大菱鲆封闭式循环水系统高密度养殖研究

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我国海水鱼类养殖发展迅速，陆上工厂化养殖模式基本为流水养殖，存在的问题是养殖污水排放量大，病害严重，使用药物控制病害，导致产品药物残留问题。发展封闭式循环海水养殖系统是解决上述问题有效的、必然的方向。
大菱鲆是我国北方近年来新发展的一个优良养殖品种，普遍采用的是“温室大棚＋深井海水”的养殖模式，目前大菱鲆养殖存在的问题：
（1）地下井水过度开采，导致资源枯竭和环境问题；
（2）自制湿颗粒饲料问题；
（3）病害日益严重，滥用药物导致商品鱼药物残留超标。上述问题成了大菱鲆养殖的限制因素。
本实验设计了一套封闭式循环海水养殖实验系统，将大菱鲆鱼苗养殖到商品规格，采用高密度养殖，目的是研究大菱鲆在该系统中的生长情况，研究大菱鲆的氨氮排泄、溶氧消耗等参数，并定量研究生物过滤、臭氧处理、纯氧应用、细菌控制等系统运行参数，为生产规模系统的设计和运行管理提供翔实可靠的实验依据。
2 材料与方法
2.1 闭式循环海水养殖实验系统
本实验系统养殖水槽面积15 m2，深度1.1 m，水深70 cm，中心底部排水。微滤机为滚筒式，过滤精度约50 μm，反冲洗方式为间歇式自动反冲洗，反冲洗使用淡水。泡沫分离器处理能力5 m3/h。生物过滤器容积0.66 m3，内装特制填料。PSA富氧机富氧纯度80％以上。臭氧机，总产量30 g/h，分为6个模块，根据臭氧用量选择多模块组合使用。水泵为西班牙ESPA Wiper 60。
实验使用的海水为人工海水，盐度30。
2.2鱼苗与饵料
大菱鲆鱼苗从法国进口，共602尾，平均体长6.6 cm，平均体重10.4 g。使用Biomar Ecolife型海水鱼饲料，规格为2~12 mm，根据鱼的大小选择使用。
2.3日常管理
每天观测鱼的摄食、活动情况；定时定量进行投喂；根据需要定量换水，一般日换水量不超过5％。
2.4水质检测与分析方法
每天对pH、DO、ORP、水温等指标进行连续监测（每2~3 h测定1次），每天测定1次密度，每周至少测定1次总氨和亚硝酸氮，每月进行1次，24 h连续监测，定期对水中总菌数进行监测。
总氨氮使用次溴酸钠氧化比色法，亚硝酸氮使用偶氮染料比色法检测，仪器为7230G型分光光度计。
3.1大菱鲆的生长情况
本实验养殖时间自2002年8月19日至2003年6月15日，共养殖300 d，成活率达到95.7%，共死亡26尾（其中3条鱼用于药残检测）。大菱鲆平均体重由初始的10.4 g，增至847 g，平均日增重率为0.65%。体长由6.6 cm增至26.5 cm，平均日增长率0.40%。肥满度除第1月为3.62外，其余时间均保持在4.00以上。
对比大菱鲆“温室大棚＋深井海水”养殖模式的生长特性数据，本实验的大菱鲆在前8个月平均体重与平均体长的增长较快，平均体长的增长后期趋近，平均体重的增长较高。在本系统中，大菱鲆保持了持续稳定的生长，是由于在循环水系统中水质条件不受外界环境和季节的影响，始终保持了适宜水质条件。
3.2 饵料系数
本实验投喂策略按定量投喂原则，避免饱食投喂对鱼平均摄食量和饵料利用率造成负影响。参照Biomar饲料投喂指南并根据实际情况确定投喂量。每月初称取平均鱼重，计算饵料系数，根据总重确定月初基础日投饵量，根据饵料系数计算出每日投饵增量，每日递增投喂量。
前4个月，饵料系数在0.50左右，比Biomar公司提供的数据（0.9~1.1之间）要低。这可能与本实验系统综合水质条件优良有关。第5个月饵料系数上升到1.28，原因是，因Biomar饲料缺货，更换了另外一种饲料，该饲料饵料利用率低。之后，随着鱼的增长，饵料系数逐渐上升，基本在1.0以下。总平均饵料系数约为0.81。
根据本实验的结果来看，Biomar饲料标称的日投饵率在鱼体重高于500 g时可能偏低。可从鱼的生长曲线图看出，后期的生长呈近似直线，生长加速度较低。另一个原因可能与养殖密度较大有关。
3.3水质
在本实验期间，通过调整水处理系统的运行参数，将各项水质指标保持在大菱鲆适宜生长的范围之内。
本实验养殖期间，水质指标符合《无公害食品大菱鲆养殖技术规范》（NY/T 5153—2002）的要求。国内尚无循环水养殖大菱鲆的研究资料，国外Sunfish大菱鲆循环水养殖系统的总氨氮平均值为0.42 mg/L，与本系统相当，其亚硝酸氮平均值为0.17 mg/L，高于本系统亚硝酸氮浓度。
3.4养殖密度
实验开始时，养殖密度为0.63 kg/m3，到第300天，养殖密度达到48.8 kg/m3。传统流水养殖的养殖密度一般约为10~15 kg/m3。据报道，大菱鲆可高密度养殖，达到25~30 kg/m3，最高可达75 kg/m3。Puraq公司Sunfish系统在养殖生产中设计能力是50 kg/m3。
随着大菱鲆个体的增大，日增重率逐渐下降，最终达到0.5%，符合大菱鲆的生长特性，最终的平均日增重率为0.65%。从生长速度来看，从第6个月，养殖密度达到23.97 kg/m3后，为直线生长，生长加速度接近零。
国外有专家研究了养殖密度对大菱鲆幼鱼生长速度的影响，其研究表明，较低的养殖密度，大菱鲆生长速度较快。从大菱鲆覆盖池底的比率看，覆盖池底面积低于100％生长较快。但也有研究表明，在起始密度低于0.50 kg/m2，最终养殖密度达到68 kg/m2时，生长与养殖密度无关。根据大菱鲆体重与身体面积的关系：
A=102.5W+3595.0
式中A：身体面积，mm2；W：体重，g。
在第6个月，平均身体面积达455 cm2，池底覆盖率达177％，到第10个月，平均身体面积达904 cm2，池底覆盖率达347％。因此，本实验中可能是养殖密度的影响，使生长速度减缓。
虽然养殖密度的增加可能对大菱鲆生长速度起到了负面影响，但是由于在循环水养殖系统中，环境条件稳定，较适宜大菱鲆的生长，比传统流水方式获得更快的生长速度。
3.5溶解氧的影响
在整个实验过程中养殖池出口溶解氧高于8 mg/L，一般高于10 mg/L，高于16~18 ℃时的海水饱和溶解氧（7.90~8.22 mg/L），即养殖池中溶解氧始终为过饱和状态。2003年1月富氧机设备故障，导致溶解氧偏低。从实验还可以看出，养殖池溶解氧进出口差值随池中总生物量的增加而增大，表明耗氧量的增加。
一般认为，高的溶解氧水平有助于养殖鱼的生长，提高饵料利用率。但国外有专家研究表明，将溶解氧浓度提高到过饱和水平，对大菱鲆幼鱼的摄食、生长和饵料利用率无明显的影响。本实验中溶解氧浓度始终保持在过饱和水平，获得了较好的生长速度和饵料利用率，但未进行溶解氧对大菱鲆生长的对照实验。
3.6氨氮和亚硝酸氮
实验期间，养殖池出口总氨氮维持在0.5 mg/L以下，养殖池进口总氨氮保持在0.3 mg/L以下，随养殖时间总氨氮水平略有上升趋势。养殖池进出水的总氨氮浓度差值表明了系统中生物过滤器硝化作用的效率。
实验期间，亚硝酸氮浓度在养殖池出口保持在0.1 mg/L以下，由于在海水环境中，受氯离子影响亚硝酸盐对鱼类的毒性显著降低，该水平是安全浓度。养殖池进出水中亚硝酸氮的浓度基本一致，表明在水处理流程中氨氮已完全转化为硝酸氮。
3.7大菱鲆的药残检测
本实验过程中，通过各水处理单元的处理，循环使用养殖水，进行了臭氧消毒处理，水质始终保持在大菱鲆适宜的范围内，大菱鲆健康生长，无病害发生，未使用任何药物。国家水产品质量监督检验中心对本实验养殖的大菱鲆进行了抽样检测，结果表明，各项指标均符合《无公害食品大菱鲆》（NY 5152—2002）安全指标的要求。也证明了使用封闭式循环水养殖系统生产无公害水产品的可行性。
4  结论
（1）本实验经过300 d养殖，大菱鲆平均体重由初始的10.4 g，增至847 g，平均日增重率为0.65%。成活率达到95.7%。养殖密度达到48.8 kg/m3，大菱鲆的生长情况良好，优于传统流水养殖。
（2）在养殖过程中，进行高密度闭路循环养殖，平均日换水率小于5％。在小换水量的情况下，维持了大菱鲆适宜的最佳水质指标范围，表明该系统水处理能力达到长期养殖大菱鲆的要求。
（3）通过优化水质指标，合理投喂优质配合饲料，提高大菱鲆抗病能力，在养殖过程中不使用任何药物，使大菱鲆健康生长，得到了较高的成活率和生长速率，生产出无公害水产品。表明，该健康养殖模式是切实可行的.