遮光条件对水泥池养殖罗非鱼生长及养殖水环境的影响

戴杨鑫，戴瑜来，王宇希，黄 辉，冯晓宇

(1.杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310024；2.国家大宗淡水鱼产业技术体系杭州综合试验站，浙江 杭州 310024)

罗非鱼原产于非洲，又名非洲鲫鱼、南鲫、吴郭鱼、福寿鱼等，包括亚种在内罗非鱼属有100多种，是联合国粮农组织(FAO)推荐的重要水产养殖品种之一，具有生长快、产量高、食性杂、疾病少、繁殖力强、环境适应能力强等特点[1-3]。根据全球水产养殖联盟(GAA)公布的最新数据，2019年全球罗非鱼产量约为650×104t，中国为世界上最大的罗非鱼养殖和出口国，数据显示2018年我国罗非鱼产量达160多万吨，而2019年产能进一步增长，总产量超过165×104t。目前，主要养殖的罗非鱼有罗非鱼属的齐氏罗非鱼(Tilapiazillii)，帚齿罗非鱼属的莫桑比克罗非鱼(Oreochromismossambicus)、尼罗罗非鱼(Oreochromisniloticus)、奥利亚罗非鱼(Oreochromisaureus)、黄边黑罗非鱼等(Sarotherodonandersonii)，杂交的奥尼罗非鱼(Oreochromisaureus×O.niloticus)和红罗非鱼(Hybrid red tilapia，Oreochromismossambicus×Oreochromisniloticus)等；主要的几种罗非鱼商业化养殖模式有池塘养殖模式、网箱养殖模式、养殖池养殖模式、循环水系统养殖模式等。

由于现代渔业生产方式的转变，室内或半室内的罗非鱼养殖方式正蓬勃发展，但将原本适宜生活在室外湖泊/池塘等水体中的罗非鱼移入室内进行养殖，光照条件往往成为其限制因子之一[4-5]。光照对鱼类的影响是动物在长期的自然进化中对生存环境适应的结果，光线在自然界中的变化具有规律性与稳定性，因而在鱼类长期进化的过程中，大多数品种的鱼类均为适应环境产生了一定的适应与调节机制，存在最适宜的光照强度选择。在水产养殖的品种选择与开发中，光照作为一个较为复杂的生态因子在水产养殖中对养殖动物具有多方面的作用，光照条件直接或间接的影响养殖动物的摄食、生长和繁育等。目前，国内很多学者开展了针对养殖鱼类受光照影响的研究工作，本文以罗非鱼中主养的吉富罗非鱼(GIFTOreochromisniloticus)为研究对象，对比了遮光和自然光2种条件下罗非鱼的生长及养殖水质的变化情况，以期对今后进一步开展室内罗非鱼养殖适宜光照条件的研究提供帮助。

1 材料与方法

1.1 实验池搭建

养殖实验池位于水产所鱼类越冬温室(实验进行时为半室内结构)，为一组长6.2 m×宽3.0 m×高1.5 m的水泥池，每个池中均配备2个直径为70 cm的纳米底增氧盘，使用罗氏鼓风机24 h不间断曝气增氧。使用13 mm厚度的红色建筑模板对其中3个池子进行覆盖，用作遮光条件实验组，仅一侧留一道宽度为30 cm的通风透光口作为投喂管理孔，其余池子为正常光照对照组(图1)。实验进行时养殖水体保持在1.2 m水深，在整个养殖周期中，水泥池养殖系统只加水不换水、排水。

1.2 罗非鱼养殖实验

2018年5月24日，进行罗非鱼放养，实验组(T)和对照组(C)均放养罗非鱼80尾，所放养的罗非鱼为杭州市农业科学研究院培育的经温室大棚越冬后的平均体质量为(62.96±0.52)g/尾的吉富罗非鱼鱼种，放养后每天早、晚各投喂配合饲料1次，使用的饲料为浙江科盛饲料股份有限公司生产的混养鱼配合饲料8006(粗蛋白含量≥28.0%)，实验中对每个养殖池进行定时、定量投喂，每日投喂量为所放养的罗非鱼初始体质量的10%～15%，实验中各处理组中配合饲料的总使用量(F)均为35 000 g。

1.3 采样与指标测定

1.3.1 水质指标测定

1.3.2 养殖动物生长性能测定

经过8周(t=56 d)的养殖实验，2018年7月19日实验结束，18日停食并采集最后一次水样后开始排水，排干池水后对罗非鱼进行采样测定，记录每个水池中的罗非鱼存活数量、总体质量等指标。计算成活率(SR)、增重率(WGR)、特定生长率(SGR)和饲料系数(FCR)，计算过程中，初重(Wi)、末重(Wf)、WGR及SGR均以每个光照处理组平行罗非鱼产量总重计算，各个指标计算方法如下：

SR/%=收获数量/放养数量×100%

(1)

WGR/%=(Wf-Wi)/Wi×100%

(2)

SGR/%=(ln Wf-ln Wi)/t×100%

(3)

FCR=F/(Wf-Wi)

(4)

其中：t为养殖实验总天数，F为实验期间使用的饲料总量。

1.4 数据分析

使用Excel 2019 for Windows(Microsoft Office)进行数据整理，利用SPSS 19.0(IBM SPSS Statistics)进行统计分析，数据采用(平均值±标准差)即(Mean±SD)表示。使用Student’s t检验进行显著性检验，取P<0.05为差异显著性水平。用Oringinlab Origin 2019软件进行科学作图。

2 结果

2.1 实验中罗非鱼生长

实验中不同处理组罗非鱼的生长状况如表1所示，实验组(T)中罗非鱼成活率低于对照组(C)，但其末期体质量高于对照组中所养罗非鱼，差异不显著(P>0.05)。而两组中罗非鱼的增重率、特定生长率和饲料系数之间的差异均不大(P>0.05)，对照组(C)略优于实验组(T)。

表1 实验中罗非鱼的生长状况

2.2 实验期间水温和溶氧变化

整个养殖实验期间罗非鱼养殖池中的水温和溶解氧的变化如图2所示，随着养殖周期的延长，养殖池中的水温(实线表示，对应左侧主坐标轴)呈现上升趋势，但后期实验组(T)的平均水温均未超过30℃，低于对照组(C)，且差异具有显著性(P<0.05)。而池中溶解氧(虚线表示，对应右侧副坐标轴)的含量随养殖周期的延长呈现下降趋势，由初始的10.0 mg·L-1以上下降到10.0 mg·L-1以下，并稳定在8.0～9.0 mg·L-1之间，但两组间差异不显著(P>0.05)。

注：图中实线对应主坐标轴，表示水温(℃)；虚线对应副坐标轴，表示溶解氧(mg·L-1)。

2.3 实验期间水化指标变化

实验期间氨氮、总氮、总磷、高锰酸钾指数和叶绿素a指标变化情况如表2所示，各指标随养殖时间的延长均呈升高趋势，到实验中、后期对照组(C)水体中总氮、总磷、高锰酸钾指数和叶绿素a指标含量均显著高于实验组(T)水体(P<0.05)，但2组水体中的氨氮含量差异不显著(P>0.05)，且实验组(T)比对照组(C)略高。

表2 实验期间主要水化指标变化

实验期间主要水化指标平均值组间对照如图3所示，可知实验期间总氮、总磷、高锰酸钾指数和叶绿素a等指标的平均值均为对照组(C)水体高于实验组(T)水体，而氨氮含量平均值为实验组(T)水体略高于对照组(C)水体。其中两组间差异又以叶绿素a含量指标最为明显，实验组(T)水体比对照组(C)水体低59.06%；其次为高锰酸钾指数，实验组(T)水体比对照组(C)水体低33.85%；再次为总磷含量，实验组(T)水体比对照组(C)水体低24.53%；最后为总氮含量，实验组(T)水体比对照组(C)水体低13.31%。而氨氮含量实验组(T)水体却比对照组(C)水体高2.38 %。

3 讨论

3.1 光照对养殖鱼类生长指标的影响

光照对养殖鱼类影响因种而异，既有促进作用也有抑制作用，某些鱼类随光照强度增加生长速度变慢，而也有某些鱼类会随光照强度的增强提高生长速度。李大鹏等[8-9]认为光照周期在一定的照度和时间范围内对史氏鲟(Acipenserschrenckii)稚鱼的生长没有显著影响，但对其体色具有一定影响，处于全黑条件下的稚鱼的体色普遍变浅；相似的本实验结果也表明光照对罗非鱼的生长指标无显著影响，但也发现在遮光组和自然光组养殖的罗非鱼体色有一定差异，遮光组的罗非鱼体色偏黄而自然光组体色更加偏黑，这可能也是罗非鱼对生长环境适应的一种表现。楼宝等[10]认为光照对舟山牙鲆(Paralichthysolivaceus)稚幼鱼生长有显著影响，全黑暗和全亮试验组增长率最小；郭文学等[11]研究了光照强度对哲罗鱼(Huchotaimen)稚鱼生长的影响，存活率、体长、体质量及特定生长率、体长生长参数均随光照强度的增加而增加；叶乐等[12]研究表明克氏双锯鱼(Amphiprionclarkii)仔鱼生长速率随光周期延长而加快；秦希获等[13]研究表明光照对细鳞裂腹鱼(Schizothoraxchongi)仔鱼的生长有显著影响，黑暗条件下的仔鱼生长接近停滞。而本实验中罗非鱼的生长状况并未与光照条件产生较大的关联，遮光组和自然光组罗非鱼的成活率、生长指标、饲料系数等均无显著差异，这可能与罗非鱼的适应性较强、放养时规格较大[14]和实验中溶氧、食物等条件充足等因素有关。

3.2 光照对养殖水体物理指标的影响

在水产养殖研究中，光照强度对养殖动物的影响主要集中在对养殖鱼类摄食、生长及繁育的影响研究[15-20]，而光照对养殖水体理化指标的影响研究报道较少。本实验结果显示，光照对养殖水体的水温具有显著影响，而对水中溶氧的影响较小。在自然条件下，光照是水体中能量的主要来源，光照即太阳光辐射，由于水的特殊物理性，水中太阳辐射强度远没有大气中强烈，进入水体后的光质也会产生很大改变。浮游植物的光合作用及其产氧量也随之减弱，至某一深度浮游植物光合作用产氧量恰好等于其呼吸作用耗氧量，即补偿深度。本实验中遮光组很少有光进入水体，水体中浮游植物较少，叶绿素a含量显著低于自然光组，但其水体溶解氧含量和自然光组水体溶解氧未有显著差异，这可能与本实验中使用纳米底增氧盘进行增氧，机械增氧强度远高于养殖水体中浮游植物的氧气产生速率有关。在纯水中，大约有53%的入射光会被转化为热并消失在第1米的范围内，且波长较长(红色和橙色)和波长较短(紫外线和紫色)的光线比中等波长(蓝色、绿色和黄色)的光线被吸收得更快。较强的光照条件会促使水体温度更快升高，因而本实验中有模板覆盖挡光的遮光组水体的水温显著低于自然光组水体。

3.3 光照对养殖水体化学指标的影响

本实验研究发现光照条件对养殖水体主要化学指标的影响具有显著性，实验期间总氮、总磷、高锰酸钾指数和叶绿素a等指标的平均值均为对照组(C)水体高于实验组(T)水体，而氨氮却相反，平均值为实验组(T)水体略高于对照组(C)水体。两组间差异又以叶绿素a含量指标最为明显，实验组(T)水体比对照组(C)水体低59.06%，而氨氮含量实验组(T)水体却比对照组(C)水体高2.38%。在自然光照条件下，养殖水体中的微型生物是以浮游植物和浮游动物为主；而在遮光条件下，由于光照条件不足，水体中浮游植物的生长受到抑制，叶绿素a指标的差异也反映了这一事实。在低光照条件下，水体中的微型生物可能变为以细菌为主，罗国芝等[21]指出在水产养殖系统中去除有毒的氮化合物一般可以通过藻类的光合作用、异养细菌同化和硝化细菌的化能自养等三种途径。在本实验中遮光组由于藻类的光合作用受到光照条件的抑制，且因养殖池上方覆盖了模板导致空气对流不足、水气界面交换强度低，而产生了较高的氨氮积累。在目前的水产养殖技术中，生物絮团养殖模式可以将养殖环境中的浮游植物群落自养净化转变成异养的细菌群落净化，而异养细菌具有群落稳定、不会引起水体中pH的变化且不受光照条件的限制等优势，以异养细菌为主的生物絮团养殖模式也许可以成为低光照室内养殖系统构建的新突破口。