用锌镉还原-重氮偶氮比色法测定硝酸盐
非离子氨氮
的含量根据下式[6]计算:摘要：研究了室内不同养殖时间凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei的生长及养殖池氮、磷收支与水质的变化。试验设4组,养殖时间分别为20、40、60、80 d。结果表明:在各养殖时间段,养殖池的主要水质指标pH、DO、TAN、NH3-N、NO-2-N、CODMn均控制在对虾生长的安全范围内;试验虾体长(L)和体质量(W)间的关系均符合幂函数方程W=aLb(a=0.0126～0.0135,b=2.7919～2.8873);体长和养殖时间(t)的关系符合线性方程L=at+b(a=0.0673～0.0818,b=1.7310～2.1536);体质量和养殖时间的关系符合线性方程W=at+b(a=0.0187～0.0496,b=-0.3390～0.0535);成活率(S)和养殖时间的关系符合对数方程S=-11.807 ln t+100.66;不同养殖时间段,各试验池氮、磷的主要输入源均为饲料,其次为初始水层,虾苗体氮、磷输入最少,而收获虾输出的氮、磷占总氮、总磷输出的比例随养殖时间的延长呈下降趋势。
关键词：凡纳滨对虾;生长;水质;氮磷收支;养殖时间
凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei是中国主要的对虾养殖品种之一。目前,有关凡纳滨对虾在不同条件下生长状况的研究已多见报道,如在低盐度条件下养殖容量对凡纳滨对虾生长影响的研究[1];密度对室内养殖凡纳滨对虾生长影响的研究[2];对凡纳滨对虾不同放养季节、不同虾苗品系和分段养殖的氮磷收支及养殖效果差异的研究[3]。但对于在不同养殖时间,对虾生长、存活等的研究鲜见报道。本试验中,作者采用封闭式淡水养殖模式,按设计养殖时间依次结束凡纳滨对虾养殖试验,测定其存活数与收获虾的各项生长指标,分析养殖池氮磷收支、水质及凡纳滨对虾成活率随养殖时间的变化规律,旨在为凡纳滨对虾的健康养殖及养殖水环境的调控提供科学依据。
1.1 材料
试验虾购自厦门淡化苗,经15 d驯化暂养后放入各养殖试验池。幼虾初始体长、体质量分别为(1.90±0.30)cm、(82.9±8.9)mg。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 试验共设置4组,每组设3个平行,布苗密度均为300尾/m3。第1～4试验组的养殖时间分别为20、40、60、80 d,按此依次终止养殖试验,测定收获虾的体长、体质量,并计算虾的存活率。
1.2.2 试验池和养殖用水 体质量试验在上海郊区某育苗场卤虫孵化池进行,池上部为长方体(1.64 m×1.62 m×0.73 m),下部为圆锥体(高为0.4 m),养殖有效水体为2 m3,池中心设有排污管,开启阀门可排污,池中挂有人工净水网,并放有2个充气石,连续曝气。试验用水为当地河水经漂白粉精消毒、暗房沉淀和充分曝气等预处理。
1.2.3 试验管理 试验池采用低水位布苗(50 cm)。试验期间,按4次/d投喂人工颗粒饲料,定时观察虾的活力、摄食、残饵以及水质情况等,适时调整投饵量,第1组每5 d、其余组每10 d随机从每组取10尾虾进行体长和体质量的测定,同时取水样测定氨氮等水质指标,根据水质检测结果适时排污和调节pH(用NaOH)。试验期间不换水、不用药,仅添加因蒸发和排污损失的水量。
1.2.4 水质指标的测定[4-5]用修正碘量法测定溶解氧(DO),用碱性高锰酸钾法测定化学耗氧量(CODMn),用pHB-4型pH计测定pH值,用萘氏试剂法测定总氨氮(TAN),用重氮-偶氮比色法测定亚硝酸盐用锌镉还原-重氮偶氮比色法测定硝酸盐非离子氨氮的含量根据下式[6]计算:
其中:
为非离子氨氮
占总氨氮(TAN)的百分比;pKa′为
水解反应表观平衡常数的负对数;
(氢离子活度系数的负对数)。
1.3 数据处理
采用SPSS 13.0软件进行数据处理和回归分析。
2.1 养虾池水化学指标随养殖时间的变化
从表1可见:试验期间因人工控温,各组的水温比较稳定(26.0～26.5℃),均处于凡纳滨对虾适宜生长的温度范围内[6]。试验期间因不换水,虾的代谢产物与残饵等均积累于池中,导致pH、DO随养殖时间下降,从第30天起,各组水中pH＜8.0,DO＜8.0 mg/L;第50天后,pH＜7.7,DO＜7.0 mg/L。这一现象与已往的报道相同[2,7-9,]。试验期间,因适时泼洒NaOH溶液使各组pH变化较小(7.46～8.51),均处于对虾生长的适宜pH范围(7.5～8.5)[6]。各试验组DO含量丰富,即使第4组养殖80 d,DO仍为5.6 mg/L,可满足虾的正常呼吸[10]。因此,室内封闭式养虾应从第50天左右开始监测水质,及时泼洒NaOH溶液调节pH,并加强溶氧管理。在不同养殖时间,
浓度均呈现波浪式升降变化,但因悬挂的净水网片具有良好的去
等作用[7],使这两个指标变化幅度均较小,两指标均保持在凡纳滨对虾安全生长范围内[11-12]。虾池中磷酸盐主要来源为虾粪便、代谢物与残饵等,经80 d养殖,第4组池水的磷酸盐含量较初始时约增加4.8倍;经过20 d养殖,各组池水的 CODMn含量增加0.79～1.02倍,后期因悬挂的净水网片可有效地吸附水中残饵、悬浮物等而略有下降。
表1 养殖期间各组水化学指标的变化情况(
±s)
Tab.1 The water quality indexes in the experiment groups during culture mg/L
养殖时间/d culture time组别group水温/℃temperature pH 溶解氧DO总氨氮TAN非离子氨氮NH3-N亚硝酸盐NO-2-N硝酸盐NO-3-N磷酸盐PO3-4-P化学耗氧量CODMn1 27.2 8.47 8.34 0.199 0.033 0.132 1.347 0.098 6.73 0 2 27.1 8.51 8.39 0.176 0.031 0.101 1.586 0.124 7.06 3 27.0 8.50 8.44 0.110 0.019 0.096 1.536 0.101 7.52 4 27.0 8.44 8.27 0.137 0.021 0.048 1.543 0.122 7.32 1 24.9 8.23 8.62 0.258 0.022 0.133 1.975 0.098 13.63 20 2 24.7 8.35 8.60 0.125 0.014 0.034 2.324 0.125 12.66 3 25.1 8.39 8.58 0.166 0.020 0.012 1.812 0.052 14.01 4 25.2 8.29 8.45 0.248 0.025 0.028 2.101 0.146 14.22 2 26.0 7.74 7.72 0.171 0.006 0.027 4.237 0.215 12.59 30 3 25.2 7.84 7.96 0.183 0.007 0.031 4.131 0.192 13.47 4 24.9 7.89 7.87 0.153 0.006 0.021 4.058 0.223 13.78 2 26.3 7.76 7.44 0.195 0.007 0.026 6.393 0.278 12.09 40 3 25.6 7.67 7.23 0.222 0.006 0.050 5.980 0.261 12.57 4 25.5 7.80 7.62 0.197 0.007 0.029 7.644 0.278 12.97 50 3 27.0 7.70 6.04 0.311 0.010 0.104 10.260 0.356 9.37 4 28.0 7.75 5.98 0.294 0.011 0.112 15.685 0.401 10.82 60 3 25.7 7.58 6.81 0.301 0.007 0.121 9.328 0.442 12.50 4 27.7 7.67 5.87 0.271 0.008 0.092 16.958 0.462 13.47 80 4 27.1 7.46 5.60 0.352 0.007 0.100 22.432 0.702 13.78 1 26.1± 1.2 8.36± 0.12 8.39± 0.21 0.220± 0.033 0.126± 0.006 0.121± 0.020 1.654± 0.314 0.105± 0.013 10.18± 3.45平均值average 2 26.1± 0.9 8.15± 0.37 8.13± 0.52 0.170± 0.027 0.079± 0.035 0.051± 0.033 3.324± 1.989 0.177± 0.068 10.99± 2.36 3 26.0± 0.8 8.02± 0.41 7.64± 0.97 0.203± 0.079 0.059± 0.026 0.065± 0.042 5.080± 3.568 0.220± 0.142 11.21± 2.52 4 26.5± 1.1 7.92± 0.36 7.04± 1.22 0.241± 0.089 0.064± 0.031 0.059± 0.039 10.296± 8.536 0.347± 0.217 12.10± 2.33
2.2 虾体长与体质量及两者与养殖时间的关系
图1为不同养殖时间试验虾体长与体质量的关系曲线及其回归方程。经显著性检验,各方程均在α=0.01水平上显著。试验虾体质量和体长的幂函数相关方程与文献 [13-16]中报道的基本一致。从图1可见,各组虾体质量与体长的相互关系曲线几乎重叠,表明在不同养殖时间段,试验虾体质量与体长的生长特点及两者的关系极为相似,这一特点为利用不同养殖时间段凡纳滨对虾成活率与相应养殖时间建立两者的相关方程提供了可靠依据。
图1 各组凡纳滨对虾体质量与体长的关系曲线
Fig.1 The relationship between body weight and body length in Litopenaeus vannamei in different test groups
图2为不同养殖时间试验虾体长与养殖时间的关系曲线及其回归方程。经显著性检验,各方程均在α=0.01水平上显著。试验虾体长和养殖时间呈线性关系,近似匀速生长。通常对虾体长与养殖时间的关系符合二次曲线[13-15],然而文献 [13-15]中也指出,凡纳滨对虾养殖前期体长和养殖时间呈线性相关,这与本试验结果一致。
图2 各组凡纳滨对虾体长与养殖时间的关系曲线
Fig.2 The relationship between body length and culture time in Litopenaeus vannamei in different test groups
将养殖试验结束时各池收获虾的体质量与相应养殖时间进行回归分析,发现两者亦呈线性关系,回归方程列于表2。由此可见,不同养殖时间虾体质量、体长生长速率基本相似,可近似为匀速生长,斜率即为体质量或体长生长速率。查广才等[13]提出的凡纳滨对虾体质量生长曲线显示,养殖前40 d生长曲线近似为直线,之后随养殖时间的延长,体质量增加趋向非线性变化,养殖时间最长(80 d)的试验组,体质量生长曲线仍具良好的线性关系。此结果可能与其养殖条件有关,本试验在室内进行,不受外界天气、天然饵料等影响,养殖环境较稳定。
表2 各组凡纳滨对虾体质量与养殖时间关系的回归方程
Tab.2 The regression equation between body weight and culture time for Litopenaeus vannamei in the test groups
组别group回归方程regression equation相关系数R2 P值P vaule 1 W=0.0187t+0.0535 0.9576 ＜0.01 2 W=0.0311t+0.0944 0.8525 ＜0.05 3 W=0.0377t+0.1985 0.9347 ＜0.01 4 W=0.0496t+0.3390 0.9657 ＜0.01
2.3 成活率与养殖时间的关系
在不同养殖时间段,试验虾体质量和体长的生长特点及两者的关系极为相似,显著性检验结果表明,同一养殖时间,各组虾体长、体质量以及养殖池主要水质指标间均无显著性差异(P＞0.05),这说明各试验组养殖水环境以及对虾生长情况相似,可推测各组对应养殖时间成活率相近,故可将各组收获虾成活率与相应养殖时间作散点图(图3),经回归分析发现,成活率(S)与养殖时间(t)存在良好的相关性,回归成对数方程为
图3 凡纳滨对虾成活率随养殖时间的变化
Fig.3 The changes in survival rate with culture time in Litopenaeus vannamei
养殖第20天时虾的成活率下降了32.5%(P＜0.05),至第40天时成活率又继续下降了10.3%(P＜0.05),此后至第60天、第80天时,成活率分别较前20 d下降了5.2%、4.2%,但均无显著性差异(P＞0.05)。可见,虾的成活率在前20 d下降幅度最大(32.5%),尤其在前10 d下降更为明显,约26.5%,占前20 d总死亡率的81.5%。由此可知,养殖对虾的死亡率主要发生在前20 d,这与幼虾此时较稚嫩,从暂养池移入养殖池,环境改变及移苗过程损伤等有关,因此,生产中应力求养殖与暂养水环境相近,移苗操作应细心谨慎。养殖20 d后对虾成活率变化趋于平缓,养殖60 d后成活率变化甚微,说明养殖60 d后对虾适应水环境的能力与体质均较强,进入平稳生长时期。经试验获得的对虾成活率与养殖时间的相关方程可作为估算养殖过程中投饵量、溶氧管理、溶氧收支平衡状况的依据。
2.4 试验池的氮、磷收支
2.4.1 各试验池的氮、磷输入 虾池中的氮、磷输入途径主要有饲料、初始水层和虾苗。从表3可见,饲料为氮、磷的主要输入源,随养殖时间的延长,各组水池中饲料氮(磷)输入占氮(磷)总输入的比例逐渐上升,为 64.3% ～93.0%(78.2%～96.7%);而初始水层与虾苗贡献的氮(磷)较低,且随养殖时间的延长而降低。据文献[3,17-21]报道,在封闭式或开放式换水的条件下养殖对虾,无论室内室外,在不施肥料的前提下,通常认为饲料的氮(磷)输入占总氮(磷)输入的比例均在90%左右,本试验后期(60～80 d)所得结果与此相似。
2.4.2 各试验池的氮、磷输出 虾池氮、磷输出途径主要有收获虾、终末水层、排污水及其他因素(渗漏+蒸发+网片转化和吸附等)。其中 “其他”为输入与输出总氮(总磷)之差。从表3可见,各组虾池不同途径输出氮量的大小顺序均为终末水层＞收获虾＞其他＞排污水。终末水层氮为氮的主要输出形式,与文献[17,19,21]报道的相符。随养殖时间的延长,终末水层输出氮占氮总输出的比例呈上升趋势,第 1～4组分别为 57.2%、51.5%、66.9%、70.8%;收获虾体氮占氮总输出的比例呈下降趋势,第1～4组分别为34.1%、35.4%、24.4%、24.8%,此结果与试验中后期为满足对虾快速生长需要,过度加大投饵量有关。凡纳滨对虾在养殖40～60 d时,蜕壳和体长生长加快[13],应加强对虾的营养供给,但应注意合理控制投饵量,以利于提高饲料利用率和保护水质。
不同养殖时期,终末水层输出的磷占磷总输出的41.5%～61.1%,为试验池磷的主要输出形式。各组收获虾体输出的磷占磷总输出的比例随养殖时间的延长逐渐下降,第1～4组分别为21.8%、17.6%、10.8%、10.8%。据文献[3,18-19]报道,收获虾体磷占磷总输出的7.4%～19.3%,本试验结果与其相符。
表3 养殖试验组的氮、磷收支简况
Tab.3 Nitrogen and phosphorus budgets in each test ponds
收支类别sort of budget组别group输入input/%饲料feed初始水层initial water虾苗shrimp juvenile输出output/%收获虾shrimp at harvesting终末水层final water排污水effluent其他others 1 64.3 26.4 9.3 34.1 57.2 8.7氮收支 2 85.8 10.5 3.7 35.4 51.5 3.3 9.8 nitrogen budget 3 91.1 7.3 1.7 24.4 66.9 1.1 7.6 4 93.0 6.0 1.0 24.8 70.8 1.5 2.9 1 78.2 15.6 6.2 21.8 61.1 17.1磷收支 2 92.4 5.5 2.1 17.6 41.5 12.0 28.9 phosphorus budget 3 95.7 3.4 0.9 10.8 42.0 12.7 34.5 4 96.7 2.8 0.5 10.8 46.4 18.8 24.0
1)不同养殖时间下,对虾的体长与体质量的生长状况以及两者与养殖时间的相关性均具相同特点:各组对虾体长和体质量的关系均符合幂函数方程W=aLb;体长和体质量与养殖时间的关系均符合线性方程L=at+b。
2)成活率与养殖时间的关系符合对数方程S= -11.807ln t+100.66(R2=0.9962)。该方程可作为养殖过程中估算饲料投喂量、溶氧管理等的依据。成活率在养殖的前20 d下降幅度最大,养殖20 d后成活率变化趋于平缓,养殖60 d后成活率变化甚微。
3)不同养殖时间下,饲料氮、磷均为凡纳滨对虾养殖池中氮、磷的主要输入形式,随养殖时间的延长,在氮总输入中所占的比例逐渐增加;终末水层氮、磷为养殖池中氮、磷的主要输出形式,随养殖时间的延长,在氮总输出中所占的比例逐渐增加;养殖40～60 d时,为凡纳滨对虾的快速生长期,应增加营养投入,但要注意合理控制投喂量。
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Changes in growth of Pacific white leg shrimp Litopenaeus vannamei, and nitrogen and phosphorus budgets with culture time
Abstract：The growth was studied in Pacific white leg shrimp Litopenaeus vannamei reared in an indoor tanks for 20,40,60,and 80 days and water quality and nitrogen and phosphorus budgets were monitored in the culture tanks at different culture time.The results showed that the main water quality indexes including pH,DO,TAN, NH3-N,NO-2-N,and CODMnwere effectively controlled within safe range at different culture period.The regression equations of body weight(W)-length(L)relationship of the shrimp was expressed as W=aLb(a:0.0126 to 0.0135,b:2.7919 to 2.8873),and the linear correlation between body length and culture time was described as L=at+b(a:0.0673 to 0.0818,b:1.7310 to 2.1536),with the linear relationship between body weight and culture time of W=at+b(a:0.0187 to 0.0496,b:-0.3390 to 0.0535).The relationship between survival and culture time was expressed as a logarithmic equation of S=-11.807 ln t+100.66.The diets were found to be the main factor affecting the nitrogen and phosphorus inputs,followed by initial water quality and the shrimp size in each pond at different culture time.The output nitrogen and phosphorus derived from the shrimp were found to be dropped over the culture procedure.
Key words：Litopenaeus vannamei;growth;water quality;nitrogen and phosphorus budget;culture time
中图分类号：S968.22
文献标志码：A
收稿日期：2012-06-19
基金项目：上海市科委创新行动计划重点攻关项目(073919102);国家标准化管理委员会下达项目(SFQ6-272)
文章编号：2095-1388(2013)02-0143-05