管崇武，宋紅橋，楊 菁，單建軍，劉 建

(1 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)裝備與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092；2 鹽城工學(xué)院海洋與生物工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224002)

凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeusvannamei)俗稱南美白對(duì)蝦，是目前世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦種之一，具有生長(zhǎng)快、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，現(xiàn)已成為中國(guó)最重要的對(duì)蝦養(yǎng)殖品種之一，2018年產(chǎn)量達(dá)176.03萬t，占全國(guó)蝦類養(yǎng)殖總產(chǎn)量的43.04%[3]。對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展也給周圍環(huán)境帶來了較大的負(fù)面影響，因此高效可持續(xù)的對(duì)蝦循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)已成為當(dāng)今對(duì)蝦養(yǎng)殖模式應(yīng)用研究的重點(diǎn)[4]。該模式下的環(huán)境因子對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)和生理影響受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，包括溫度[5-6]、光照[7-8]、流速[9]、鹽度[10-11]、溶氧[12]、養(yǎng)殖密度[13]等方面已有一些研究報(bào)道，但對(duì)于水色和透明度的研究較少。

目前普遍認(rèn)為水色是養(yǎng)殖池塘水體中浮游植物狀況的反映。因此，現(xiàn)有關(guān)于水色和透明度調(diào)控方面的研究都是基于室外池塘養(yǎng)殖模式。曲克明等[14]研究認(rèn)為對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘透明度應(yīng)維持在40～80 cm是合適的；黃翔鵠[15]認(rèn)為適宜對(duì)蝦生長(zhǎng)的水色為綠色、黃綠色或淺褐色，透明度一般在30～60 cm為宜。徐實(shí)懷等[16]認(rèn)為透明度應(yīng)控制在25～40 cm較為合適，并指出良好水色具有增加溶氧、節(jié)約飼料、防止對(duì)蝦起應(yīng)激反應(yīng)等作用。在循環(huán)水系統(tǒng)中依現(xiàn)在的技術(shù)水平，可以滿足對(duì)蝦對(duì)溶氧、飼料等方面需求，但在減緩應(yīng)激、提高養(yǎng)殖福利方面尚有較大提升空間。

闡述了在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過添加人工食品級(jí)色素調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水體的水色和透明度，從養(yǎng)殖福利角度研究不同水色和透明度對(duì)凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)和生理應(yīng)激方面的影響，探討循環(huán)水對(duì)蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)中水色調(diào)控手段，以期為對(duì)蝦循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料

凡納濱對(duì)蝦幼苗購(gòu)自如東向陽育苗場(chǎng)，試驗(yàn)前先將所需蝦苗于水泥池里暫養(yǎng)標(biāo)粗一個(gè)月。正式試驗(yàn)時(shí)挑選規(guī)格一致的健康對(duì)蝦，初始平均體質(zhì)量為(0.56±0.09)g，平均體長(zhǎng)為(3.39±0.61)cm，隨機(jī)分于39套對(duì)蝦循環(huán)水試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)，每套系統(tǒng)由養(yǎng)殖池、水泵、過濾棉過濾裝置、陶瓷環(huán)生物過濾裝置等組成，每個(gè)養(yǎng)殖池(直徑500 mm，高1 200 mm，PE材料)內(nèi)放置60尾對(duì)蝦。2018年7—9月，在中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所漁業(yè)裝備與工程中試基地進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過投加檸檬黃、果綠、亮藍(lán)等人工色素將海水調(diào)整為黃、綠、藍(lán)3種不同水色，并設(shè)置20 cm、40 cm、60 cm和80 cm共4個(gè)不同透明度梯度，每個(gè)梯度設(shè)3個(gè)平行，共36個(gè)試驗(yàn)組，對(duì)照組采用經(jīng)過濾后透明度在100 cm以上的海水，對(duì)照組設(shè)置3個(gè)平行。試驗(yàn)期間每天定時(shí)投喂2次，每隔7 d排換水一次，換水量30%，所換海水均為調(diào)節(jié)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求的海水。

1.3 樣品采集與測(cè)定方法

透明度采用透明圓盤法，每隔7 d從池里隨機(jī)撈起20尾對(duì)蝦進(jìn)行體長(zhǎng)、體質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)每個(gè)處理組全部撈出計(jì)數(shù)稱重并統(tǒng)計(jì)存活率。試驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)試驗(yàn)組隨機(jī)取5尾對(duì)蝦取其肌肉組織，用剪刀剪碎，準(zhǔn)確稱重后加入9倍的生理鹽水，冰水浴條件下機(jī)械勻漿后，以2 500 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min，取上清液分別稀釋至所需質(zhì)量濃度后進(jìn)行酶活測(cè)定。所有超氧化物歧化酶(SOD)活力、過氧化氫酶(CAT)活力、皮質(zhì)醇(COR)、腎上腺素(E)的測(cè)定均采用南京建成生物研究所研制的檢測(cè)試劑盒，按步驟操作。

1.4 計(jì)算公式與數(shù)據(jù)處理

存活率、增重率和特定生長(zhǎng)率分別按下列公式計(jì)算：

S=100%×b/a

(1)

G=100%×(B-A)/A

(2)

R=100%×(lnB-lnA)/t

(3)

式中：S—存活率，%；a—初始尾數(shù)，ind；b—試驗(yàn)?zāi)┪矓?shù)，ind；G—增重率，%；A—初始均重，g；B—試驗(yàn)?zāi)┚?，g；R—特定生長(zhǎng)率，%/d；t—試驗(yàn)天數(shù)，d。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean ±SD)表示，組間比較采用單因素方差分析和LSD檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與作圖使用Excel 2016 和SPSS 13.0軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水色及透明度對(duì)對(duì)蝦生長(zhǎng)性能和存活率的影響

由表1可知，在不同水色條件下試驗(yàn)對(duì)蝦的增重率、特定生長(zhǎng)率和存活率均隨著透明度的增加而上升，但是各試驗(yàn)組在增重率、特定生長(zhǎng)率上與對(duì)照組無顯著差異(P<0.05)。

表1 水色和透明度對(duì)凡納濱對(duì)蝦增重率、特定生長(zhǎng)率和存活率的影響

注：上述數(shù)據(jù)為3個(gè)平行組的平均值(n=3)，同列數(shù)據(jù)上標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

其中，綠色水色條件下透明度為60 cm的試驗(yàn)組其增重率和特定生長(zhǎng)率最高，黃色的透明度為20 cm試驗(yàn)組的增重率和特定生長(zhǎng)率最低，兩組間存在顯著差異。對(duì)照組的存活率顯著高于各試驗(yàn)組，各不同水色的試驗(yàn)組對(duì)蝦存活率隨著透明度的增加而上升，透明度值低的試驗(yàn)組與透明度值高的試驗(yàn)組間存活率有顯著差異，其中黃色水色透明度為20 cm的試驗(yàn)組存活率最低，僅為(35.00±1.00)%。

2.2 不同水色及透明度對(duì)對(duì)蝦皮質(zhì)醇和腎上腺素含量的影響

不同水色對(duì)對(duì)蝦肌肉中皮質(zhì)醇(COR)含量有較大影響(圖1)。黃色水色條件下COR含量在不同透明度梯度條件下均高于其他水色試驗(yàn)組和對(duì)照組，其中在透明度為80 cm的試驗(yàn)組其COR含量顯著高于其他組(P<0.05)。綠色和藍(lán)色試驗(yàn)組隨著透明度的上升其COR含量呈下降趨勢(shì)，但無顯著差異。

圖1 不同水色及透明度對(duì)對(duì)蝦皮質(zhì)醇含量的影響

由圖2可知，不同水色和透明度條件下對(duì)蝦腎上腺素(E)含量的變化趨勢(shì)與COR含量的變化趨勢(shì)基本一致，各試驗(yàn)組與對(duì)照組均無顯著差異。其中，綠色和藍(lán)色試驗(yàn)組隨著透明度的上升，其E含量呈下降趨勢(shì)，而黃色試驗(yàn)組則呈上升趨勢(shì)，在透明度為80 cm時(shí)，黃色試驗(yàn)組的E含量顯著高于綠色和藍(lán)色試驗(yàn)組(P<0.05)。

2.3 不同水色及透明度對(duì)對(duì)蝦免疫相關(guān)酶活性的影響

從圖3可以看出，黃色水色試驗(yàn)組隨著透明度的增加，對(duì)蝦的SOD活力呈下降趨勢(shì)，透明度在40 cm、60 cm和80 cm處理組間SOD活力與透明度為20 cm及對(duì)照組有顯著差異(P<0.05)。而綠色和藍(lán)色水色在不同透明度條件下各試驗(yàn)組間SOD活力差異不顯著差異，且與對(duì)照組也無顯著差異。

從圖4可以看出，水色和透明度對(duì)對(duì)蝦肌肉CAT活力影響較小，各試驗(yàn)組與對(duì)照組均無顯著差異(P>0.05)。其中，綠色試驗(yàn)組和藍(lán)色試驗(yàn)組隨著透明度的增加呈下降趨勢(shì)，在透明度為80 cm時(shí)與20 cm處有顯著差異(P<0.05)；而透明度的變化對(duì)黃色水色試驗(yàn)組無顯著影響。

圖2 不同水色及透明度對(duì)對(duì)蝦腎上腺素的影響

圖3 不同水色及透明度對(duì)對(duì)蝦SOD活力的影響

圖4 不同水色及透明度對(duì)對(duì)蝦CAT活力的影響

3 討論

3.1 關(guān)于“水色”的概念

目前對(duì)于對(duì)蝦養(yǎng)殖池中所謂“水色”基本上是關(guān)于室外池塘，主要是指水體中浮游生物的顏色，不同的水色反映水體的營(yíng)養(yǎng)狀況，其調(diào)控主要指浮游生物的種類與數(shù)量上的調(diào)控[17]，這與本研究的水色在概念上有所差異。本研究所指的水色，簡(jiǎn)單講就是水體的顏色，是自然光中不同光質(zhì)穿透水體受水中懸浮物、溶解色素、腐殖質(zhì)等選擇吸收與選擇散射的共同作用而呈現(xiàn)不同的顏色[18]。近年來已有大量研究表明，不同的色彩背景下對(duì)人的心理、生理及行為都有顯著影響[19]，但對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物影響的研究還較少。目前關(guān)于色彩背景對(duì)對(duì)蝦生長(zhǎng)生理影響的研究不多且均集中在不同光色光照的影響，印度明對(duì)蝦在藍(lán)光環(huán)境下運(yùn)動(dòng)活躍[20]，日本沼蝦在紅光環(huán)境下攝食活躍[21]，中國(guó)明對(duì)蝦在藍(lán)光下耗氧率提高[22]，凡納濱對(duì)蝦在藍(lán)光到綠光周期性變化和規(guī)律性變化下可獲得最大的特定生長(zhǎng)率[23]。本研究從對(duì)蝦養(yǎng)殖福利角度出發(fā)，研究不同水色背景和透明度條件下對(duì)對(duì)蝦生長(zhǎng)和生理的影響。

3.2 水色及透明度對(duì)對(duì)蝦生長(zhǎng)性能和存活率的影響

本研究中，在綠、藍(lán)、黃三種水色條件下對(duì)蝦的增重率和特定生長(zhǎng)率均與對(duì)照組無顯著差異，但綠色透明度為60 cm的試驗(yàn)組其增重率和特定生長(zhǎng)率顯著高于黃色透明度為20 cm的試驗(yàn)組。 有研究表明調(diào)控對(duì)蝦攝食行為的感覺形式主要是嗅覺和味覺，在攝食過程中主要通過嗅覺和振動(dòng)感受獲得食物存在的信號(hào)，然后通過嗅覺感受和視覺發(fā)現(xiàn)食物[24]，因此，視覺在對(duì)蝦攝食過程中也起一定作用。陳四清等[25]研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)對(duì)蝦具有黃光和藍(lán)光兩個(gè)敏感光譜系反應(yīng)系統(tǒng)；榮長(zhǎng)寬等[26]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦對(duì)黃色、藍(lán)色飼料攝食率較高，綠色飼料攝食率最差。本研究所使用的飼料接近黃色，這可能導(dǎo)致對(duì)蝦在黃色水色條件下發(fā)現(xiàn)飼料的難度加大，因而是增重率和特定生長(zhǎng)率低于綠色水色的原因。

蛻殼期間是甲殼動(dòng)物生命過程中最為脆弱的時(shí)段，蛻殼后不久的軟殼階段極易遭受敵害生物和同類的攻擊[27]。有研究報(bào)道不同的遮蔽物對(duì)克氏原螯蝦[28]、中華絨螯蟹[29]等的存活率有顯著影響。本研究中水色和透明度對(duì)各試驗(yàn)組對(duì)蝦的存活率有較大影響，但透明度值低的試驗(yàn)組對(duì)蝦的存活率低于透明度值高的試驗(yàn)組，并未表現(xiàn)出對(duì)對(duì)蝦提供遮蔽減少因蛻殼殘食降低存活率的預(yù)期效果。其原因可能是由于凡納濱對(duì)蝦比較適應(yīng)高密度養(yǎng)殖，攻擊性較弱。本試驗(yàn)的養(yǎng)殖密度為300 ind/m2。張沛東[30]研究指出凡納濱對(duì)蝦適宜的養(yǎng)殖密度300～500 ind/m2，養(yǎng)殖密度的變化對(duì)凡納濱對(duì)蝦的攻擊頻率無顯著變化。歐黃思[31]研究不同光色條件下凡納濱對(duì)蝦幼體存活率，結(jié)果顯示黑暗無光照組存活率最高，其次是綠光，然后是藍(lán)光，最低的是黃光，這與本研究的結(jié)果基本一致。

3.3 水色及透明度對(duì)對(duì)蝦生理應(yīng)激的影響

水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)皮質(zhì)醇和腎上腺素的質(zhì)量濃度可以作為衡量水產(chǎn)動(dòng)物應(yīng)激強(qiáng)度的指標(biāo)[32]。處于應(yīng)激狀態(tài)下的對(duì)蝦體內(nèi)腎上腺素和皮質(zhì)醇持續(xù)升高，通過降低合成代謝，加速分解代謝，調(diào)動(dòng)身體的各器官來應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。應(yīng)激會(huì)消耗對(duì)蝦大量能量，過度的應(yīng)激反應(yīng)會(huì)引發(fā)免疫抑制，破壞蝦體的免疫平衡[33]。在本試驗(yàn)中，綠色和藍(lán)色水色在不同透明度條件下，蝦體的皮質(zhì)醇和腎上腺素的質(zhì)量濃度有不同程度的下降，但相對(duì)于對(duì)照組在統(tǒng)計(jì)分析上沒有顯著性差異；而在黃色水色條件下則有不同程度的上升，在透明度為80 cm時(shí)顯著高于其他水色組和對(duì)照組，這表明黃色水色會(huì)對(duì)對(duì)蝦產(chǎn)生一定的應(yīng)激反應(yīng)，而綠色和藍(lán)色水色環(huán)境則有助于減緩對(duì)蝦的應(yīng)激反應(yīng)。

超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)是機(jī)體內(nèi)重要的抗氧化酶，二者互相作用可以清除細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的過量氧自由基，對(duì)機(jī)體具有重要保護(hù)功能，其活性與動(dòng)物體免疫性能和環(huán)境脅迫有關(guān)[34]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在綠色和藍(lán)色水色不同透明度條件下各組間SOD活力與對(duì)照組均無明顯差異，表明在該水色條件下不同透明度對(duì)對(duì)蝦無脅迫影響，這與前述的皮質(zhì)醇和腎上腺素?cái)?shù)據(jù)表現(xiàn)相吻合；而黃色水色除了透明度為20 cm的試驗(yàn)組與對(duì)照組無顯著差異，其他透明度條件下均顯著低于對(duì)照組，這可能是由于在黃色水色條件脅迫下對(duì)蝦體內(nèi)產(chǎn)生大量氧自由基，導(dǎo)致SOD活力受到抑制。CAT可以將過氧化氫還原為水，有效防止生物細(xì)胞受到自由基的損傷，本試驗(yàn)中各試驗(yàn)組與對(duì)照組均無顯著差異，但總體上來看在透明度為20 cm時(shí)CAT活力最高，表明適量的降低透明度有助于增強(qiáng)對(duì)蝦抵抗環(huán)境脅迫的能力，提高抗氧化能力。

4 結(jié)論

通過人工投加色素對(duì)池水的水色和透明度進(jìn)行調(diào)控，檢測(cè)試驗(yàn)過程中對(duì)蝦的生長(zhǎng)存活和生理應(yīng)激的變化情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，在黃色水色條件下對(duì)蝦的增重率和特定生長(zhǎng)率表現(xiàn)不佳，而且對(duì)蝦體具有一定的應(yīng)激脅迫，因此，如果是通過人工配置水色，而非因微藻產(chǎn)生的水色，對(duì)蝦養(yǎng)殖池中不宜為黃色；而綠色和藍(lán)色水色與對(duì)照組在生長(zhǎng)和生理應(yīng)激方面并無顯著差異，因此在循環(huán)水條件下，養(yǎng)殖系統(tǒng)的背景色彩為綠色或藍(lán)色對(duì)于對(duì)蝦養(yǎng)殖不構(gòu)成影響。

□