王广军，王一飞，夏耘，郁二蒙，李志斐

(中国水产科学研究院珠江水产研究所，广东 广州　510380)



不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长及养殖水质的影响

王广军，王一飞，夏耘，郁二蒙，李志斐

(中国水产科学研究院珠江水产研究所，广东 广州510380)

【目的】 研究在养殖水体中不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长及养殖水质的影响.【方法】 在水体零交换条件下，以杂交鳢稚鱼为研究对象，通过添加葡萄糖，研究不同C/N对杂交鳢池生物絮团的形成与营养成分、养殖水质以及杂交鳢的生长性能与肌肉营养成分的影响，从而筛选出生物絮团形成所需的适合C/N.在室内塑料桶中分4组，对照组投基础饲料(C/N=7.6∶1)；试验组分3组，在基础饲料中分别添加葡萄糖，控制C/N 分别为10∶1、15∶1 和20∶1.【结果】 15 d 后15∶1组和20∶1组的生物絮团已经形成，碳氮比越高，其所形成的生物絮团的粗蛋白含量越低；当C/N≥10 时，可形成较多的生物絮团，并有效的调节水质，降低水体中的氨氮、亚硝酸盐；当C/N超过15时，对杂交鳢稚鱼生长产生不利影响.【结论】 在杂交鳢稚鱼养殖水体中维持碳氮比为10∶1～15∶1，可达到水质调控目的，维持生物絮团系统处于良好运行状态.研究结果为生物絮团技术在肉食性鱼类中的应用提供了理论依据.

碳氮比；杂交鳢；生物絮团；生长

杂交鳢是乌鳢和斑鳢的杂交后代，具有个体大、生长快，是经济价值较高的名贵经济鱼类，有“鱼中精品”之称.其营养丰富、肉质细腻、肉味鲜美、刺少肉多，肉含大量蛋白质，是一种营养全面的高级食品[1].杂交鳢经过多年的培育，比其父母本显示出巨大的生长优势，2014年6月，珠江所培育的‘乌斑杂交鳢’生产性养殖对比试验通过验收，专家组一致认为‘乌斑杂交鳢’苗种生产已达到规模化，在摄食同样配合饲料情况下生长速度比原养殖品种提高了19.97%，生产性状优势显著，适合大面积应用推广[2].加上人工饲料研发的突破，杂交鳢的养殖迅速发展，养殖产量也逐步上升，目前平均产量达到5 000 kg/667m2以上，有些高产池塘甚至达到13 000 kg/667m2[3-5].集约化养殖的高产，需要大量饲料的投入，据研究，目前水产养殖中所投喂的饲料仅有25%～30%被养殖动物所摄食，其余的以残饵、粪便的形式排到水体中[6].超高水平的投入品(饲料)导致杂交鳢池塘养殖中出现水质恶化，严重污染了周围水域环境[3].

生物絮团技术(biofloc technology,BFT)是一种新兴的改善养殖水体水质的生态养殖技术，被认为是可以实现水体营养物质循环利用、水质修复和防控疾病的新型技术.其核心是通过添加碳源，使得水体中的异养微生物利用水体中的氮源进行繁殖，同时水体中的氨氮和亚硝酸盐氮可以得到良好控制，从而达到保护环境和节约资源的目的[7-8].碳氮比一直是生物絮团技术的主要研究热点之一，控制合适的碳氮比是形成絮团的必要条件.

有关生物絮团技术在罗非鱼、凡纳滨对虾、草鱼、鲫、鳙、罗氏沼虾和斑节对虾等的研究表明[9-12]，它在解决水产养殖系统能量物质循环利用、水质保持及病害防控等问题上潜力巨大，已成为水产生态养殖研究领域的热点[13].但生物絮团的研究主要集中在草食性或者杂食性品种方面，关于肉食型品种的研究还比较少见.杂交鳢属于典型的肉食型鱼类，养殖过程中具有超高密度、养殖污染大等特点，开展不同C/N比对杂交鳢养殖水质调控以及对其生长的影响，为生物絮团技术在肉食性鱼类养殖中的应用提供理论基础.

1　材料与方法

1.1试验材料

试验用杂交鳢稚鱼购自广东省佛山市南海通威水产科技有限公司苗种场，体质健康，初始体质量为(10.67±0.09)g.试验开始前使用基础饲料驯养14 d，以适应环境和饲料.基础饲料为杂交鳢专用配合饲料，饲料粗蛋白含量为39%(C/N=7.6∶1).试验用葡萄糖为无水葡萄糖，有效成分99.97%.

1.2试验设计

试验共4组，对照组仅投喂基础饲料，试验组另添加葡萄糖.依据Avnimelech总结的生物絮团养殖系统的C/N比公式计算出不同的处理组所需的葡萄糖添加量.试验中C/N指添加物质(饲料和葡萄糖)中的碳元素与氮元素的质量比.调整C/N分别为10∶1(1组)、15∶1(2组)和20∶1(3组).

1.3试验管理

养殖试验在珠江水产研究所精准养殖基地进行.将180尾健康的杂交鳢随机分入12个直径为1 m圆塑料桶内，桶深度为1 m，试验期间有效水深50 cm.每组设置3个重复，每个重复放养15尾试验鱼.试验时间为2013年11月3日～12月3日，共30 d.每天10∶30投喂一次，投喂量采用饱食投喂法，投喂1 h后收集残饵，烘干后称质量.养殖过程中每天添加葡萄糖，控制生物絮团组C/N比分别为10、15和20，每天下午15∶00左右将称量好的葡萄糖均匀泼洒于养殖水体中.养殖期间连续24 h充气，水温为自然温度，试验期间为20～25 ℃.水源为沉淀过滤后的池塘水，养殖期间不换水.

1.4测定指标与方法

1.4.1水质指标测定试验期间，每隔5 d测定一次每个试验桶的溶氧、温度、pH、磷酸根离子浓度、氨氮浓度、亚硝酸根离子浓度、硝酸根离子浓度、生物絮团沉积量以及总固体颗粒悬浮物.其中溶氧、温度、pH使用美国YSI公司水质监测仪进行现场测定；磷酸根离子浓度、氨氮浓度、亚硝酸根离子浓度、硝酸根离子浓度参照照《水和废水监测分析法》(第四版)进行测定；生物絮团沉积量采用Avnimelech提出的方法，使用沉淀漏斗(1000-0010，Nalgene)取1 000 mL水经过30 min沉淀测定；总固体颗粒悬浮物测定采样CJ-T52-1999《城市污水悬浮固体的测定》，取水样1 000 mL，使用TOYO定量滤纸抽滤，在105 ℃烘干称量.

1.4.2生长性能测定试验开始前对每条鱼进行逐尾称质量，试验结束后饥饿24 h，对每条鱼称质量.计算增重率、成活率以及饲料系数.

成活率(%)=终末鱼数量/开始鱼数量×100%

增重率(%)=(平均终末鱼体质量-平均初始鱼体质量)/平均初始鱼体质量×100%

饲料系数=所设食的饲料总质量/(终末鱼体质量+死亡鱼体质量-初始鱼体质量)

1.4.3杂交鳢和生物絮团营养成分的测定

1.4.3.1试验鱼取样试验结束后，每个重复随机取3尾鱼，剪取鱼的背部肌肉组织，取样后将样品置于冰箱冷冻室中(-20 ℃)保存.

1.4.3.2生物絮团取样试验结束后利用尼龙网(孔径10 μm)过滤收集生物絮团，烘箱105 ℃烘干至恒质量.

样品送至中国广州分析测试中心进行营养成分的测定，其中粗蛋白测定方法为GB5009.5-2010/第一法，粗脂肪测定方法为GB/T5009.6-2003/第一法，水分测定方法为GB5009.3-2010/第一法，灰分测定方法为GB5009.4-2010.

1.5数据处理

2　结果与分析

2.1不同碳氮比对水体水质的影响

随着试验的进行，各组的水质指标变化见图1-6.对照组的溶氧量维持在7 mg/L左右，而其他组的溶氧量均逐渐下降.碳氮比越高，水体中的溶氧量越低.在试验周期内对照组pH值均高于其他试验组，所有试验和对照组均呈下降趋势.

图1　不同碳氮比对水体溶氧变化的影响Fig.1　Effect of C/N ratio on the DO in different groups

图2　不同碳氮比对水体pH变化的影响Fig.2　Effect of C/N ratio on the pH in different groups

图3　不同碳氮比对水体磷酸根离子 质量浓度变化的影响Fig.3　Effect of C/N ratio on the phosphate concentration in different groups

图4　不同碳氮比对水体氨氮质量浓度变化的影响Fig.4　Effect of C/N ratio on the ammonia nitrogen concentration in different groups

图5　不同碳氮比对水体亚硝酸盐 质量浓度变化的影响Fig.5　Effect of C/N ratio on the nitrite nitrogen concentration in different groups

图6　不同碳氮比对水体硝酸盐 质量浓度变化的影响Fig.6　Effect of C/N ratio on the nitrate nitrogen concentration in different groups

2.2不同碳氮比对生物絮团沉积量和固体悬浮物的影响

水体中的生物絮团沉积量与总固体颗粒悬浮物变化呈相同趋势(图7-8)，试验结束各试验组总悬浮物(total suspended solid，TSS)分别上升至0.06、0.54、0.85、1.48 mg/L.生物絮团沉积量(biofloc volume，BFV)上升至4.83、71.67、316.67 、733.33 mL/L(图7-8).

图7　不同碳氮比对水体总固体颗粒 悬浮物变化的影响Fig.7　Effect of C/N ratio on the TSS concentration in different groups

图8　不同碳氮比对水体生物絮团沉积 量变化的影响Fig.8　Effect of C/N ratio on the BFV concentration in different groups

2.3不同碳氮比对生物絮团营养成分的影响

不同处理组形成的生物絮团中的粗蛋白质量分数占22.28%～34.46%(表1).碳氮比越高，其所形成的生物絮团的粗蛋白含量越低，且各组之间差异显著.

表1　不同碳氮比对所形成的生物絮团 营养成分的影响Tab.1　Effect of C/N ratio on the crude protein, crude fat in the bioflocs　(dry matter,%)

不同处理组所形成的生物絮团中的粗脂肪含量约0.8%左右，其中以15∶1组的脂肪含量最高，但各组之间差异不显著(由于对照组C/N较低，仅有少量的絮凝体出现，不具备生物絮团的特性，因此未做测定和比较).

2.4不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长的影响

经过1个月的养殖，各组试验鱼的生长情况见表2，肌肉营养成分见表3.由表2和表3可知，不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长的影响随着碳氮比的增加而逐渐降低，而饲料系数则逐渐升高.但统计结果显示仅有20∶1组的增重率与对照组存在显著差异.各个试验组的成活率均为100%，与对照组存在着显著差异.

对各个试验组合对照组鱼体肌肉营养成分的分析表明，各组肌肉中粗蛋白、粗脂肪水分和灰分差异均不显著.

表2　不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长的影响Tab.2　Effect of C/N on growth of hybrid snakehead in the experiments

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著.

表3　不同碳氮比对杂交鳢稚鱼肌肉中营养成分的影响Tab.3　Effect of C/N on muscle nutrients of hybrid snakehead 　%

3　讨论

3.1不同碳氮比对水质变化的影响

本研究在养殖过程中使用的碳源为葡萄糖，由于在“零交换”水体中随着葡萄糖的添加量逐渐增大，水体中溶氧量也越来越低，同时微生物的生长繁殖耗氧使得在养殖过程中额外添加碳源的试验组溶氧量更是低于对照组，且随着试验的进行溶氧量逐渐降低.但由于杂交鳢有一个辅助呼吸器官——鳃上器官，可以直接呼吸空气中的氧气，因此杂交鳢耐低氧的能力很强[1].本试验中不同组别的溶解氧含量不同对其生长的影响不是很大.

试验中0～20 d各组pH均呈下降趋势，在20 d之后趋于稳定，pH均高于7，水体呈弱碱性.杂交鳢生物絮团的培养中水体能够维持一定的碱度中和细菌产生的二氧化碳，避免pH过低.而对照组pH高于其他组，可能由于生物絮团培养过程中，细菌种类及生长繁殖速率不同造成.有研究表明在生物絮团培养中添加一定量的石灰对絮团的形成有促进作用[14].

一般来说，水体中氨氮和亚硝酸盐质量浓度超过0.1 mg/L和5 mg/L会对养殖动物产生危害[15].但不同的养殖动物对氨氮和亚硝酸盐的耐受性不同，且同种养殖动物的不同发育阶段对其耐受性也存在着差异[16-17].硝酸盐也会对养殖动物产生危害，但质量浓度一般要超过60 mg/L以上，所以在养殖过程中对氨氮和亚硝酸盐的关注远远超过硝酸盐[15].添加碳源，可使有些异养细菌繁殖、分解、转化养殖水体中的残饵、铵态氮、亚硝酸盐氮，降低氨氮和亚硝酸盐氮等有害物质[18].

利用微生物去除养殖水中过量的氮等营养盐一直是国内外学者研究的热点之一[19-20].生物絮团是养殖水体中以异养微生物为主经生物絮凝作用结合水体中有机质、原生动物、藻类、丝状菌等形成的絮状物.其主要技术是人为控制水体中碳氮比例，促进微生物群落对养殖水体中无机氮(氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮) 的同化吸收[8].Azim等[9]认为当养殖水体中的C/N为10时，附着在生物絮团上的微生物每天每平方米可以同化吸收 0.2 g氮.在C/N充足的条件下，10 mg/L的氨氮能够在5 h内通过微生物自身内部循环而被完全转化，不产生亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的积累.本试验中当C/N为10以上时，能有效降低水中的氨氮、亚硝酸盐氮水平.

生物絮团对于水产养殖的重要意义之一在于其对氨氮的快速异养转化，减少氨氮等有害物质的积累.Hargreaves等[7]认为异养细菌的生长速度是硝化细菌的10倍，生物絮团对氨氮的异养转化速率明显高于硝化作用.第5～10天，各组硝酸盐氮质量浓度缓慢持续升高，推测可能在生物絮团形成过程中还伴随发生了硝化作用.本试验中碳源的添加显著降低了水体中氨氮、亚硝酸盐氮质量浓度，说明生物絮团技术能有效地转化水体中氨氮、亚硝酸盐氮等养殖自身污染物质成为菌体蛋白质[21].

3.2不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长和肌肉营养成分的影响

许多研究表明，生物絮团技术可促进养殖动物的生长、提高饲料转化效率[12-13].但本试验的结果表明，随着C/N的增加和生物絮团的形成，杂交鳢的增重率和饲料转化率均呈下降趋势.Plínio等[22]建议TSS控制在500 mg/L以下才不会对养殖生物产生不利影响.过量积累的生物絮团会抑制鱼类的生长，因此生物絮团颗粒必须控制在适宜鱼类生长的范围内[23].而本试验中生物絮团TSS最高达到1 400 mg/L，可能由于生物絮团浓度过高影响了杂交鳢的生长性能.本次研究结果与卢炳国等[24]的研究结果相一致，即生物絮团不能促进养殖动物(草鱼)的生长.此外，杂交鳢属于典型的肉食性鱼类，其对饲料蛋白的要求比较高，一般要求饲料蛋白在40%左右.有研究表明，生物絮团可以作为部分养殖动物的饲料，比如罗非鱼、对虾等.Kuhn等[25]利用罗非鱼培育生物絮团作为凡纳滨对虾的饵料，生物絮团组凡纳滨对虾的生长显著高于对照组，同时水质也得到了改善.但本试验的结果表明，随着生物絮团浓度的增加，杂交鳢的生长呈现下降的趋势.也可能是杂交鳢虽然摄食了部分生物絮团(因摄食生物絮团可能导致其摄食配合饲料的量减少)，但不能满足其对蛋白的需求，因此影响了其生长.

肌肉是鱼体的主要营养部位，蛋白质、脂肪、矿物元素等是肌肉主要营养成分.它们的种类组成和含量是鱼类营养价值的体现，对鱼肌肉品质的评价起着重要作用.一般来说，生活环境对鱼类肌肉营养成分和物性特征等品质具有显著的影响.鱼肌肉营养成分的含量与其生存环境(天然或人工养殖等)、饵料成分、生长期(幼体或成体等)都有着密切的关系.在相同的饲料条件下，不同的养殖环境条件可能导致鱼体营养成分的变化[26].本次结果表明，试验组和对照组的鱼体肌肉成分(粗蛋白、粗脂肪、水分、灰分)没有显著差异，究其原因，可能是试验周期较短，对肌肉营养成分的影响还没有表现出来.

3.3不同碳氮比对生物絮团中粗蛋白和粗脂肪的影响

生物絮团主要由细菌组成，不同的研究者得到的生物絮团的营养成分含量结果不一；用糖蜜、豆粕、植物油和面粉配制含粗蛋白35%和24%的低蛋白基础饲料饲喂罗非鱼，在两种饲料条件下养殖水体中均可形成絮团，絮团粗蛋白含量均在38%左右，脂肪3%左右[25].向循环养殖废水中添加葡萄糖，所获的生物絮团含蛋白质30%；用商品饲料饲喂对虾(养殖过程中不换水)，估测收集的生物絮团粗蛋白为35%～38%，油脂5%～9%，灰分7%～10%[27]； Azim用豆粕，面粉和植物油制成的饲料培养的絮团蛋白为50.6%～53.5%，脂肪为1.9%～2.6%，粗纤维3.85%～4.00%[28].上述结果表明不同碳源及养殖种类均对生物絮团的营养成分有显著影响.本研究中生物絮团中的粗蛋白含量占20%～35%，粗脂肪含量约0.8%左右.因此在以生物絮团作为养殖动物的饵料来进行的试验中，对碳源的添加要有一定的选择性，以使所形成的生物絮团的蛋白满足养殖动物生长的需要.

4　结论

1)在杂交鳢稚鱼养殖过程中，向水体添加葡萄糖可以促进水体中生物絮团的形成，同时可降低水体亚硝酸和氨氮的含量浓度，提高成活率.

2)当碳氮比10∶1～15∶1时，可形成良好的生物絮团，同时对杂交鳢稚鱼的生长没有影响.因此在杂交鳢稚鱼养殖中维持碳氮比为10∶1～15∶1，可达到水质调控目的，维持生物絮团系统处于良好运行状态.

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(责任编辑赵晓倩)

Effect of C/N ratio on the growth performance of hybrid snakehead and water quality of the tanks

WANG Guang-jun,WANG Yi-fei,XIA Yun,YU Er-meng,LI Zhi-fei

(Institute of Pearl River Fisheries,Chinese Academy of Fishery Sciences,Guangzhou 510380,China)

【Objective】 To identify the effect of C/N ratio on the growth performance of hybrid snakehead and water quality of the tanks.【Method】 Under the condition of zero water exchange,hybrid snakehead was used as the research object,by adding glucose,the effect of different C/N on the hybrid snakehead pond of bioflocs formation,the water quality and the growth performance of hybrid snakehead were studied.In indoor plastic buckets in four groups,control group only for basal feed (C/N=7.6∶1) and test three groups added glucose to control the C/N 10∶1,15∶1 and 20∶1 respectively.【Result】 After 15 d,group of 15∶1 and 20∶1 had formatted the bioflocs,and the higher the carbon nitrogen ratio,the lower the crude protein content of bioflocs.When C/N for 10 or more,the bioflocs could be formed more,and it could effectively adjust water quality,reduced the ammonia nitrogen,nitrite nitrogen concentration in the water.【Conclusion】The results indicate that when C/N is more than 15,it will have an adverse effect on the growth of hybrid snakehead larvae.The results provided the theoretical basis for the application of the bioflocs technology in the carnivorous fish.

C/N ratio；hybrid snakehead；bioflocs；growth performance；water quality

王广军(1973-)，男，副研究员，硕士，研究方向为水产动物健康养殖．E-mail:wgj5810@163.com

广东省海洋渔业科技推广专项(A201201E05、B201400C01、B201300A01)；国家科技支撑计划(2012BAD25B01).

2015-05-27；

2015-06-23

S 963

A

1003-4315(2016)04-0007-06