何京 肖善勢(shì) 何琳 林志華

摘要 為了研究池塘蝦貝混養(yǎng)模式中不同養(yǎng)殖密度氮磷收支變化，設(shè)置2個(gè)養(yǎng)殖密度（低密度組TL，高密度組TH），通過(guò)定期采樣計(jì)算綜合養(yǎng)殖池塘的氮磷輸入和輸出。結(jié)果表明，飼料是氮元素的最大來(lái)源，在TL中占氮總輸入量的55.31%，低于TH的61.71%;補(bǔ)充水是氮元素的第二大來(lái)源，在TL中占氮總輸入量的23.87%，高于TH的17.68%;系統(tǒng)中磷元素的輸入主要來(lái)源于飼料，在TL中占磷總輸入量的75.93%，低于TH的80.26%;肥料是系統(tǒng)中磷元素的第二大來(lái)源，在TL中占磷總輸入量的13.30%，高于TH的9.33%。系統(tǒng)氮的輸出中，養(yǎng)殖生物移出、底泥沉積、排水是氮輸出的主要方式，TL養(yǎng)殖生物移出占氮總輸出量的30.43%，低于TH的35.9%;TL底泥沉積占氮總輸出量的30.95%，高于TH的27.35%;TL排水占氮總輸出量的25.35%，高于TH的21.17%。系統(tǒng)磷的輸出中，底泥沉積是主要的輸出方式，TL底泥沉積占磷總輸出量的51.16%，低于TH的52.29%;其次是養(yǎng)殖生物移出，TL養(yǎng)殖生物移出占磷總輸出量的22.68%，低于TH的26.06%。在氮、磷利用率方面，TL低于TH。

關(guān)鍵詞 氮磷收支;泥蚶;南美白對(duì)蝦;綜合養(yǎng)殖

中圖分類號(hào) X 714? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2022）12-0082-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.12.021

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on Nitrogen and Phosphorus Budget in Culture Pond of Tegillarca granosa and Penaeus vannamei

HE Jing1，XIAO Shan-shi2，HE Lin2 et al

（1.Institute of Marine Biological Seed Industry，Zhejiang Wanli University，Ningbo，Zhejiang 315100;2.College of Biology and Environment，Zhejiang Wanli University，Ningbo，Zhejiang 315100）

Abstract To reveal the changes of nitrogen and phosphorus budget in pond of shrimp and shellfish mixed culture，the experiment set two aquaculture densities treatment（low density group，TL;high density group，TH）.The nitrogen and phosphorus inputs and outputs from integrated aquaculture ponds were analyzed based on regular sampling.The results showed that feed was the largest source of nitrogen，accounting for 55.31% of the nitrogen input，which was lower than that in TH （61.71%）;supplemental water was the second largest source of nitrogen，accounting for 23.87% of the nitrogen input in TL，which was higher than that in TH （17.68%）.The phosphorus input in the system mainly came from feed，accounting for 75.93% of the phosphorus input in TL，lower than that in TH （80.26%）.Fertilizer was the second largest source of phosphorus in the system，accounting for 13.30% of total phosphorus input in TL，which was higher than that in TH （9.33%）.The removal of culture organisms，sediment deposition and drainage were the main ways of nitrogen output.The removal of culture organisms from TL accounted for 30.43% of the nitrogen output，which was lower than that of TH （35.9%）.The sediment deposition of TL accounted for 30.95% of the nitrogen output，which was higher than TH 27.35%.The drainage of TL accounted for 25.35% of the nitrogen output，which was higher than TH（21.17%）.Sediment deposition was the main way of the phosphorus output.The sediment of TL accounted for 51.16% of the phosphorus output，lower than sediment of TH 52.29%.The second part was the removal of cultured organisms，which accounted for 22.68% of the phosphorus output in TL，lower than that in TH （26.06%）.In nitrogen and phosphorus utilization，TL was lower than TH in high density group.

Key words Nitrogen and phosphorus budget;Tegillarca granosa;Penaeus vannamei;Composite cultures

20世紀(jì)90年代，由于對(duì)蝦病害暴發(fā)，全國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)陷入困境，浙江地區(qū)率先發(fā)展了海水池塘蝦貝混養(yǎng)模式，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益[1] 。此后，該模式在沿海地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前已發(fā)展了蝦貝、蝦蟹貝、魚(yú)蝦等多種混養(yǎng)模式。

在蝦貝池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)中，氮、磷是水產(chǎn)養(yǎng)殖生物生長(zhǎng)發(fā)育重要的營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)也是池塘物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于蝦貝混養(yǎng)模式池塘的氮磷收支的研究較為全面，如對(duì)蝦青蛤混養(yǎng)模式[2]、對(duì)蝦菲律賓蛤仔混養(yǎng)[3]、對(duì)蝦縊蟶混養(yǎng)[4]等。但關(guān)于養(yǎng)殖密度及泥蚶養(yǎng)殖過(guò)程中氮磷收支研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，筆者通過(guò)對(duì)比不同養(yǎng)殖密度泥蚶、對(duì)蝦混養(yǎng)池塘氮磷收支情況，闡明氮磷元素在該模式下的收支情況，旨在為科學(xué)養(yǎng)殖和水產(chǎn)綠色養(yǎng)殖發(fā)展提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用6個(gè)陸基海水池塘。各試驗(yàn)池塘面積相同，約為550 m2，底部四周為環(huán)溝，深約80 cm，寬約100 cm;中央灘面用于泥蚶養(yǎng)殖。試驗(yàn)期間保持水深60～80 cm（以灘面為基準(zhǔn)），不定期換水。試驗(yàn)開(kāi)始前，池塘用漂白粉進(jìn)行清塘。池塘進(jìn)水后用漂白粉消毒，曝曬3～5 d去除余氯，撒尿素進(jìn)行施肥。池塘采用納米管底充氧方式增氧。

共設(shè)2個(gè)處理，其中低密度組編號(hào)為TL，南美白對(duì)蝦放養(yǎng)數(shù)量為1×104尾，泥蚶苗種放養(yǎng)數(shù)量為1.8×104粒;高密度組編號(hào)為TH，南美白對(duì)蝦放養(yǎng)數(shù)量為2×104尾，泥蚶苗種放養(yǎng)數(shù)量為3.6×104 粒。每個(gè)處理各設(shè)3個(gè)重復(fù)。具體放養(yǎng)情況及苗種規(guī)格見(jiàn)表1。試驗(yàn)用泥蚶苗種購(gòu)自福建寧德，南美白對(duì)蝦蝦苗購(gòu)自浙江寧波。

1.2 養(yǎng)殖管理 試驗(yàn)期間每天投喂對(duì)蝦飼料2次，時(shí)間分別為07：00和16：00。試驗(yàn)期間根據(jù)實(shí)際情況不定期換水，換水時(shí)測(cè)量池水和水源的總氮、總磷含量，并記錄換水量。池塘24 h不間斷充氣。

1.3 樣品采集及氮磷含量測(cè)定

池塘水樣采集：每個(gè)池塘設(shè)5個(gè)采樣點(diǎn)，四周各1個(gè)，中央1個(gè)。每30 d采集水樣2次。每個(gè)采樣點(diǎn)采集表層水樣1 L，混勻后測(cè)定總氮和總磷。

雨水樣品采集：在雨天將帶有刻度的容器置于無(wú)遮擋的室外空曠地，記錄降水量，并將所采集到的雨水帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定總氮、總磷含量。

底泥樣品采集：采用無(wú)擾動(dòng)底泥采集器采集表層5 cm的底泥。

水樣測(cè)定方法：參照海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范（第4部分：海水分析，GB 17378.4—2007）中的過(guò)硫酸鉀氧化法測(cè)定總氮、總磷含量。

泥蚶、對(duì)蝦、飼料采用凱氏定氮法測(cè)定總氮含量，底泥經(jīng)硝酸溶解后采用過(guò)硫酸鉀氧化法測(cè)定。泥蚶、對(duì)蝦、飼料總磷含量測(cè)定采用分光光度法（GB/T 6437—2002）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 氮、磷收支公式。氮（磷）的輸入=放養(yǎng)生物的氮（磷）含量+投喂飼料的氮（磷）含量+大氣降水的氮（磷）含量+養(yǎng)殖水體的氮（磷）含量。氮（磷）的輸出=收獲生物的氮（磷）含量+底層沉積的氮（磷）含量+養(yǎng)殖水體的氮（磷）含量+排出水體的氮（磷）含量。在試驗(yàn)中，由于池塘水體中浮游植物主要以硅藻和甲藻為主，所以生物固氮量未計(jì)算在內(nèi)。試驗(yàn)池塘四周均具排水溝，所以地表徑流帶入的氮、磷含量可以忽略。試驗(yàn)池塘水體氨氮濃度較低，氮的揮發(fā)量也未作考慮。

1.4.2 氮、磷利用率計(jì)算公式。

系統(tǒng)氮、磷利用率是指養(yǎng)殖生物增重部分所含氮、磷占系統(tǒng)中氮、磷總輸入量的比例。計(jì)算公式：

（UE）X=[（Wh）X - （Ws）X]×[N（%）X或P（%）X]/（Nt或Pt）

（UE）t =∑（UE）X

式中，X表示對(duì)蝦或泥蚶;（UE）X表示氮或磷的利用率（%）;（Wh）X表示收獲時(shí)X的總物質(zhì)重量;（Ws）X表示試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)X的總物質(zhì)重量;N（%）X或P（%）X表示X的1 g干重含氮或磷的百分比;Nt或Pt表示系統(tǒng)輸入的總氮或總磷的量;（UE）t表示總利用率（%）[2]。

1.4.3 處理方法。使用SPSS 19.0對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行（ANOVA）方差分析，以P<0.05作為差異顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 養(yǎng)殖生物生物量 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)統(tǒng)計(jì)養(yǎng)殖生物產(chǎn)量，結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出，收獲時(shí)TL組南美白對(duì)蝦體長(zhǎng)、體重均顯著高于TH組。泥蚶在2種養(yǎng)殖模式殼長(zhǎng)、體重差異不顯著。2種生物TH組總產(chǎn)量均高于TL組。

2.2 南美白對(duì)蝦飼料、肥料及養(yǎng)殖生物氮、磷含量

從表3、4可以看出，收獲時(shí)養(yǎng)殖生物氮、磷含量均有所增加。其中，南美白對(duì)蝦磷含量（干重）增幅明顯，由放養(yǎng)時(shí)的0.63%增加到收獲時(shí)的1.17%，其余則增加幅度較小。

2.3 氮、磷收支情況

2.3.1 氮、磷輸入。

試驗(yàn)期間，不同處理養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)各部分氮、磷輸入量及比例見(jiàn)表5、6。從表5、6可以看出，系統(tǒng)中飼料是氮元素的最大來(lái)源;補(bǔ)充水（雨水、換水操作進(jìn)入池塘的水）是氮元素的第二大來(lái)源;肥料也是氮元素的重要來(lái)源;對(duì)蝦苗種占系統(tǒng)氮、磷輸入總量的比例最小。

系統(tǒng)中磷元素的輸入主要來(lái)源于飼料和肥料，兩者合計(jì)占磷輸入總量的89.23%和89.59%;補(bǔ)充水也是磷輸入的重要來(lái)源。

2.3.2 氮、磷輸出。

試驗(yàn)期間，不同處理組養(yǎng)殖系統(tǒng)各部分氮、磷輸出量和比例見(jiàn)表7、8。從表7和8可以看出，TL組中底層沉積占氮輸出總量的比例最大，達(dá)30.95%;收獲對(duì)蝦中含氮量占總輸出量的25.59%，是氮輸出的主要部分;收獲泥蚶占輸出總量比例最小。TH組各部分輸出氮占氮總輸出量的比例具有差異。TH組中收獲對(duì)蝦含氮量是氮輸出量的最大部分;底層沉積次之。

不同處理組中底層沉積是磷元素輸出量的最大部分，分別占磷輸出總量的51.16%和52.29%;收獲養(yǎng)殖（對(duì)蝦+泥蚶）生物中的含磷共計(jì)占總輸出的22.68%、26.06%，僅次于底層沉積的磷，且該部分磷輸出比例TL組低于TH組;水層積累的磷占總輸出磷的7.38%、9.83%，較試驗(yàn)初期水層含磷比例有所升高。

2.3.3 不同處理組氮、磷的利用率比較。

試驗(yàn)期間，各處理氮、磷利用率見(jiàn)表8。由表8可知，TH組氮利用率高于TL組氮利用率。此外，對(duì)蝦氮利用率高于泥蚶氮利用率。

TH組磷利用率稍高于TL組磷利用率，均高于TL組對(duì)蝦、泥蚶的磷利用率。從養(yǎng)殖品種來(lái)看，對(duì)蝦氮利用率高于磷利用率。

3 討論

3.1 不同密度氮、磷元素的輸入差異

研究表明，人工養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中氮、磷的主要來(lái)源為飼料和肥料[2，5-6]，在不使用肥料的養(yǎng)殖模式中，飼料占比最大[3，7]。對(duì)蝦室內(nèi)集約化養(yǎng)殖系統(tǒng)中，飼料輸入氮磷量分別占總輸入氮磷的93.70%和99.09%[8];在對(duì)蝦池塘圍隔養(yǎng)殖系統(tǒng)中，飼料和肥料輸入氮分別占總輸入氮的49.7%～54.5%和47.5%～50.1%[5];在蝦、蟹、貝三元混養(yǎng)系統(tǒng)中，餌料輸入氮磷量分別占總輸入氮磷的84.41%～89.75%和96.64%～98.35%[3];在對(duì)蝦、羅非魚(yú)混養(yǎng)系統(tǒng)中，飼料和水環(huán)境調(diào)節(jié)劑輸入氮磷量分別占總輸入氮磷的81.8%～91.9%和96.0%～98.7%[9] 。在該研究中，各處理組飼料和肥料輸入氮磷量占總輸入氮磷量的63.13%～67.50%和89.23%～89.59%，其中飼料和肥料磷的輸入量所占比例與上述研究相近，而氮的輸入量所占比例較小?？赡芤?yàn)樵诖嗽囼?yàn)中對(duì)蝦放養(yǎng)密度較小，投喂飼料量較小以及換水較頻繁造成的。

養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中，氮輸入來(lái)源除飼料和肥料外，養(yǎng)殖生物苗種、降水、生物固氮以及補(bǔ)充水等也是氮、磷來(lái)源的主要方式。其中當(dāng)水體存在大量藍(lán)藻時(shí)，通過(guò)生物固氮輸入的氮不可忽視[10];另外在缺氧環(huán)境下，反硝化作用導(dǎo)致的氮輸入也不可忽視[11]。該試驗(yàn)中浮游植物以硅藻和甲藻為主，因此生物固氮作用可以被忽略。在半封閉養(yǎng)殖系統(tǒng)中，上述方式輸入氮量占氮總輸入量的45.35%[2];在池塘陸基圍隔試驗(yàn)中，上述方式輸入氮量占總輸入量的8.47%～20.23%[12]。在該研究中，上述方式輸入氮量占氮總輸入量的36.87%～32.50%，高于其他學(xué)者的研究結(jié)果。主要原因是上述試驗(yàn)過(guò)程中不換水，只補(bǔ)充蒸發(fā)水，納水輸入的氮量較小，而該試驗(yàn)通過(guò)納水輸入的氮量較多。

3.2 不同養(yǎng)殖密度氮、磷元素的輸出差異

氮、磷元素主要支出項(xiàng)目為底層沉積。在工廠化對(duì)蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)中，沉積物氮、磷含量分別占氮磷輸出總量的30.9%～43.9%和51.5%～62.0%[13];在池塘圍隔對(duì)蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)中，對(duì)蝦單養(yǎng)組底層沉積氮磷量占氮磷總輸出的50.5%和80.0%;對(duì)蝦-羅非魚(yú)混養(yǎng)模式中底層沉積氮磷量占氮磷總輸出的28.1%～39.4%和72.3%～78.0%[9];泰國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘底層沉積氮磷量占氮磷總輸出的30.6%和83.7%;Thakur等[14]研究顯示池塘底泥氮、磷的沉積量占氮磷總輸出的52.8%和66.7%。該研究中氮磷的底層沉積占輸出總量的27.35%～30.95%和51.16%～52.29%，相比其他學(xué)者的研究結(jié)果，該試驗(yàn)養(yǎng)殖系統(tǒng)底層沉積的氮磷總輸出比例較小。在藏維玲等[8]的研究中，由于增氧機(jī)和氣石的擾動(dòng)作用，水中殘餌和排泄物難以沉淀，其廢水氮磷含量占總輸出量的53%以上。試驗(yàn)中混養(yǎng)的泥蚶為底棲貝類，其生命活動(dòng)促進(jìn)了池塘底部水層的擾動(dòng)，促進(jìn)了沉積層與水層的物質(zhì)交換。

在氮磷支出項(xiàng)目中，收獲養(yǎng)殖生物氮磷含量是氮磷總輸出量的重要組成部分。不同的養(yǎng)殖生物和養(yǎng)殖方式，收獲養(yǎng)殖生物方式輸出氮磷占氮磷總輸出量的比例差別較大。在蝦、貝混養(yǎng)系統(tǒng)中，收獲的蝦、貝氮含量占氮輸出總量達(dá)33.2%，蝦、貝磷含量占磷輸出總量的31.81%[2];在匙吻鱘混養(yǎng)系統(tǒng)中，捕獲魚(yú)含氮占總輸出的27.90%～56.47%，捕獲魚(yú)含磷占總輸出的35.06%～48.11%[15]，精養(yǎng)蝦池中，以收獲蝦形式輸出的氮、磷占氮磷總輸出量的29.46%～40.46%和12.64%～17.41%[16]。試驗(yàn)中，養(yǎng)殖生物氮、磷輸出分別占氮磷總輸出量的30.43%～35.90%和22.68%～26.06%。該比例可以反映養(yǎng)殖系統(tǒng)的養(yǎng)殖效果，比例的大小與管理技術(shù)水平、苗種品種、質(zhì)量密切相關(guān)。

通常滲漏也被認(rèn)為是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失的途徑之一。含沙量高的海岸區(qū)域每日滲漏可達(dá)5 cm[17];淡水魚(yú)養(yǎng)殖池塘日滲漏約為0.78 cm[18]。

3.3 不同養(yǎng)殖密度氮、磷利用率差異

在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中，生產(chǎn)成本直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益，提高飼料的利用率不僅可以減少成本，更能減少水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)的環(huán)境污染。氮、磷利用率受養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖密度等因素的影響。目前，養(yǎng)殖系統(tǒng)中氮、磷利用率普遍較低。研究顯示，氮利用率通常在20%～47%，而磷利用率相對(duì)更低，只有8%～24%[9，19-20]。歐洲鮭魚(yú)養(yǎng)殖過(guò)程中，飼料中的氮僅有20%用于魚(yú)體生長(zhǎng)[21];羅非魚(yú)精養(yǎng)池塘中，氮、磷利用率分別為18.0%～21.0%和16.0%～18.0%[22]。在該研究中，氮的利用率為24.52%～28.11%，磷的利用率為17.37%～18.77%，與已有報(bào)道基本一致。

養(yǎng)殖生物的混養(yǎng)可以有效提高氮、磷利用率。研究顯示，蝦、蟹混養(yǎng)系統(tǒng)中氮、磷利用率顯著高于蟹單養(yǎng)系統(tǒng)[10]。南美白對(duì)蝦、青蛤和菊花心江蘺的三元混養(yǎng)系統(tǒng)中氮、磷利用率比單養(yǎng)組分別提高了1.7%～13.%和2.3%～10%[2]。此外，養(yǎng)殖生物的放養(yǎng)密度也會(huì)對(duì)氮磷利用率產(chǎn)生影響。在工廠化對(duì)蝦養(yǎng)殖中，300和600個(gè)/m3處理之間氮磷利用率無(wú)差異，而與1 200、1 800個(gè)/m3間差異顯著，表現(xiàn)出隨養(yǎng)殖密度的增加而降低的趨勢(shì)[13]。

4 結(jié)論

在不同處理中，飼料是池塘氮、磷輸入的主要來(lái)源，補(bǔ)充水也是重要的來(lái)源之一。底層沉積和養(yǎng)殖生物移出是氮、磷的主要輸出方式。TH的氮、磷利用率高于TL，且TH的氮、磷沉積和排出量低于TL。因此，適當(dāng)提高養(yǎng)殖密度有利于提高養(yǎng)殖生物的氮、磷利用率，減少環(huán)境污染。

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