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        夏季稻-蝦共作體系中克氏原螯蝦的生長及部分生態(tài)因子分析

        2023-01-05 04:44:54郭晏汝陳友明桑寧寧曲繼強黃成劉茂松
        水產(chǎn)學(xué)雜志 2022年6期
        關(guān)鍵詞:水稻生長

        郭晏汝,陳友明,桑寧寧,曲繼強,,黃成,劉茂松

        (1.南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京 210023;2.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所,江蘇 南京 210017;3.伊犁師范大學(xué)生物與地理科學(xué)學(xué)院,新疆 伊寧 835000)

        20 世紀(jì)30 年代,世界上商品價值較高的克氏原螯蝦(Procambarus clarkii)(俗稱小龍蝦)從日本傳入我國,成為中國主要的淡水經(jīng)濟蝦類[1],主要養(yǎng)殖模式有池塘養(yǎng)殖、稻田養(yǎng)殖、林地養(yǎng)殖等[2]。不同養(yǎng)殖模式不僅影響動物的生存策略,也會改變其生命代謝特征[3]。稻蝦共生是一項充分利用稻田內(nèi)物質(zhì)和能源的動植物互利共棲的生態(tài)養(yǎng)殖模式。動物為稻田除草、除蟲、疏土,它們的糞便和殘餌能成為水稻的有機肥料;水稻能凈化水質(zhì),為克氏原螯蝦提供良好的棲息場所,實現(xiàn)稻蝦互惠共生[4,5]。

        克氏原螯蝦生性喜斗和典型的社會行為。它們會利用水稻隱蔽所減少格斗和被捕食的幾率,提高螯蝦個體存活,在干旱時節(jié)還可以幫助螯蝦抵抗高溫[6-8]。稻蝦共作屬于漁農(nóng)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的種養(yǎng)模式,可減少化肥農(nóng)藥用量,提高水產(chǎn)品和農(nóng)作物品質(zhì)。這種養(yǎng)殖模式綜合利用了稻田人工濕地資源,理論上符合再生設(shè)計理念與生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求,但提高克氏原螯蝦的養(yǎng)殖效益還存在許多技術(shù)問題[9]。為探究蝦稻共生的生態(tài)機理,本試驗設(shè)置了稻田養(yǎng)蝦、蝦塘種稻和無稻養(yǎng)蝦三種共生養(yǎng)殖模式,監(jiān)測螯蝦的生長狀況及水環(huán)境中的水溫、泥溫及光照等生態(tài)因子,對比分析水稻作為保育植物的物理-化學(xué)庇護效應(yīng)和螯蝦養(yǎng)殖效果,以期為進一步推廣稻田養(yǎng)蝦,提高克氏原螯蝦養(yǎng)殖效益及工廠化養(yǎng)殖與育種提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        克氏原螯蝦初始體質(zhì)量為(6.0±1.6)g,來自江蘇省淡水水產(chǎn)研究所試驗基地;試驗種植的水稻品種為袁禾三號,基肥為順豐牌復(fù)合肥。

        1.2 方法

        1.2.1 稻田設(shè)計

        在南京祿口養(yǎng)殖基地選擇15 個2.5 m(長)×2 m(寬)×0.8 m(高)的水泥池,分成三組,每組5 個池,每池均勻鋪35 cm 厚的池塘底泥,施1 kg 復(fù)合肥。經(jīng)一周暴曬殺菌后注入池水,保持水深20 cm。

        1.2.2 分組

        第一組為稻田養(yǎng)蝦組(簡稱稻田組),水稻種植株距和行距分別為15 cm 和20 cm,即密度為35 株/m2;第二組為蝦池種稻組(簡稱蝦池組),水稻種植株距和行距同上,但僅于池中央縱向栽培兩行,面積占10%;第三組為無稻養(yǎng)蝦池(簡稱無稻組)。蝦的密度同上兩組。

        1.2.3 飼喂

        每個水泥池中均投放40 只蝦苗(8 只/m2),每天17:00 投喂一次江蘇省淡水水產(chǎn)研究所配置的小龍蝦專用飼料,蛋白水平35%。前兩周每天投喂量為蝦重的3%,隨后的30 d 在各池四角及中央放置投餌觀察盤,盤中飼料密度與全池密度等同。每次投喂前先觀察是否剩余,有剩余則按觀察盤剩余量折算全池剩余量減投;若無剩余,則按前一天投喂量增投10%。隨著水稻生長逐漸加水,保持池水水深為20 cm。

        1.2.4 觀察及測定

        每個水泥池固定兩只溫度計,分別插入泥中10 cm 和距水面10 cm 處,每天9:00、14:00、19:00 以及23:00 定時測量泥溫(MT)和水溫(WT)。14:00 時采用照度計測定距水面10 cm 處的光照強度(L)。每兩天(暴雨天除外)測定一次泥溫、水溫及光照強度,每池共計獲得10 d 的重復(fù)數(shù)據(jù)。

        飼養(yǎng)45 d 后,統(tǒng)計各組螯蝦的存活數(shù)(N)及螯蝦平均體質(zhì)量(Wind)、每池平均耗餌量(Expended Diet,簡稱EB,單位為g);計算每池的平均存活數(shù)(Ni)、增重(△W)、生物量(Bi)、絕對增量(△Ba-absolute,簡稱△Ba,單位為g)及飼料系數(shù)(K)。

        平均存活數(shù)Ni=N/5;

        生物量Bi=Wind×Ni;

        絕對增量△Ba=Bi-240(6 g/只×40 只/池);

        飼料系數(shù)K=EB/△Ba。

        飼養(yǎng)45 d,采用每個水池雙對角線取樣,取5次重復(fù)數(shù)據(jù)。根據(jù)國標(biāo)法測定池水中溶解氧(DO)、銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和總磷(TP)含量等指標(biāo)[10]。每天11:00、23:00 取樣。DO采用HACHHQ40d 水質(zhì)測試儀現(xiàn)場測定,NH4+-N 采用納氏試劑比色法測定,NO3--N 采用酚二磺酸分光光度法測定,TP 采用鉬酸銨分光光度法測定。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        試驗結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。利用SPSS26.0 統(tǒng)計,采用卡方檢驗、單因子方差分析(one-way ANOVA)處理數(shù)據(jù)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 三組養(yǎng)殖模式對螯蝦存活和增重的影響

        稻田組螯蝦存活個數(shù)最多,平均存活數(shù)由高至低依此為:稻田組>蝦池組>無稻組,各組間差異明顯(P<0.05),但平均體質(zhì)量及增量由高至低依次為:無稻組>蝦池組>稻田組(P<0.01)。稻田組生物量和絕對增量明顯高于無稻組,與蝦池組無明顯差異。蝦池組耗餌量最高,稻田組最少,但稻田組飼料系數(shù)顯著低于其他兩組(P<0.05)(表1)。

        2.2 三組養(yǎng)殖模式對水溫、泥溫及光照的影響

        蝦池組和無稻組晝夜最高水溫和平均水溫均明顯高于稻田組;三組晝最高泥溫?zé)o差異(P>0.05),但稻田組晝夜平均泥溫最低,夜最高泥溫顯著低于無稻組(P<0.05);稻田組光照強度顯著低于蝦池和無稻組(P<0.05)(表2)。

        表2 不同養(yǎng)殖模式下水溫、泥溫及光照的差異Tab.2 Differences in water temperature,mud temperature and light intensity in different culture patterns

        2.3 三組養(yǎng)殖模式對水質(zhì)的影響

        白天稻田組水體溶解氧(DO)含量略低,但三組間無明顯差異(P>0.05);夜間稻田組DO 含量顯著低于其他兩組(P<0.05);稻田組銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和總磷(TP)含量顯著高于其他兩組(P<0.05),而蝦池組和無稻組間無明顯差異(P>0.05)(表3)。

        表3 不同養(yǎng)殖模式下水體DO、NH4+-N、NO3--N 和TP 的含量Tab.3 Contents of DO,NH4+-N,NO3--N and TP in different culture patterns

        3 討論

        3.1 水稻的種植對克氏原螯蝦的生態(tài)作用

        李銘等[11]研究發(fā)現(xiàn):溫度顯著影響克氏原螯蝦幼蝦的生長與存活,其最適生長溫度為25℃。舒斌等[12]提出水溫的劇烈變化是引起螯蝦死亡的重要因素。宋光同等[13]認(rèn)為,光照強度過大也不利于螯蝦生存。本試驗時間為夏季,有稻環(huán)境(稻田組、蝦池組)的螯蝦存活率大于無稻組,原因可能是水稻的遮陰功能和蒸騰作用明顯,降低了稻田組的光照強度、池水與底泥溫度以及其生長環(huán)境的晝夜溫差。由此可見,高密度水稻減弱了高溫極端環(huán)境對螯蝦的脅迫,減少應(yīng)激反應(yīng),有利于其生存。水稻為螯蝦的生存還起到了遮陰等庇護作用,降低了格斗等行為的頻次,這與Huang 等[14]發(fā)現(xiàn)隨著光照陰影面積和分散度的增加,克氏原螯蝦的侵略性下降結(jié)論一致。

        水稻可以充當(dāng)蝦池內(nèi)的保育植物,即那些能夠在其冠幅下輔助或保育其他目標(biāo)物種生長發(fā)育的物種,能為目標(biāo)物種提供更好的棲息地微生境(如光照、溫度和食源等)[15,16]。稻田組的飼料系數(shù)顯著低于其他兩組,養(yǎng)殖成本低,能投喂較少餌料而有效增加克氏原螯蝦的體質(zhì)量,推測原因是保育植物水稻,不僅為螯蝦提供庇護,還促進了一些小型水生動植物、微生物的生存,豐富了螯蝦的食物來源[9]。Shi 等[17]試驗證明,灌木柳根系的庇護作用和營養(yǎng)平衡作用能顯著提高克氏原螯蝦幼蝦的存活率。

        3.2 高密度種植水稻對克氏原螯蝦的負(fù)面作用

        方卉等[18]發(fā)現(xiàn),隨著螯蝦個體增大,隱蔽所會抑制螯蝦的生長。高密度的水稻種植很大程度占用了螯蝦的活動與生長空間,影響了其個體生長。稻田組因存活數(shù)量多而導(dǎo)致生物量高于其他兩組,但其存活個體規(guī)格顯著偏小,蝦池種稻的低比例水稻環(huán)境和無稻環(huán)境使螯蝦生長的實際空間更大,螯蝦活動更加頻繁,更利于個體生長,這與肖鳴鶴等[19]的高密度養(yǎng)殖對克氏原螯蝦幼蝦生長發(fā)育具有一定負(fù)面影響的結(jié)論一致。潘魯清等[20]認(rèn)為,溫度的升高也會促進幼蝦的生長,但蝦的死亡率也會隨著溫度的升高而提高,這與本試驗中蝦池組和無稻組的結(jié)果一致。

        溶解氧含量是監(jiān)測水生生物生長水質(zhì)環(huán)境的重要指標(biāo)。在稻田養(yǎng)蝦體系中,水稻雖然會進行光合作用產(chǎn)生氧,但主要釋放到空氣中,其自身生長同樣也會消耗氧氣[21]。稻田組的高密度水稻使水環(huán)境溶氧含量低,尤其是夜間,阻礙有機質(zhì)的分解,抑制水體中的循環(huán)機制,硝化功能作用低下,水中氨氮轉(zhuǎn)化能力變?nèi)?,加之存活?shù)量多,排泄物多,水體氨氮含量升高,抑制螯蝦的生長發(fā)育。這與蘆光宇[22]得出的低溶解氧量影響克氏原螯蝦攝食、消化、生長等生理活動的結(jié)論一致。蝦池組和無稻組的高溶解氧量會加強好氧微生物的繁殖,加速水中的物質(zhì)循環(huán)和生物的降解功能,使其氮磷指標(biāo)顯著低于稻田組。所以在稻田養(yǎng)蝦體系里空間分布、合理的水稻種植面積等對克氏原螯蝦的生長發(fā)育起到關(guān)鍵作用。

        3.3 結(jié)論

        綜上所述,夏季稻田組在高密度水稻的遮陰作用下晝夜水溫、泥溫和光強均小于其他兩組,減弱了極端環(huán)境對螯蝦的脅迫,克氏原螯蝦的存活率最高,飼料系數(shù)低。但高密度水稻環(huán)境造成低溶氧水質(zhì),硝化功能作用低下,水中氨氮含量高,抑制了螯蝦的生長,稻田組螯蝦增重最低,產(chǎn)出規(guī)格過小,經(jīng)濟效益不高。蝦池組各項指標(biāo)介于稻田組和無稻組之間,持續(xù)飼養(yǎng)一段時間,可以達到較大規(guī)格。為此,建議稻田組模式適用于高密度的早期育苗,蝦池組適用于后期商品蝦培育,可以適當(dāng)提高水稻栽培面積,具體面積比例參數(shù)有待進一步研究。

        在實際生產(chǎn)中,若采用擴大自由水面面積,減少種稻面積,不符合《SCT1135-2017 稻漁綜合種養(yǎng)技術(shù)規(guī)范通則》中規(guī)定的供螯蝦活動條溝面積≤總面積10%的技術(shù)指標(biāo)。為此,應(yīng)嘗試合理疏植(如拉大水稻種植株距和行距)等更合適的水稻種植密度技術(shù),為夏季稻蝦共作養(yǎng)殖模式提供理論依據(jù)。

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