凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖模式的初步探讨

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学校代码：10264研究生学号：M100101044上海海洋大学硕士学位论文凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜题目：综合养殖模式的初步探讨Primarystudiesonintegratedculture英文题目：ofLitopenaeusvannamei,ScatophagusargusandIpomoeaaquatic专业：水产养殖研究方向：可持续发展的水产养殖姓名：胡振雄指导教师：刘利平副教授二O一三年六月五日 上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日 上海海洋大学博/硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注主席委员委员委员委员委员委员秘书答辩地点答辩日期 上海海洋大学硕士学位论文凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖模式的初步探讨摘要多营养层次综合养殖（IMTA）模式由于具有较高的饵料利用率、带来额外的经济效益以及降低病害风险成为一种生态且经济的养殖方式。本文构建凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统，并与生物絮凝技术相结合，探究在养殖效果、水质动态变化、经济效益、对饲料中氮磷利用率的影响，主要研究结果如下：1.为探究凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖模式中不同金钱鱼规格和密度对养殖效果和氮磷利用的影响，本研究在21个室外水泥池（5×3×1.2m）中，开展3×22的双因素实验，即设置3种金钱鱼放养密度（1、2和3尾/m）与2种金钱鱼规格(10.0与30.0g/尾)组合的组为实验组，对虾单养组作为对照。实验过程中保持不换水以及相同饲料投喂量。结果表明，与对虾单养组相比，该养殖模式能提高对虾存活率（1.9-13.6%），养殖总产量和总饵料系数均显著改善（P<0.05）；综合养殖系统对饲料中氮和磷的利用率范围分别为44.4-62.5%和19.4-29.1%，显著高于单养2池的26.7%和8.2%（P<0.05）。最佳的金钱鱼养殖规格和密度为30.0g/尾、2尾/m2或3尾/m。2.为探究添加玉米淀粉作为碳源对凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖池内对虾产量、水质和絮体形成的影响，开展本次实验。在12个室外水泥池中，设置T1-T4共4个组，每个组3个平行；其中T1组对虾单养组作为对照，T2-T4组为对虾-金钱鱼-蕹菜IMTA组。T1和T2组投喂正常量（即100%）的对虾商品饲料，不添加碳源；T3组投喂100%的饲料，同时添加90%的玉米淀粉；T4组投喂80%的饲料，同时添加72%的玉米淀粉。T3和T4组的C/N为15，所有处理组对虾放养密22度均为80尾/m，初始规格为3.11g；金钱鱼放养密度为2尾/m，初始规格为31.83g；所有池均仅投喂虾料，不另投鱼料。对虾养殖7周，金钱鱼和蕹菜养殖6周。结果表明：T3，T4组对虾存活率分别为95.6%和94.3%，极显著高于T1，T2组的351.1%和56.5%（P<0.01）；T3组对虾产量最高，饵料系数最低，分别达到0.495kg/m和1.02；T1组对虾特定生长率最高（1.61%），极显著高于T4（P<0.01）。添加碳I 上海海洋大学硕士学位论文-源的组中NO2的浓度低于其他两组，且差异极显著（P<0.01）；T3和T4组的TAN浓度显著低于T1，T2（P<0.05）；T3和T4组的TSS含量显著高于T1，T2（P<0.05）；IMTA组T2，T3，T4叶绿素a含量显著低于单养组T1（P<0.05）。T3组形成絮体的量最多，达到10.84ml，极显著高于其他各组（P<0.01）；絮体粗蛋白的含量为8.7-24.0%。在凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖系统内添加碳源，能显著改善养殖产量和水质。IMTA模式和生物絮凝技术二者结合，在总饵料系数方面表现出了明显的-协同效应；同时在对虾存活率、养殖产量以及降低水体NO2、TAN水平上，表现出比单独的综合养殖模式更大的作用。3.为探究对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖模式与生物絮凝技术结合，在养殖经济效益和对饲料中氮磷利用方面的影响，在第三章的实验条件下，开展实验。结果表明：T3组的经济效益最大，显著大于T2和T4组（P<0.05）；同时三个综合养殖组经济效益显著优于单养组T1（P<0.05）。添加碳源的T3和T4组，养殖生物对饲料中氮磷利用率显著高于其他两组（P<0.05），T2组对氮磷的总利用率显著高于T1组（P<0.05）。关键词：凡纳滨对虾，金钱鱼，综合养殖，生物絮凝技术，产出效果，水质，氮磷利用率II 上海海洋大学硕士学位论文PrimarystudiesonintegratedcultureofLitopenaeusvannamei,ScatophagusargusandIpomoeaaquaticABSTRACTIntegratedMulti-TrophicAquaculture(IMTA)isanecologicalandeconomicfarmingstrategythatminimizeswastefromculturesystems,reducestheriskofdiseasesandprovidesanadditionalincomesource.Anintegratedculturesystemofwhiteshrimp(Litopenaeusvannamei),spottedscat(Scatophagusargus)andwaterspinach(Ipomoeaaquatic)wassetup,combiningwithbiofloctechnology,toevaluatetheeffectsofaddingmaizestarchontheyield,waterquality,nutrientrecoveryandeconomicreturnintheIMTAsystem.Themainresultsofthisstudyareshownasfollows:1.Toinvestigatetheeffectsofdifferentdensitiesandsizesofspottedscatonproductionandnutrientrecoveryinintegratedculture（IMTA）systemofwhiteshrimp,spottedscatandwaterspinach,anexperimentwasconductedusinga3×2factorialdesignin21outdoorcementtanks(5×3×1.2m).Combinationsoftwokindsofsizes-1-2(10.0,30.0gfish)andthreekindsofdensities(1,2and3fishm)ofspottedscatwereset,whilethreeadditionaltankswithshrimpmonoculturewereusedasacontrol.Therewasnowaterexchangeandfeedinputtoalltreatmentswaslimitedtothesameamount.Incomparisonwithmonoculture,IMTAmodelincreasedtheshrimpsurvivalrate,totalbiomassandcombinedoverallFCRremarkably.ThecombinednutrientrecoveryinIMTAtankswassignificantlyhigherthaninsingleshrimptanks(P<0.05),rangingfrom44.4%to62.5%fortotalnitrogenandfrom19.4%to29.1%fortotalphosphorous.The-2-1optimalstockingdensityandsizeofspottedscatwas2or3fishmand30.0gfish.2.Atrialwasconductedtoevaluatetheeffectsofaddingmaizestarchontheyield,waterqualityandformationofbioflocsinanIMTAsystemcomprisingwhiteshrimp,III 上海海洋大学硕士学位论文spottedscatandwaterspinach.Shrimpwererandomlyassignedtooneoffourtreatments(T1,T2,T3andT4)andrearedinmonoculture(T1)withouttheadditionofstarch,orinpolyculture(withspottedscatandwaterspinach)with(T3andT4)orwithout(T2)theadditionofstarch.ShrimpinT1,T2andT3werefedthreetimesdailywithanequalamountofcommercialpellets,whileshrimpinT4werefedat80%ofthefeedingamountofothertreatments.ShrimpsurvivalwashigherinT3andT4(95.6%and94.3%,respectively)thaninT1andT2(51.1%and56.5%,respectively)(P<0.01).-3TheshrimpyieldwashighestinT3(0.495kgm),whichalsohadthelowestfeedconversionratio(1.02).ThespecificgrowthratewashigherinT1(1.61%)thaninT4(1.17%)(P<0.01).T3hadthebesteconomicperformanceamongalltreatments,andsignificantlybetterthanT1(P<0.01),T2andT4(P<0.05).Thelevelsofnitrite-N(NO2-N)weresignificantlylowerinT3andT4attheendoftheexperimentthaninothertreatments(P<0.01).Similarly,totalammonianitrogen(TAN)waslowerandtotalsuspendedsolids(TSS)washigherinT3andT4thaninT1andT2(P<0.05).Thelevelofchlorophylla(Chla)wassignificantlyhigherinT1thaninothertreatments(P<0.05).ThebioflocvolumewashighestinT3(10.84ml)(P<0.01)andthecrudeproteincontentofbioflocsrangedfrom8.7%to24.0%.TheresultssuggestedthattheadditionofstarchintotheIMTAsystemofshrimp,spottedscatandwaterspinachimprovedproductivity,profitabilityandwaterquality.ThecombinationoftheIMTAmodelandbiofloctechnologyhadasynergisticeffectonoverallFCRandeconomicreturn,andwasmoreeffectiveatimprovingshrimpsurvival,productionandreducingnitrite-NandTANthanuseoftheIMTAmodelalone.3.ToinvestigatetheeffectsofthecombinationofbiofloctechnologyandtheIMTAmodelofwhiteshrimp,spottedscatandwaterspinachoneconomicreturnandnutrientrecovery,anexperimentwascarriedoutundertheexperimentconditionofchapter3.T3hadthebesteconomicperformanceamongalltreatments,andsignificantlybetterthanT2andT4(P<0.05),whiletheIMTAtreatmentshadsignificantlybettereconomicreturncomparedwithT1.Theculturespeciesinthetreatmentswithstarchsupplementation(T3andT4)hadsignificantlyhighernutrientrecoverythaninothertreatments(P<0.05),whilenutrientrecoveryinT2weresignificantlyhigherthaninT1(P<0.05).IV 上海海洋大学硕士学位论文KEYWORDS:whiteshrimp,spottedscat,integratedculture,biofloctechnology,production,waterquality,nutrientrecoveryV 上海海洋大学硕士学位论文目录摘要...............................................................................................................................IABSTRACT...................................................................................................................III第一章引言................................................................................................................11.1前言....................................................................................................................11.2凡纳滨对虾综合养殖研究现状........................................................................21.2.1凡纳滨对虾综合养殖方式的分类..........................................................21.2.1.1对虾-滤食性鱼类、贝类综合养殖...............................................21.2.1.2对虾-肉食性鱼、蟹类综合养殖...................................................31.2.1.3对虾-海参综合养殖.......................................................................31.2.1.4对虾-大型藻综合养殖...................................................................41.2.1.5对虾多元综合养殖........................................................................41.2.2对虾综合养殖存在的问题及对策..........................................................51.2.2.1混养品种组成................................................................................51.2.2.2密度配比........................................................................................51.2.2.3放养规格和放养时间....................................................................51.2.2.4养殖模式的可移植性....................................................................61.2.3展望..........................................................................................................61.3生物絮凝技术研究现状....................................................................................71.3.1生物絮凝技术的主要原理......................................................................71.3.2生物絮凝技术对水质的净化作用..........................................................71.3.3生物絮团的饵料价值..............................................................................81.3.4影响絮体形成的因素..............................................................................81.3.4.1充足的水体混合强度....................................................................81.3.4.2溶氧................................................................................................91.3.4.3C/N和碳源.....................................................................................91.4论文需解决的问题............................................................................................91.5论文的理论意义和实用价值..........................................................................10第二章凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统中不同金钱鱼规格和密度对产量和氮磷利用的影响.............................................................................................................112.1材料和方法......................................................................................................122.1.1实验设计................................................................................................122.1.2实验条件与投饵管理............................................................................122.1.3实验指标的测定与分析........................................................................13 上海海洋大学硕士学位论文2.1.3.1现场水质指标的测定..................................................................132.1.3.2生长指标的测定..........................................................................132.1.3.3饲料中氮磷利用率的测定..........................................................132.1.4统计与分析............................................................................................142.2结果..................................................................................................................142.2.1水质指标................................................................................................142.2.2产出效果................................................................................................162.2.3氮磷利用率............................................................................................172.3讨论..................................................................................................................182.3.1不同养殖模式对水体pH、溶氧的影响..............................................182.3.2不同养殖模式对对虾存活率的影响....................................................192.3.3不同养殖模式对产出效果的影响........................................................192.3.4不同养殖模式对氮磷利用率的影响....................................................202.3.5最佳金钱鱼养殖规格和密度................................................................202.4小结..................................................................................................................20第三章添加玉米淀粉作为碳源对凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖系统内对虾产量、水质和絮体形成的影响................................................................................................213.1材料与方法......................................................................................................213.1.1实验设计：............................................................................................213.1.2实验条件与基础设备............................................................................223.1.3前期准备和投饵管理............................................................................223.1.4生长、水质与絮体参数的测定............................................................233.1.4.1测量对虾、金钱鱼和蕹菜生长性能与净产量..........................233.1.4.2水质分析......................................................................................233.1.4.3絮体体积与营养成分的测定......................................................233.1.5统计与分析............................................................................................233.2结果..................................................................................................................243.2.1生长产出................................................................................................243.2.2水质参数变化情况................................................................................263.2.2.1现场测定的水质指标..................................................................263.2.2.2总磷与总氮变化..........................................................................293.2.2.3氨氮变化......................................................................................303.2.2.4亚硝氮变化..................................................................................303.2.2.5硝氮变化......................................................................................313.2.2.6叶绿素a变化..............................................................................313.2.2.7总悬浮固体的量变化（TSS）...................................................323.2.3絮体参数................................................................................................333.2.3.1絮体体积与SVI..........................................................................333.2.3.2絮体营养组成..............................................................................353.3讨论..................................................................................................................35 上海海洋大学硕士学位论文3.3.1对虾存活率............................................................................................353.3.2产出效果................................................................................................363.3.3水质参数................................................................................................363.3.4絮体形成................................................................................................373.4小结..................................................................................................................37第四章添加淀粉对凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统内氮磷利用和经济效益的影响............................................................................................................................384.1材料和方法.......................................................................................................384.1.1实验设计与养殖条件.............................................................................384.1.2经济效益与氮磷利用率分析................................................................394.1.2.1养殖经济效益分析..............................................................................394.1.2.2氮磷利用率..................................................................................394.1.3统计与分析............................................................................................394.2结果..................................................................................................................404.2.1经济效益................................................................................................404.2.2氮磷利用率............................................................................................404.3讨论..................................................................................................................424.3.1经济效益................................................................................................424.3.2氮磷利用率............................................................................................434.4小结..................................................................................................................43结论............................................................................................................................44参考文献........................................................................................................................45致谢................................................................................................................................55 上海海洋大学硕士学位论文第一章引言1.1前言自凡纳滨对虾（Litopenaeusvannamei）于上世纪八十年代被引入我国以来，因其具有营养价值高、生长速度快、耐受性强等优点，对虾的养殖逐渐成为一种十[1]分受欢迎的养殖活动和投资对象。尤其是在我国沿海地区低盐度水域，近年来发展速度非常迅速，取得了较好的经济效益。目前，凡纳滨对虾的养殖主要采用集约化养殖方式，在养殖过程中需要施肥投饵，这样会使水体富含各种有机物；在养殖过程中还会产生大量残饵、粪便，这些都会造成养殖环境恶化；当养殖废水排入周围水域，还将造成水质污染和富营[1,2]养化。同时虾池水质的恶化还会危及自身，轻则影响对虾生长，重则造成病害[3]。特别是近年来，由于世界性的对虾病害暴发，养殖效益大幅下降。因此，如何综合利用养殖池，进行多种类优化组合养殖，越来越被人们重视。多营养级综合养殖（IntegratedMulti-TrophicAquaculture,IMTA）又称综合养殖，是根据生态平衡、物种共生互利和对物质多层次利用等生态学原理，人为地将养殖品种（如鱼类)，吸收无机物的物种(如海藻)，吸收有机物的物种（如以悬浮沉淀物为食的种类）等多种养殖种类按一定数量关系在同一水体养殖的一种生产形[4]式。与单养相比，这种养殖形式形成了小型生态系统，改善了养殖池中营养结构[5]和营养关系，增加了食物被利用的层次，产生较高的生态和经济效益，是一种高效低碳的养殖模式。生物絮凝技术（biofloctechnology,BFT）作为一种新型水处理技术，被认为是[6]解决水产养殖产业发展所面临的环境和饲料成本问题的有效方法。生物絮凝过程是微生物的无机氮同化过程，在有氧的条件下，异养细菌通过消耗大量的碳源将水体中的氨氮转化为自身的蛋白质，同时结合水体中的颗粒有机物、细菌等悬浮1 上海海洋大学硕士学位论文物质形成絮体，实现养殖水体中残饵和粪便的二次利用，同时降低换水量。生物絮凝过程不仅吸收利用了水体里的无机氮，净化了水质，还能结合水体里的有机[7]颗粒、悬浮物质等生成絮团，供养殖种类食用。这种技术具有低成本、环保无污染、效果显著等优点，是目前研究的热点。目前该技术在美国、以色列等国家研究、实践的较多，并正逐步推广；而国内的研究刚刚起步，存在许多值得研究和探讨的问题。上述介绍的多营养级综合养殖模式和生物絮凝技术均具有提高饵料利用率，降低水体营养化程度以及养殖成本的优点。二者均有应用于凡纳滨对虾养殖的研究和生产实践，而且取得了较好实验和养殖效果，然而二者结合用于对虾的养殖，是否能同时发挥各自的特点，在养殖效果、生态效益、经济效益等方面起到互补和协同作用，在国内外尚无研究，本论文针对这个问题，在国内大多数对虾养殖环境—淡水条件下，展开实验。1.2凡纳滨对虾综合养殖研究现状1.2.1凡纳滨对虾综合养殖方式的分类根据搭配品种的摄食方式和类别，可将对虾综合养殖模式分类如下：1.2.1.1对虾-滤食性鱼类、贝类综合养殖在虾池中混养滤食性鱼、贝类能有效改善虾池生态环境。在对虾养殖池中，悬浮颗粒和有机碎屑的含量普遍较高。滤食性的鱼类、贝类通过对浮游植物、有机碎屑、悬浮颗粒等的滤食，能一定程度上减少因有机物分解造成的水质恶化，改[1]善养殖环境，从而有利于对虾的快速生长。Yuan等将凡纳滨对虾与不同密度和规格的罗非鱼混养，结果表明：相比单养组，适宜罗非鱼规格和密度处理组的存活率提高了14.7%，对虾产量提高了5.8%，饵料系数降低了6.8%，同时混养组中对饲料中氮的利用率为36.0-49.5%，磷的利用率为14.2-26.5%，显著高于单养模式[8]的27.1%和8.9%，在水质方面也有一定程度的改善。Muangkeow等在封闭循环水养殖系统中将对虾和罗非鱼同池隔开混养，也得到类似的结果。另外，缢蛏、泥蚶、青蛤等埋栖型贝类在做埋栖运动时，能促进虾池底泥和水体的氧气交换以[9]及底泥无机盐的释放和有机物的氧化。Roberto等将当地牡蛎品种养在对虾养殖2 上海海洋大学硕士学位论文废水中，结果表明：该品种能减少废水70.6%的悬浮颗粒、62.1%的浑浊度、36.1%的总挥发性固体、100%叶绿素a和17.2%的BOD5。对虾池搭配混养滤食性的鱼类、贝类是一种应用十分广泛的养殖模式。可选搭配种类多样，贝类可选择埋栖型的文蛤、毛蚶等，也可选择附着或固着型的贻贝、扇贝和牡蛎等。鱼类可选择鲢鳙鱼、罗非鱼等。1.2.1.2对虾-肉食性鱼、蟹类综合养殖对虾混养肉食性鱼、蟹类主要是为了防止疾病的传播。由于患病后的对虾运动力下降，很容易被肉食性的鱼、蟹捕食，从而能切断传染源，减少疾病的传播。另外，也有研究表明：鱼的体表粘液所富含的多糖类物质能增强和激活对虾免疫[10]力，一定程度上能抑制对虾病毒病的发生。蟹类能翻扒池塘底泥，底泥经翻扒后无机盐等营养物质释放到水体中，能促进藻类的繁殖，同时改善了底部栖息环境。值得注意的是，肉食性鱼类、蟹类是能捕食对虾的，所以放养时一定要控制好鱼蟹类的规格、放养比例和放养时间。对于蟹类来说，还应注意放养的雌雄比[11]例，一般来说，雌雄比例控制在在3：1为宜。[12][13]对虾搭配混养的肉食性鱼类有河豚、石斑鱼等。混养蟹类主要是三疣梭[14]子蟹和锯缘青蟹。1.2.1.3对虾-海参综合养殖近年来，刺参养殖业迅猛发展，带来了经济效益的同时也存在很多问题。主要[15]是由于养殖密度过大、投饵过多带来的水质恶化和海参发病。将对虾与海参混养，海参能很好地摄食池底的粪便、残饵以及水体中的有机碎屑，这样能净化水质，提高饵料利用率；同时由于海参的经济价值高，还能提高单位池塘的经济效[16]益。徐广远等实验证实：在相同的投饵条件下，虾参混养池的虾苗成活率均高于对虾单养池。由于刺参有冬眠和夏眠的习性，在夏眠期停止摄食，这样不仅延长了养殖周期，[17]也增加了养殖风险。郑国洪将刺参与日本对虾混养，采用在南方过冬北方度夏4的养殖模式，放养对虾24万尾/公顷，规格为1.5cm左右；放养刺参6×10头/公3顷，规格为10头/kg左右。经4个月的养殖，共收获刺参6×10kg/公顷，规格为6头/kg；收获对虾300kg/公顷，规格为30尾/kg，纯利润约为19.5万/公顷。3 上海海洋大学硕士学位论文1.2.1.4对虾-大型藻综合养殖对虾和海藻在海水养殖中是一种很普遍的综合养殖方式。海藻具有植物界中最[18]高的初级生产力和较高的经济价值。通过光合作用，不仅能吸收利用对虾池中生物代谢过程中产生的氨氮等无机盐，并在收获时将水体里的氮磷转化成产品直[19]接移出水面，而且能吸收CO2，增加水体溶氧，起到固碳的作用。此外，还能[20]通过物理过滤作用净化水质，稳定水体pH。[21]虾池主要混养的经济藻类有石莼、江蓠等。Lucia等实验将南美白对虾与石莼混养发现：对虾的饵料转化率提高了10%-45%，生长率提高了60%。牛化欣等[22]将中国明对虾与不同密度的菊花江心蓠混养，实验结果表明：混养江蓠的中国+3-明对虾的生长和总产量均优于对照组，且NH4、PO4和叶绿素a的含量均明显低于对照组。1.2.1.5对虾多元综合养殖对虾多元综合养殖是指以对虾为主养对象，配养多种水生经济生物。这种模式充分利用了各个水层的空间资源，物质和能量在系统中能合理循环和流动，从而能有不错的生态效益和经济效益。主要模式有鱼-虾-贝混养、虾-鱼-贝-藻混养和参[23]-贝-鱼-虾混养等。王大鹏等通过海水陆基围隔实验，将对虾、青蛤和江蓠进行三元混养，发现混养系统的经济和生态效益均优于单养组，该实验条件下，混养-222[24]系统的最佳结构为对虾30ind/m，青蛤30ind/m，江蓠200g/m。冯翠梅在实验室将对虾、太平洋牡蛎和孔石莼以同池混养和分室循环水模式两种方式混养，[25]发现混养模式下对虾的生长和产量均优于分养模式。申玉春等建立了一种虾、鱼、贝、藻优化养殖结构和水质调控系统，结果表明，循环水养殖系统内水体悬浮物浓度、COD指数、氨氮和总氮含量比单养池显著降低。养殖排放水不处于富营养化状态，每投入1kg饲料，生产0.667kg对虾，同时生产0.037kg口孵非鲫、0.738kg牡蛎、0.437kg江蓠，该模式实现了虾池水体的自我修复和养殖废水零排放，并且大幅提高了饲料利用率，经济效益显著增加。多元综合养殖与双品种综合养殖相比，更加优化了虾池的生物群落结构，进一步提高了物质的利用率，更有利于虾池生态环境的稳定，这一模式将是对虾综合[26]养殖今后的方向和发展趋势，但由于对虾多品种混养在养殖技术上难度较大，因此在养殖中实例还较少。4 上海海洋大学硕士学位论文1.2.2对虾综合养殖存在的问题及对策虽然对虾综合养殖的充分发挥了水体的潜力，带来了较好的生态和经济效益，但在养殖实践中依然存在很多问题，主要表现在：1.2.2.1混养品种组成目前，由于缺乏系统成熟的养殖模式作指导，在生产实践中混养搭配的品种往往较为混乱。实际上，并不是任何养殖品种都能与对虾混养，对虾混养品种必须与对虾有大致相同的环境适应范围，如水温、盐度等。由于凡纳滨对虾适应盐度的范围较广，所以可以通过驯化，让其在适合的盐度下混养。部分潮下带分布的贝类对溶氧、温度和盐度要求较高，较难适应池塘剧烈变化的水体环境，所以这些种类不宜与对虾在池塘环境中混养。总之，混养种类应能在养殖环境中较好地生长，且能对对虾的生长和水体环境起到积极的作用。此外，还应考虑混养种类的经济价值。1.2.2.2密度配比由于对虾和混养品种在同一水体中会竞争溶解氧、食物、空间等，所以适宜的养殖密度和配比显得尤为重要。由于各地水质条件、试验方法不同，所以研究结[8]果中养殖种类的密度和配比不尽相同。如Muangkeow等将对虾和罗非鱼在封闭循环水养殖系统混养，结果表明：当罗非鱼与对虾的放养比例在1：100与1:40之[1]间时，能有效改善氮磷利用率，而且不影响对虾的生长率。而Yuan等在水泥池养殖条件下得出，放养比例在1:150时综合养殖效果更好。因此，如何控制好放养密度和混养比例，还需因地制宜，根据具体情况作深层次的研究。1.2.2.3放养规格和放养时间由于混养品种在不同生长阶段的食性、代谢强度不同，所以放养规格和放养时[1]间对对虾的生长和养殖效果影响较大。Yuan等将不同密度和规格的红罗非鱼和2对虾混养，结果发现平均体重为13.8g、密度为0.4尾/m的处理组对虾存活率达到66.8%，显著高于其他组，同时也有最高的养殖产量和最低的饵料系数，而平均体重为41.9g的处理组的氮磷利用率较高。一般来说，以对虾为主养种类的模式中，5 上海海洋大学硕士学位论文混养种类规格应以较小为宜，因为鱼类的活动能力较对虾强，规格太大的话对对虾的生长不利。若混养品种为肉食性种类，尤其应注意严格控制放养规格。李文[14]敏等将三疣梭子蟹和日本对虾混养，对虾投放规格为1cm左右，蟹苗选择规格为16000～24000只/kg的二期幼蟹；对虾第一茬苗在4月20日前后投放，以后每隔20天左右投放一次，共投放3茬至4茬虾苗，蟹苗放养时间在5月20至6月20之间，一次投放足量。放养时间一般采取对虾早放，混养种类迟放，具体应根据混养种类的特点灵活控制。1.2.2.4养殖模式的可移植性养殖模式不能简单机械地照搬。这是因为不同地域的气候、水域环境和养殖条件有较大差异，混养种类对养殖环境表现出不同的适应性。如对虾-江蓠的养殖模式中，江蓠不能在北方低温水体下生长，所以该模式不能很好地适用于北方地区。要解决这种养殖模式可移植性差的问题，就要深入了解养殖对象的生态特性，因地制宜选择混养对象，切忌盲目照搬。此外，在对虾综合养殖模式中，由混养种类的抢食现象造成的饵料转化率低、病害防治等问题也亟待解决；有关对虾混养的生物学和生态学理论方面缺乏系统的研究，混养可能产生的生态学效应尚不清楚；目前很多研究得到的结果都是在生产条件下得出的，缺乏一致性和规范性。这些问题都有待科研和养殖工作者进一步地深入研究。1.2.3展望目前，全球气候问题引起世界各国广泛关注，以“低能耗、低污染、低排放”为特征的低碳时代已经来临，发展低碳渔业成为一种不可逆转的趋势。对虾的综合养殖作为一种可持续的、高效低碳的养殖模式，受到越来越多的关注和认可。国内外对此虽有大量的研究，但在实际生产中效果并不明显，甚至混养的效益还达不到精养的水平，从而导致这种模式无法广泛推广到实际生产中。虽然原因是多方面的，但根本原因还在于混养模式缺乏系统而成熟的理论。因此，研究者应重视对虾混养的生物学和生态学理论基础的研究，并重点做好混养池中物质能量流向、养殖品种的生态习性和生态关系、生物承载量等基础理论研究。此外，政府部门应鼓励和扶持综合养殖这种模式；水产部门应做好宣传工作，使广大养殖6 上海海洋大学硕士学位论文户逐步接受和认可这种养殖模式。这样这种高效、可持续的养殖模式才能稳步向前发展，达到新的水平。1.3生物絮凝技术研究现状1.3.1生物絮凝技术的主要原理生物絮凝技术的发展历史较长，但大多集中在工业废水的处理和发酵工业等领域。近几十年来，由于水产养殖中引发日益严重的环境问题，这项技术被逐步引入到水产养殖业中，并且在生态效益和经济效益方面均取得了较好的效果。在养殖水体中由于残饵、粪便以及代谢废物的存在，所以含有大量氮磷营养物，但缺少碳源，这样异养细菌缺少必需的能量来源，不能大量增殖。如果在氧气充足的条件下，向养殖水体中投入一定量的碳源，维持一定的C/N，同时使水体充分混合，这样异养细菌便能在良好的条件下，利用碳源作为能源物质并进行新陈代谢。细菌的主要组成成分是蛋白质，所以，细菌增殖还需要大量的氮源合成细菌蛋白，而在一般养殖水体中富含各种形式的氮，这样异养细菌种群数量便能迅速增长，产生大量的细菌蛋白，细菌蛋白能结合水体里的残饵、粪便、有机颗粒、悬浮物、浮游生物等，形成絮体。这种絮体物质富含蛋白及其他营养物质，可成为养殖种类的食物来源。1.3.2生物絮凝技术对水质的净化作用生物絮凝技术对水质的净化作用是这种技术的一个重要的特点。生物絮凝过程是无机氮的同化过程，异养细菌利用水体中的氨氮，合成细菌蛋白。这不仅降低了水体中对养殖生物有毒害作用的氨氮的含量，同时絮团的形成过程还将水体中残饵、粪便等颗粒物质聚集起来，为养殖生物创造了良好的生长条件，从而起到净化水质的作用。[27]-1Avnimelech研究表明，在水体中加入200mgL的葡萄糖，维持水体中C/N-1为10的条件下，10mgL的氨氮5h内就会被去除，而不会产生硝酸氮和亚硝酸氮。[28]Hari等对粗放型对虾养殖系统的研究表明，添加木薯淀粉可以显著降低水体和-1底泥中氨氮的浓度，实验中氨氮浓度降低至0.01mgL，同时养殖系统中异养细[29]菌的生物量也显著增加。Crab等为解决罗非鱼幼鱼越冬问题，引入生物絮凝技7 上海海洋大学硕士学位论文术，在罗非鱼养殖池中添加淀粉，并使碳氮比保持在20左右，发现水体中无机氮水体被抑制在了很低的水平，这样净化了水质并降低了日换水率；同时，罗非鱼的状况良好，存活率高达98%。1.3.3生物絮团的饵料价值生物絮凝技术中异养细菌大量增殖，这样为养殖池生态系统提供了高效的分解者，促进了养殖池内物质循环和能量流动；由于细菌蛋白本身含有丰富的蛋白质、维生素和氨基酸，同时具有较好的适口性，因此可以成为养殖生物和浮游动物很[30]好的饵料来源。另外，大量异养细菌的存在，能促进浮游动物和藻类的繁殖，这样为养殖生物提供更多更丰富的天然饵料。有关研究表明，水体中的细菌不仅[31]是物质循环过程中的分解者，而且是水体食物网中的重要生产者。[7]水产养殖养殖中使用的商品饲料的最佳蛋白质来源是鱼油和鱼粉，因此，饲料生产对海洋渔业资源的依赖和消耗很大，目前，中国的水产养殖业面临着较为严重的鱼粉、鱼油制约问题的挑战。生物絮凝过程产生的絮团能有效替代饲料，成为食物来源，从而缓解对鱼油和鱼粉的压力。15Burford用N做标记研究了虾类摄食絮凝体的情况，结果发现，虾类日常摄[32][28]食的18—29%的蛋白质来源于絮凝体。Hari等在粗放型对虾养殖系统中添加木薯淀粉，发现促进了对虾生长同时提高饲料利用率，饲料中粗蛋白含量从40%[33]降低到25%也不会影响对虾的产量。Azim用粗蛋白为35%和22%的两种商品饲料培养生物絮团，发现两种饲料形成的絮团的粗蛋白含量分别为53.5%和50.6%，而且没有显著差异。1.3.4影响絮体形成的因素为了促进生物絮凝过程较好进行，形成质量高的生物絮体；同时，为养殖生物提供更好的生长环境，需要考虑多方面因素：1.3.4.1充足的水体混合强度水体混合强度一般通过增氧设备控制，通过充分的曝气，创造合适的水体混合强度，使细菌与浮游植物、有机颗粒充分混合，这样才有利于絮体的形成。另外，[7]不同的水体混合强度也能影响絮体形成的结构和大小。运用生物絮凝技术时，需8 上海海洋大学硕士学位论文要根据养殖对象生态习性来确定絮团的大小，进而确定适宜的水体混合强度。1.3.4.2溶氧养殖水体中溶氧水平也是通过改变增氧设备功率来控制。一定水平的溶氧是维持水体中异养细菌新陈代谢和增殖的必要条件；另外，溶氧也能影响絮团的结构[34]。1.3.4.3C/N和碳源C/N是絮体形成的重要条件，也是目前生物絮凝技术研究的热点。细菌体的C/N约为5:1，只有在有机物的C/N高于细菌体内的C/N时，才能较好的促进细菌[27]的增殖。Avnimelech研究表明，半集约化养殖池中使用的大部分饲料的C/N在10左右，而细菌同化每单位的氮需要20单位碳。因此，在投喂常规饲料之外添加碳源能增大异养细菌种群密度，这样能更好地形成生物絮体。为提高水体中C/N，可人为地向养殖系统中添加碳源（如糖类、纤维素、甘油等），或者降低饲料蛋白[35]的含量。碳源的种类也能影响絮体的形成，有些有机物（如甘露寡糖）在作为碳源时并不能促进絮体的形成。选择碳源另一个重要的因素是碳源的价格，如果选择价格较高的碳源，则会增加养殖成本。所以，应尽量选择价格低廉且当地容易获得的碳源。另外，酸碱度、总悬浮固体的量、温度也均能影响絮体的形成质量。1.4论文需解决的问题国内外有关凡纳滨对虾的综合养殖已有很多研究，但是大多数集中在海水环境，如对虾与海水鱼类，贝类，海藻的混养，其中针对淡水里的对虾综合养殖模式相关报道较少。将生物絮凝技术应用于对虾的综合养殖，一方面，生物絮凝技术在净化水质，尤其是氨氮水平上发挥较大作用，同时产生的絮体也可能部分替代饲料；另一方面，IMTA养殖方式可能在降低养殖水体中氮磷营养物、提高饵料利用率和经济效益上能发挥重要作用。然而，将生物絮凝技术运用到对虾IMTA养殖模式中去，探究二者结合对养殖效果和水环境的综合影响，在国内外尚未见9 上海海洋大学硕士学位论文报道。本实验为解决这些问题，引入金钱鱼和蕹菜，构建凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统；同时引入生物絮凝技术，向该养殖系统内添加淀粉作为碳源，探究二者结合对养殖效果、水质、经济效益和氮磷利用等方面的影响。本论文包含的主要内容有：（1）凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜IMTA养殖系统中不同金钱鱼规格和密度对产量和氮磷利用的影响；（2）添加玉米淀粉作为碳源对凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖系统内对虾产量、水质和絮体形成的影响；（3）添加淀粉对凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统内氮磷利用和经济效益的影响。1.5论文的理论意义和实用价值本论文将综合养殖和生物絮凝技术相结合，通过在凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖系统中添加玉米淀粉，探究在养殖效果、生态效益、经济效益方面的作用。这不仅有利于缓解目前对虾养殖方式带来的水环境污染、饵料利用率较低、病害爆发风险大等负面问题，而且能提高对虾养殖效果，带来更大的经济效益。同时，为对虾的养殖提供了新型的可持续发展的养殖方式，有利于建立配套的养殖技术，建立高效、健康、绿色的养殖模式，推进发展可持续的水产养殖业。10 上海海洋大学硕士学位论文第二章凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统中不同金钱鱼规格和密度对产量和氮磷利用的影响中国是世界上凡纳滨对虾养殖面积最大、产量最高的国家，目前中国国内对虾主要的养殖方式为集约化精养，它带来一定经济效益的同时也造成日益严重的环[36-40]境和病害爆发问题。对虾的多营养级综合养殖（IMTA）逐渐成为十分受欢迎的养殖方式。由于IMTA具有资源利用率高、环保、产品多样、持续供应市场、[41]防病等优点，因此，被普遍认为是一种可持续的养殖模式。亚洲作为供应全世[42-46]界超过2/3水产品的地区，对IMTA的反复尝试和探索已达数世纪。IMTA的基本原理是养殖废物再利用，具体来讲就是是将一种养殖生物排出废[47]物变为另一种养殖生物的食物。它利用不同营养层次的养殖生物占据的不同的[1]生态位以及摄食习性的互补，达到充分利用食物资源和养殖水体的目的。对虾作为一种底栖动物，食性很杂，但对饵料的利用率不高，造成了大量高氮磷的废物[48-50]的积累和水体的富营养化。引进的投喂性养殖种类如鱼类能利用水体里残饵[51-53][54-57]，获得性养殖种类如贝类、藻类能利用水体的氮磷营养物生长，改善了养殖系统内物质和能量的利用效率，也带来了经济副产品，降低了养殖经济风险。[1,58,59][60,61][62][63,64][65]有研究将对虾和罗非鱼，遮目鱼，胭脂鱼，贝类，藻类混养，表明了在提高总产量和控制水质方面效果显著。然而，有关对虾IMTA养殖方式的研究大都集中在海洋养殖，如对虾与海水鱼类，贝类，海藻的混养，其中针对淡水里用IMTA模式养殖对虾相关报道较少。金钱鱼（Scatophagusargus）与罗非鱼食性相似，属杂食性和底食性鱼，耐受[66][67,68]性和抗病力强，易于饲养和驯化，适合与其他养殖种类混养；水蕹菜(Ipomoeaaquatica)生长迅速，产量高，它能作为浮床植物被运用于工业和生活废[69-73]水、养殖池塘等水体的净化实验中，取得了良好的效果。为此，本文引进这两种养殖生物，探究不同金钱鱼密度和规格下，凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖模式的养殖效果和氮磷利用情况。11 上海海洋大学硕士学位论文2.1材料和方法2.1.1实验设计本实验采用3×2双因素设计，即设置不同水平的金钱鱼密度和规格两个因素的2处理组。所有处理组中对虾放养密度均为80尾/m，A1，A2，,A3组金钱鱼的规2格均为10g/尾，放养密度分别为1，2，3尾/m；B1，B2，B3组金钱鱼的规格均2为30g/尾，放养密度分别为1，2，3尾/m，以上6个实验组均放入蕹菜。对照组C为对虾单养，所有组均设3个平行组，共21个虾池。如表2-1所示：表2-1：本实验各处理分组情况Table2-1:Experimentaldesignscheme处理组A1A2A3B1B2B3C2对虾密度（尾/m）80808080808080金钱鱼规格(g/尾)10.010.010.030.030.030.0—2金钱鱼密度（尾/m）1231230-2蕹菜种养量(g/m)153.3153.3153.3153.3153.3153.302.1.2实验条件与投饵管理本实验在上海海洋大学特种水产养殖场进行，共进行8周。养殖池为5×3×1.2m的室外水泥池，养殖用水来自养殖场附近河道，盐度为1‰。供气设备为罗茨鼓风机，通过纳米微孔曝气盘充气；所有养殖池设置料罾，用来观察对虾的摄食与生长状况。实验虾苗为SPF第一代南美白对虾苗，由厦门新荣腾水产技术开发有限公司提供；所用商品虾料由广东海大集团股份有限公司提供；蕹菜购自当地菜市场；金钱鱼由上海呈浩贸易有限公司提供。所有养殖池在使用前曝晒3d，然后用高浓度的二氧化氯消毒，浸泡24h，用清2水冲刷干净后注入养殖用水。实验幼虾初始规格为0.05g，放养密度为80尾/m，金钱鱼购入后集中暂养3d，在幼虾入池两周后放入虾池，同时种入蕹菜，用带孔的聚苯乙烯泡沫板作为蕹菜载体。整个实验期间不换水，只在养殖后期补充少量由于蒸发所丧失的水分，所有养殖池24h不间断充气（投饵时除外）。每天投饵3次，时间分别为8:30、13：30、18:30，每天投喂量为虾总重的12 上海海洋大学硕士学位论文3%—10%，并根据天气、摄食、水质等状况适当调整。实验期间所用饲料规格分##别为0(粉状)和1（粒径约为1mm）。实验期间仅投喂虾料，不另外投喂鱼料，每天记录各虾池饲料总投喂量。2.1.3实验指标的测定与分析2.1.3.1现场水质指标的测定实验期间，每周9:00现场测定一次各池溶氧（DO），温度（T），pH，透明度；其中DO和T采用SevenGoPro-SG6便携溶氧仪进行测定，pH用HANNAHI98128防水型pH/温度测试笔测量，透明度用塞氏盘测定。2.1.3.2生长指标的测定实验结束时，统计并称量每池对虾和金钱鱼的的尾数和总重，以及蕹菜的产量，同时每池随机取30尾对虾和15尾金钱鱼称重，计算出对虾和金钱鱼终末均重，净产量，存活率，饵料系数FCR（每增重单位重量的对虾所需饲料的量）以及总饵料系数（每增重单位重量的对虾和金钱鱼所需饲料的量），特定生长率SGR，计算公式如下：均重（g）=30尾对虾（15尾金钱鱼）重/30（15），净产量（g）=收获时对虾（金钱鱼）总重—初始对虾（金钱鱼）总重，存活率（%）=收获时总尾数×100/初始放养总尾数，饵料系数（FCR）=投喂饲料总量/对虾净产量，SGR（%）=(lnWt—lnW0)×100/t，其中，W0，Wt分别为对虾（金钱鱼）初始和终末均重，t为养殖时间。2.1.3.3饲料中氮磷利用率的测定实验初始和结束时，采集对虾、金钱鱼和蕹菜样品，测定各样品总氮和总磷含量；同时测定养殖中所用两种规格的饲料中总氮和总磷的含量。测定方法参考国[74]际标准。氮（磷）总量通过总重量与氮（磷）含量计算，饲料中氮（磷）转化率通过如下公式计算：氮（磷）转化率（%）=（A-B）×100/C13 上海海洋大学硕士学位论文其中，A为实验结束时的氮（磷）总量；B为实验初始的氮（磷）总量；C为投入饲料中的氮（磷）总量。2.1.4统计与分析实验数据用平均值±标准误表示，采用SPSS17.0软件进行ANOVA单因素方差分析，若组间有显著性差异，则采用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。2.2结果2.2.1水质指标实验期间，各池平均水温变化范围为27.9-30.9℃（图2-3）。溶氧变化范围9.38-5.84mg/L（图2-2），且随实验进行不断下降，单养组C相对其他各组下降更快。实验期间各组pH变化大致相同（图2-1），先逐渐升高而在后期下降较快。各组透明度均随实验进行持续减小（图2-4），实验后期，单养组透明度低于其他组。实验结束时，以上所有指标在各组间均无显著性差异。图2-1实验期间各养殖池pH变化Fig.2-1VariationofpHineachtankduringtheexperiment14 上海海洋大学硕士学位论文图2-2实验期间各养殖池溶氧变化Fig.2-2Variationofdissolvedoxygenineachtankduringtheexperiment图2-3实验期间各养殖池水温变化Fig.2-3Variationofwatertemperatureineachtankduringtheexperiment15 上海海洋大学硕士学位论文图2-4实验期间各养殖池透明度变化Fig.2-4Variationoftransparencyineachtankduringtheexperiment2.2.2产出效果实验产出效果如表2-2所示，所有综合养殖组对虾存活率均高于单养组C，其中A1、A2、B1、B2与单养组差异显著（P<0.05），A1组对虾存活率最高，达到65.7%；对虾存活率随金钱鱼密度的升高呈现出下降的趋势（除B2外）。对照组C的对虾生长最快，特定生长率（SGR）达到7.46%，显著高于其他各组（P<0.05）。A1组的对虾产量和饵料系数（FCR）最佳，其次是B1组，且随金钱鱼养殖密度的升高，对虾产量和FCR分别表现出下降和升高的趋势。各组金钱鱼的存活率均为100%。通过比较金钱鱼的SGR可知，大规格金钱鱼组（B1，B2，B3）金钱鱼的生长显著快于小规格金钱鱼组（A1，A2，A3）（P<0.05）。在金钱鱼密度相同的条件下，大规格金钱鱼组金钱鱼的净产量均高于小规格组。3养殖结束时，A1组蕹菜产量最高，达到0.325kg/m，但各组间差异不显著。养殖结束时，B3组总产量（对虾和金钱鱼）和总饵料系数（对虾和金钱鱼）均最佳，与B2组差异不显著，但显著优于其他各组（P<0.05）；单养组总产量最低，总饵料系数最高。16 上海海洋大学硕士学位论文表2-2实验中各处理组养殖生物的生长情况Table2-2Growthperformanceofculturespeciesineachtreatmentduringtheexperiment组别zh指标A1A2A3B1B2B3C对虾bbcbcbbccaSGR(%)7.26±0.027.20±0.067.13±0.097.23±0.147.12±0.117.05±0.037.46±0.01abccdabacdd存活率(%)65.7±1.358.4±0.856.5±0.761.8±1.463.5±0.954.0±0.752.1±2.6cabcabbcbcabcFCR1.73±0.092.02±0.152.17±0.131.87±0.111.93±0.092.39±0.221.95±0.16净产量2225.21909.81770.62062.11990.01611.81971.3abbcababcab(g)±145.6±46.8±136.5±116.7±96.5±56.7±121.4金钱鱼存活率(%)100±0100±0100±0100±0100±0100±0dcdccdba净产量(g)127.5±18.4240.0±36.3483.0±47.3333.0±9.7887.9±98.01286.7±145.6bbbaaaSGR(%）1.45±0.041.41±0.061.32±0.261.74±0.171.64±0.091.61±0.14鱼虾总计总净产量2352.72149.82253.62395.12877.92898.51971.3bbcbbaac(g）±48.3±22.3±15.2±145.7±188.9±243.5±121.4babbbcca总FCR1.68±0.061.83±0.021.79±0.031.67±0.121.34±0.021.33±0.061.95±0.16蕹菜净产量4876.54633.04767.44721.64816.54786.5(g)±236.4±136.5±187.5±210.5±96.5±145.6注:同行中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)Note:Meanswiththedifferentlettersinthesamerowweresignificantlydifferentatα=0.05,whilemeanswiththesamelettersinthesamerowwerenotsignificantlydifferent.2.2.3氮磷利用率实验中各组对饲料中氮磷利用情况如表2-3所示。各组对虾对氮的利用率范围为20.4—30.6%，其中，A1组对虾对氮的利用率（30.5%）最高，显著高于A2，A3，B3组（P<0.05），但与对照组C无显著差异。除A2与B1组，各组金钱鱼对氮的利用率均差异显著（P<0.05），且随金钱鱼规格和密度的增大，其对氮的利用率均显著升高。各综合养殖组中蕹菜对氮的利用差异均不显著。各综合养殖组中生物（包括对虾、金钱鱼和蕹菜）对氮的总利用率范围为：44.4—62.5%，均显著高于单养组（P<0.05），B2组对氮的总利用率最高，达到62.5%，且与其他组（B3除外）均差异显著（P<0.05）。各组对虾、金钱鱼、蕹菜对磷的利用率范围分别为：6.0-9.7%、3.6-17.3%和17 上海海洋大学硕士学位论文5.1-6.3%，各组生物对磷总的利用率范围为8.2-29.1%。各组之间生物对磷的利用情况与对氮的利用表现出相似的差异性。表2-3实验中各处理组对氮磷的利用情况Table2-3Theefficiencyofnutrientrecoveryinalltreatmentsovertheexperimentperiod指标A1A2A3B1B2B3C氮对虾利用率（%）30.6±1.7abccaacab22.8±0.621.2±0.628.4±1.627.8±0.720.4±0.126.7±3.4鱼利用率（%）6.2±0.3edcdba12.7±0.918.5±2.511.6±0.623.7±1.729.5±3.4蕹菜利用率（%）11.4±2.68.9±2.09.4±1..39.1±2.211.0±0.99.6±1.0总利用率（%）48.2±1.8bbbbaac44.4±2.249.1±1.549.1±2.462.5±3.159.5±2.726.7±3.4磷对虾利用率（%）9.7±0.2abccaacab6.7±0.46.2±0.79.2±0.78.9±0.46.0±0.28.2±0.3鱼利用率（%）3.6±0.1edcdba7.6±0.410.5±0.37.0±0.313.8±0.517.3±0.7蕹菜利用率（%）6.3±1.25.1±0.75.6±0.85.3±1.06.1±0.45.8±0.5总利用率（%）19.6±1.0bbbbaac19.4±0.522.3±0.821.5±2.528.8±1.629.1±1.18.2±0.3注:同行中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)Note:Meanswiththedifferentlettersinthesamerowweresignificantlydifferentatα=0.05,whilemeanswiththesamelettersinthesamerowwerenotsignificantlydifferent.2.3讨论2.3.1不同养殖模式对水体pH、溶氧的影响实验期间平均水温为29.7℃，且变化幅度较小，在对虾和金钱鱼的适温范围内。实验过程中，各养殖池水体DO均呈现出明显的下降趋势，原因可能是随着实验进行，养殖池内对虾和金钱鱼生物量逐步增大，耗氧量增加；另外，由于实验期[75]间未换水，会造成养殖池有机质大量累积而消耗大量溶解氧。实验结束时，各养殖池溶氧均达到各自的最低，其中单养组最低（5.84mg/L），但均达到我国渔业水质标准养殖水体的DO含量。有研究表明，通过鱼虾混养能明显改善养殖池溶[76]氧状况，本实验中虽综合养殖组溶氧状况好于单养组，但无显著差异，可能是由于本实验持续使用增氧设备，使得水体溶氧量受人工调节影响更大。研究表明，凡纳滨对虾最适pH范围为7.8-8.6，耐受范围为7-9，低于7时，[77]对虾个体生长不齐，活动受影响。养殖中残饵、排泄物等有机物的氧化分解能18 上海海洋大学硕士学位论文[78]产生有机酸，降低水体pH。本实验中，各组pH在对虾耐受范围内，在养殖后期明显下降，可能由于后期有机物累积导致有机酸增多造成。综合养殖组水体pH略高于单养组，可能是在相同饵料投喂量的条件下，由于金钱鱼对残饵等有机颗粒的摄食，综合养殖组残饵量更少，从而产生的有机酸减少所致。2.3.2不同养殖模式对对虾存活率的影响[1]本实验中，相对单养组，综合养殖组对虾存活率提高了1.9-13.6%。Yuan等将不同密度和规格的红罗非鱼和凡纳滨对虾混养，也得到了类似的结论。综合养殖组能改善对虾存活率，原因可能是金钱鱼对残饵和天然饵料的摄食利用以及蕹菜对水体中氮磷营养物的利用，加速了综合养殖池中营养物流动，减少[79]了废物累积，从而使对虾生长环境相对单养组更好。此外，Tendencia等研究发3现，在对虾-罗非鱼混养池中，罗非鱼生物量超过300g/m时，能抑制造成对虾死亡的发光弧菌的增长。本实验中采用的金钱鱼与罗非鱼有相似的生理习性，可能发挥相似的作用，对致病微生物的增长产生抑制。2.3.3不同养殖模式对产出效果的影响本实验中，单养组对虾的生长显著快于各综合养殖组，由于各组饵料投喂量相同以及综合养殖组对虾存活率更高，因此，造成综合养殖组对虾生长慢于单养组的原因可能是综合养殖养殖池中的食物竞争更激烈。本研究中，除B3组外，各综合养殖组对虾生长随金钱鱼规格和密度的不同差异并不显著，这表明，当金钱鱼的生物量更高时，对虾可能通过摄食水体中更多的天然饵料来弥补食物不足。养殖结束时，大规格金钱鱼组金钱鱼的生长显著快于小规格金钱鱼组，这可能与不同规格金钱鱼的抢食能力有关。A1组相比单养组C对虾净产量提高了12.8%，对虾饵料系数降低了11.3%，均为所有综合养殖组中的最高值。由于综合养殖养殖池中金钱鱼的存在，对虾和金钱鱼的总净产量和总FCR均优于单养组，这可能是[1]金钱鱼通过对水体中残饵和天然饵料的利用，提高了饲料利用率。Yuan等的相关研究也得到了上述类似结果。19 上海海洋大学硕士学位论文2.3.4不同养殖模式对氮磷利用率的影响本研究中，对虾对饲料中氮和磷的利用率范围分别为20.4-30.6%和6.0-9.7%。[36]同类研究中，Briggs研究发现，在草虾集约化养殖池中，草虾对氮和磷的利用率[80]分别为21%和6%.；而Teichert-Coddington等研究表明，南美白对虾在半集约化养殖池中对氮的利用率为28%。上述研究值虽然与本研究中对虾的氮磷利用率相似，但均明显低于养殖系统生物（即对虾、金钱鱼和蕹菜）对氮和磷的总利用率。相比单养池而言，凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖系统对氮磷营养物显著更高的利用率表明，这种养殖模式能有效减少养殖水体中氮磷营养物含量，从而一定程度上缓解由此带来的环境污染问题。2.3.5最佳金钱鱼养殖规格和密度本研究从产出效益和环境效益两个方面来评估最佳的金钱鱼养殖规格和密度，具体表现为净产量和氮磷利用率参数。养殖结束时，B2或B3组对虾和金钱鱼的总净产量和氮磷利用率均最高，二者无显著差异，而B3组对虾净产量显著低于B2。因此，当对虾市场价格较低或对虾养殖效果较差时，可采用B2或B3组的金钱鱼密度和规格，通过金钱鱼的引入来减小养殖风险，保证养殖效益；当对虾市场价格较高或对虾养殖效果较好时，则应考虑到对虾的净产量因素，采用B2组的养殖模式综合养殖效益最佳。2.4小结与集约化对虾养殖方式相比，凡纳滨对虾—金钱鱼—蕹菜养殖模式能显著改善养殖产量和氮磷利用，提高饲料利用率；同时也能带来额外的经济副产品。最22佳的金钱鱼养殖规格和密度为30.0g/尾、2尾/m或3尾/m。有关该养殖模式水质参数变化情况值得进一步研究。20 上海海洋大学硕士学位论文第三章添加玉米淀粉作为碳源对凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖系统内对虾产量、水质和絮体形成的影响生物絮凝技术作为一种新型水处理技术，被认为是解决水产养殖产业发展所面[6,27]临的环境和饲料成本问题的有效方法。生物絮凝技术是微生物的无机氮同化过程，异养细菌通过消耗大量的碳源将水体中的氨氮转化为自身的蛋白质，同时结合水体中的颗粒有机物、细菌等悬浮物质形成絮体，实现养殖水体中残饵和粪便[35,29]的二次利用，同时降低换水量。生物絮凝技术和IMTA养殖模式结合用于对虾的养殖中，一方面，生物絮凝技术在净化水质，尤其是氨氮水平上发挥较大作用，同时产生的絮体也可能部分替代饲料；另一方面，IMTA养殖方式可能在降低养殖水体中氮磷营养物、提高饵料利用率和经济效益上能发挥重要作用。上一章探讨了凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜IMTA养殖系统中不同金钱鱼规格和密度对产量和氮磷利用的影响，得出了搭配的最佳的金钱鱼放养密度和规格，本章在这个研究结果的基础上，引入生物絮凝技术，探讨二者在养殖效果、水质变化、絮体形成方面的影响。3.1材料与方法3.1.1实验设计：实验设置T1-T4共4个组，每个组3个平行；其中T1组对虾单养组作为对照，T2-T4组为对虾—金钱鱼—蕹菜综合养殖组。T1和T2组投喂正常量（即100%）的对虾商品饲料，不添加碳源；T3组投喂100%的饲料，同时添加90%的玉米淀粉；T4组投喂80%的饲料，同时添加72%的玉米淀粉。（表3-1）21 上海海洋大学硕士学位论文3.1.2实验条件与基础设备本实验在上海海洋大学特种水产养殖场进行，养殖池为5×3×1.2m的室外水泥池，养殖用水来自养殖场附近河道，盐度为1‰。供气设备为罗茨鼓风机，通过纳米微孔曝气盘充气；所有养殖池设置料罾，用来观察对虾的摄食与生长状况。实验虾苗为SPF第一代南美白对虾苗，由厦门新荣腾水产技术开发有限公司提供，初始规格约为0.2mm；蕹菜与所用玉米淀粉均购自当地菜市场；所用商品虾料由广东海大集团股份有限公司提供。表3-1：实验中养殖生物放养密度和饲料投喂量Table3-1：Stockingdensityandfeedadditionintheexperiment处理组对虾放养密度金钱鱼密度蕹菜种养密度饲料投喂量淀粉添加量222(尾/m）(尾/m）（g/m）（%）（%）（%）T180001000T2802153.31000T3802153.310090T4802153.390723.1.3前期准备和投饵管理3所有养殖池在使用前曝晒3d，然后用2g/m的二氧化氯消毒，浸泡24h，用清水冲刷干净后注入养殖用水。实验虾苗先暂养6周，再分到各个养殖池中，幼虾2初始规格为3.11g，放养密度为80尾/m（表3-2）。金钱鱼购入后集中暂养3d，在幼虾入池一周后放入虾池，同时种入蕹菜，用带孔的聚苯乙烯泡沫板作为蕹菜载体。整个实验期间不换水，只在养殖后期补充少量由于蒸发所丧失的水分，所有养殖池24h不间断充气（投饵时除外）。在养殖中后期，使用超浓缩芽孢杆菌来改善水质并培养更多的异养细菌，每周一次，用量为10g/池。每天投饵3次，时间分别为8:30、13：30、18:30，每天投喂量为虾总重的3%-10%，#并根据天气、摄食、水质等状况适当调整。实验期间所用饲料规格为2（粒径约为2mm），粗蛋白含量为41.0%。在饲料投喂结束后，将溶于水中的玉米淀粉均匀泼洒在水面，淀粉投喂量与饲料投喂量成比例，维持C/N为15。实验期间仅投喂虾料，不另外投喂鱼料。每天记录各虾池饲料与淀粉的总投喂量。22 上海海洋大学硕士学位论文3.1.4生长、水质与絮体参数的测定3.1.4.1测量对虾、金钱鱼和蕹菜生长性能与净产量统计并称量每池对虾和金钱鱼的的尾数和总重，同时测量对虾与金钱鱼均重，每池随机30尾对虾和金钱鱼称重并记录，计算出对虾和鱼初始和终末均重。计算对虾和鱼的均重，净产量，存活率，饵料系数FCR（每增重单位重量的对虾所需饲料的量）以及总饵料系数（每增重单位重量的对虾和金钱鱼所需饲料的量），特定生长率SGR。3.1.4.2水质分析实验期间，每周采一次水样，采样时间为09:00，现场测定溶氧（DO），温度（T），pH，透明度（SD)；其中DO和T采用SevenGoPro-SG6便携溶氧仪进行测定，pH用HANNAHI98128防水型pH/温度测试笔测量，透明度(SD)用塞氏盘测定。水质参数总氨氮（TAN），亚硝酸盐氮（NO2—N），硝酸盐氮（NO3—N），总氮（TP），总磷（TN），叶绿素a（Chla），总悬浮颗粒量[81]（TSS）。所有水质指标均采用“水和废水监测分析标准方法测定”。3.1.4.3絮体体积与营养成分的测定每周采集一次各养殖池水样，用Imhoff锥形管测定1L水样沉淀15min后的絮体所占体积FV-15。并计算污泥体积指数（SVI），即混合水样经15min沉淀后，相应的1g干污泥所占的容积(以mL计)，计算公式如下：-1SVI(mLg)=FV-15/TSS最后一次采样后收集各养殖池的絮体，测定其营养成分，包括粗蛋白、粗[74]脂肪、粗纤维。测定方法为国际标准方法。3.1.5统计与分析本实验所有数据先经过正态性检验和同质性检验，然后对平均值进行单因素方差分析(one-wayANOVA)之后，再进行LSD多重比较，在α=0.05和α=0.01时检验差异的显著性。所有统计分析均由SPSS17.0软件（forwindows）完成，通过23 上海海洋大学硕士学位论文Excel软件作图。3.2结果3.2.1生长产出从表3-2中可看出，T3组对虾产量最高，达到7.42kg/池，极显著高于单养组T1和不添加碳源的综合养殖组T2（P<0.01），但与T4组相比差异不显著；综合养殖组T2、T3、T4的产量均高于单养组T1；添加碳源的T3、T4组对虾产量显著高于不添加碳源的T2组（P<0.05）。对照组T1的对虾特定生长率（SGR）和均重高于其它组，且与T4组差异极显著（P<0.01），同时综合养殖组T2的对虾生长也显著优于T4组（P<0.05）。T3和T4组的对虾存活率分别为95.6%和94.3%，极显著高于T1和T2组（P<0.01），T2、T3、T4的对虾存活率均高于单养组T1。对虾饵料系数（FCR）与对虾存活率有相似的结果，T3组对虾饵料系数最低，达到1.02，添加碳源的组显著低于不添加碳源的组（P<0.01），综合养殖组低于单养组。养殖结束后，T2组金钱鱼的产量最高，达到1.68kg/池，但与T3、T4组无显著性差异。T2组金钱鱼的特定生长率（SGR）和均重最高，其次是T3组，但各组之间差异并不显著。T2、T3、T4各组金钱鱼的存活率也无显著差异，均在96.7%以上。各组间对虾和金钱鱼的总产量均差异显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）（T3与T4组除外），其中T3组总产量最高，达到8.93kg/池，单养组T1总产量最低。T3组总饵料系数最低，达到0.88，低于T1、T2组的5.64和2.37，且差异极显著（P<0.01），但与T4组的0.98无显著差异，而综合养殖组T2与单养组T1的差异极显著（P<0.01）。蕹菜初始种养和养成情况如表3-3所示，结果表明：综合养殖组T2产量最高，达到5.16kg/池，与T4组差异极显著（P<0.01），但与T3差异不显著。24 上海海洋大学硕士学位论文表3-2各组对虾和金钱鱼的生长产出情况Table3-2Growthperformanceofshrimpculturedfor49dandspottedscatculturedfor42dineachtreatment实验指标T1T2T3T4对虾收获时BbBbAaAa数目(尾/池)613±19678±161147±181132±23BbBbAaABa生物量(g/池)4385.6±103.94567.3±32.77420.0±124.56337.5±98.6AaAabABbBc均重(g/尾)6.85±0.156.56±0.076.10±0.165.52±0.22AaABaABabBb特定生长率(%)1.61±0.041.52±0.01.37±0.061.17±0.09BbBbAaAa存活率(%)51.1±6.356.5±5.395.6±6.194.3±7.7AaAbBcBc对虾饵料系数5.64±0.254.43±0.151.02±0.321.15±0.21金钱鱼收获时aaa生物量(g/池)1681.7±135.81513.3±40.91406.7±138.6aaa数目(尾/池)30±029±029±0aaa特定生长率(%)1.34±0.181.07±0.140.98±0.24aaa存活率(%)98.9±1.1097.8±1.1096.7±0.00aaa均重(g/尾)56.07±4.0450.13±2.9948.51±4.78综合CdBcAaABa总生物量4385.6±103.96249.0±141.58933.3±35.77744.2±122.4（对虾和鱼，g/池）AaBbCcCc总饵料系数5.64±0.322.37±0.160.88±0.130.98±0.26注：同行中数据的上标不同表示差异显著，大写字母表示差异极显著（α=0.01），小写字母表示差异显著(α=0.05)。Meanvaluesinthesamerowwithdifferentsuperscriptlettersweresignificantlydifferent.Uppercaseindicatesthesignificantdifferenceatα=0.01,whilethelowercaseshowthesignificantdifferenceatα=0.05.25 上海海洋大学硕士学位论文表3-3实验中各综合养殖组的蕹菜产出情况Table3-3Productionperformanceofwaterspinachplantedfor42dinT2-T4实验指标T2T3T4养殖初始生物量(g/池)2300.0±0.02300.0±0.02300.0±0.02种养密度(g/m)153.3±0.0153.3±0.0153.3±0.0养殖结束AaAaBb生物量(g/池)5161.3±99.84963.7±42.44229.0±68.3注：同行中数据的上标不同表示差异显著，大写字母表示差异极显著（α=0.01），小写字母表示差异显著α=0.05。Meanvaluesinthesamerowwithdifferentsuperscriptlettersweresignificantlydifferent.Uppercaseindicatesthesignificantdifferenceatα=0.01,whilethelowercaseshowthesignificantdifferenceatα=0.05.3.2.2水质参数变化情况经过比较不同组在养殖期间水质变化趋势和养殖结束时的各项指标均值情况，所得结果如图3-13-11所示。3.2.2.1现场测定的水质指标整个实验期间，各组DO变化趋势大致相同，整体上都随时间变化逐步变小，-1变化范围是9.34-6.61mgL，T1的DO水平略小于其他各组，但差异不显著；养殖结束时，各池DO水平相近，无显著差异（图3-1）。实验期间各组水温变化范围为27.5-22.7℃（图3-3）。各组pH变化范围为7.78-8.48（图3-2），变化趋势都是先升高，再下降，在第3周达到峰值，T3，T4变化趋势相对其他两组较为平稳。养殖期间，各池的水体透明度均随时间变化逐渐变小（图3-4），变化范围为32.9-10.9cm；养殖结束时，T1和T2的透明度无显著差异，但二者均显著高于T3和T4（P<0.05），T3组水体的透明度最低。26 上海海洋大学硕士学位论文图3-1实验期间各养殖池溶氧变化Fig.3-1VariationsofDOineachtreatmentduringtheexperiment图3-2实验期间各养殖池pH变化Fig.3-2VariationsofpHineachtreatmentduringtheexperiment27 上海海洋大学硕士学位论文图3-3实验期间各养殖池水温变化Fig.3-3Variationsofwatertemperatureineachtreatmentduringtheexperiment图3-4实验期间各养殖池透明度变化Fig.3-4Variationsoftransparencyineachtreatmentduringtheexperiment28 上海海洋大学硕士学位论文3.2.2.2总磷与总氮变化实验期间，各组的总氮和总磷整体上都随时间而升高，且在养殖最后一周有所下降（图3-5和图3-6）。在收获时，T1的总氮和总磷水平均最高，其中总氮显著高于其他各组（P<0.05），T4的总氮总磷水平显著低于其他各组（P<0.05）。图3-5实验期间各养殖池总氮变化Fig.3-5VariationsofTNineachtreatmentduringtheexperiment图3-6实验期间各养殖池总磷变化Fig.3-6VariationsofTPineachtreatmentduringtheexperiment29 上海海洋大学硕士学位论文3.2.2.3氨氮变化各组的TAN水平均随养殖时间而升高，在养殖后期，各组氨氮水平有所下降；在养殖结束时，T1和T2的氨氮水平显著高于其他两组（P<0.05）（图3-7）。图3-7实验期间各养殖池TAN变化Fig.3-7VariationsofTANineachtreatmentduringtheexperiment3.2.2.4亚硝氮变化养殖期间，T1，T2的亚硝氮水平随养殖时间明显升高（图3-8），而T3，T4在养殖过程中始终维持在一个极低的水平；在养殖结束时，T3，T4组亚硝氮水平不仅与T1，T2组差异极显著（P<0.01），而且低于初始值。30 上海海洋大学硕士学位论文图3-8实验期间各养殖池亚硝氮变化Fig.3-8Variationsofnitrite-Nineachtreatmentduringtheexperiment3.2.2.5硝氮变化各组硝酸氮变化较为平稳（图3-9），收获时，T3，T4略高于其他两组，但差异不显著。3.2.2.6叶绿素a变化T1的叶绿素a水平随时间上升较快，在养殖后期略有下降（图3-10），其他三组变化较为平稳；养殖结束时，T2，T3，T4组的叶绿素a水平均显著低于单养组T1（P<0.05）。31 上海海洋大学硕士学位论文图3-9实验期间各养殖池硝氮变化Fig.3-9Variationsofnitrate-Nineachtreatmentduringtheexperiment图3-10实验期间各养殖池叶绿素a变化Fig.3-10VariationsofChlorophyllaineachtreatmentduringtheexperiment3.2.2.7总悬浮固体的量变化（TSS）养殖期间，各组TSS水平均随养殖时间升高（图3-11）；实验结束时，T3的TSS水平最高，显著高于T1，T2组（P<0.05），但与T4组无显著差异；同时添加碳源的组显著高于不添加碳源的组（P<0.05）。32 上海海洋大学硕士学位论文图3-11实验期间各养殖池TSS变化Fig.3-11VariationsofTSSineachtreatmentduringtheexperiment3.2.3絮体参数3.2.3.1絮体体积与SVI实验期间，各组絮体体积（FV-15）和污泥体积指数（SVI）的变化情况如图3-12和3-13所示。各组的絮体体积随时间不断增大（图3-12），其中，T3和T4絮体体积的增长较其他两组更迅速；养殖结束后，T3，T4组形成的絮体体积显著高于其他两组（P<0.05），其中T3组形成絮体的量最多，达到10.84ml，极显著高于其他各组（P<0.01）。各组SVI变化趋势相似，都先升高，在养殖后期降低（图3-13）；养殖结束时，-1T3组SVI最高，达到70.67mLg，与其他各组差异极显著（P<0.01），单养组T1的SVI最低，显著低于T2组（P<0.05），但与T4差异不显著。33 上海海洋大学硕士学位论文图3-12实验中各养殖池形成絮体体积变化情况Fig.3-12Variationsofbioflocvolumeafter15minsedimentation(FV-15)ineachtreatmentduringtheexperiment图3-13实验中各养殖池污泥体积指数变化情况Fig.3-13Variationsofsludgevolumeindex(SVI)ineachtreatmentduringtheexperiment34 上海海洋大学硕士学位论文3.2.3.2絮体营养组成各组形成絮体的营养成分如表3-4所示，T3，T4组絮体粗蛋白含量分别为24.0%和18.1%，极显著高于其他两组（P<0.05）。表3-4各组絮体营养成分含量Table3-4Meanproximatechemicalcompositionofthebioflocineachtreatment组分(%)T1T2T3T4CcCcAaBb粗蛋白8.7±1.59.3±1.824.0±1.218.1±0.9BbBbAaABa粗脂肪0.8±0.20.6±0.12.5±0.41.9±0.3BbBbAaAa粗纤维1.3±0.21.1±0.14.5±0.83.9±0.5注：同行中数据的上标不同表示差异显著，大写字母表示差异极显著（α=0.01），小写字母表示差异显著α=0.05。Meanvaluesinthesamerowwithdifferentsuperscriptlettersweresignificantlydifferent.Uppercaseindicatesthesignificantdifferenceatα=0.01,whilethelowercaseshowthesignificantdifferenceatα=0.05.3.3讨论3.3.1对虾存活率本研究中，添加碳源的T3，T4组的对虾存活率显著高于其他两组，这表明添加碳源引起的生物絮凝过程对提高对虾存活率起到了积极的作用。一般来说，影[82-85]响对虾存活的主要限制因子是水质状况，尤其是NO2和TAN浓度。本研究中，T1和T2组的NO2和TAN浓度显著高于T3，T4组，同时在各养殖过程中并无发现明显的病害症状，这表明高浓度的NO2和TAN可能是造成这两组对虾高死亡率的主要原因。T2的对虾死亡率相对T1无显著差异，说明本实验中IMTA模式的[1]使用并没有显著减少养殖水体里威胁对虾存活的NO2和TAN，这与Yuan等研究结果相似。35 上海海洋大学硕士学位论文3.3.2产出效果本研究中，三个IMTA组的对虾生长速度均低于单养组。T1组的对虾存活率低于T2、T3组，由于三组饲料投喂量完全相同，因此，在IMTA组中金钱鱼与对[1]虾存在食物竞争，这可能成为IMTA组中限制对虾生长的主要因素。Yuan等将凡纳滨对虾与不同密度和规格的罗非鱼混养，在相同的饲料投喂率的条件下，发现单养组的对虾生长显著快于其他各组，这与本实验结果相似。对虾除了能摄食[8]投喂的饲料和产生的絮体外，还能利用天然饵料，如浮游植物。养殖结束时，单养组T1的Chla水平显著高于其他各组，表明T1组的浮游植物生物量显著高于其他三组，这可能为T1组对虾提供了丰富饵料来源；此外，T1与T4组相比较而言，饲料投喂量更大，这样使得T1组对虾生长比T4组生长更快。三个IMTA组之间，T4生长最慢，这可能与较低的饲料投喂量有关。研究表明，利用生物絮凝技术产生的絮凝体能够作为养殖生物的食物来源，同[32,86-88]时降低饲料需求量。本实验中，生物絮凝体在替代饲料成为食物来源方面起到了多大的作用，尚未完全研究清楚。添加碳源组对虾的产量和FCR显著优于其他两组，同时三个IMTA组也优于单养组；尽管实验组对虾的特定生长率慢于对照组，但对虾的高存活率使得实验组获得了更高的产量和更低的FCR。3.3.3水质参数实验期间，各养殖池在09:00的平均水温为24.4℃，这种相对较低的水温可能[89]-1对对虾的存活和生长产生不利的影响。各池的DO变化范围为9.34-6.61mgL，[90,91]这满足对虾生长和存活的需要。实验过程中，各池DO水平都呈下降趋势，这与养殖后期对虾个体变大导致耗氧增多以及不换水造成的有机质大量积累消耗溶氧有关。实验期间各组pH变化均在对虾能适应的范围内，在后期pH下降可能是有机物积累造成有机酸增多造成的。养殖过程中各组透明度不断减小，这可能与池中悬浮颗粒增多有关。T3和T4的透明度显著低于T1、T2，与FV-15结果一致，这可能是因为T3、T4组的生物絮凝过程产生了大量絮体，减小了透明度。T1组水体的总磷总氮水平最高，这表明混养对水体氮磷的去除产生了积极的作用。一方面，可能由于金钱鱼对池中残饵和有机颗粒的利用；另一方面，蕹菜[92]也能利用水体中的氮磷营养物从而减少氮磷含量。李文祥等利用浮床技术在养殖水中种植蕹菜，发现种植塘中TP和TN都显著低于对照组。本实验中，蕹菜对36 上海海洋大学硕士学位论文氮磷的实际去除效果如何、如何控制更为合理的种植密度使蕹菜去除营养物的效果更好以及氮磷在蕹菜上的累积情况尚需进一步研究。生物絮凝过程对氨氮有良好的去除作用，这可能是造成本实验中添加碳源的组和其他两组之间的TAN产生显著差异的原因。在有氧条件下的硝化作用能将亚硝氮转化成硝氮，这与添加碳源的组中相对较高硝酸氮表现一致；另外研究表明，在一定DO和C/N条件下，好氧性反硝化细菌通过反硝化作用对亚硝酸盐有显著[93,94]的去除作用。实验期间，添加碳源的组T3和T4的NO2水平始终维持在极低的水平，这可能由于水体中的好氧反硝化细菌在加入有机碳源和氧气充足的条件下利用碳源生长，同时能通过反硝化作用将水中的NO2-N转化成气态氮化物。3.3.4絮体形成一定水平的SVI能使絮体悬浮在水体中，相比沉在水底的絮体养殖种类更易获[7]得。T3组的絮体体积和SVI均最高，且与其他组差异极显著，这与投入的玉米-1淀粉的量有关。本实验中最高的絮体体积和SVI值分别为10.84mL和70.67mLg，[29,33]絮体粗蛋白的最高为24.0%，上述值相比同类BFT研究值均偏小，这可能与本实验中水体混合强度和C/N偏小有关。池塘水体混合强度和C/N是影响絮体形成的重要条件。研究表明，适宜的饲料(包括添加的碳源）C/N为15-25，因此确定适宜的混合强度，调整更合理的C/N从而改善絮体形成的量和粗蛋白含量，尚需进一步研究。3.4小结本研究表明，将IMTA模式与生物絮凝技术相结合，能有效提高对虾存活、产量与饵料利用率，同时改善虾池水质状况。两种技术结合在提高对虾存活率和产量以及降低NO2和TAN含量方面相比单独使用IMTA模式发挥着更重要的作用。如何改进C/N和水体混合强度从而改善絮体形成尚需更深层次的研究。37 上海海洋大学硕士学位论文第四章添加淀粉对凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统内氮磷利用和经济效益的影响传统的凡纳滨对虾集约化养殖方式由于其占地面积小、产量高，在国内对虾养殖中被广泛采用。然而，由于养殖系统中对虾对饵料的利用率较低，在养殖池中饲料残饵和对虾代谢废物大量累积，造成养殖水体的氮磷废物很多，如果这些养殖废水不经处理而直接排放到外界水体中，会造成水体的低氧和富营养化现象；同时，饲料中大量氮磷营养的流失，也会增加饲料成本，减小经济效益。研究表明，综合养殖模式能显著提高养殖系统对饵料的利用率，从而减少饲料成本；另外，由于这种养殖模式能产生额外的经济副产品，这样能显著提高养殖经济效益。第三章的实验表明，在凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖系统内添加一定量玉米淀粉能显著改善对虾的存活率、产量、饵料系数和水质状况，在养殖效果和生态效益方面均有积极的作用。本章在第三章实验设计和实验条件的基础上，探究生物絮凝技术与凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖模式相结合对饲料中氮磷利用的影响；同时，评估这种养殖方式在经济效益方面的作用。4.1材料和方法4.1.1实验设计与养殖条件本实验的实验设计和养殖条件与第三章相同。38 上海海洋大学硕士学位论文4.1.2经济效益与氮磷利用率分析4.1.2.1养殖经济效益分析本实验通过计算比较净收益、收支比（BCR）来评估不同处理组的经济效益，其中，货币单位均换算成美元（1.0US$=6.2RMB）。计算公式如下：R=I—（FC+VC+Ii）BCR=R/（FC+VC+Ii）其中，R为净收益，I为养殖结束后出售对虾、金钱鱼和蕹菜所得收入，FC为固定成本，VC为浮动成本，Ii为营运成本所产生利息，BCR为收益成本比。本分析中，对虾价格为当地2012年10月24日塘口收购价，其余项目价-1格为中国市场价。对虾塘口收购价分别为为US$3.87kg（7g规格）和US$3.55-1-1kg（6g规格），金钱鱼价格为US$15.32kg(大于30g规格)，蕹菜价格为-1US$0.48kg，对虾虾苗市场价为US$3.55/1000尾，饲料和玉米淀粉的市场价-1-1-1分别为US$1.41kg和US$0.40kg，电费为US$0.08kwh，营运成本年利率按8%算（本实验折算成3个月的利息）。4.1.2.2氮磷利用率实验初始和结束时，采集对虾、金钱鱼和蕹菜样品，测定各样品总氮和总磷含[74]量；同时测定养殖中所用饲料中总氮和总磷的含量，测定方法参考国际标准。氮（磷）总量通过总重量与氮（磷）含量计算，饲料中氮（磷）转化率通过如下公式计算：氮（磷）转化率（%）=（A-B）×100/C其中，A为实验结束时的氮（磷）总量；B为实验初始的氮（磷）总量；C为投入饲料中的氮（磷）总量。4.1.3统计与分析实验数据用平均值±标准误表示，采用SPSS17.0软件进行ANOVA单因素方差分析，若组间有显著性差异,则采用Duncan氏法进行多重比较，显著性水平设为0.05。用Excel进行图表处理。39 上海海洋大学硕士学位论文4.2结果4.2.1经济效益养殖结束后，各组经济分析结果如表4-1所示。T3组总收入和净收益均最高，显著高于T1、T2和T4组（P<0.05）；收支比也有相似的结果。IMTA组T2、T3和T4的净收益和总收入均高于单养组T1，且差异显著（P<0.05）。添加碳源的组只有T3的净收益显著高于不添加碳源的组T2（P<0.05），而T4与T2差异不显著。4.2.2氮磷利用率各养殖系统对饲料中氮磷利用情况如表4-2所示。T3组中对虾对饲料中氮利用率最高，达到48.3%，添加碳源的T3、T4组中对虾对饲料中氮利用率显著高于其他两组（P<0.05），而T3与T4组之间，T1与T2之间均无显著性差异。各IMTA组中金钱鱼和蕹菜对氮的利用率均无显著性差异。T3组养殖系统生物（对虾、金钱鱼与蕹菜）对氮的总利用率最高，达到58.3%，其次是T4组，二者无显著性差异，且均显著高于其他两组（P<0.05）。对虾单养系统T1组对氮的利用率最低，且显著低于不添加碳源的T2组（P<0.05）。T4组对虾对饲料中磷的利用率最高，其次是T3组，二者对磷的利用率显著高于其他两组（P<0.05）；单养系统T1组对虾对磷的利用率最低，显著低于其他组（P<0.05）。各IMTA组中蕹菜与金钱鱼对饲料中磷的利用率均无显著性差异。各养殖系统中生物（对虾、金钱鱼、蕹菜）对磷的利用的差异性与对虾对磷的利用表现一致。40 上海海洋大学硕士学位论文表4-1：各养殖系统经济效益情况（单位：美元）Table4-1:EconomicperformanceofT1-T4intheexpeiment.（Unit：US$）指标参数T1T2T3T4固定支出电费4.84±0.004.84±0.004.84±0.004.84±0.00对虾暂养饲料2.50±0.002.50±0.002.50±0.002.50±0.00费用支出幼虾4.26±0.004.26±0.004.26±0.004.26±0.00小计11.60±0.0011.60±0.0011.60±0.0011.60±0.00浮动支出金鼓鱼苗14.63±0.0014.63±0.0014.63±0.00饲料4.94±0.004.94±0.004.94±0.003.95±0.00玉米淀粉1.25±0.001.25±0.00聚乙烯泡沫板1.51±0.001.51±0.001.51±0.00蕹菜1.11±0.001.11±0.001.11±0.00小计4.94±0.0022.19±0.0023.44±0.0022.45±0.00总计16.54±0.0033.79±0.0035.04±0.0034.05±0.00花费产生利息0.33±0.000.68±0.000.70±0.000.68±0.00总投入费用16.87±0.0034.47±0.0035.74±0.0034.73±0.00收入bbab出售对虾收入16.97±0.4017.68±0.1228.72±0.4822.49±0.35aaa出售金鼓鱼收入25.75±2.0823.18±0.6321.56±2.12aab出售蕹菜收入2.50±0.052.40±0.022.05±0.03cbab总收入16.97±0.4045.93±2.1954.30±1.0646.10±1.78cbab总净收入0.10±0.4011.46±2.1918.56±1.0611.37±1.78cbab收支比0.01±0.010.33±0.060.52±0.030.33±0.05注:同行中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)Note:Meanswiththedifferentlettersinthesamerowweresignificantlydifferentatα=0.05,whilemeanswiththesamelettersinthesamerowwerenotsignificantlydifferent.41 上海海洋大学硕士学位论文表4-2：各养殖系统生物对饲料中氮磷的利用情况Table4-2:Conversionrateoffeednitrogenandphosphorousintoculturespeciesineachtank氮磷利用率T1T2T3T4氮bbaa对虾利用率（%）14.3±1.414.9±0.548.3±3.742.1±3.4aaa金钱鱼利用率（%）6.8±0.75.3±0.35.2±0.6aaa蕹菜利用率（%）4.9±0.44.7±0.24.2±0.3cbaa总利用率（%）14.3±1.426.6±1.958.3±4.151.5±3.5磷cbaa对虾利用率（%）1.4±0.12.9±0.212.2±2.013.0±1.8aaa金钱鱼利用率（%）5.7±0.54.4±0.34.3±0.3aaa蕹菜利用率（%）4.6±0.44.3±0.23.8±0.3cbaa总利用率（%）1.4±0.113.2±0.820.9±1.121.1±1.2注:同行中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)Note:Meanswiththedifferentlettersinthesamerowweresignificantlydifferentatα=0.05,whilemeanswiththesamelettersinthesamerowwerenotsignificantlydifferent.4.3讨论4.3.1经济效益从表4-1可以看出，本实验的IMTA模式几乎不需要额外的硬件设施投资和运转花销。尽管单养组总投入最小，但它的净收益和BCR相对三个IMTA组差异极显著，这是由于其过高的对虾死亡率造成对虾收入过低所致。对不添加碳源的IMTA组T2来说，虽然其对虾存活率也较低，但由于金钱鱼和蕹菜带来的额外经济效益，其净收益也相对较高。T3组的净收益和BCR均显著高于其他组，这是由于对虾的高产量使其获得了较高的收入，而减少饲料投喂量对对虾和金钱鱼收获时的规格以及蕹菜的产量产生了明显的负面影响，同时也影响了对虾的市场价格，这使得T4组和T2组相比无经济优势。三个IMTA组中，在饲料投喂量相等的情况下，额外添加碳源能显著提高净收益，这表明，生物絮凝技术对养殖经济效益产生了积极的作用；同时IMTA模式42 上海海洋大学硕士学位论文与生物絮凝技术的结合，能对经济效益产生明显的协同作用。4.3.2氮磷利用率本实验中各养殖系统生物对氮磷的利用情况与其生物量表现出一定的相似性。对虾对氮和磷的利用率范围分别为14.3-48.3%和1.4-13.0%，其中添加碳源的T3[36,80]与T4组对虾对氮的利用率显著高于其他两组，且均优于同类研究，这与这两个组中对虾的存活率和产量很高有关。在养殖系统生物对氮磷的总利用率方面，三个IMTA组显著高于对虾单养系统，这是由于相对对虾单养系统而言，IMTA组中的金钱鱼和蕹菜对残饵和水体中氮磷的利用，显著提高了饵料利用率，从而提高饲料中氮磷利用率。[1]本实验中，对虾对氮的利用率要明显高于对磷的利用，Yuan等与Muangkeow[8]等的研究也得到了类似的结果。这可能与对虾对氮和磷两种营养元素的同化作用强度不同有关。4.4小结本实验结果表明，在凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖系统中添加淀粉能显著提高养殖经济效益，IMTA模式与生物絮凝技术均能对经济效益产生积极的影响，且二者结合表现出协同作用。相对单养系统而言，在单独的综合养殖系统和两种技术结合的养殖系统中，对虾和总的养殖生物对氮磷的利用率均有较大提高。43 上海海洋大学硕士学位论文结论总结本论文全部实验，在本实验的养殖管理和实验条件下，得到以下结论：1.在凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜综合养殖模式下，相对对虾单养组，所有实验组对虾的存活率均有不同程度提高，养殖生物总的净产量和饵料系数均有显著改善；同时，综合养殖池内养殖生物对饲料中氮磷的利用率也显著高于对虾单养组。这是由于养殖系统里金钱鱼和蕹菜的存在，不仅提高了饲料利用率，综合利用了水体中的残饵、有机颗粒；而且提高了池塘生态系统的稳定性，改善了对虾的生长环境，从而改善了养殖效果和饲料氮磷利用率。2.将玉米淀粉添加到凡纳滨对虾-金钱鱼-蕹菜养殖池里，添加碳源的组对虾存3活率均在94.0%以上，产量最高达到了0.495kg/m，饵料系数最低为1.02，养殖系统净产量和总饵料系数相对不添加碳源的两组也显著改善；而不添加碳源的两个组之间相比，综合养殖组在总养殖产量和总饵料系数方面有显著改善。这表明，两种技术相结合在养殖效果方面有协同作用；三个综合养殖组的水体中氮磷营养物的含量均低于单养组，添加碳源的组的氨氮和亚硝氮水平显著低于其他组，综合养殖模式和生物絮凝技术分别在控制水体营养化程度和有害氮化物上表现出较好的效果。本实验絮体形成质量不高，可能与水体混合强度和C/N较低有关，这方面有待进一步研究。3.在上一章实验条件下，进一步探讨两种技术在经济效益和对饲料氮磷利用方面的影响。结果表明，在正常的饲料投喂量下，两种技术相结合的组有显著更高的经济效益，这是由于其对虾的产量更高以及金钱鱼和蕹菜带来了额外的经济效益。单独的综合养殖组与单养组相比，尽管对虾产量无经济优势，但额外的副产品保证了养殖的经济效益。在饲料投喂量减少20%的条件下应用生物絮凝技术，经济效益相对正常投喂饲料有较大下降。两种技术结合使用对饲料中氮磷的利用产生了协同作用，既高于单养组，又高于单独的综合养殖组。44 上海海洋大学硕士学位论文参考文献[1]Yuan,D,Yi,Y,Yakupitiyage,A,etc.Effectsofadditionofredtilapia(Oreochromisspp.)atdifferentdensitiesandsizesonproduction,waterqualityandnutrientrecoveryofintensivecultureofwhiteshrimp(Litopenaeusvannamei)incementtanks[J].Aquaculture,2010,298(3/4):226-238.[2]李祥木.虾池废水对近岸养殖的影响与防治[J].中国渔业经济,2002,6:40-42.[3]Nils,K,Patrik,R,Michael,T,etal.Ecosystemperspectivesonmanagementofdiseaseinshrimppondfarming[J].Aquaculture,2000,191(1):145-161.[4]Troell,M,Joyce,A,Chopin,T,etc.Ecologicalengineeringinaquaculture—Potentialforintegratedmulti-trophicaquaculture(IMTA)inmarineoffshoresystems[J].Aquaculture,2009,297,(1/2):1-9.[5]Miah,MS,Uddin,M.S,Shah,MS,etal.Effectofstockingratiosonthegrowthandproductionoffishesinmixedpolyculturesystem[J].BangladeshJ.Fish,1997(20):135-138.[6]Wang,JK.Conceptualdesignofamicroalgae-basedrecirculatingoysterandshrimpsystem[J].AquaculturalEngineering,2003,28(1/2):37-46.[7]DeSchryver,P,Crab,R,Defoirdt,T,etc.Thebasicsofbio-flocstechnology:Theaddedvalueforaquaculture[J].Aquaculture,2008,277(3/4):125-137.[8]Muangkeow,B,Ikejima,K,Powtongsook,S,etc.Effectsofwhiteshrimp,Litopenaeusvannamei(Boone),andNiletilapia,OreochromisniloticusL.,stockingdensityongrowth,nutrientconversionrateandeconomicreturninintegratedclosedrecirculationsystem[J].Aquaculture,2007,269(1/4):363-376.[9]Roberto,R,Luis,V,Walter,S,etal.TreatmentofShrimpEffluentby45 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