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本文以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为实验对象,建立了 6 套对虾工程化养殖系统,进行了了 94d 全封闭式对虾工程化养殖实验。以生态学的方法研究分析了对虾工程化养殖系统中能量及 C、N、P 元素的收支情况,揭示了系统中能量及重要元素的利用、转化效率和系统各单元的功能作用。本文研究了对虾工程化养殖适宜的光源。本研究有助于了解对虾工程化养殖系统内部的结构和功能,为对虾工程化养殖结构优化和推广应用提供了参考和依据。 本研究的主要结果如下: 1. 对虾工程化养殖系统水质变动特征 1.1 一些水质因子在对虾工程化养殖过程中有逐渐升高的趋势是其主要水质变动特征,这些水质因子通常不利于养殖生产。例如溶解性有机碳、氮,养殖初、末期相比较分别升高了 113.24%、43.80%;颗粒性有机碳、氮,养殖初、末期相比较分别升高了 133.70%、91.67%;生化耗氧量养殖初、末期相比较升高了 75.75%;硝态氮养殖末期含量为 21.984±1.523mgN/L,远高于养殖初期。这些有升高趋势的水质因子通常对于养殖生物生长是不利的,但这些不利的水质因子在养殖末期均未超过对虾耐受的安全范围。这些不利的水质因子含量在系统内部的变动规律一般为养殖池>沉淀池>生物池,证明了系统水处理单元的功能。 1.2 少数水质因子在对虾工程化养殖过程中有逐渐降低的趋势,溶解氧含量(DO)即是其中之一,本研究中 DO 平均含量为 6.59±0.11mgO2/L,满足对虾生长的需要,但在养殖中后期随着对虾生长生物量的增加应注意加强增氧。 1.3 另外一些水质因子通常波动而有一定适宜范围,其变动不应超出该范围,包括温度、盐度、pH 等等。本研究中日换水量仅为 1.10%,盐度基本稳定在 31.5左右,温度随季节波动在 21℃～29℃之间。本研究采取碳酸钙质的珊瑚砂以控制 pH,pH 稳定在 7.88 左右。总体上,本系统设计水处理单元达到了抑制水质因子的过度上升、下降等不利变动,稳定水质的目的。 游奎:对虾工程化养殖系统重要元素及能量收支 - 2 -2. 对虾工程化养殖系统 C 收支2.1 对虾工程化养殖系统中碳元素的收支方程为:饵料投入碳(100)=对虾利用碳(30.60)+系统滤除碳(36.77)+系统自净转化碳(10.91)+系统积累碳(1.02)+池壁管道消耗碳(20.70)。2.2 对虾工程化养殖方式中,对虾平均摄食了饵料投入碳的 54.39%,平均利用了饵料投入碳的 30.60%;对虾生长积累碳占饵料投入碳的 11.37%～15.45%,平均为 13.60%,该比例显著高于已报道的对虾池塘养殖方式中的碳利用比率(<5%);从碳元素收支角度上说明对虾工程化养殖方式提高了饵料利用效能 。2.3 该养殖方式中,系统中滤除有机碳(包括残饵、粪便、虾皮、集中排污)占饵料投入碳的 33.55%～39.85%,平均为 37.00%(包括对虾蜕皮);表明该对虾工程化养殖系统设计能够有效地清除废物,保证了生产的正常进行。2.4 系统自净能力转化有机碳(包括沉淀池、生物池、水体的呼吸作用)占饵料投入碳的 9.45%～13.18%,平均为 10.91%;水体中溶解性有机碳(DOC)和颗粒性有机碳(POC)养殖后期分别为 8.80mgC/L 和 2.38mgC/L;说明该系统水处理设计良好,保证了水质的清洁。对虾工程化养殖系统碳收支结果表明该养殖模式比较先进且有应用前景,是对虾养殖的发展方向之一。3. 对虾工程化养殖系统 N 收支3.1 对虾工程化养殖系统中氮元素的收支方程为:饵料投入 N(100)=对虾收获N(22.27)+系统滤除 N(47.22)+系统自净转化无机 N(15.39) +系统积累 N(3.99)+管道渗漏滞留及挥发损失 N(11.13)。3.2 对虾工程化养殖方式中,对虾平均摄食了饵料投入氮的 62.23%,平均利用了饵料投入氮的 40.55%;对虾生长积累氮占饵料投入氮的 18.62%～25.47%,平均为 22.27%,该比例显著高于已报道的对虾池塘养殖方式中的氮利用比率(约 10%),也显著高于林德曼比率(10%);从氮元素收支角度上说明对虾工程化养殖方式提高了饵料利用效能。3.3 该养殖方式中,系统中滤除氮(包括残饵、粪便、虾皮、集中排污)占饵料投入氮的 42.77%～54.23%,平均为 47.22%(包括对虾蜕皮);表明该对虾工程化养殖系统设计能够有效地清除废物,有利于生产的正常进行。游奎:对虾工程化养殖系统重要元素及能量收支 - 3 -3.4 系统水处理单元氨化作用降解有机氮占饵料投入氮的比例平均为 14.90%;系统水处理单元硝化作用转化无机氮占饵料投入氮的比例平均为 21.80%;养殖后期水体中亚硝态氮和铵态氮仅分别为 0.183mgN/L 和 0.329mgN/L,说明该系统水处理设计良好,保证了水质的清洁。对虾工程化养殖系统氮收支结果表明该养殖模式较它养殖方式具有较大的优势,有广阔的推广应用前景。3.5 本研究中,对虾单茬养殖可使硝态氮最高升高至 30.74mgN/L,对虾耐受硝态氮的安全值为 150mgN/L,照此推算对虾工程化养殖系统年整体换水 1 次年生产 3 茬完全可以满足需要,而连续生产应不超过 5 茬为宜。4. 对虾工程化养殖系统 P 收支4.1 对虾工程化养殖系统中磷元素的收支方程为:饵料投入 P(100)=对虾收获P(9.79)+系统滤除 P(54.67)+系统水体积累 P(3.40)+系统沉积 P(32.15)。4.2 对虾工程化养殖方式中,对虾平均摄食了饵料投