吳俊男，鮑婷，王夢(mèng)杰，李鳳博，馮金飛，方福平

（中國(guó)水稻研究所，杭州 311401）

池塘養(yǎng)殖是我國(guó)淡水養(yǎng)殖業(yè)的重要組成部分，2010 年以來(lái)池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量占我國(guó)淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的70%以上（中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，2010—2020）。為了提高產(chǎn)量和效益，我國(guó)池塘養(yǎng)殖普遍采用高密度、大投飼量的精養(yǎng)模式[1]。然而，精養(yǎng)模式下水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)飼料氮的利用率較低，一般為11%～36%[2]。冗余飼料會(huì)殘留在養(yǎng)殖水體和底泥中，對(duì)周邊水體和大氣環(huán)境產(chǎn)生較多負(fù)面影響，如水體氮素富營(yíng)養(yǎng)化、N2O 和NH3排放等問(wèn)題[3-5]。據(jù)估計(jì)，2030年全球水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)N2O排放量將達(dá)到3.83×105t（以N 計(jì)），占全球人為總排放量的5.72%[4]；也有研究估算，斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖塘中夏季氨揮發(fā)量高達(dá)24 kg·hm-2[5]?？梢?jiàn)養(yǎng)殖池塘是我國(guó)不可忽視的氣態(tài)氮素排放源之一，減少養(yǎng)殖池塘的氣態(tài)氮排放具有重要意義。

在我國(guó)，稻魚(yú)共作是歷史悠久的生態(tài)農(nóng)作系統(tǒng)，除了傳統(tǒng)基于稻田系統(tǒng)的稻田養(yǎng)殖成魚(yú)模式外，近年來(lái)發(fā)展出基于養(yǎng)殖池塘的浮床種稻[6]、池塘直接種植高稈水稻[7]等多種稻魚(yú)共作模式。飼料投喂是影響稻魚(yú)共作系統(tǒng)養(yǎng)分供給、水產(chǎn)品生長(zhǎng)以及環(huán)境效應(yīng)的關(guān)鍵因素。HU 等[8]研究了飼料和化肥氮配比對(duì)稻田養(yǎng)魚(yú)模式氮素利用效率的影響，結(jié)果顯示63.0%飼料氮+37.0%化肥氮有利于保障水稻產(chǎn)量、增加魚(yú)產(chǎn)量，且不會(huì)增加氮污染。SUN等[9]對(duì)稻蝦共作模式的研究結(jié)果顯示，投喂飼料會(huì)顯著增加稻蝦共作模式的N2O排放量，投飼料養(yǎng)蝦稻田的N2O 累積排放量比不投飼料養(yǎng)蝦稻田增加24.4%～33.2%。投喂率是水產(chǎn)養(yǎng)殖中調(diào)控飼料投喂的關(guān)鍵參數(shù)，直接影響?hù)~(yú)類(lèi)生長(zhǎng)狀況和養(yǎng)殖廢物排放[10-11]。HU 等[12]對(duì)集約化養(yǎng)殖系統(tǒng)氮轉(zhuǎn)化的研究結(jié)果表明，投喂率增加會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖水體氮養(yǎng)分含量升高，促進(jìn)N2O 的排放。但以往關(guān)于投喂率的研究主要集中在水產(chǎn)養(yǎng)殖單作系統(tǒng)[13]，而投喂率對(duì)稻魚(yú)共作系統(tǒng)氮循環(huán)以及氣態(tài)氮散失的影響尚不清楚。

為此，本研究以黃顙魚(yú)養(yǎng)殖塘種稻模式為例，采用盆栽模擬實(shí)驗(yàn)，研究了不同投喂率（0%、2%、4%、6%和8%）對(duì)稻-黃顙魚(yú)共作模式N2O 和NH3排放動(dòng)態(tài)、水體和底泥不同形態(tài)氮含量的影響，以期為池溏種稻模式飼料投喂率的優(yōu)化提供理論依據(jù)，避免過(guò)度投喂造成資源浪費(fèi)和負(fù)面環(huán)境影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在浙江省杭州市富陽(yáng)區(qū)中國(guó)水稻研究所實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)（30°05′N(xiāo)，119°95′E）中進(jìn)行。參照黃顙魚(yú)養(yǎng)殖常用的投喂率水平（魚(yú)苗體質(zhì)量的4%左右），在稻-黃顙魚(yú)共作模式中設(shè)置了0%、2%、4%、6%和8%共5 個(gè)投喂率（FR-0%、FR-2%、FR-4%、FR-6%和FR-8%），在黃顙魚(yú)單養(yǎng)模式設(shè)4%投喂率（F-4%），每個(gè)處理3 次重復(fù)。養(yǎng)殖桶規(guī)格為長(zhǎng)1.75 m、寬1.25 m、高1.00 m。試驗(yàn)土壤為多年養(yǎng)魚(yú)池塘底泥，經(jīng)過(guò)風(fēng)干、粉碎混勻后裝入塑料養(yǎng)殖桶。每個(gè)桶裝入25 cm厚的底泥。底泥總氮含量為（1.27±0.02）g?kg-1，銨態(tài)氮含量為（24.23±2.05）mg·kg-1，硝態(tài)氮含量為（5.59±1.26）mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量為（19.51±0.58）g·kg-1，pH為6.26±0.21。

水稻選用高稈品種安粳優(yōu)1號(hào)，2019年6月21日移栽水稻，水深為5 cm。每個(gè)桶栽種4叢水稻，每叢2株，株行距為50 cm×50 cm。移栽后，隨水稻生長(zhǎng)而補(bǔ)加去氯自來(lái)水，水深以不淹沒(méi)水稻心葉為準(zhǔn)，以免影響水稻正常生長(zhǎng)。水稻收獲時(shí)，水深為65 cm。黃顙魚(yú)苗選用瓦氏黃顙魚(yú)，7月29日放入魚(yú)苗（每條4.05 g左右），每個(gè)試驗(yàn)桶80 條。7 月30 日開(kāi)始投喂粗蛋白含量為42.8%的膨化顆粒飼料，將日糧按4∶6 兩次投喂，投喂時(shí)間為7：00、18：00，10月23日收獲。每個(gè)月隨機(jī)捕撈各處理桶中10 條魚(yú)稱(chēng)質(zhì)量，據(jù)此調(diào)整投喂量。實(shí)驗(yàn)期間，放入魚(yú)苗后夜間使用增氧泵供氧，水體溶解氧平均濃度維持在6.5 mg·L-1以上。未使用任何化肥、除草劑和殺蟲(chóng)劑。

1.2 樣品采集與測(cè)定方法

（1）氣體樣品：N2O 樣品采集使用靜態(tài)箱法，靜態(tài)箱是0.5 m×0.5 m×0.5 m的不銹鋼暗箱，每個(gè)盆栽桶內(nèi)裝有可調(diào)節(jié)支撐架，隨桶內(nèi)水深增加調(diào)節(jié)取樣支撐架位置。每次取樣均在固定位置進(jìn)行，靜態(tài)箱內(nèi)包括一株水稻。從水稻移栽第3 天開(kāi)始，每隔一周進(jìn)行N2O采樣，每次采樣在上午8：00—10：00 進(jìn)行。通過(guò)自動(dòng)采樣器以10 min間隔（0、10、20、30 min）分別抽取靜態(tài)箱內(nèi)300 mL氣體轉(zhuǎn)移到真空鋁箔袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室24 h 內(nèi)完成測(cè)定。N2O 排放通量使用氣相色譜儀（島津GC 2010，日本）測(cè)定。N2O排放通量計(jì)算方法[14]：

式中：F（N2O）表示N2O 排放通量，μg·m-2·h-1；ρ表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的N2O 密度（1.25 kg·m-3）；V表示取樣箱體積，m3；A表示取樣箱底面積，m2；P表示取樣箱內(nèi)的大氣壓；P0表示標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；dC/dt表示取樣箱內(nèi)N2O含量隨時(shí)間變化的斜率（10-6min-1）；T表示取樣箱內(nèi)平均溫度，℃。

NH3揮發(fā)樣品采集使用改進(jìn)的動(dòng)態(tài)氣流吸收法[15]，收集裝置由氣泵、密閉箱、吸收瓶、安全瓶和氣吹式流量計(jì)組成。密閉箱規(guī)格與N2O 取樣靜態(tài)箱相同。NH3采樣持續(xù)時(shí)間45 min，在下午1：30—3：30進(jìn)行，與N2O采樣日期相同。NH3揮發(fā)通量計(jì)算方法[7]：

式中：F（NH3）表示NH3揮發(fā)通量，mg·m-2·h-1；C表示吸收液中的濃度，mg·L-1；V表示氨揮發(fā)吸收液體積，mL；t表示取樣時(shí)間，h；A表示取樣箱底面積，m2。

N2O和NH3累積排放量計(jì)算方法[16]：

式中：E表示N2O 或NH3累積排放量，kg·hm-2；Fi表示第i次取樣測(cè)得N2O 或NH3排放通量，μg·m-2·h-1或mg·m-2·h-1；Fi+1表示第i+1 次取樣測(cè)得N2O 或NH3排放通量，μg·m-2·h-1或mg·m-2·h-1；D表示相鄰兩次取樣間隔時(shí)間，d。

本研究進(jìn)一步采用了單位黃顙魚(yú)產(chǎn)量N2O 排放量來(lái)綜合評(píng)價(jià)投喂率對(duì)養(yǎng)殖產(chǎn)出N2O 排放的影響，計(jì)算方法[4]如下：

式中：G表示N2O排放量，g；Y表示黃顙魚(yú)產(chǎn)量，kg。

（2）水樣：水樣采集與氣體樣品采集同步，使用取水器取試驗(yàn)桶內(nèi)0～15 cm 的混合水樣1 000 mL，裝于聚乙烯塑料瓶中，保存于4 ℃冰箱，24 h 內(nèi)測(cè)定相關(guān)參數(shù)。用便攜式溶氧儀（Mettler Toledo，Seven2 Go Pro S9）原位測(cè)定水體溶解氧濃度（DO），pH 計(jì)測(cè)定水體pH。使用流動(dòng)注射分析儀（SKALAR Sans Plus Sys?tems，荷蘭）測(cè)定水體總氮（TN）、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮濃度。

（3）底泥樣品：每個(gè)月使用取土器采集水稻根部附近0～15 cm 深的底泥，混勻后分為兩份，一份作為鮮樣在-20 ℃冰箱中保存，另一份作為風(fēng)干樣放于陰涼處風(fēng)干后過(guò)篩。使用紫外分光光度計(jì)（LabTech UV9100D）測(cè)定底泥鮮樣中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量。采用半微量凱氏定氮法測(cè)定底泥風(fēng)干樣總氮（TN）含量。

（4）黃顙魚(yú)樣品：試驗(yàn)結(jié)束時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)試驗(yàn)桶黃顙魚(yú)存活率和收獲產(chǎn)量，并隨機(jī)選取10 條魚(yú)，測(cè)定粗蛋白（CPR）含量，計(jì)算特定生長(zhǎng)率、飼料轉(zhuǎn)化系數(shù)和飼料利用率。參考《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物配合飼料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定》（GB/T 14924.9—2001）測(cè)定飼料、黃顙魚(yú)粗蛋白含量和氮含量。黃顙魚(yú)相關(guān)參數(shù)按照下列方法[13]計(jì)算：

式中：Wt和W0分別是黃顙魚(yú)收獲質(zhì)量和放養(yǎng)質(zhì)量，kg；t為試驗(yàn)時(shí)間，d；CPRt和CPR0分別是黃顙魚(yú)收獲和放養(yǎng)時(shí)粗蛋白含量，%；n是黃顙魚(yú)的數(shù)量；Nt和N0分別是黃顙魚(yú)收獲和放養(yǎng)時(shí)氮含量（CPR/6.25）；Nf是飼料氮含量，%；Wf是投喂飼料質(zhì)量，kg。

1.3 數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2013和Origin Pro 9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和制圖，SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析（Duncan′s）以檢驗(yàn)處理間各指標(biāo)的差異顯著性（P<0.05）。數(shù)據(jù)為3個(gè)重復(fù)的均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 投喂率對(duì)N2O與NH3排放的影響

由圖1a 可知，在稻-黃顙魚(yú)共作處理中，未投喂處理（FR-0%）N2O 排放通量沒(méi)有出現(xiàn)明顯的排放峰，并且在10 月8 日（-10.51 μg·m-2·h-1）、10 月14 日（-14.34 μg·m-2·h-1）和10 月21 日（-4.53 μg·m-2·h-1）呈凈吸收狀態(tài)。FR-2%、FR-4%、FR-6%和FR-8%處理N2O 排放通量均在10 月14 日出現(xiàn)一次排放峰值，其中FR-8%處理峰值遠(yuǎn)高于其他處理。黃顙魚(yú)單養(yǎng)處理F-4%分別在7 月15 日（30.45 μg·m-2·h-1）、10 月14 日（42.15 μg·m-2·h-1）出現(xiàn)N2O 排放通量峰值。從N2O累積排放量來(lái)看（圖2），稻-黃顙魚(yú)共作處理中，F(xiàn)R-0%處理呈凈吸收狀態(tài)（-0.01 kg·hm-2），而FR-2%（0.11 kg·hm-2）、FR-4%（0.19 kg·hm-2）、FR-6%（0.33 kg·hm-2）和FR-8%（0.72 kg·hm-2）處理呈凈排放狀態(tài)。投喂率增加會(huì)促進(jìn)稻-黃顙魚(yú)共作模式中N2O 排放，各處理N2O 累積排放量隨投喂率增加而顯著增加（圖2a）。投喂率也會(huì)影響稻-黃顙魚(yú)共作模式對(duì)N2O 排放的抑制效應(yīng)。在相同投喂率下，稻-黃顙魚(yú)共作處理（FR-4%）比黃顙魚(yú)單養(yǎng)處理（F-4%）N2O 累積排放量顯著降低32.1%。當(dāng)投喂率增加至6%時(shí)，F(xiàn)R-6%處理與F-4%處理N2O 排放量無(wú)顯著差異；但當(dāng)投喂率增加至8%時(shí)，F(xiàn)R-8%處理N2O 排放量則比F-4%處理顯著增加了157.1%。

不同處理中NH3揮發(fā)通量變化趨勢(shì)基本一致（圖1b），均在7 月1 日出現(xiàn)NH3揮發(fā)峰值，之后各處理NH3揮發(fā)通量迅速下降，放入魚(yú)苗、投喂飼料等措施對(duì)各處理NH3揮發(fā)通量未產(chǎn)生顯著影響。從NH3揮發(fā)總量來(lái)看（圖2b），投喂率對(duì)稻-黃顙魚(yú)共作處理NH3揮發(fā)量無(wú)顯著影響，各處理間NH3揮發(fā)總量無(wú)顯著差異。與黃顙魚(yú)單養(yǎng)處理相比，稻-黃顙魚(yú)共作顯著降低了NH3揮發(fā)量，5個(gè)稻-黃顙魚(yú)共作處理NH3揮發(fā)總量均顯著低于黃顙魚(yú)單養(yǎng)處理。

圖1 試驗(yàn)期內(nèi)不同處理的N2O（a）與NH3（b）排放通量變化Figure 1 Dynamics of N2O（a）and NH3（b）emissions under different treatments during the experimental periods

圖2 各處理中N2O（a）和NH3（b）累積排放量Figure 2 Cumulative emissions of N2O（a）and NH3（b）in each treatment

2.2 投喂率對(duì)水體和底泥氮含量的影響

由圖3 可見(jiàn)，受水稻的生長(zhǎng)吸收作用影響，投喂飼料前稻-黃顙魚(yú)處理水體總氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量均呈逐漸降低趨勢(shì)。7 月29 日放魚(yú)投喂飼料后，F(xiàn)R-0%處理水體總氮和無(wú)機(jī)氮含量無(wú)明顯變化，其他各處理水體總氮和無(wú)機(jī)氮含量呈增加趨勢(shì)；投喂一周后（8 月5 日），F(xiàn)R-2%、FR-4%、FR-6%和FR-8%處理中總氮、銨態(tài)氮含量出現(xiàn)一次較低的峰值，10 月8 日出現(xiàn)一次較高的峰值。其中，F(xiàn)R-8%處理峰值遠(yuǎn)高于其他處理。各處理水體硝態(tài)氮含量呈逐漸增加趨勢(shì)。水體亞硝態(tài)氮含量呈波動(dòng)變化趨勢(shì)，在8月12日和10月8日各出現(xiàn)一次峰值。從平均含量來(lái)看（表1），飼料投喂顯著增加了水體總氮和無(wú)機(jī)氮含量。FR-2%、FR-4%、FR-6%和FR-8%處理中水體總氮和無(wú)機(jī)氮含量均顯著高于未投喂處理，且隨投喂率的增加呈顯著增加趨勢(shì)。相同投喂率條件下，F(xiàn)R-4%處理水體總氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮平均含量比F-4%處理分別顯著降低了48.63%、31.43%、69.13%和69.23%。稻-黃顙魚(yú)共作處理中底泥總氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量均顯著低于黃顙魚(yú)單養(yǎng)殖處理。投喂率對(duì)稻-黃顙魚(yú)共作處理底泥銨態(tài)氮含量具有顯著影響，F(xiàn)R-0%和FR-2%處理底泥銨態(tài)氮顯著低于FR-4%、FR-6%和FR-8%處理。

表1 各處理水體、底泥中總氮和無(wú)機(jī)氮平均含量Table 1 Average contents of total nitrogen and inorganic nitrogen in the water and soil of each treatment

圖3 各處理中水體總氮（TN）和無(wú)機(jī)氮含量變化Figure 3 Dynamics of the concentrations of total nitrogen（TN）and inorganic nitrogen in the water of each treatment

2.3 投喂率對(duì)黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能和飼料氮利用的影響

如表2所示，稻-黃顙魚(yú)共作模式中，F(xiàn)R-0%處理黃顙魚(yú)產(chǎn)量和各生長(zhǎng)特性指標(biāo)最低，黃顙魚(yú)只能維持存活，無(wú)法正常生長(zhǎng)。投喂率對(duì)黃顙魚(yú)收獲產(chǎn)量、生長(zhǎng)性能（SR、SGR）、飼料轉(zhuǎn)化（FCR、FU）和粗蛋白沉積（CPR、PG）均有顯著影響。6%投喂率處理中黃顙魚(yú)產(chǎn)量最高，投喂率超過(guò)6%時(shí)，黃顙魚(yú)質(zhì)量顯著降低。從黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能來(lái)看，F(xiàn)R-2%、FR-4%和FR-6%處理存活率顯著高于FR-0%、FR-8%處理，投喂率過(guò)高會(huì)降低黃顙魚(yú)存活率。SGR 隨投喂率增加呈先增加再降低趨勢(shì)，F(xiàn)R-6%處理中SGR最高，投喂率超過(guò)6%時(shí)，SGR顯著降低。從飼料轉(zhuǎn)化情況來(lái)看，F(xiàn)CR隨投喂率增加呈增加趨勢(shì)，飼料氮利用率則隨投喂率增加而下降。其中，F(xiàn)R-2%處理中飼料轉(zhuǎn)化系數(shù)最低，飼料氮利用率最高。從黃顙魚(yú)蛋白沉積情況來(lái)看，PG隨投喂率增加呈先增加后下降趨勢(shì)，F(xiàn)R-4%處理中蛋白增加量最高。F-4%中黃顙魚(yú)收獲質(zhì)量、SR、SGR、FCR和FU與FR-4%處理無(wú)顯著差異，但CPR、PG顯著低于后者。這說(shuō)明相同投喂率情況下，稻-黃顙魚(yú)共作處理不影響黃顙魚(yú)生長(zhǎng)和存活情況，但稻-黃顙魚(yú)共作環(huán)境有利于黃顙魚(yú)粗蛋白沉積。綜合上述指標(biāo)來(lái)看，增加投喂率對(duì)稻-黃顙魚(yú)共作處理中黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能、飼料轉(zhuǎn)化和粗蛋白沉積有促進(jìn)作用；但當(dāng)投喂率增加到8%時(shí)，飼料投喂量明顯過(guò)量，不僅對(duì)黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能提升作用有限，反而會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)惡化，影響黃顙魚(yú)存活率和產(chǎn)量。

表2 投喂率對(duì)黃顙魚(yú)生長(zhǎng)、飼料轉(zhuǎn)化和粗蛋白沉積的影響Table 2 Effects of feeding rate on growth，feed conversion and crude protein of yellow catfish（Pelteobagrus fulvidraco）

分別依據(jù)SGR、PG、單位產(chǎn)量N2O 排放量與投喂率的關(guān)系進(jìn)行回歸分析（圖4），結(jié)果表明稻-黃顙魚(yú)共作處理中最大特定生長(zhǎng)速率對(duì)應(yīng)投喂率是5.49%，最高蛋白增加量對(duì)應(yīng)投喂率是5.16%。最小單位產(chǎn)量N2O-N 排放量對(duì)應(yīng)的投喂率是1.00%。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，在保障黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能的前提下，盡可能減少單位產(chǎn)量N2O 排放量，建議稻-黃顙魚(yú)共作模式的投喂率不超過(guò)5.49%。

圖4 投喂率與持定生長(zhǎng)率（a）、蛋白增加量（b）和單位產(chǎn)量N2O排放量（c）的回歸分析Figure 4 Regression analysis of feeding rate and SGR（a），PG（b）and N2O emission per kilogram of fish（c）

3 討論

3.1 投喂率對(duì)稻-黃顙魚(yú)共作處理N2O 和NH3排放的影響

本研究中黃顙魚(yú)單養(yǎng)處理N2O 平均排放通量（9.74 μg·m-2·h-1）與黃顙魚(yú)養(yǎng)殖池塘的觀(guān)測(cè) 結(jié)果（12.14 μg·m-2·h-1）[7]接近，但遠(yuǎn)低于青魚(yú)、鯉魚(yú)混養(yǎng)池塘（30.4 μg·m-2·h-1）和螃蟹養(yǎng)殖池塘的觀(guān)測(cè)結(jié)果（32.66 μg·m-2·h-1）[17]。這可能是養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)的消化特點(diǎn)、飼料投喂和水深等因素造成養(yǎng)殖環(huán)境不同，使N2O 排放結(jié)果具有較大差異[18-19]。在相同投喂率條件下，稻-黃顙魚(yú)共作處理N2O 排放量比黃顙魚(yú)單養(yǎng)處理降低了32.1%。這主要是因?yàn)椋阂环矫妫局仓晟L(zhǎng)吸收養(yǎng)分，直接降低水體和底泥中NH+4和NO-3含量[20]；另一方面，水稻莖和水生根會(huì)吸附水體中的懸浮物，抑制懸浮物中氮的釋放[21]。因此，種植水稻可以減少養(yǎng)殖水體N2O排放。

稻-黃顙魚(yú)共作處理中，2%（3.40 μg·m-2·h-1）、4%（6.36 μg·m-2·h-1）、6%（11.32 μg·m-2·h-1）和8%（24.18 μg·m-2·h-1）投喂率處理中N2O 平均排放通量與稻-混養(yǎng)魚(yú)共作（20.44 μg·m-2·h-1）[22]接近，但是遠(yuǎn)低于稻-鯽魚(yú)共作（80.46 μg·m-2·h-1）觀(guān)測(cè)結(jié)果[23]。這主要是因?yàn)椴煌芯恐兴睢暳辖M分、魚(yú)類(lèi)活動(dòng)習(xí)性等因素的差異，導(dǎo)致了N2O 排放具有較大差異[22]。本研究的結(jié)果進(jìn)一步顯示稻-黃顙魚(yú)共作處理的N2O排放量與飼料投喂率呈正相關(guān)關(guān)系，投喂率增加會(huì)促進(jìn)稻-黃顙魚(yú)共作系統(tǒng)N2O 排放（圖2）。養(yǎng)殖系統(tǒng)中N2O 主要來(lái)自氮素的硝化和反硝化作用，系統(tǒng)中可利用性氮基質(zhì)供應(yīng)是影響N2O 排放的關(guān)鍵因素[4，24]。在稻-黃顙魚(yú)共作處理中，水體和底泥中氮養(yǎng)分含量隨飼料投喂率的增加而顯著增加，為硝化和反硝化作用提供充足的氮基質(zhì)供應(yīng)，從而促進(jìn)N2O排放。

本研究觀(guān)測(cè)到黃顙魚(yú)單養(yǎng)和稻-黃顙魚(yú)共作處理中NH3揮發(fā)通量范圍（0.003～0.126 mg·m-2·h-1）在稻-蝦、稻-魚(yú)共作池塘排放通量（0.010～0.450 mg·m-2·h-1）[7]范圍內(nèi)，但遠(yuǎn)低于斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖池塘（0.367～2.958 mg·m-2·h-1）觀(guān)測(cè)結(jié)果[5]。在本研究中，雖然稻-黃顙魚(yú)共作處理水體含量隨投喂率的增加而增加（圖3），但不同投喂率下各處理NH3揮發(fā)無(wú)顯著差異（圖2b）。NH3揮發(fā)通常隨著水體pH、含量以及環(huán)境溫度、風(fēng)速的升高而增加[2，25]。在本試驗(yàn)期間各處理水體pH（7.6～7.8）相對(duì)穩(wěn)定。7—8月的高水溫（25～31 ℃）有利于NH3揮發(fā)時(shí)，水體濃度較低，NH3揮發(fā)源受限；而9月2日至10月21日水體濃度顯著升高期間（圖3），水溫降低（19～25 ℃），NH3揮發(fā)進(jìn)程受限，亦不利于NH3的揮發(fā)散失。此外，水稻植株的遮避作用降低水-氣界面風(fēng)速，抑制NH3揮發(fā)過(guò)程。

3.2 投喂率對(duì)稻-黃顙魚(yú)共作處理中黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能和飼料氮利用率的影響

稻-黃顙魚(yú)共作處理中黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能隨投喂率增加呈先增加后降低趨勢(shì)，與其他養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)（烏蘇里擬鲿、印度囊鰓鯰、黃顙魚(yú)）研究[26-28]規(guī)律一致。在低投喂率下，食物資源有限，活動(dòng)代謝消耗增加，導(dǎo)致分配于蛋白累積的能量減少，從而降低了黃顙魚(yú)的生長(zhǎng)性能[29]；當(dāng)投喂率增加至8%時(shí)，水質(zhì)惡化不利于黃顙魚(yú)生長(zhǎng)。此外，投喂過(guò)量飼料會(huì)造成魚(yú)類(lèi)腸胃負(fù)擔(dān)過(guò)重，降低消化和吸收能力，不利于魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)[30]。相同投喂條件下，稻-黃顙魚(yú)共作處理中黃顙魚(yú)蛋白積累量比黃顙魚(yú)單養(yǎng)處理高，主要是由于稻-黃顙魚(yú)共作顯著降低了水體NH+4濃度，改善了黃顙魚(yú)生長(zhǎng)的水體環(huán)境。養(yǎng)殖水體NH+4濃度過(guò)高可能會(huì)激發(fā)黃顙魚(yú)的解氨毒代謝機(jī)制[31-32]，導(dǎo)致生理代謝消耗增加、氨基酸代謝紊亂，從而影響黃顙魚(yú)對(duì)飼料蛋白的保留能力。因此，稻-黃顙魚(yú)共作處理可以改善養(yǎng)殖環(huán)境，有利于黃顙魚(yú)蛋白沉積，增加投喂率對(duì)黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能有一定的促進(jìn)作用。

本研究中，黃顙魚(yú)對(duì)飼料氮的利用率是6.62%～24.63%（表2），與HARGREAVES[2]研究的魚(yú)類(lèi)飼料氮利用率范圍（11%～36%）相近。在稻魚(yú)共作處理中，隨著飼料投喂率的增加，黃顙魚(yú)對(duì)飼料氮的利用率呈持續(xù)下降趨勢(shì)（表2）。黃顙魚(yú)的特定生長(zhǎng)速率和粗蛋白累積量均隨投喂率的增加呈先增后降的二次曲線(xiàn)關(guān)系（表2，圖4）。這表明稻魚(yú)共作模式中飼料投喂率的增加，并不能持續(xù)提升黃顙魚(yú)的生長(zhǎng)性能。過(guò)量飼料的投喂反而造成飼料氮利用率下降和水環(huán)境惡化（圖3），進(jìn)而導(dǎo)致黃顙魚(yú)存活率和生長(zhǎng)性能的下降（表2）。曲線(xiàn)擬合的結(jié)果顯示，稻-黃顙魚(yú)共作系統(tǒng)黃顙魚(yú)最大特定生長(zhǎng)率、最高蛋白增加量所對(duì)應(yīng)投喂率是5.49%、5.16%（圖4），高于ZHANG 等[28]對(duì)幼齡黃顙魚(yú)（每條1.17 g）適宜投喂率（2.59%）的研究結(jié)果。這主要是由于魚(yú)類(lèi)體型、養(yǎng)殖密度和飼料組分不同，導(dǎo)致適宜投喂率有所差異[33]。幼齡魚(yú)消化能力有限，因而飼料投喂率相對(duì)較低。在生產(chǎn)上，根據(jù)魚(yú)苗的規(guī)格、氣溫以及養(yǎng)殖水體污染狀況，黃顙魚(yú)推薦的投喂率一般在2%～5%之間。在本研究的稻-黃顙魚(yú)共作期（7—10 月），通常生產(chǎn)中推薦的投喂率在4%～5%[34]。本研究中確定的兩種情景下的最佳投喂率略高于生產(chǎn)中推薦范圍。這可能是因?yàn)樗镜姆N植削減了養(yǎng)殖系統(tǒng)的氮污染，改善了水體環(huán)境，從而促進(jìn)了黃顙魚(yú)的生長(zhǎng)吸收以及飼料中氮素養(yǎng)分的利用率。

4 結(jié)論

（1）在本試驗(yàn)條件下，稻-黃顙魚(yú)共作處理的N2O排放量隨飼料投喂率的增加而顯著增大。但投喂率對(duì)NH3揮發(fā)無(wú)顯著影響。稻-黃顙魚(yú)共作處理中水體不同形態(tài)氮（總氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮）含量隨投喂率增加而增加，底泥氮含量對(duì)投喂率增加無(wú)相應(yīng)變化。在相同投喂率下，稻-黃顙魚(yú)共作有利于降低N2O和NH3排放量、水體和底泥氮含量。

（2）稻-黃顙魚(yú)共作處理中，黃顙魚(yú)的特定生長(zhǎng)率、粗蛋白含量和蛋白增加量隨投喂率增加呈先升高后降低趨勢(shì)，黃顙魚(yú)對(duì)飼料氮的利用率隨投喂率增加呈下降趨勢(shì)。相同投喂率下，稻-黃顙魚(yú)共作有利于促進(jìn)黃顙魚(yú)粗蛋白累積。

（3）稻-黃顙魚(yú)共作處理中，黃顙魚(yú)最大特定生長(zhǎng)速率、最高蛋白增加量和最小單位產(chǎn)量N2O 排放量對(duì)應(yīng)的投喂率分別是5.49%、5.16%和1.00%。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，在保障黃顙魚(yú)生長(zhǎng)性能的前提下，盡可能地減少單位產(chǎn)量N2O 排放量，建議稻-黃顙魚(yú)共作模式的投喂率不超過(guò)5.49%。