放养密度对温棚养殖罗氏沼虾生长、生化指标、水质及养殖效益的影响

罗氏沼虾Macrobrachium rosenbergii是世界上养殖量最高的三大虾种之一，其具有体形大、病害少、生长快、肉质鲜美等特点，已成为中国、印度、泰国、越南和孟加拉国等国家的最主要淡水虾养殖种类[1]。自1976年引入以来，在中国已进行大规模推广养殖[2-3]。2019年中国罗氏沼虾养殖总产量为139 609 t[4]，已成为中国最重要的虾类养殖品种之一。但由于罗氏沼虾不耐低温，采用传统池塘养殖方式，在长三角及北方地区每年仅可生产一茬，严重制约了罗氏沼虾养殖产业的发展。采用温棚养殖罗氏沼虾不仅可以提前放苗、延迟起捕，实现多茬养殖，还可以稳定池塘水质环境，提高养殖成功率和经济效益，目前，温棚养殖已逐渐发展成为长三角地区主要的罗氏沼虾养殖模式。

放养密度是水产养殖中最重要的环境因子之一，高放养密度虽然可最大限度地提高集约化养殖模式产量，但会使鱼类产生应激胁迫反应，对鱼类生长、行为、生理、肉质均造成负面影响[5-6]。目前，国内外关于放养密度的研究报道较多。宋志飞等[7]研究表明，当放养密度为12.12 kg/m3时，俄罗斯鲟Acipenser gueldenstaedtii幼鱼生长明显受到抑制。Fleckenstein等[8] 研究表明，虽然高放养密度能使凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei产生较高的终产量，但对虾的生长速度显著降低，饵料系数显著升高。Liu等[9]研究表明，高放养密度可显著降低生物膜养殖系统中凡纳滨对虾的生长和免疫性能。目前，关于罗氏沼虾放养密度的研究较少，刘永士等[10]进行了室内罗氏沼虾放养密度对水质和幼虾生长的影响试验，结果表明，室内养殖条件下，推荐布苗密度为150～400 ind./m3。Asaduzzaman等[11]研究了不同放养密度池塘养殖模式罗氏沼虾生长性能差异，结果表明，高密度组(3 ind./m2)罗氏沼虾最终体质量和体长均显著低于低密度组(2 ind./m2)，但总收益和净收益均显著高于低密度组。目前，温棚养殖模式下罗氏沼虾最佳放养密度研究尚未见报道，为此，本研究中在温棚养殖模式下，以罗氏沼虾为研究对象，开展了不同放养密度下罗氏沼虾池塘水质及该虾生长和血液生化指标研究，以期为罗氏沼虾高效、健康集约化生态养殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用罗氏沼虾苗种为“南太湖2号”，购自浙江南太湖淡水水产种业有限公司。将150万尾罗氏沼虾苗种放入一个具有双层温棚设施的池塘进行苗种暂养，暂养池塘面积约为2 500 m2，经50 d暂养后，罗氏沼虾个体规格为(0.61±0.05)g。

1.2 方法

1.2.1 试验设计及养殖管理试验设置3个放养密度，分别为低密度组(LSD， 37.5 ind./m2)、中密度组(MSD， 45.0 ind./m2)、高密度组(HSD， 60.0 ind./m2)，每组设3个重复，放养量及放养密度如表1所示。试验在浙江省慈溪市某罗氏沼虾养殖场进行，选取9个面积约为2 000 m2的罗氏沼虾养殖池塘进行试验，池塘水深为1.5 m，放苗规格均为(0.61±0.05)g。温棚采用塑料薄膜加钢管搭建，塑料薄膜厚度为0.5～0.8 cm，温棚高度为2.5 m。

试验前期按照罗氏沼虾体质量的12%进行投喂，随后通过观察罗氏沼虾摄食情况调整饲料投喂量，每日6:00和17:00分别投喂一次，养殖时间为60 d。

1.2.2 水质样品的采集与测定温度、pH和溶解氧用水质分析仪(美国哈希HQ40d)现场测定。在试验前期(30 d)和试验结束(60 d)时分别采集不同放养密度池塘水下0.5 m处水样，经固定后运回实验室测定总氮、总磷、氨氮、亚硝态氮和CODMn等水质指标，采用过硫酸盐氧化法(GB11894— 89)、钼酸铵分光光度法(GB11893-89)、水杨酸法(GB7481-87)、盐酸萘乙二胺分光光度法(GB13580.7-92)、高锰酸钾法(GB7481-87)分别测定总氮、总磷、氨氮、亚硝态氮、CODMn含量。

1.2.3 生长性能及经济效益的测定与计算试验结束时，从每个池塘随机选取50尾罗氏沼虾，采用电子天平测量罗氏沼虾终末体质量(精度为0.01 g)，采用游标卡尺测量其体长、头胸甲长和第二步足长(精度为0.01 cm)，并计算罗氏沼虾成活率、特定生长率和饵料系数等指标，根据收虾完成后罗氏沼虾的价格，计算其产值及利润。

1.2.4 血液生化指标的测定试验结束时，随机从每个养殖池塘中捞取罗氏沼虾5尾，迅速采集虾血液，于4 ℃下静置6～8 h，以3 000 g离心10 min，于-20 ℃下保存用于血液生化指标的测定。使用便携式全自动生化分析仪(SMT100V)检测血糖、白蛋白、总蛋白、球蛋白、总胆红素、甘油三酯、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸激酶等指标。

1.3 数据处理

试验数据均采用平均值±标准误(mean±S.E.)表示，采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，用Duncan法进行组间多重比较，显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同放养密度下罗氏沼虾池塘主要环境因子的变化

从图1可见，池塘温度随外界气温变化逐渐升高，但整个养殖过程中不同放养密度条件下池塘温度无显著性差异(P>0.05)。

从图2可见，整个养殖过程中随着养殖时间的延长，池塘pH逐渐升高，但不同放养密度间pH无显著性差异(P>0.05)。

从图3可见，池塘溶解氧含量随养殖时间延长逐渐降低，45～60 d时，溶解氧含量随放养密度的增加而逐渐降低，HSD和MSD组溶解氧含量显著低于LSD组(P<0.05)。

从表2可见：试验前期(30 d)池塘总氮、总磷和CODMn含量较低，试验末期(60 d)总氮、总磷和CODMn含量逐渐升高，同一时间下HSD组总氮、总磷和CODMn含量高于LSD和MSD组，但整个养殖过程不同放养密度组间总氮、总磷和CODMn含量无显著性差异(P>0.05)；试验前期(30 d)池塘氨氮和亚硝态氮含量较低，且不同放养密度组间氨氮和亚硝态氮含量无显著性差异(P>0.05)，试验末期(60 d)氨氮和亚硝态氮含量逐渐升高，且HSD组氨氮和亚硝态氮含量显著高于LSD和MSD组(P<0.05)。

2.2 不同放养密度下罗氏沼虾生长性能的变化

从表3可见：随着放养密度的增加，罗氏沼虾存活率逐渐降低，HSD组存活率显著低于LSD组(P<0.05)；罗氏沼虾终末体质量随放养密度的增加而逐渐降低，LSD和MSD组终末体质量均显著高于HSD组(P<0.05)；终末体长、头胸甲长和特定生长率与终末体质量的变化趋势一致， LSD和MSD组的终末体长、头胸甲长、特定生长率均显著高于HSD组(P<0.05)，而第二步足长在各组间无显著性差异(P>0.05)；HSD组饵料系数显著高于LSD和MSD组(P<0.05)。

2.3 不同放养密度下罗氏沼虾血液生化指标的变化

从表4可见：HSD组罗氏沼虾血糖和谷丙转氨酶含量均显著高于LSD和MSD组(P<0.05)，而总蛋白和球蛋白含量均显著低于LSD和MSD组(P<0.05)；各组甘油三酯、白蛋白、总胆红素、谷草转氨酶和肌酸激酶含量均无显著性差异(P>0.05)。

2.4 不同放养密度下罗氏沼虾的产量和经济效益

从表5可见：罗氏沼虾总产量随放养密度的增加而逐渐增加，MSD和HSD组的产量均显著高于LSD组(P<0.05)；LSD和MSD组的平均价格显著高于HSD组(P<0.05)；MSD组的产值最高，且显著高于LSD、HSD组(P<0.05)；MSD组的利润最高，LSD组次之，HSD组最低，且各组间存在显著性差异(P<0.05)。这表明，MSD组的产量及经济效益等各项指标均较好。

3 讨论

3.1 放养密度对罗氏沼虾池塘主要环境因子的影响

在水产养殖过程中，水质优劣受放养密度影响较大。王楠楠[12]研究发现，循环水养殖系统中高密度组点带石斑鱼Epinephelus coioides养殖池的平均溶解氧含量(5.13 mg/L)显著低于低密度组(5.79 mg/L)。本研究表明，养殖45～60 d时罗氏沼虾高密度组溶解氧含量显著降低，但整个养殖过程中溶解氧含量均达到罗氏沼虾正常生长的水平(>5.0 mg/L)。随着放养密度的逐渐增加，水体中的有毒物质如亚硝态氮、氨氮等也会逐渐升高[13]。氨氮是残饵、粪便及对虾残肢等含氮有机物分解的最终产物，亚硝酸盐是硝化过程的中间产物，二者升高会造成虾类生长抑制甚至大量死亡[14-15]。本研究表明，试验末期高密度组罗氏沼虾池塘氨氮和亚硝态氮含量显著高于低密度和中密度组，造成这种差异的原因可能与高密度组投饵总量较多，导致水体中残饵和代谢废物较多有关。而整个试验过程中总氮在各组间无显著性差异，可能与氨氮和亚硝态氮在总氮含量中的占比(氨氮8.36%～10.48%，亚硝态氮2.30%～3.97%)较低，对总氮的影响较小有关。刘永士等[10]的研究结果也表明，室内养殖罗氏沼虾主要污染物指标随放养密度的升高而逐渐升高。

3.2 放养密度对罗氏沼虾生长性能和经济效益的影响

研究表明，不同放养密度可显著影响虾类的存活率和生长指标[10]。本研究表明，罗氏沼虾高密度组存活率、体质量、体长和头胸甲长等指标均显著低于低密度组，这可能与高密度组水质(氨氮和亚硝态氮)较差有关。另外，随着放养密度升高，罗氏沼虾对食物和空间等竞争加剧，导致自残率升高，这也可能是高密度组存活率和生长指标受到影响的主要原因。杨国梁等[16]的研究也表明，放养密度过大会造成罗氏沼虾对水域资源和食物的竞争。许多研究表明，放养密度与虾类生长呈现显著的负相关关系[17]。本研究表明，罗氏沼虾体质量、体长和头胸甲长等指标在低密度组和中密度组间均无显著性差异，表明中密度(45.0 ind./m2)仍然是温棚养殖罗氏沼虾生长的适宜密度。第二步足是罗氏沼虾社群结构中的重要附属器官，在隐蔽物竞争、战斗行为、交配和繁殖等方面发挥着重要作用[18-19]。本研究表明，罗氏沼虾第二步足长在各组间无显著性差异，这与不同放养密度罗氏沼虾体质量和体长等指标随放养密度的增加逐渐降低的结果存在差异，这表明罗氏沼虾在高密度等不利环境条件下优先生长摄食器官(第二步足)以保障获得足够的食物等资源。本研究结果显示，罗氏沼虾特定生长率随放养密度增加而显著降低，刘永士等[10]也发现，罗氏沼虾幼虾的存活率和增长率随放养密度的增加而降低，这表明高放养密度罗氏沼虾身体大部分能量用于对食物和空间等竞争，用于生长的能量相对降低。此结果也较好地解释了本研究中饵料系数随放养密度的增加而逐渐增加的结果。侯明华等[20]研究发现，当放养密度超过12 kg/m3时,大西洋鲑Salmo salar特定生长率急剧减小，饵料系数逐渐加大，这与本研究结果相一致。因此，选择适宜的放养密度可获得最佳养殖效果。

与传统土池罗氏沼虾养殖模式(4 052.5～6 675.63 元/667 m2)相比[21-22]，本研究中单位养殖面积利润(9 655～11 630元/667 m2)明显升高，这可能与大棚养殖模式水质相对稳定、疾病发生率低、成活率高、上市早、单价高等因素有关。但随着放养密度增加，罗氏沼虾单位面积产量逐渐升高，但高密度组利润却显著低于中密度组，究其原因，一方面是由于高密度组投入成本较高，但由于成活率较低，相同数量苗种产量显著降低，另一方面是由于高放养密度造成罗氏沼虾规格较小，从而导致价格偏低。

3.3 放养密度对罗氏沼虾血液生化指标的影响

血液生化指标是反映水产动物生理机能及代谢状况的重要指标之一[23-24]，血糖在拥挤胁迫时可通过糖异生和糖原分解满足机体对能量的需求[25]，血清中甘油三酯是脂质代谢的最终产物，可反映机体脂肪代谢状况[26]。本研究中，不同放养密度组间罗氏沼虾血清甘油三酯含量无显著性差异，而高密度组血糖含量显著高于中密度和低密度组，可能与高密度组机体受到拥挤等胁迫时优先动用血糖以满足机体能量需要有关。血清总蛋白是反映机体营养状况的指标之一[27]。Zhang等[28]研究发现，凡纳滨对虾在持续游泳后血清总蛋白含量下降。本研究中，高密度组血清总蛋白含量显著低于中密度组和低密度组，可能与高密度条件下罗氏沼虾能量需求较高，血清总蛋白分解代谢增强有关。球蛋白是反映机体免疫状况的重要指标之一[27]，本研究中，高密度组血清球蛋白含量显著低于中密度组和低密度组，可能与拥挤胁迫时通过调节血清中球蛋白的含量降低了罗氏沼虾免疫力有关。血清转氨酶主要包括谷丙转氨酶和谷草转氨酶，是判断肝功能受损程度的重要依据，当肝细胞受损时，谷丙转氨酶进入血液，当肝细胞受到较严重损害时，谷草转氨酶也会进入血液[29-30]。阴晴朗等[31]研究发现，高密度组的吉富罗非鱼Oreochromis miloticus谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性显著高于低密度组，这表明高密度组罗非鱼受到的环境胁迫更严重。本研究中，高密度组罗氏沼虾谷丙转氨酶显著高于中密度组和低密度组，可能与高密度组受到更大的胁迫有关。

4 结论

1)高放养密度可导致池塘水质变差，引起罗氏沼虾产生应激反应，导致生长性能降低，经济效益下降。

2)建议温棚养殖罗氏沼虾最适放养密度为45.0 ind./m2。

[1] NEW M B,NAIR C M.Global scale of freshwater prawn farming[J].Aquaculture Research,2012,43(7):960-969.

[2] MIAO S Y,HU J T,WAN W L,et al.Biofloc technology with addition of different carbon sources altered the antibacterial and antioxidant response in Macrobrachium rosenbergii to acute stress[J].Aquaculture,2020,525:735280.

[3] MA H W,LV M,LIN Y,et al.Prawn(Macrobrachium rosenbergii) plant (Hydrilla verticillata) co-culture system improves water quality,prawn production and economic benefit through stocking density and feeding regime manage[J].Aquaculture Research,2020,51(6):2169-2178.

[4] 农业农村部渔业渔政管理局,全国水产技术推广总站,中国水产学会.2020中国渔业统计年鉴[M].北京:中国农业出版社,2020:34.

[5] KRISTIANSEN T S,FERNÖ A,HOLM J C,et al.Swimming behaviour as an indicator of low growth rate and impaired welfare in Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus L.) reared at three stocking densities[J].Aquaculture,2004,230(1/2/3/4):137-151.

[6] 熊梅,ONXAYVIENG K,李大鹏,等.急性拥挤胁迫对草鱼肌肉泛素-蛋白酶体系统活性的影响[J].中国水产科学,2019,26(3):427-435.

[7] 宋志飞,温海深,李吉方,等.养殖密度对流水池塘系统中俄罗斯鲟幼鱼代谢机能的影响[J].大连海洋大学学报,2017,32(4):393-398.

[8] FLECKENSTEIN L J,KRING N A,TIERNEY T W,et al.The effects of artificial substrate and stocking density on Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei) performance and water quality dynamics in high tunnel-based biofloc systems[J].Aquacultural Engineering,2020,90:102093.

[9] LIU G,ZHU S M,LIU D Z,et al.Effects of stocking density of the white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone) on immunities,antioxidant status,and resistance against Vibrio harveyi in a biofloc system[J].Fish & Shellfish Immunology,2017,67:19-26.

[10] 刘永士,臧维玲,侯文杰,等.室内罗氏沼虾幼虾养殖密度对水质与生长的影响[J].上海海洋大学学报,2010,19(2):184-189.

[11] ASADUZZAMAN M,WAHAB M A,VERDEGEM M C J,et al.Effects of stocking density of freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii and addition of different levels of tilapia Oreochromis niloticus on production in C/N controlled periphyton based system[J].Aquaculture,2009,286(1/2):72-79.

[12] 王楠楠.循环水养殖中放养密度对点带石斑鱼幼鱼生长、存活和水质的影响[J].水产学杂志,2015,28(3):44-47.

[13] HEGAZI M M,ATTIA Z I,ASHOUR O A.Oxidative stress and antioxidant enzymes in liver and white muscle of Nile tilapia juveniles in chronic ammonia exposure[J].Aquatic Toxicology,2010,99(2):118-125.

[14] 刘健,侯冬伟,曾燊正,等.凡纳滨对虾封闭式养殖池塘水体氨氮、亚硝氮、硝氮变化规律及消减措施[J].中山大学学报(自然科学版),2017,56(6):116-122.

[15] CHAND R K,SAHOO P K.Effect of nitrite on the immune response of freshwater prawn Macrobrachium malcolmsonii and its susceptibility to Aeromonas hydrophila[J].Aquaculture,2006,258(1/2/3/4):150-156.

[16] 杨国梁,罗坤,孔杰,等.罗氏沼虾不同养殖条件下的生长和存活率相关分析[J].海洋水产研究,2008,29(3):74-79.

[17] 李玉全,王仁杰,姜令绪.密度胁迫对日本囊对虾生长和水环境的影响[J].海洋科学,2013,37(10):53-57.

[18] KARPLUS I,BARKI A,GOREN M.The agonistic behaviour of the three male morphotypes of the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii (Crustacea,Palaemonidae)[J].Behaviour,1991,116(3/4):252-276.

[19] RA’ANAN Z,SAGI A.Alternative mating strategies in male morphotypes of the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii(de Man)[J].The Biological Bulletin,1985,169(3):592-601.

[20] 侯明华,韩厚伟,张黎黎,等.放养密度对大西洋鲑循环水养殖效果的影响[J].海洋湖沼通报,2020(2):113-121.

[21] 杨雁,王雪龙,朱丽艳.罗氏沼虾土池高密度养殖试验[J].渔业致富指南,2019(2):61-63.

[22] 姚振海,钱伦,王雯婷,等.罗氏沼虾多茬套养模式介绍与分析[J].水产养殖,2018,39(6):33-34.

[23] LI T Y,LI E C,SUO Y T,et al.Energy metabolism and metabolomics response of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei to sulfide toxicity[J].Aquatic Toxicology,2017,183:28-37.

[24] SHEN M,CUI Y T,WANG R J,et al.Acute response of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei to high-salinity reductions in osmosis-,metabolism-,and immune-related enzyme activities[J].Aquaculture International,2020,28(1):31-39.

[25] 张廷军,杨振才,孙儒泳.鱼类对高密度环境的适应[J].水产科技情报,1998,25(3):110-113.

[26] 赵红霞,陈晓瑛,王国霞,等.饲料中添加γ-氨基丁酸对凡纳滨对虾生长性能、血清生化指标和抗亚硝酸氮应激能力的影响[J].动物营养学报,2020,32(9):4251-4259.

[27] 左腾,黄凯,汪婷,等.养殖密度对吉富罗非鱼幼鱼生长、免疫功能的影响[J].水产科学,2019,38(5):581-588.

[28] ZHANG P D,ZHANG X M,LI J,et al.Swimming ability and physiological response to swimming fatigue in whiteleg shrimp,Litopenaeus vannamei[J].Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology,2006,145(1):26-32.

[29] 洪磊,张秀梅.环境胁迫对鱼类生理机能的影响[J].海洋科学进展,2004,22(1):114-121.

[30] 陈成勋,邢克智,孙学亮.急性拥挤胁迫对半滑舌鳎血液指标的影响[J].华北农学报,2011,26(1):229-233.

[31] 阴晴朗,郭忠宝,肖俊,等.池塘循环水槽养殖模式下吉富罗非鱼的生长及生理响应变化[J].水产学报,2020,44(7):1065-1074.