生物修复技术在水产养殖中的应用

2011年11月9日,受天津市农业科技项目管理办公室委托,天津市水产局组织专家对天津立达海水资源开发有限公司、中国水产科学研究院黄海水产研究所合作承担的“对虾池塘精养环境综合生物修复技术体系的研究”项目进行了结题验收。
项目执行到结束优化整合了对虾养殖的准确投饵与残饵即时修复技术、虾塘污染底质的原位和异位修复技术、淹没式生物滤池、大型藻筛选、贝类筛选和泡沫分离与增氧一体化设备等,构建了一套虾塘精养环境的综合生物修复技术体系,运行以来,效果良好。这一技术的对虾生产性示范试验(≥4000m2)。相对同等密度下单一化对虾养殖模式,降低了虾塘废水中的主要污染物质≥80%(以C或N计),基本解决虾塘清淤物质的二次污染问题。

摘要:通过生物修复技术,干预池塘底泥微生物相和水体藻相,使泥水界面有机质减少,好氧层加厚,增加水体藻类多样性,形成良好而稳定的藻相,提高池塘溶解氧水平,促进有机污染物好氧分解,减NH3、H2S、N02-等有毒物质的释放,强化池塘自净功能,提高水产品产量和品质。 关键词:生物修复;池塘自净能力;池塘生态;自净能力;藻相;微生物相

摘要阐述了目前对虾养殖业采用的几种混养模式,包括混养大型藻类,混养底栖生物和滤食性生物,以及多种类混养模式的生态学原理,并对几种混养模式的现状和混养的前景及优缺点作了分析和阐述。

2011年3月25日,广东省科学技术厅委托广东省生产力促进中心,在广州主持召开了省部产学研结合项目“人工虾塘水体生物修复关键技术及产业化”(项目编号:2007B090400068)的验收鉴定会。该项目是由粤海饲料集团公司主持、华南理工大学参与完成,会议地点在华南理工大学轻工与食品学院。验收鉴定会上听取了项目组的研究总结报告,审查了相关材料,考察了生产现场,一致认为该项目不仅保质保量的完成了项目合同规定的指标,同时,通过人工虾塘水体生物修复关键技术的研究,针对性地解决了人工虾塘养殖水体环境修复问题,更好的保障了对虾养殖成功率,保障了对虾品质,同时也缓解了因对虾养殖造成的水体污染问题;通过技术研究和工艺优化,开发出微生物氨基酸营养素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型,并实现了产业化生产和推广,填补了国内市场的空白,中国科学院南海海洋研究所研究员蔡泽平、中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员叶星等7位专家对此产品技术给予了充分肯定,一致认为该产品能有效调控虾塘水质,研发技术达到国内领先水平。

1、前言
水产养殖是我国国民经济的重要组成部分,海水养殖作为水产养殖的支柱产业,为国民经济建设和人民生活水平提高做出了重要贡献。但随着海水养殖业的迅猛发展,海区污染、虾塘老化、黑臭底泥淤积、大规模灾难性病毒病的爆发和流行等问题迅速暴露出来,使人们对传统掠夺式养殖模式提出质疑[6、7].、生物修复是国内外近10年发展起来的最新环境工程技术,已被成功地应用于土壤、城市河湖、地下水,近海洋面的污染治理和农业、畜牧业、水产养殖等多个领域[1、2、3、4、5],并成为二十世纪环境科技发展最快的高新技术领域之一。和传统掠夺式养殖模式不同,生物修复技术应用于水产养殖,并不通过大量使用高营养的饵料和抗生素提高养殖产量,而主要通过生物-生态措施,修复受损的池塘生态系统,加速生态系统的物质循环和能量循环,增加水体溶氧,改善水质和池塘自净能力,提高水产养殖产量和品质,实现水产养殖的可持续发展。
2、传统水产养殖存在的主要问题
传统养殖模式,尤其是高密度养殖模式大多以消耗大量高蛋白饲料,以污染池塘自身和近岸环境为代价来维持的生产方式,加之养殖户为了防治鱼病,大量使用消毒剂、抗生素等虾药,甚至人药鱼用,用药剂量越来越高,药物的毒性越来越强,这些药物的使用,又严重破坏了已经十分脆弱的生态环境,形成越病越治、越治越病的怪圈[6、7、8、9、10、11].老化池塘中,养殖残饵、粪便、死亡动植物尸体和消毒剂、抗生素等有毒化学物在池底沉积多年,形成黑色污泥,污泥中含有丰富的有机质,厌氧微生物占主导地位,气温升高加速了有机质的厌氧分解,消耗水中大量氧气,产生NH3、H2S、NO2-等有毒物质,影响对虾正常生长发育,而且黑色污泥中含有大量的致病菌,寄生虫和敌害生物的卵,增加了池塘病源的传播途径,使生产过程中鱼药的用量增加,水产品品质下降。如在我国沿海地区对虾养殖区,老化虾塘的底泥污染问题,已成为困扰养虾业发展的重要因素之一[11].
3、池塘生态系统与水产养殖
池塘是一个人工圈养体系,其生态系统与自然生态系统有很大差异,其结构特点是养殖动物在生物群落中占绝对优势,这一优势是在人工扶持下形成的,由于大量人工饲料投入养殖系统,除牧食链,腐屑链外,在食物关系中又增加了饲料链,也因此使系统的结构和功能发生了一定改变,决定了系统的低生态缓冲能力和脆弱性,其庞大的养殖动物生物量造成系统生态金字塔畸形,系统生物多样性指数下降,水质也常常出现较大波动。
3.1、池塘生态系统中生产者在池塘生态体系中,浮游植物是初级生产者,藻类通过光合作用合成碳水化合物,放出氧气,优良的单胞藻可为池塘中浮游动物,底栖动物甚至养殖动物直接滤食,也可直接吸收池塘中NH3、H2S、等有害物质,改良池塘水质,更为重要的是,藻类光合作用提高池塘的溶氧水平,促进池塘好氧微生物的生长繁殖,加速池塘有机质的分解和矿化。藻类的生长繁殖需要营养盐,营养盐主要来源于底泥的释放和好氧微生物对有机质的分解矿化,优良的藻相能提高池塘溶氧水平,特别是池塘中下层水体溶氧水平,有利于建立良好的池塘生态体系。
3.2、池塘生态系统中分解者微生物是池塘生态体系中的分解者,分解池塘残饵、对虾粪便以及浮游动植物残体等有机污染物,使之矿化成营养盐,供藻类吸收利用。池塘微生物种类和数量,尤其是底泥微生物种类和数量不同,对有机质的分解能力、分解途径和终产物不同,好氧微生物对有机质进行完全分解,其分解产物主要为CO2等,而厌氧微生物对有机质进行不完全分解,产生NH3、H2S等有害物质,造成池塘水质恶化,影响养殖动物的正常生长发育。在池塘生态体系中,由于有机污染物的大量进入,微生物对有机质的分解消耗大量氧气,很容易造成池塘,尤其是池塘底部溶氧降低,可能形成有机物厌氧分解,使用池塘生态体系失控。
3.3、池塘生态系统中生产者、分解者及其与水产养殖相互关系从池塘对有机污染物的自净能力上看,微生物和藻类是池塘诸多生态因子中最为关键的二大因素,在池塘生态体系中,微生物种群和数量是密切相关的,微生物通过其分泌物的直接作用或通过其代谢产物―――营养盐化学状态和浓度的间接作用而影响藻相,研究表明,微生物具有杀藻、抑藻和有效降低藻毒作用,且存在种间选择性。同样,藻类通过对池塘溶解氧的影响而影响微生物相,池塘溶氧增高,能促进底泥好氧微生物繁殖,加速有机质的完全分解和矿化,维持池塘良好的生态环境。
在池塘微生物相和藻相的相互关系中,池塘水体,尤其是中下层水体的溶氧水平是最为重要指标。池塘溶氧,除了供养殖动物消耗外,更多的应用于水质净化,研究表明,虾池水耗氧量占池塘总耗氧量的69.4%,池塘溶氧主要来源于表面水面与空气接触溶入和浮游植物的光合作用,藻相对池塘溶氧水平起到至关重要的作用。
藻类的生长不仅需要N、P等营养,而且需要Ca、Mg、Fe、Mo、有机酸等微量营养[16、17、18],当池塘中微量营养缺乏时,一些藻类,尤其是高等产氧单胞藻的生长受到限制,此称之谓限制生长营养。而另外一些藻类如丝状蓝绿藻等因其具有遗传上适应性,具有较大表面积和气泡,能争夺微量营养供其生长繁殖,浮在池塘表面遮住阳光,抑制产氧单胞藻的生长,而较容易形成优势种群,因此,微量营养缺乏时,往往使原始蓝绿藻等不良藻类迅速取得竞争优势,降低了藻类多样性指数,形成不良藻相,形成池塘溶氧水平的波动。池塘藻相的形成与稳定性与池塘水体中N、P营养的供应水平和池塘微量营养的浓度密切相关。
藻类的微营养主要来源于底泥缓慢释放,其浓度和化学形态、化学成份和底泥的微生物区系密切相关。老化的虾塘氧化还原电位低,有机质含量高,底质酸化严重,PH低,Fe、Ca、Mg、Mo等微量元素以不溶性盐的形式沉积于底泥难以释放。
3.4、池塘生态系统的脆弱性和其它自然生态系统一样,池塘养殖生态系统也具有一定自净能力。水体的养殖容量为单位水体内在保护环境,节约资源和保证应有效益都符合可持续发展要求的最大养殖量,一个水体的养殖容量主要由饵料供应水平和质量,水体自净能力和人工干预程度决定的,在饵料供应和人工干预程度一样的情况下,养殖容量主要由水体自净能力决定,因此提高池塘自净能力,即微生物对有机污染物的分解能力,对提高养殖产量,减少疾病发生,降低养殖成本,实现水产养殖的可持续发展,都有着十分重要的意义。
但传统掠夺型养殖模式下池塘生态系统是十分脆弱的,对虾养殖中,虾池既是对虾摄食活动的场所,也是各种有机污染氧化分解的处理池,养殖过程实际上是一个有机污染的过程。进入池塘的有机污染物,主要由底泥微生物将其氧化分解成无机盐,返回水域被藻类利用。底泥对有机污染物分解和营养盐的再循环起着十分重要的作用。池塘的自净能力,很大程度上处决于池塘底泥生态,即底泥化学组成和微生物相。老化虾塘由于长期处于厌氧状况,淤积大量黑臭底泥,底泥耗氧有机物含量丰富,以厌氧微生物为主,池塘自净能力十分有限,当养殖密度超过池塘的养殖容量时,就会造成水质恶化,对虾生长缓慢,疾病频繁,乃至终止养殖。虾农为了减少损失,往往采取加大消毒剂、抗生素等药物使用和大量换水等措施,一方面加大了养殖成本,降低了水产品质,另一方面增加了养殖海区的有机污染负荷,而且随着我国养殖海区的污染加重,虾塘老化更加严重,这些措施也往往无济于事。经过多年的经验和教训,人们普遍认识到,要实现水产养殖的可持续发展,必须探索新的技术、新的模式,强化池塘自净能力,做到防患于未然。
4、生物修复技术在水产养殖中应用
现代生物工程技术的发展,为池塘养殖带来了新的希望,通过向池塘生态体系中补充微量营养、促生剂、解毒剂或投放有益微生物等措施对池塘底泥和养殖水体进行生物修复,降低池塘底泥有机物含量,使泥水界面形成好氧微生物相,强化底泥对有机污染物分解能力池塘的自净能力,提高藻类多样性指数,稳定藻相,增加水体溶氧,从而提高池塘养殖容量,改善水质,降低成本,提高养殖产量和品质,实现对虾养殖业可持续发展。
4.1、池塘底泥生物修复有助于提高其自净能力通过在底泥-水界面喷洒土着微生物、促生剂、共代谢底物等,对老化虾塘进行底泥生物修复,促进底泥微生物繁殖,底泥有机质在微生物作用下,迅速分解,释放NH3、H2S等有害气体,使底泥好氧层加厚,黑泥层减薄,通过在上海泰贤和广东徐闻的老化虾塘生物修复试验,底泥修复3天之后,肉眼可见底泥表面黑土层慢慢发白,大量气体逸出,底泥好氧层明显加厚,呈黄褐色。底泥好氧层加快底泥微量营养的释放,有利于提高藻类多样性,稳定藻相,同时也可阻隔下层黑臭底泥有毒物质释放,泥水界面好氧微生物相强化底泥对池塘残饵、粪便等有机污染物分解能力,加快池塘生态系统物质循环和能量循环,提高池塘自净能力。
4.2、池塘水体生物修复有助于形成稳定的藻相通过水体增氧、补充经腐殖质螯合的微量营养,土着微生物和促生剂等,强化池塘水体中残饵、粪便等有机污染物分解,微营养的补充有助于建立和维持优良藻相,增加池塘溶氧,溶氧的增加和微量营养的补充,又加速了好氧微生物的生长繁殖和对有机污染物分解,形成良性好氧生态体系,提高池塘自净能力和水产养殖的产量和品质。
4.3生物修复技术有助于建立稳定的池塘生态系统,提高水产养殖产量和品质我们从2001年已经开始针对我国沿海地区虾塘老化问题,摸索出一套利用生物修复技术改造老化虾塘,生产高品质对虾产品的技术,连续3年在广东徐闻和上海泰贤等地进行老化虾塘改造试验,并取得较好的效果。主要技术措施包括底泥生物氧化、水体生物修复等。其基本技术路线是:取底泥——提取土着微生物——配制生物促进剂——底泥生物氧化——水体生物修复及藻相调节——保持自然生态健康养殖环境。
如在广东徐闻,
2001年进行约35亩虾塘共三造的试验,第一、二、三造均养殖成功,最高产量达350公斤/亩,而对照塘养殖不到40天均全部死亡,有趣的是,在第二造试验中,养殖35天时,对照塘因感染白斑病全部死亡,将处理虾塘分一半虾至对照塘,对照塘对虾不到20天也全部死亡,说明生物修复技术能显着改善池塘水质,提高养殖动物对疾病抵抗能力。在2002年-2003年,我们进行了17口虾塘近200亩每年两造的试验,不用任何抗生素,利用生物修复技术对老化虾塘的底泥和水质进行修复和维护,营造自然生态健康养殖环境,进行健康养殖,均取得成功。所生产的对虾经有关部门检测,其氯霉素指标达到出口标准。
综上所述,通过生物修复技术,干预池塘底泥微生物相和水体藻相,使底泥有机质减少,好氧层加厚,增加水体藻类多样性,形成良好而稳定的藻相,提高池塘溶解氧水平,促进有机污染物好氧分解,减少NH3、H2S、N02-等有毒物质的释放,强化池塘自净功能,提高水产品产量和品质。
世界上大多数国家的水产养殖都有“发展-滑坡-调整-持续发展”的经历,“可持续发展”是世界环境与发展委员会提出的人地系统优化新思路,其核心是实现经济发展,资源节约和环境保护的统一。在老化虾塘底泥和水体生物修复研究基础上,结合我国对虾养殖技术和措施,我们提出对虾自然生态平衡养殖技术体系,根据池塘底泥理化性状和生物相,确定底泥生物修复方案,对底泥进行生物修复,以此为基础,确定池塘养殖容量和合适投苗密度,在养殖过程采用一切手段强化池塘自净能力,尽可能减少消毒剂和抗生素的使用,实现健康养殖以提高对虾产量和品质。通过养殖-生物修复-再养殖-再生物修复……,减少水养殖对海区污染,实现对虾养殖的可持续发展战略[12、13、14、15].

关键词对虾养殖生态学混养

广东省科技厅、湛江市科技局非常重视、支持产学研合作项目,广东省生产力促进中心产业研究室主任林雄,湛江市科技局局长陈宜等亲自参加了本项目的验收鉴定会,并对本项目所取得的成果和效益给予了充分的肯定。会议主持人林雄主任强调,广东粤海饲料集团通过产学研合作研究,立足于养殖环境修复的制高点,解决了对虾养殖水体修复问题,为对虾养殖行业健康稳定发展做出了巨大的贡献。

参考文献
1、刘志标、李青、刘军、陈洽群,2003年,朝阳涌黑臭水体生物修复试验,广州水利,:36-41
2、冯奇秀、刘军、谢骏,2003年,底泥生物氧化与城市黑臭河涌生物修复,水利渔业,23:42-44
3、徐亚同、史家樑、袁磊,2000年,上澳塘水体生物修复试验,上海环境科学,19:480-484
4、Awford,R.L. and Crawford,D.L.,1996,Bioremediation principle,
cambridge university press, Cambridge
5、李秋芬、袁有宪,2000年,海水养殖环境生物修复技术研究展望,中国水产科学,7:90-92
6、姚茹,1998年,广东省对虾养殖业现状及发展对策,科学养鱼:3-4
7、林林、丁美丽、孙舰军、朱谨钊、李光友,1998年,有机污染提高对虾对病源菌易感性研究,海洋学报,:129-135
8、丁美丽、林林、李光友,1997年,有机污染对对虾体内外环境影响研究,海洋与湖沼,28:7-11
9、李卓佳、张庆、陈康德,1998年、池塘养殖中应用微生物防治斑节对虾疾病的初步研究,南海水产研究,16:280-285
10、周瑞莲、2000年、广东省对虾健康养殖与可持续发展的对策,水产科技,2:5-8
11、何建国、莫福,1998年,对虾白斑综合症控制与广东省对虾养殖持续发展,中国水产,:
34-37
12、李秋芬、曲克明、辛福言、袁有宪,2001年,
虾池环境生物修复作用菌的分离与筛选,应用与环境生物学报,7:281-285
13、辛福言、李秋芬、邹玉霞、曲克明、袁有宪,2002年,虾池环境生物修复作用菌的模拟应用,应用与环境生物学报,8:75-77
14、齐振雄、李德尚、张曼平、董双林,1998年,对虾养殖池塘氮磷收支的实验研究,水产学报,22:124-128
15、李秋芬、辛福言、邹玉霞等,2001年,虾池环境生物修复作用菌生长影响因子的研究,水产学报,25:438-442
16、Horne A.J.,Goldman C.R.,1994, Limnology, New York,
Mcgraw-Hill, Inc
17、Goldman C.R., 1960, Molybdenum as a factor limiting primary
productivity in castle lake,California science, 132:1016-1017
18、Morton S.D., Lee T.H., 1974, Algae blooms: possible effects of
iron. Environmental Science and Technology,8:673-674
(《水利渔业》, 侯勤成,2005, 25**

对虾池是一个相对独立的人工生态系统,对虾单养,尤其是较高密度的单养,过度强化了对虾这一生物因子,导致对虾池生态系物种组成失去平衡,食物网畸形,虾池物质和能量的转化效率降低,缓冲能力减弱。高投饵量导致有机污染,大量用药又破坏了池中有益微生物尤其是还原微生物,使大量残饵和代谢废物等有机物不能被生物有效分解而沉积于池底或悬浮于水中,造成物质循环受阻,有机耗氧量增加,溶氧量下降,NH4+,NO2-等有毒物质增多,水环境严重恶化。大排大灌式换水措施加上沿海对虾养殖池的相对集中,使养殖海区的有机污染不断加重,富营养化严重,物种多样性降低,自净化能力差,甚至赤潮频发。虾池与海区频繁的小交换使污染的海水成了病毒和细菌传播的媒介,因而导致虾池疾病的蔓延和对虾暴发性死亡,整个虾池生态系统崩溃。

对虾池封闭式混养是根据生态平衡、物种共生和对物质多层次利用等生态学理论,将相互有利的多种养殖种类按一定数量关系综合在同一对虾池中进行养殖的一种生产形式,使虾池中各生态位和营养位均有适宜的养殖对象与之相对应,可起到增强养殖生态系统生物群落的空间结构和层次、优化虾池生态结构、加强虾池生物多样性等作用;系统内各种动物通过各级食物链相互衔接,能充分利用养殖水体中各种天然饵料资源或人工饲料,提高了对虾物质和能量的利用效率,从而弥补了单种养殖食物网简单的缺点;同时,动物的代谢产物被细菌分解、光合生物吸收同化,即提高了虾池的初级生产力,又促进了虾池水体环境的自我净化,防止自我污染,有利于提高对虾等养殖生物的生长速度和抗病能力;系统内各组份通过相互制约、转化、反馈等机制使能量和物质的代谢保持相对的动态平衡,并具有较强的自我调节能力和抗御外来干扰的能力。这样,无需通过大换水等生产措施就可使虾池生态系统保持稳定,对虾池实行半封闭或全封闭养殖,可以阻断虾池与近海水域的水体交换,对保护沿海生态系统环境、防止海区病源传入虾池、控制对虾流行性疾病的大规模发生和迅速蔓延都具有积极的意义。

1混养与养殖环境生物修复

在养殖过程中饵料利用率较低,残饵、养殖生物粪便等是水产养殖环境污染的主要来源,主要污染是有机氮污染,造成水体的富营养化和底泥的N、P富集污染,过去常常使用清淤、沉淀、过滤等物理过程去除污染物或施用化学试剂等使污染物质发生一定的化学变化,转化为无害物质,这些方法速度较快,但缺点是费用较高,而且二次污染的可能性大;而利用微生物、植物及其他生物,将环境中的危险性污染物降解为二氧化碳和水或转化为其他无害物质生物修复技术,不仅具有费用低廉,处理操作简单以及安全性较高等优点,大型藻类等混养生物还可以创造不菲的经济效益。从混养的生态学原理可以看出,通过互利的不同种类的混养,不仅可以改善池塘水质,还可以显著提高虾池生态系统的物质利用率。因此,完全可以把混养作为一种生物修复技术,利用其对水产养殖环境进行修复。

1.1通过混养大型藻类减少污染
利用大型藻类的根系(或茎叶)吸收、富集、降解或固定受污染水体中的污染物,可以消除或降低污染环境的污染强度,达到减轻污染的目的。此方法具有如下优点:适用于大面积、低浓度的污染位点,成本低;适用范围广,可处理多种污染物和多种环境;是一个自然过程,安全性更高;收获相对容易,而且有相当的种类可获得额外的经济效益。目前,主要是利用藻类的根系、茎叶等功能单位吸收提取养殖废水中的氮、磷等主要污染物以达到净化底质水质的目的。例如,刘剑彤[1]证明以皇草为植被的垄沟系统对N和P的去除率分别为83.2%和76.3%;Chung和Kang等[2]证明了紫菜、石莼等可作为生物滤器修复鱼类养殖产生的富氮废水。Wang等[3]发现一种名为sharkdock的湿地植物对氮、磷有着较强的吸收能力。在应用处理方面,吴振斌等[4]研究了苦草、狐尾藻等对富营养化水体的处理效果,发现其能有效处理水体中的氮、磷。瑞典的Haglund和Pedersen[5]以及智利的Troell[6]等利用江蓠处理鱼类养殖用水也获得了很好的效果。

1.2利用底栖生物或滤食性生物减少环境污染
通过一些底栖生物或者滤食性生物对养殖环境中的残饵等有机碎屑利用,减少人工投入的有机物浸出物对水体的污染并可获得一定的经济效益,例如堤裕昭[7]报道的使用多毛类处理养殖池底的有机污染。但此类养殖生物对残饵等有机碎屑利用后同样产生废物排泄。例如双壳贝类能大量减少水体中的有机颗粒,减少颗粒浸出物质对水质的影响,但是由于其假粪及生物沉降作用,生物密度过大可能会加快池塘底质的有机污染,因此必须谨慎控制其混养密度。

1.3利用多种类混养减少环境污染
多种类混养能充分利用养殖水体中各种天然饵料资源或人工饲料,提高对虾物质和能量的利用效率。如黄国强等[8]研究的多池循环水养殖模式,系统由主要生产池,第一生物净化池,第二生物净化池组成,主要生产池以对虾为主,搭养缢蛏和罗非鱼,一方面提供系统的主要养殖产量,另一方面通过搭养种类的滤食改善池塘水质。第一生物净化池主养缢蛏、罗非鱼,搭养对虾,通过滤食消除来自生产池的悬浮颗粒物质,并提供一部分辅助产量,第二生物净化池主养大型藻类,搭养缢蛏、罗非鱼和对虾,一方面利用大型藻类吸收来自第一净化池水中的营养盐,另一方面提供一部分辅助产量,充分利用了藻类和滤食性生物的修复作用。而申玉春等[9]也建立了一种虾、鱼、贝、藻多池循环水生态养殖及水质生物调控系统,该系统包括对虾养殖、鱼类养殖、贝类养殖、大型海藻栽培等4个功能不同的养殖区,1个水处理区及1个应急排水渠。通过在封闭循环系统内不同池塘中放养生态位互补的经济动植物,对虾池水质环境进行生物调控。结果表明,循环系统内虾池水层悬浮物数量、COD值、氨态氮含量比对照组单养对虾池明显降低。养殖后排放水不处于富营养化状态,同时,饲料利用率和经济效益都得到显著增加。

2对虾池混养的现状

我国混养最初始于淡水池塘养殖,是提高产量、减污防病的重要措施。而海水混养则开始于60年代的虾贝混养。近年来,各地在虾池混养模式方面作了许多有益的尝试。在社会效益、生态效益、经济效益等方面均取得了较好的效果。
迄今为止,对虾已经与几十种生物进行了混养,混养种类包括鱼、蟹、贝、藻、参等,概括起来有以下模式:

2.1虾鱼混养
对虾池中混养一种或几种不同食性和生性的鱼类,对改善虾池生态环境具有积极意义。王吉桥、林少华、郑春波[10-12]等证明了虾池中少量搭配鲈鱼、真鲷、黑鲷、东方鲀、大黄鱼等肉食性鱼类,不但能吃掉与对虾争饵的小杂鱼种,而且还能吞食病虾,从而减少了虾病的链式传染。郭泽雄[13]等人发现混养鲻、梭鱼和遮目鱼,能以虾池底栖硅藻、有机碎屑、对虾残饵、甚至对虾粪便等为食,可以起到N、P的再利用和清除污物的作用。配养罗非鱼等杂食兼滤食鱼类,不仅能有效利用池中浮游生物,抑制原甲藻等较大藻类的过度繁殖,促进较小型金藻、硅藻等有益藻类的繁殖,而且能吞食对虾残饵、腐屑和细菌等。此外,鱼体表面可以分泌一种或几种物质,能抑制对虾病毒,防止虾病,因此,混养此种鱼类对控制水质、促进水中氮磷等营养物质的再生,阻断虾病蔓延均具有较好的作用。但是,虾池混养的鱼类有保护虾池生态系统和防止虾病等有利的一面,也有占据饵料和空间等方面不利的一面。因此应根据混养鱼类的生态习性适度配养。

2.2虾贝混养
对虾池混养的贝类种类有很多,其中,有埋栖型的文蛤、缢蛏、毛蚶、泥蚶、魁蚶、菲律宾蛤仔等,还有非埋栖性(附着、匍匐、固着型等)的扇贝、贻贝和牡蛎等,这些贝类多以小型浮游植物和悬浮有机颗粒物质为食,能防止虾池有机污染,保持水质稳定,提高虾池能量转化效率。埋栖型贝类还能利用沉入水底的有机碎屑,减少底质中的有机物含量,降低底质污染。并且,通过其掘足的埋栖运动和水管的进出水运动,可以增强虾池底泥水界面的氧气通量,促进底泥有机物质的氧化和无机盐的释放,提高虾池N、P的利用率。目前,虾贝混养已在许多虾池显示了其显著的生态效应和经济效益,姜存楷、朱振乐、宋宗岩[14-16]等人分别做了各种贝类与对虾的混养实验,取得了良好的效益。

2.3虾蟹混养
目前,对虾池混养的种类主要是三疣梭子蟹和锯缘青蟹两种,刘宝金、穆占昆、陈延坎、梁华芳、汤瑜瑛[17-21]等人对混养密度和养殖方式进行了研究和探索,高雪娟[22]研究了对虾与河蟹的混养方式。蟹类主要摄食底栖动物和小型甲壳类。其混养的意义在于它们能充分利用对虾的残饵和清除患病对虾以及动物尸体,从而起到提高饲料利用率和防病的作用。但由于它们与对虾在生态位上有许多重叠,因此,只能少量搭配。

2.4虾藻混养
海藻通过从水环境中不断吸收氮和磷,当生长到一定大小,可以被人们很容易地从水中收获到陆地,这种收获本身就是把大量吸收和储存在海藻中的氮和磷从海洋中除去。对虾池中可混养大型热带性或温带性经济海藻。目前的经济海藻主要有海带、紫菜、裙带菜、羊栖菜、江篱、麒麟菜等,它们可以增重20~800倍。它们能通过光合作用充分吸收虾池中生物代谢所产生的氨氮等无机盐,增加水体溶氧量,净化虾池水质,促进物质良性循环。而且藻体上附着的大量小型生物是对虾很好的天然饵料,有利于对虾生长。

2.5多种类混养
对虾池多种类混养主要是以对虾为主,配养多种其它水生经济生物,国内已进行了鱼虾贝混养、鱼虾蟹混养、虾蟹贝混养、虾鱼贝蟹混养和参虾鱼藻混养等多种形式的混养。由于多种类混养充分利用了各种混养生物在空间分布(上、中、下、底层)和食性结构(动物食性、植物食性、杂食性和吞食性、滤食性、刮食性)上的互补性以及在能量和物质循环上的偶联性。因此,它比双种类混养更优化了虾池的生物群落结构,进一步提高了虾池的物质和能量的转化率,更利于虾池生态环境的稳定,虾池的综合经济效益和生态效应亦更加显著。例如王吉桥[23]研究了虾鱼、虾贝混养的物质利用率,发现N、P利用率均较单养有较大提高,张鸿雁[24]对比了鱼虾、虾贝不同组合对浮游生物的影响,发现在对浮游植物摄食的粒径选择上,罗非鱼(﹥25μm)与缢蛏(2~5μm)完全不同,可以起互补作用,田相利[25]进行的对虾-罗非鱼-缢蛏三元混养实验研究也发现此种混养模式经济效益和N、P利用率均明显高于对虾单养、对虾-罗非鱼混养和对虾-缢蛏混养,显示了多元混养的优越性。

3对虾池混养的前景

混养通过其他生物吸收利用水体中过剩的营养物质(残饵及对虾的代谢产物),从而使水质得到净化处理,是一项低投资、高效益、发展潜力较大的新兴环境技术,克服了传统养殖环境净化方法的净化不彻底、易产生二次污染、危害养殖功能、破坏生态平衡等缺点,对我国对虾养殖业健康发展以及资源的可持续利用具有重要的理论和现实意义。目前对于混养系统水环境的生态结构、功能研究还不够深入,主要存在以下几点问题需要解决:

①混养品种生长周期往往与对虾不同,无论是鱼类、贝类还是大型藻类,从放苗到成长到上市规格往往需要1~2年,而对虾生长周期只需3~5个月。这就造成了收获的不便。目前的解决办法一是放养大规格苗种,二是只收获对虾,混养品种继续养殖。放养大规格苗种的缺点在于大规格苗种价格相对昂贵,且短时间内生物量增长不明显。而第二种方法不仅收获不便,还影响对虾清塘,消毒等措施。
②混养大型藻或滤食性贝类往往需要吊养,这又增加了一部分设施成本费用,影响了养殖户的积极性。
③对水处理效果较好的混养品种往往经济价值低于对虾,例如大型藻类,这就造成养殖户投放时比例过于倾斜,对虾放养密度过大,混养品种不但不能起到处理效果,反而因生长环境过于恶劣而死亡影响水质,给养殖户造成了混养无益的错误认识。

参考文献

[1]刘剑彤,丘昌强,等.复合生态系统工程中高效去除磷、氮植被植物的筛选研究水生生物学报,1998,22(1):1-8
[2]ChungIK,KangYH,YarishC,etal.Applicationofseaweedcultivationtothebioremediationofnutrient-richeffluent[J].Algae,2002,17(3):187-194
[3]WangQ,CuiY,DongY.Phytommediationofpollutedwaterspotentialsandprospectsofwetlandplants[J].ActaBiotechnologica,2002.22(12):199-208.
[4]吴振斌,邱东茹.水生植物对富营养水体水质净化作用研究[J].武汉植物学研究,2001,19(4):299-303.
[5]HaglundK,PwdersenMOutdoorpondcultivationofthesubtropicalmarineredalgaGracilariatenuistipitatainbrackishwaterinSwedenGrowth,nutrientuptake,co-cultivationwithrainbowtroutandepiphytecontrol[J]JApplPhyco,1993,5:271-284
[6]TroellM,RonnbackP,HallingC,etalEcologicalengineeringinaquaculture:Useofseaweedsforremovingnutrientsfromintensivemariculture[J]JApplPhyco,1999,11:89-97
[7]堤裕昭.鱼类养殖场直下堆积したへドロのィゴかィにょる净化の试み[J].NipponSuisanGakkaishi1993,59(8):l343-l347.
[8]黄国强,李德尚,等.一种新型对虾多池循环水综合养殖模式[J]海洋科学,2001,25(4):48-49
[9]申玉春,熊邦喜.虾-鱼-贝-藻养殖结构优化试验研究水生生物学报,2007,31(1):30-38
[10]王吉桥,李德尚.鲈-中国对虾-罗非鱼混养的实验研究[J]中国水产科学,2000,7(4):37-41
[11]林少华.南美白对虾与双斑东方鲀混养技术[J]科学养鱼,2003,12:33-34
[12]郑春波,王世党,于诗群.中国对虾与红鳍东方鲀混养技术初探[J].齐鲁渔业,2005,22(5):11-12
[13]郭泽雄.高位池南美白对虾与鲻鱼混养技术初探[J]科学养鱼,2004,3:32-33
[14]姜存楷.对虾塘蛏虾混养技术[J].科学养鱼,1999,7:15-15
[15]朱振乐.杂色蛤与对虾混养技术[J].水产科学,2001,20(4):28-28
[16]宋宗岩,王世党.菲律宾蛤仔与对虾混养技术[J].科学养鱼,2003,2:28-28
[17]刘宝金,刘德永,等.三疣梭子蟹与对虾混养技术[J].中国水产,2001,5:58-59
[18]穆占昆,孙均祖,等.中国对虾和三疣梭子蟹混养试验[J].水产科学,2001,20(5):16-18
[19]陈延坎.虾池混养锯缘青蟹技术[J].中国水产,2003,1:60-61
[20]梁华芳,邱国,等.利用老化虾塘进行斑节对虾与锯缘青蟹混养试验[J]海洋科学,2003,27(7):10-12,42
[21]汤瑜瑛无公害对虾与青蟹混养技术[J].中国水产,2003,7:59-60
[22]高雪娟,卜利源南美白对虾与河蟹的池塘混养试验[J]水利渔业,2004,24(5);51-51,83
[23]王吉桥,李德尚对虾池不同综合养殖系统效率和效益的比较研究水产学报,1999,23(1):45-52
[24]张鸿雁,缢蛏对对虾池浮游生物群落结构的影响[J]青岛海洋大学学报:自然科学版,1998,28(2):210-260
[25]田相利,李德尚对虾-罗非鱼-缢蛏三元混养的实验研究[J]中国动物保健,2000,2:10-11

作者:王大鹏 韦嫔媛
作者单位:广西水产研究所530021

相关文章