陳明康 李耕 潘玉洲 李忠紅 任傳麒 申旭東
摘 要：2019年6月至9月於營口對4個南美白對蝦工廠化養殖池水環境理化因子和微生物環境的變化特徵進行分析。研究結果表明，養殖水體中水溫、pH值、DO在實驗周期內的波動較小，COD隨著實驗的進行持續升高。水體中氮、磷營養鹽含量均在較低的濃度範圍內波動。NO2-和NO3-變化趨勢高度一致。NO3-是DIN的主要存在形式，平均占比達60.8%。水體中PO43-的含量變化範圍為0.005～0.180 mg/L。養殖水體Chl-a的變化範圍是37～185 μg/L，整體呈現先升高後下降的變化趨勢，峰值出現在8月下旬。水體中弧菌占總異養菌比例均在6%以下。
關鍵詞：南美白對蝦（Penaeus vannamei）;工廠化養殖;水環境變化
南美白對蝦，學名凡納濱對蝦（Penaeus vannamei），原產於南美洲太平洋沿岸水域，於1988年由中國科學院海洋研究所引入國內。由於其耐低鹽、耐高溫、對飼料蛋白質需求低、生長迅速等特點，特別受養殖戶青睞，是我國目前對蝦養殖規模最大的品種[1-2]。目前，其養殖模式主要有土池粗養、工廠化集約養殖、高位池養殖和大棚養殖等[3]。工廠化養殖模式是採用現代養殖技術，通過控制各項水質指標來保持養殖環境的穩定，進而達到低風險、高產出的目的。由於該模式單體水體小，易於操作，受外界氣候環境影響小，近年來得到了快速發展。然而，由於工廠化養殖是一種半封閉狀態的小的生態系統，養殖過程中會有大量的殘餌糞便等有機質產生，特別是在養殖的中後期。水泥池水體小，水環境變化快，其自我調節能力又差，所以水質調控是工廠化養殖過程中的關鍵。本研究對凡納濱對蝦工廠化養殖的各項水環境因子進行了測定與分析，旨在為人工調控工廠化養殖水環境提供技術支撐。
1 材料與方法
1.1 實驗材料
實驗地點位於中國水產科學研究院營口增殖實驗站望海基地，實驗用池為工廠化養殖車間中隨機選擇的4個養殖池，編號分別為1#、2#、3#、4#，水泥池規格為6.0 m×4.0 m×1.3 m，棚頂為透明塑料板。實驗用蝦苗為本實驗基地標粗蝦苗，規格為1.3～1.4 cm/尾，每池投放蝦苗8 000尾。蝦苗投放時間為2019年6月5日。
1.2 日常管理
養殖用水為近岸天然海水，經過沉澱過濾後使用，蝦池水深1.0 m，鹽度29‰～30‰。池底四周鋪設有微孔曝氣管，不間斷充氣。池底鋪設有排污管道，每天可通過換水吸出池底的殘餌及糞便。
前期每天換水10%，之後逐漸增加換水量，後期每天換水量為40%～50%。前期每日投喂飼料8次，後期減少為每日4次，飼料日投喂量約為體質量的3%～5%，及時觀察對蝦攝食情況，並對投喂量做出適當調整。定期投放碳源（活力碳），養殖過程中使用復合益生菌製劑（利菌多）進行水質調節。以上產品均購自廣州利洋水產科技股份有限公司。
1.3 水環境因子的測定
定期對實驗池水環境因子進行測定，測定時間為2019年6月20日、7月10日、7月30日、8月19日、9月10日、9月30日的上午10：00。測定項目主要包括溫度、pH值、化學需氧量（COD）、溶解氧（DO）、營養鹽（氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽）、葉綠素a（Chl-a）及弧菌占總異養菌比例。溫度、pH值、溶解氧現場使用YSI ProPlus手持式多參數水質分析儀進行測定，化學需氧量、營養鹽和葉綠素a使用采水器採集實驗池四角及中間5個位置的次表層水，混勻後帶回實驗室按照國家標準HJ 828-2017和GB 17378-2007規定的方法進行測定。弧菌數和總異養菌數用平板培養計數法進行計數後（弧菌採用TCBS固體培養基，總異養菌採用2216E固體培養基），計算弧菌占總異養菌比例。
1.4 數據處理
用Excel和SPSS19.0軟體對數據進行分析，將水環境因子的變化情況用折線圖表示，並對部分水環境因子採用t檢驗表示其是否有顯著性。
2 結果與分析
2.1 對蝦產量
2019年10月1日四個實驗池養殖周期結束，四個實驗池共收穫對蝦645.50 kg，平均單產為6.72 kg/m2（表1）。飼料係數為1.20。
2.2 水溫
圖1為各實驗池實驗期間的水溫變化情況。可以看出，整個實驗過程中4個養殖池水溫變化範圍為26.2～31.8 ℃，呈現先升高再降低的趨勢，在8月下旬達到峰值。2.3 pH值
4個實驗池水體的pH值變化如圖2所示，其在實驗周期內的變化範圍是7.2～8.9，前期呈上升趨勢，到7月30日達到最高，之後總體呈下降趨勢。這是由於工廠化養殖前期，在溫度、光照、營養鹽等條件適宜時，藻類大量繁殖，使pH值升高。而在養殖後期，由於投飼量和蝦的代謝量的增大，水中有機物含量升高，導致pH值下降。
2.4 化學需氧量
化學需氧量是水體中需要被氧化的還原性物質的量，是一個重要有機物含量參數，如圖3所示，實驗池水體的化學需氧量變化範圍為1.59～6.38 mg/L，4個實驗池的變化趨勢相似且無顯著差異（P >0.05），在整個實驗周期內持續升高。
2.5 溶解氧
如圖4所示，實驗池水體的溶解氧變化範圍為5.89～7.34 mg/L，4個實驗池具有相同的變化趨勢，由於是24 h不間斷充氣，養殖池水體中溶解氧含量基本穩定，養殖前期溶解氧稍高於養殖後期，可能是由於養殖後期投餌量和蝦的代謝量的增大，水中有機物含量升高，導致耗氧量升高。
2.6 營養鹽
圖5至圖8為各實驗池水體中氨氮（NH4+）、亞硝酸鹽（NO2-）、硝酸鹽（NO3-）和活性磷酸鹽（PO43-）在實驗過程中的變化情況。可以看出，NH4+、NO2-、NO3-、PO43-的含量都在較低的濃度範圍內波動。如圖5所示，NH4+的含量變化範圍是0.006～0.076 mg/L，在養殖中期，3#池NH4+的含量顯著高於1#、2#、4#池（P<0.05）。NO2-和NO3-的含量变化范围是0.002～0.432 mg/L（图6）、0.01～1.02 mg/L（圖7），在6月20日和7月10日，NO2-和NO3-的含量都极低，随着养殖的进行，NO2-和NO3-的含量呈现先升高后降低的相似趋势，并在8月19日达到峰值，NO2-和NO3-的含量最高值均出现在4#池，而且显著高于其它3个实验池（P<0.05）。由图8可以看出，PO43-的含量变化范围为0.005～0.180 mg/L，4个实验池总体呈现先升高在降低的变化趋势，峰值也出现在8月19日。4个实验池PO43-的含量均无显著差异（P>0.05）。
2.7 葉綠素a
在整個實驗過程中，4個實驗池水體的水色變化基本保持一致，養殖初期呈現黃綠色，之後顏色逐漸加深變為綠色，隨著實驗的進行，4個實驗池的水體顏色均變為深褐色，直到實驗結束。如圖9所示，養殖周期內，養殖水體Chl-a的變化範圍是37～185 μg/L，整體呈現先升高後下降的變化趨勢，峰值出現在8月19日，之後由於水溫降低，換水量加大而明顯下降。
2.8 弧菌占比
弧菌是在進海口、淺海區域內最常見的細菌之一，是一種條件致病菌，該病菌對於對蝦生長繁殖危害非常嚴重[4]，因此對蝦弧菌病的防控就尤為重要。通過細菌培養計數，得到弧菌占總異養菌的比例如圖10所示，弧菌占比變化範圍為0%～5.7%，除8月19日3#池弧菌占比達到5.7%外，其餘都低於3%，在8月19日監測後，通過大量換水，投放優肽（購於廣州利洋水產科技股份有限公司，主要成分為蛭弧菌），使弧菌占總異養菌的比例進一步降低。
3 討論
在對蝦養殖中，水環境的好壞直接關係著對蝦的生長發育，如果水環境中的某些指標超出了對蝦的耐受範圍，輕者不能正常生長發育，重則可能導致對蝦的大量死亡，造成嚴重的經濟損失。而工廠化養殖是一個半封閉的生態系統，人為的調控水環境因子就顯得尤為重要。
水溫是諸多水環境因子中最為重要的因子之一，它不僅能直接影響對蝦的代謝、生長和存活等，而且還能通過影響溶解氧等其它水環境因子以及物質與能量循環間接地影響對蝦的生長存活。王吉橋等指出，南美白對蝦的適應水溫為13～40 ℃，最適水溫為23～30 ℃[5]。本研究中，水溫在8月下旬以後下降較快，但尚在對蝦的最適水溫範圍內，而進入10月份以後營口地區水溫下降更為明顯，對蝦生長緩慢，可通過物理方法對池水進行升溫處理，但這也將增加養殖成本。
鄭振華等研究發現，凡納濱對蝦在pH值不同幅度（4.0～9.4）的周期性的刺激下，其生長受到明顯影響[6]，而南美白對蝦在pH值 7.3～8.6的弱鹼性水中生活較好[7]，本研究中，pH值的變化範圍為7.2～8.9，基本處於最佳pH值範圍內。儘管工廠化養殖水環境的pH值在短時間內可以通過換水、充氣、酸鹼中和等方式進行調節，但是難以長時間地控制其變化趨勢和幅度[8]。
有研究表明，低溶解氧會使凡納濱對蝦生長受到抑制，死亡率升高;而超飽和溶解氧則能夠促進對蝦的餌料轉化效率，保證其存活率[9]。而且不同的養殖階段，南美白對蝦對水體溶解氧的需求不同，具體是隨著對蝦個體增大，耗氧量增加而耗氧率降低[10]。但在工廠化養殖過程中，由於養殖水體是24 h不間斷充氣，使水體中的溶解氧含量一直維持在相對較高的水平，受天氣影響較小，是可以完全受人為控制的。
氨氮是對蝦養殖水環境中主要的污染物。養殖水體中的氨氮會發生硝化作用消耗水中溶解氧[11]。而且氨氮對對蝦具有很強的毒性，是蝦病的重要誘發因子。熊大林等的研究表明，急性氨氮脅迫對凡納濱對蝦腸道免疫功能相關指標影響顯著，對其腸道免疫防禦系統有明顯的損傷作用[12]。Hargreaves的研究表明[13]，生物絮團對氨氮的轉化速率要高於硝化作用速率，而生物絮團中轉化氨氮的主要成員就是異養細菌。因此，可通過向水體中補充碳源和益生菌，形成以異養菌為主的養殖系統，進而降低氨氮含量[14]。本研究中，正是定期補充碳源和益生菌，使4個實驗池水體的氨氮含量一直處於較低水平。
亞硝酸鹽同氨氮一樣是養殖水體中主要的監控污染指標，特別是夏季高溫時，養殖水體中容易積累較高濃度的亞硝酸鹽。有研究表明，在海水pH值8.15、水溫27℃、鹽度20.0‰的條件下，亞硝酸鹽對南美白對蝦的安全濃度為5.551 mg/L[15]。硝酸鹽是DIN的主要存在形式，本研究中，硝酸鹽占DIN的平均比率達60.8%。通常認為，硝酸鹽在一定濃度範圍內對水產動物無毒害，漁業水質標準等國標也未對其進行限制。但較高濃度硝酸鹽（>150 mg/L）能對南美白對蝦的生長不利，高濃度硝酸鹽（>600 mg/L）則能引起南美白對蝦死亡[16]。工廠化養殖中，硝酸鹽將隨養殖時間增加而積累，濃度逐漸增大。因此高濃度硝酸鹽對南美白對蝦的毒害作用也不容忽視，應採取有效措施進行調控。亞硝酸態氮是氨態氮和硝酸態氮之間的一種中間氧化狀態，它可以作為氨態氮的氧化和硝酸態氮的還原的一種中間過渡形態，在自然條件下，這兩種過程受微生物的作用而活化[11]，若中間任一過程不能順利進行，都有可能增加亞硝酸鹽的積累。
在南美白對蝦養殖過程中，微藻發揮著重要作用，其可通過自身進行光合作用不斷向水體中輸送養分和有機物，特別是養殖初期，微藻是對蝦重要的開口餌料;同時通過光合作用提高水體中的溶解氧含量，還能加速養殖水體中還原性有害物質的氧化過程，起到凈化水環境的作用。另外，微藻對養殖水體水色、透明度也有著重要的影響[17]。例如本研究中，養殖初期實驗池水色呈黃綠色後變為綠色，水體中可能以綠藻為主，而後期養殖水體水色變為褐色，是由於硅藻大量繁殖成為了優勢藻類。但是藻類也是一把雙刃劍，好的藻類有利於養殖的順利進行，而有害藻類則可能導致養殖的失敗，因此，在工廠化養殖中，應隨時監控養殖水體的水色變化。
異養菌是養殖水體中的分解者，對於同化無機離子、調控水質起到重要作用[18]。而大部分弧菌都被認為是水產養殖中的致病菌，當水環境惡化、對蝦免疫力降低時，容易發生弧菌感染，從而引起對蝦爛尾病、紅體病等細菌性疾病[19-20]。不同種類和數量的異養菌在養殖環境中扮演著有益菌或致病菌等不同角色[21]。當有益菌大量繁殖成為優勢菌群時，致病菌的生長繁殖就會受到抑制。本研究中，在整個實驗周期里，定期使用益生菌製劑，很好地控制了弧菌的生長繁殖，在整個養殖周期中，弧菌占總異養菌比例都在6%以下。
總之，南美白對蝦工廠化養殖的水環境，是一個非常活躍的半封閉的簡單的生態系統，其物質和能量循環渠道較少，但是通過正確及時的人為調控，控制水環境中理化因子和微生物的相對穩定，打造適合對蝦生長的水環境，可以達到低風險、高產出的目的。
參考文獻：
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Analysis of water environment variations for industrialized Penaeus vannamei culture system
CHEN MingKang，LI Geng，PAN YuZhou，LI ZhongHong，REN ChuanQi，SHEN XuDong
（Yingkou Enhancement and Experiment Station，Chinese Academy of Fishery Sciences，Yingkou 115004，China）
Abstract：The features of water environment variations were analyzed in 4 industrialized Penaeus vannamei culture ponds.The results showed that the fluctuation of temperature，pH and dissolved oxygen content in the culture water was less.Chemical oxygen demand continued to increase in the experiment.The range of nutrient content fluctuation was at low levels in the water.The trend of NO2- and NO3- was highly consistent.NO3- was the major form of DIN， which had average proportion of 60.8%.The content of PO43- ranged from 0.005 mg/L to 0.180 mg/L in the culture water.The content of Chl-a ranged from 37 μg/L to 185 μg/L，which showed a trend of increasing first and then decreasing，and the peak appeared in late August.Proportions of Vibrio in total heterotrophic bacteria were less than 6%.
Key words：Penaeus vannamei; industrialized culture system; water environment variation
（收稿日期：2020-09-18）
基金項目：中國水產科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金資助（海水蝦類規模化繁育技術創新團隊項目）。
作者簡介：陳明康（1993 -），男，碩士，助理工程師，研究方向：水產增養殖。E-mail： [email protected]。
通信作者：李耕（1968 -），男，高級工程師，研究方向：水產動物遺傳育種與繁殖。E-mail： [email protected]。
摘 要：2019年6月至9月於營口對4個南美白對蝦工廠化養殖池水環境理化因子和微生物環境的變化特徵進行分析。研究結果表明，養殖水體中水溫、pH值、DO在實驗周期內的波動較小，COD隨著實驗的進行持續升高。水體中氮、磷營養鹽含量均在較低的濃度範圍內波動。NO2-和NO3-變化趨勢高度一致。NO3-是DIN的主要存在形式，平均占比達60.8%。水體中PO43-的含量變化範圍為0.005～0.180 mg/L。養殖水體Chl-a的變化範圍是37～185 μg/L，整體呈現先升高後下降的變化趨勢，峰值出現在8月下旬。水體中弧菌占總異養菌比例均在6%以下。
關鍵詞：南美白對蝦（Penaeus vannamei）;工廠化養殖;水環境變化
南美白對蝦，學名凡納濱對蝦（Penaeus vannamei），原產於南美洲太平洋沿岸水域，於1988年由中國科學院海洋研究所引入國內。由於其耐低鹽、耐高溫、對飼料蛋白質需求低、生長迅速等特點，特別受養殖戶青睞，是我國目前對蝦養殖規模最大的品種[1-2]。目前，其養殖模式主要有土池粗養、工廠化集約養殖、高位池養殖和大棚養殖等[3]。工廠化養殖模式是採用現代養殖技術，通過控制各項水質指標來保持養殖環境的穩定，進而達到低風險、高產出的目的。由於該模式單體水體小，易於操作，受外界氣候環境影響小，近年來得到了快速發展。然而，由於工廠化養殖是一種半封閉狀態的小的生態系統，養殖過程中會有大量的殘餌糞便等有機質產生，特別是在養殖的中後期。水泥池水體小，水環境變化快，其自我調節能力又差，所以水質調控是工廠化養殖過程中的關鍵。本研究對凡納濱對蝦工廠化養殖的各項水環境因子進行了測定與分析，旨在為人工調控工廠化養殖水環境提供技術支撐。
1 材料與方法
1.1 實驗材料
實驗地點位於中國水產科學研究院營口增殖實驗站望海基地，實驗用池為工廠化養殖車間中隨機選擇的4個養殖池，編號分別為1#、2#、3#、4#，水泥池規格為6.0 m×4.0 m×1.3 m，棚頂為透明塑料板。實驗用蝦苗為本實驗基地標粗蝦苗，規格為1.3～1.4 cm/尾，每池投放蝦苗8 000尾。蝦苗投放時間為2019年6月5日。
1.2 日常管理
養殖用水為近岸天然海水，經過沉澱過濾後使用，蝦池水深1.0 m，鹽度29‰～30‰。池底四周鋪設有微孔曝氣管，不間斷充氣。池底鋪設有排污管道，每天可通過換水吸出池底的殘餌及糞便。
前期每天換水10%，之後逐漸增加換水量，後期每天換水量為40%～50%。前期每日投喂飼料8次，後期減少為每日4次，飼料日投喂量約為體質量的3%～5%，及時觀察對蝦攝食情況，並對投喂量做出適當調整。定期投放碳源（活力碳），養殖過程中使用復合益生菌製劑（利菌多）進行水質調節。以上產品均購自廣州利洋水產科技股份有限公司。
1.3 水環境因子的測定
定期對實驗池水環境因子進行測定，測定時間為2019年6月20日、7月10日、7月30日、8月19日、9月10日、9月30日的上午10：00。測定項目主要包括溫度、pH值、化學需氧量（COD）、溶解氧（DO）、營養鹽（氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽）、葉綠素a（Chl-a）及弧菌占總異養菌比例。溫度、pH值、溶解氧現場使用YSI ProPlus手持式多參數水質分析儀進行測定，化學需氧量、營養鹽和葉綠素a使用采水器採集實驗池四角及中間5個位置的次表層水，混勻後帶回實驗室按照國家標準HJ 828-2017和GB 17378-2007規定的方法進行測定。弧菌數和總異養菌數用平板培養計數法進行計數後（弧菌採用TCBS固體培養基，總異養菌採用2216E固體培養基），計算弧菌占總異養菌比例。
1.4 數據處理
用Excel和SPSS19.0軟體對數據進行分析，將水環境因子的變化情況用折線圖表示，並對部分水環境因子採用t檢驗表示其是否有顯著性。
2 結果與分析
2.1 對蝦產量
2019年10月1日四個實驗池養殖周期結束，四個實驗池共收穫對蝦645.50 kg，平均單產為6.72 kg/m2（表1）。飼料係數為1.20。
2.2 水溫
圖1為各實驗池實驗期間的水溫變化情況。可以看出，整個實驗過程中4個養殖池水溫變化範圍為26.2～31.8 ℃，呈現先升高再降低的趨勢，在8月下旬達到峰值。2.3 pH值
4個實驗池水體的pH值變化如圖2所示，其在實驗周期內的變化範圍是7.2～8.9，前期呈上升趨勢，到7月30日達到最高，之後總體呈下降趨勢。這是由於工廠化養殖前期，在溫度、光照、營養鹽等條件適宜時，藻類大量繁殖，使pH值升高。而在養殖後期，由於投飼量和蝦的代謝量的增大，水中有機物含量升高，導致pH值下降。
2.4 化學需氧量
化學需氧量是水體中需要被氧化的還原性物質的量，是一個重要有機物含量參數，如圖3所示，實驗池水體的化學需氧量變化範圍為1.59～6.38 mg/L，4個實驗池的變化趨勢相似且無顯著差異（P >0.05），在整個實驗周期內持續升高。
2.5 溶解氧
如圖4所示，實驗池水體的溶解氧變化範圍為5.89～7.34 mg/L，4個實驗池具有相同的變化趨勢，由於是24 h不間斷充氣，養殖池水體中溶解氧含量基本穩定，養殖前期溶解氧稍高於養殖後期，可能是由於養殖後期投餌量和蝦的代謝量的增大，水中有機物含量升高，導致耗氧量升高。
2.6 營養鹽
圖5至圖8為各實驗池水體中氨氮（NH4+）、亞硝酸鹽（NO2-）、硝酸鹽（NO3-）和活性磷酸鹽（PO43-）在實驗過程中的變化情況。可以看出，NH4+、NO2-、NO3-、PO43-的含量都在較低的濃度範圍內波動。如圖5所示，NH4+的含量變化範圍是0.006～0.076 mg/L，在養殖中期，3#池NH4+的含量顯著高於1#、2#、4#池（P<0.05）。NO2-和NO3-的含量变化范围是0.002～0.432 mg/L（图6）、0.01～1.02 mg/L（圖7），在6月20日和7月10日，NO2-和NO3-的含量都极低，随着养殖的进行，NO2-和NO3-的含量呈现先升高后降低的相似趋势，并在8月19日达到峰值，NO2-和NO3-的含量最高值均出现在4#池，而且显著高于其它3个实验池（P<0.05）。由图8可以看出，PO43-的含量变化范围为0.005～0.180 mg/L，4个实验池总体呈现先升高在降低的变化趋势，峰值也出现在8月19日。4个实验池PO43-的含量均无显著差异（P>0.05）。
2.7 葉綠素a
在整個實驗過程中，4個實驗池水體的水色變化基本保持一致，養殖初期呈現黃綠色，之後顏色逐漸加深變為綠色，隨著實驗的進行，4個實驗池的水體顏色均變為深褐色，直到實驗結束。如圖9所示，養殖周期內，養殖水體Chl-a的變化範圍是37～185 μg/L，整體呈現先升高後下降的變化趨勢，峰值出現在8月19日，之後由於水溫降低，換水量加大而明顯下降。
2.8 弧菌占比
弧菌是在進海口、淺海區域內最常見的細菌之一，是一種條件致病菌，該病菌對於對蝦生長繁殖危害非常嚴重[4]，因此對蝦弧菌病的防控就尤為重要。通過細菌培養計數，得到弧菌占總異養菌的比例如圖10所示，弧菌占比變化範圍為0%～5.7%，除8月19日3#池弧菌占比達到5.7%外，其餘都低於3%，在8月19日監測後，通過大量換水，投放優肽（購於廣州利洋水產科技股份有限公司，主要成分為蛭弧菌），使弧菌占總異養菌的比例進一步降低。
3 討論
在對蝦養殖中，水環境的好壞直接關係著對蝦的生長發育，如果水環境中的某些指標超出了對蝦的耐受範圍，輕者不能正常生長發育，重則可能導致對蝦的大量死亡，造成嚴重的經濟損失。而工廠化養殖是一個半封閉的生態系統，人為的調控水環境因子就顯得尤為重要。
水溫是諸多水環境因子中最為重要的因子之一，它不僅能直接影響對蝦的代謝、生長和存活等，而且還能通過影響溶解氧等其它水環境因子以及物質與能量循環間接地影響對蝦的生長存活。王吉橋等指出，南美白對蝦的適應水溫為13～40 ℃，最適水溫為23～30 ℃[5]。本研究中，水溫在8月下旬以後下降較快，但尚在對蝦的最適水溫範圍內，而進入10月份以後營口地區水溫下降更為明顯，對蝦生長緩慢，可通過物理方法對池水進行升溫處理，但這也將增加養殖成本。
鄭振華等研究發現，凡納濱對蝦在pH值不同幅度（4.0～9.4）的周期性的刺激下，其生長受到明顯影響[6]，而南美白對蝦在pH值 7.3～8.6的弱鹼性水中生活較好[7]，本研究中，pH值的變化範圍為7.2～8.9，基本處於最佳pH值範圍內。儘管工廠化養殖水環境的pH值在短時間內可以通過換水、充氣、酸鹼中和等方式進行調節，但是難以長時間地控制其變化趨勢和幅度[8]。
有研究表明，低溶解氧會使凡納濱對蝦生長受到抑制，死亡率升高;而超飽和溶解氧則能夠促進對蝦的餌料轉化效率，保證其存活率[9]。而且不同的養殖階段，南美白對蝦對水體溶解氧的需求不同，具體是隨著對蝦個體增大，耗氧量增加而耗氧率降低[10]。但在工廠化養殖過程中，由於養殖水體是24 h不間斷充氣，使水體中的溶解氧含量一直維持在相對較高的水平，受天氣影響較小，是可以完全受人為控制的。
氨氮是對蝦養殖水環境中主要的污染物。養殖水體中的氨氮會發生硝化作用消耗水中溶解氧[11]。而且氨氮對對蝦具有很強的毒性，是蝦病的重要誘發因子。熊大林等的研究表明，急性氨氮脅迫對凡納濱對蝦腸道免疫功能相關指標影響顯著，對其腸道免疫防禦系統有明顯的損傷作用[12]。Hargreaves的研究表明[13]，生物絮團對氨氮的轉化速率要高於硝化作用速率，而生物絮團中轉化氨氮的主要成員就是異養細菌。因此，可通過向水體中補充碳源和益生菌，形成以異養菌為主的養殖系統，進而降低氨氮含量[14]。本研究中，正是定期補充碳源和益生菌，使4個實驗池水體的氨氮含量一直處於較低水平。
亞硝酸鹽同氨氮一樣是養殖水體中主要的監控污染指標，特別是夏季高溫時，養殖水體中容易積累較高濃度的亞硝酸鹽。有研究表明，在海水pH值8.15、水溫27℃、鹽度20.0‰的條件下，亞硝酸鹽對南美白對蝦的安全濃度為5.551 mg/L[15]。硝酸鹽是DIN的主要存在形式，本研究中，硝酸鹽占DIN的平均比率達60.8%。通常認為，硝酸鹽在一定濃度範圍內對水產動物無毒害，漁業水質標準等國標也未對其進行限制。但較高濃度硝酸鹽（>150 mg/L）能對南美白對蝦的生長不利，高濃度硝酸鹽（>600 mg/L）則能引起南美白對蝦死亡[16]。工廠化養殖中，硝酸鹽將隨養殖時間增加而積累，濃度逐漸增大。因此高濃度硝酸鹽對南美白對蝦的毒害作用也不容忽視，應採取有效措施進行調控。亞硝酸態氮是氨態氮和硝酸態氮之間的一種中間氧化狀態，它可以作為氨態氮的氧化和硝酸態氮的還原的一種中間過渡形態，在自然條件下，這兩種過程受微生物的作用而活化[11]，若中間任一過程不能順利進行，都有可能增加亞硝酸鹽的積累。
在南美白對蝦養殖過程中，微藻發揮著重要作用，其可通過自身進行光合作用不斷向水體中輸送養分和有機物，特別是養殖初期，微藻是對蝦重要的開口餌料;同時通過光合作用提高水體中的溶解氧含量，還能加速養殖水體中還原性有害物質的氧化過程，起到凈化水環境的作用。另外，微藻對養殖水體水色、透明度也有著重要的影響[17]。例如本研究中，養殖初期實驗池水色呈黃綠色後變為綠色，水體中可能以綠藻為主，而後期養殖水體水色變為褐色，是由於硅藻大量繁殖成為了優勢藻類。但是藻類也是一把雙刃劍，好的藻類有利於養殖的順利進行，而有害藻類則可能導致養殖的失敗，因此，在工廠化養殖中，應隨時監控養殖水體的水色變化。
異養菌是養殖水體中的分解者，對於同化無機離子、調控水質起到重要作用[18]。而大部分弧菌都被認為是水產養殖中的致病菌，當水環境惡化、對蝦免疫力降低時，容易發生弧菌感染，從而引起對蝦爛尾病、紅體病等細菌性疾病[19-20]。不同種類和數量的異養菌在養殖環境中扮演著有益菌或致病菌等不同角色[21]。當有益菌大量繁殖成為優勢菌群時，致病菌的生長繁殖就會受到抑制。本研究中，在整個實驗周期里，定期使用益生菌製劑，很好地控制了弧菌的生長繁殖，在整個養殖周期中，弧菌占總異養菌比例都在6%以下。
總之，南美白對蝦工廠化養殖的水環境，是一個非常活躍的半封閉的簡單的生態系統，其物質和能量循環渠道較少，但是通過正確及時的人為調控，控制水環境中理化因子和微生物的相對穩定，打造適合對蝦生長的水環境，可以達到低風險、高產出的目的。
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Analysis of water environment variations for industrialized Penaeus vannamei culture system
CHEN MingKang，LI Geng，PAN YuZhou，LI ZhongHong，REN ChuanQi，SHEN XuDong
（Yingkou Enhancement and Experiment Station，Chinese Academy of Fishery Sciences，Yingkou 115004，China）
Abstract：The features of water environment variations were analyzed in 4 industrialized Penaeus vannamei culture ponds.The results showed that the fluctuation of temperature，pH and dissolved oxygen content in the culture water was less.Chemical oxygen demand continued to increase in the experiment.The range of nutrient content fluctuation was at low levels in the water.The trend of NO2- and NO3- was highly consistent.NO3- was the major form of DIN， which had average proportion of 60.8%.The content of PO43- ranged from 0.005 mg/L to 0.180 mg/L in the culture water.The content of Chl-a ranged from 37 μg/L to 185 μg/L，which showed a trend of increasing first and then decreasing，and the peak appeared in late August.Proportions of Vibrio in total heterotrophic bacteria were less than 6%.
Key words：Penaeus vannamei; industrialized culture system; water environment variation
（收稿日期：2020-09-18）
基金項目：中國水產科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金資助（海水蝦類規模化繁育技術創新團隊項目）。
作者簡介：陳明康（1993 -），男，碩士，助理工程師，研究方向：水產增養殖。E-mail： [email protected]。
通信作者：李耕（1968 -），男，高級工程師，研究方向：水產動物遺傳育種與繁殖。E-mail： [email protected]。
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