和第120 d的饲料系数分别为1.66、1.73和1.19，随着幼鱼的生长发育，饲料系数呈现逐渐下降的趋势；这是关于美洲鲥鱼幼鱼饲料系数研究的首次报道。在试验后期，氨氮含量升高，高达1.58 mg/L，尽管未出现死亡现象，但生长率显著下降。本试验表明，该生产规模的双路循环水养殖系统适合美洲鲥鱼幼鱼生长特点，成活率和生长率均远远高于鲥鱼养殖业的平均值；温度20～23 ℃时，美洲鲥鱼幼鱼生长迅速；当温度低于18 ℃时，生长变缓。氨氮含量超过1.00 mg/L可能制约美洲鲥鱼幼鱼的生长。该系统的水处理效率和养殖密度的优化管理和研究将进一步推动鲥鱼集约化健康养殖业的可持续性发展。

    关键词：美洲鲥鱼（Alosa sapidissima）；循环水养殖；饲料系数；平均日增重；成活率

    美洲鲥鱼（Alosa sapidissima）是自然分布在北美的溯河性鱼类，是一种支撑北美渔业资源的重要的饵料鱼，100多年来，一直受到美国政府渔业部门专项的自然资源增殖保护。美国科学家对美洲鲥鱼的自然种群分布、溯河繁殖生态、种群资源保护措施和管理进行了大量的研究，形成了亲本繁殖、人工授精、孵化、仔鱼早期培育、人工放流等一系列成熟技术，对美洲鲥鱼种群资源保护起到重要的作用[1]。然而，有关美洲鲥鱼人工养殖技术的研究甚少，尚未见有关采用循环水养殖鲥鱼的报道。

    2003年，美洲鲥鱼在长江鲥鱼濒临灭绝的情况下引进我国[2]，已在16个省市进行了温室养殖和网箱养殖等模式的尝试，成为国内最昂贵的养殖种类之一。但由于缺乏对美洲鲥鱼养殖技术和养殖工程的研究，不了解鲥鱼在养殖条件下的行为特征和生长特性，养殖生产存在着盲目性，且事故频频发生，鲥鱼养殖成活率甚至低于30%[3]。 潘德博等（2010）采用山泉水在水泥池流水养殖鲥鱼，获得成功；然而，由于未采用循环水水质净化技术，大量的养殖污水排放，对天然水体造成污染。为实现“青山绿水”的国家发展战略，开发适合美洲鲥鱼生物学特性、构造简单、运行简便可靠、环保的室内循环水养殖系统，对美洲鲥鱼养殖业的可持续性发展有着重要的意义。

    本研究根据鲥鱼集群快速游动的特点，首次采用双路循环水养殖系统（Dural drain recirculatingaquaculture system），在生產规模的养殖条件下，研究美洲鲥鱼幼鱼的生长特性，如成活率、生长速度和饲料系数，以及水质条件对其生长的影响，以期为其工厂化养殖的技术推广和系统设计提供重要的参考资料。

    1 材料与方法

    1.1 双路循环水养殖系统

    生产规模的双路循环水养殖系统位于苏州依科曼生物农业科技有限公司，是参照Reinemann等[5]和刘青华等[6]，由水泥池建造而成（图1）。每一套双路循环水养殖系统包括一个圆角养殖池（面积10 m2，深0.8 m），两侧分别有一套大小相同的水处理池，分别处理上层水和底层水。每套水处理池的面积为养殖池的十分之一，其中配备一台旋滤过滤器，两个曝气生化过滤池和紫外线消毒池。水处理池分为上层水水处理池和底层水水处理池，分别经过旋滤过滤器，去除固体废物，然后经过两个曝气生化过滤池，降低氨氮等排泄物，最后经过回水池的紫外线消毒，由水泵打入养殖池，实现养殖用水的循环处理。在养殖池和生化过滤池的池壁上装有微气泡曝气管（美国AERO-TUBE），由鼓风机充气，为水体曝气增氧。

    1.2 试验方案

    试验于2009年9月20日开始在苏州依科曼生物农业科技有限公司进行，共进行120 d。分别将500尾体重为44.8±4.7 g的鲥鱼幼鱼投放在四个同等规格的双路循环水养殖系统中，放养密度为50尾/m2 即2.25 kg/m2。每日投喂三次，每次持续30 min。饲料选用广东星星饲料厂生产的海水鱼膨化饲料，蛋白含量为41%。饲料投喂坚持少量多次的原则，直至幼鱼摄食不积极，做到少量或无剩饲料。每天记录投喂饲料的重量；每30 d在每个养殖池随机抓捕30～50尾幼鱼，活体称重后，放回原池，研究美洲鲥鱼在循环水养殖条件下的生长特性和饲料利用率。

    试验期间，每天对养殖池进行吸污，并将集污区的污水排放到固态废物收集池，日排放量约为总水体的10%～15%，并由深井水补充保持水体总量恒定。每周清洗养殖池、生化过滤池和旋滤过滤池以及池壁。每天上午和下午分别测定养殖系统的水温和溶氧量，每两周测定氨氮和亚硝酸盐的含量，监测水质变化。

    1.3 试验数据分析和统计

    试验测得数据利用Excel 2007进行汇总，计算出饲料系数；并根据刘青华等[6]方法计算出平均日增重，即（W2-W2）/（t2-t1），其中，W1和W2分别为t1和 t2的体重，进行方差分析 。

    2 结果

    2.1 双路循环水养殖条件下的水质情况

    试验期间双路循环水系统养殖美洲鲥鱼幼鱼的水质情况如表1所示。该养殖系统未配备加热或制冷系统，水温受室内气温和每日补充的井水影响。试验期间温度变幅为15.2～23.2 ℃，平均温度为19.9 ℃。水中溶氧变幅为4.2～8.1 mg/L，平均值为6.37 mg/L。氨氮的变幅为0.30～1.58 mg/L，平均值为0.92 mg/L。亚硝酸盐的变幅为0.23～0.45 mg/L，平均值为0.30 mg/L。

    2.2 美洲鲥鱼幼鱼在双路循环水养殖系统中的生长情况

    试验期间鲥鱼幼鱼生长状况如表2所示，受季节变化的影响，养殖系统的温度从22.17 ℃下降到了18.27 ℃；溶氧量小幅波动；美洲鲥鱼幼鱼的体重从最初的45.00 g增加到30 d时的95.78 g，为最初体重的2.13倍；在60 d时达到152.56 g，为最初体重的3.39倍；在120 d时达到226.07 g，是最初体重的5.05倍，养殖密度已达到11.03kg/m2。在试验的第30 d、60 d和120 d，美洲鲥鱼幼鱼的体重增加值分别为50.78 g、56.78 g和 73.51 g；平均日增重分别为1.64 g、1.83 g和1.19 g；前两个阶段的日增重率的平均值达1.74。在整个试验期间，未发生大量的死亡现象，成活率分别为100%、99.2%和97.6%。可见，整个试验期间，温度的变化未对成活率产生较大的影响，然而对生长率影响不一。在试验的前两期，温度的季节性变化从22.17 ℃到19.93 ℃，对美洲鲥鱼幼鱼生长率的影响不大；但在试验的第三期时，当日平均温度降到18.27 ℃时，鲥鱼生长显著变缓。

    2.3 双路循环水养殖系统中美洲鲥鱼幼鱼的饲料系数

    双路循环水养殖系统中，美洲鲥鱼在30 d、60 d和120d 的饲料系数分别为1.66、1.73和1.19。由此可见，随着幼鱼的生长发育的季节性，虽然体重增长的速度加快（见表2），但是饲料系数却呈现先升后降的趋势。

    3 讨论

    在自然界，美洲鲥鱼集群、昼夜无休止地快速游动，不仅可促进鳃部获取溶氧，更可有效地避免凶猛鱼类的残食。在养殖条件下，美洲鲥鱼则是均匀排序，沿着池边不停地游动，成为鲥鱼非常显著的行为特征[7]。

    本研究采用的双路循环水养殖系统是充分考虑到美洲鲥鱼对水质要求苛刻，以及集群运动行为特征建造而成的。双路循环水养殖系统不仅提供了良好的水处理功能，也满足了鲥鱼的生物学和行为特征。首先，双路循环水养殖系统的进水具有对角泵水功能，提供稳定的单向水流，鲥鱼在沿池边逆水游动时，通过“冲压呼吸作用”可提高其获取氧气的能力。其次，在圆角养殖池的四周墙壁底部，安装AERO-TUBE微气泡曝气管，形成了气雾屏面，可预防鱼群受惊后撞壁受伤[8]；而且，在养殖池池边供氧，池内空间开阔，为美洲鲥鱼提供了无障碍的游动场所。在整个试验期间，幼鱼对养殖环境表现得十分适应，无应激反应的迹象，生长迅速，平均日增重达1.55 g/d，成活率达97.6%以上。

    本研究表明，温度是影响美洲鲥鱼生长的最关键因素之一。本试验的时间跨度从秋季到冬季，温度经历了显著的变化，从23.2 ℃降到15.2 ℃。试验初期（前30 d）日平均水温为22.17±0.78 ℃，第二阶段（第31 d至第60 d）水温为19.93±0.75 ℃，前两个阶段的美洲鲥鱼幼鱼体重增加值分别为50.78 g和56.78 g，平均日增重分别为1.64 g、1.83 g，呈现快速增长的趋势，表明此阶段的养殖环境（包括温度）适宜美洲鲥鱼生长。在第三阶段（第61 d至第120 d），体重增加值达到了73.51 g；在第120 d，美洲鲥鱼的平均体重已达到226.07 g，但平均日增重仅为1.19 g，随着体重的增加，平均日增重非但没增加，反而较前两个阶段明显下降（P<0.01），其主要原因与水温的降低有关。在第三阶段，温度从19.19 ℃降低到15.2 ℃，摄食量下降，从而影响了生长。以上结果表明，日平均水温在19.93～22.17 ℃之间较15.2～19.19 ℃更适于美洲鲥鱼幼鱼的生长。这一结果与李林等实验结论吻合。李林等采用温室水泥池养殖美洲鲥鱼450 d后，规格仅为283 g/尾，认为生长速度缓慢是温度過低造成的[9]。

    在第三阶段，美洲鲥鱼幼鱼生长变缓也可能与水质中的氨氮升高有关。试验前两个阶段，氨氮含量为0.55～0.90 mg/L；平均日增重率达1.74，看来，氨氮含量低于0.90 mg/L尚未显著影响生长。在试验后期，养殖密度从试验初期的2.25 kg/m2提高到11.03kg/m2；同时，随着温度下降，养殖系统中的双路循环水处理效率降低，氨氮浓度一度高达1.58 mg/L，远远超过许多洄游性鱼类的工厂化循环水养殖的标准[10]。Twarowska等认为，三文鱼等洄游性鱼类长期生活在氨氮含量高于0.4 mg/L养殖系统中，生长和成活会显著下降[11]。尽管目前尚无有关鲥鱼对氨氮耐受性的报道，但本试验后期的氨氮浓度升高，意味着水质逐渐恶化，可能是导致生长速度减缓的主要原因之一。有关氨氮浓度以及养殖密度与水处理效率的关系对美洲鲥鱼生长率和成活率的影响有待进一步的研究。

    参考文献：

    [1] Boreman J，Friedland K D. Sensitivity of American shad to changes in fishingmortality [C].//n：LimburgK E and Waldman J R，Biodiversity，status，and conservation of the worlds shads. American Fisheries Society Symposium 35，Bethesda，Maryland. 2003，267-273

    [2] Jia Y J，Goudie C A，Liu QH，et al. Potential invasion risk of the introduced American shad Alosa sapidissima to aquatic ecosystem in China [J]. Acta Zoologica Sinica，2007，53（4）：625-629.

    [3] 刘青华，贾艳菊，高永利.美洲鲥鱼养殖的瓶颈和对策（上）[J].科学养鱼，2006（4）：5

    [4] 潘德博，洪孝友，朱新平，等.美洲鲥工厂化养殖模式初探[J].广东农村实用技术，2010（10）：34-35.

    [5] Beinemann D J，Hansen J，Raabe M，et al. Demenstration of airlift pump and lignocellulosics in recirculatingaquaculture system[M]. Madison； energy Center of Wisconsin，2001.

    [6] 刘青华，蔡明园，王佳，等.黄金鲈与伊利鲈杂交后代在气提泵循环水养殖系统中生产分析[J].渔业现代化，2009（4）：27-31.

    [7] 刘青华，贾艳菊，高永利，等.美洲鲥鱼养殖的瓶颈和对策（下）[J].科学养鱼，2006（5）：3.

    [8] 刘青华，贾艳菊，高永利.美国鲥鱼的生物学特性与集约化养殖管理[J].渔业现代化，2006（1）：26-27.

    [9] 李林，金庭海，韩立忠.美国鲥鱼工厂化养殖试验[J].渔业致富指南，2017（2）：49-50.

    [10] Summerfelt ST，Sharrer M J. Design implication of carbon dioxide production within biofilters contained in recirculatingsalmonid culture systems[J]. Aquacultural Engineering，2004，32：171-182.

    [11] Twarowska J G，Westerman P W，Losordo T M. Water treatment and waste characterization evaluation of an intensive recirculatingfish production system[J]. Aquacultural Engineering，1997，16：133-147.