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论文:轮虫大规模培育技术研究进展

发表时间:2023/05/22 00:15:14  来源:科学养鱼 2020年12期  作者:尹欣茹,王长平  浏览次数:2055  
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褶皱臂尾轮虫是一种微型浮游动物,隶属轮虫动物门、单巢纲、游泳目、臂尾轮虫属,主要分布在由暖温带到热带广大地区的半咸水和海水水域中。褶皱臂尾轮虫凭借大小适口、繁殖迅速、活动缓慢和易于培养等优势,成了海水仔鱼和虾蟹幼体的开口饵料。轮虫的质量和数量已成为限制水产养殖育苗工作发展的关键因素。因此,获得高密度和高品质的褶皱臂尾轮虫可更好地助力水产养殖业快速发展。

一、轮虫的培育条件

影响褶皱臂尾轮虫培育的因素有很多,环境因子的改变会诱发轮虫两性生殖,导致轮虫种群密度增长缓慢,造成培养的“崩溃”。而人工培养轮虫的目的就是获得高生物量的轮虫,因此,培养条件要有利于维持轮虫的单性生殖,使种群“暴发式增殖”。轮虫的培育条件主要包括温度、盐度、pH、氨氮、溶氧和光照等因素。

1.温度 温度对褶皱臂尾轮虫的新陈代谢、生长、发育起决定性作用,可以显著影响轮虫的种群增长和种群密度。褶皱臂尾轮虫的生存温度范围是5~40℃,最适培育水温为28~30℃,最适繁殖温度为20~30℃。董婧等(2014)研究发现,在一定的温度范围内(20~30℃),随温度的上升,轮虫种群密度最高峰时间前移,种群的增长率也随温度的升高而增大。

2.盐度 褶皱臂尾轮虫具有广盐性,在盐度1~60 均有存在,种群增殖的最适盐度为15~25。但是褶皱臂尾轮虫对盐度的大幅度变化耐受性低,盐差越大,轮虫的适应能力越弱。轮虫对低盐环境的适应性强于高盐环境,在高盐条件下,轮虫后代的数量降低,脂肪酸的表达降低。

3.pH 褶皱臂尾轮虫对pH 的适应范围较广,适宜pH为6~9,最适pH为8~8.2。pH是反映水质的化学指标之一,pH 下降,标志着水中二氧化碳浓度增加,溶氧含量降低,会影响轮虫的正常生理活动;pH 升高,总氨中分子氨的比值就升高,易于混交雌体的出现,减慢了轮虫的增殖速度。

4.氨氮 氨氮是水产养殖中需重点关注的环境因子,特别是非离子氨(NH3),由于其是亲脂性的小分子,容易穿透脂质性的生物膜进入轮虫体内,对轮虫的抗氧化防御系统造成影响。褶皱臂尾轮虫对总氨氮(NH3+NH4+)可耐6~10 毫克/升,但是养殖环境的非离子氨建议不超过1 毫克/升。水温、pH 和含盐量的升高都会使非离子氨的比例增加,而改善水体中的溶氧含量可缓解氨氮对轮虫的毒性作用。

5.溶氧 褶皱臂尾轮虫对溶氧的适应范围较广,对低氧或无氧环境的耐受性较强,但是过低的溶氧会影响轮虫的摄食率、增殖率及饵料转化率。在轮虫的培育过程中,要保证溶氧在1.5 毫克/升以上,可根据饵料的类型和轮虫的密度适时采用通气装置,增加氧气含量,同时也可防止因饵料分布不均发生轮虫聚集现象。宋德敬等(2005)认为在高密度(5 000个/毫升)培养褶皱臂尾轮虫时,溶氧应控制在8毫克/升以上。

6.光照 光照可促进褶皱臂尾轮虫种群增殖,光照周期越长,种群密度增长得越快,增值率就越高。适宜的光照强度为4 400~10 000 勒克斯,光照一般采用“18∶6”的模式,即白天自然光照,上半夜照明,下半夜无光照。光照通过促进饵料藻光合作用,使藻不断繁殖并释放氧气,改善水质,间接地促进轮虫的生长和繁殖。

二、轮虫的培养方式

按照培养和收获的特点可将轮虫的培养方式分为一次性培养、半连续培养和连续性培养。

1.一次性培养 此方式需要先培养一定浓度的饵料微藻,再接种轮虫,补投酵母饵料,培养4~7 天再一次性采收。采收后进行清池消毒,重复作业。此方式经改进可采用一系列的培养池,每个培养池初培养体积为1/5,接种密度为200~300 个/毫升,每天投喂3~5 次面包酵母,根据轮虫的繁殖速度每天注入海水,培养后轮虫密度可达300~500个/毫升。此方法的优点是培养池面积小,水质状况好控制;缺点是经常洗池和接种,工作量过大。

2.半连续培养 此培养方式除轮虫培育池外,还需要大容量的微藻饵料培养池,定时采用虹吸法收获轮虫,把培养池中的藻液抽到轮虫培养池以补充空余部分,恢复原水位。经15~20 天的培养,因饵料残余和粪便累积使水质恶化,需重新培养。此方法的优点是可采用室外粗放培养,减少了一定的工作量;缺点是易于滋生其他生物,与轮虫产生竞争关系。

3.连续性培养 连续性培养装置为室内封闭式系统,培养条件可严格控制,培养环境稳定,还可以通过不同饵料的供应来调节轮虫的营养品质。潘丽萍等(2005)对循环水系统装置、浓缩藻类小水体培养及常规室内水泥池3种不同培养方式进行了比较,发现采用适合的饵料、利用循环水装置培养方式可使轮虫培养密度保持在6 500 个/毫升以上,并且单位培养成本最低。此方法的优点:①操作简单,工作量小;②培养条件可控,水质较为稳定;③原生动物少,有利于轮虫种群增长。闫茂仓等(2020)发明了一种高密度轮虫的培养装置,可进行轮虫培养与收集。

三、轮虫的饵料筛选

褶皱臂尾轮虫具有几乎不间歇的滤食行为,食性广泛,酵母、藻类、细菌、有机碎屑等都可作为轮虫饵料。一般来说,轮虫饵料的大小范围为25微米以下较为适宜。

1.酵母 面包酵母、啤酒酵母、油脂酵母和活性干酵母都可用为轮虫饵料,但是仅使用酵母培养的褶皱臂尾轮虫,只能满足数量上的要求,在营养上缺乏n-3系列的高度不饱和脂肪酸。而且酵母不耐盐,在海水中存活时间短,极易影响水质,不利于轮虫的生长繁殖。酵母不适合单独作为饵料投喂轮虫,但是酵母具有成本低、易获得的特点,可与微藻类、细菌类混合投喂轮虫。傅荣兵等(2016)发现海洋红酵母的营养价值优于面包酵母,并且具有耐盐性好、不易分解的特点,具有替代面包酵母发展成轮虫优质饵料的潜力。

2.藻类 目前,藻类作为轮虫饵料的研究大多集中在种类的选择、营养价值及投喂密度等方面。单胞藻的种类繁多,但并不是每种藻都有利于轮虫的生长繁殖。李树国(2001)研究发现裸藻抑制轮虫的繁殖,而小球藻和扁藻则促进轮虫繁殖。姚久祥等(2001)进一步研究发现扁藻有个体大、有运动鞭毛、不易沉底的优点,相比之下,扁藻优于小球藻。但是扁藻和小球藻混合投喂的效果要优于各自单一的投喂效果,这说明使用混合藻投喂褶皱臂尾轮虫更能满足其实际需求。房宽等(2013)研究发现褶皱臂尾轮虫幼虫对混合藻的选择性指数规律为:小球藻>小新月菱形藻>青岛扁藻,这说明褶皱臂尾轮虫对藻的摄食具有选择性。在轮虫的培养过程中,藻的投喂量也十分重要,在轮虫的培养早期要投喂低密度的藻,防止藻浓度过高、抑制溶氧浓度、阻碍轮虫生长;在轮虫的培养后期,因轮虫密度增加,需投喂高浓度的藻以确保轮虫有充足的食物供应。除了考虑微藻种类和密度外,藻的营养价值也十分重要。渡边武等(1982)研究发现淡水小球藻培育的轮虫体内高不饱和脂肪酸含量没有海水小球藻培育的轮虫含量高。

3.细菌 近些年,细菌也被应用于褶皱臂尾轮虫的培育工作中,其中最为广泛应用的是光合细菌。光合细菌不仅个体小、蛋白质含量丰富,还具有丰富的维生素B12、生物素、泛酸、类胡萝卜素等多种营养物质。此外,光合细菌通过分解利用水中的氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等物质,可起到保护和净化水质的作用。王金秋(1999)用面包酵母和光合细菌混合投喂轮虫发现添加光合细菌可显著促进轮虫种群增长。曾宪凯等(2005)认为光合细菌的添加主要起改善水质的作用,对轮虫无明显的营养价值。杨质楠等(2019)认为添加光合细菌对轮虫的促生长作用因投喂饵料的不同而存在差异。

甘松永等(2017)证实了利用酵母和芽孢杆菌作为饵料培养褶皱臂尾轮虫的可行性。肖佳华等(2020)进一步研究发现添加枯草芽孢杆菌可有利于褶皱臂尾轮虫的生长繁殖,提高轮虫的种群数量。在25℃下,添加300~500毫克/升枯草芽孢杆菌最为适宜。此外,Planas等(2004)研究发现利用酵母和乳酸菌作为饵料培养褶皱臂尾轮虫可提高轮虫的最大增长率和最大密度。

4.有机碎屑 王堉等(1980)在实验中发现水底腐渣中存在高密度的褶皱臂尾轮虫,说明了轮虫在食物缺乏时存在取食有机碎屑的现象。陈瑜等(2018)研究发现在投喂小球藻的基础上添加鸡蛋黄、鲜豆浆,可提高褶皱臂尾轮虫的密度和怀卵率,改善轮虫营养价值。艾桃山等(2014)发现在饵料中添加不同比例的发酵鸡粪和发酵菜粕均能促进轮虫增殖,其中发酵鸡粪80%、发酵菜粕20%的效果最好。但窦雅秋等(2002)在实际生产中发现用豆浆、发酵鲜鸡粪、草浆投喂轮虫的效果稳定性较差。这可能是因为有机碎屑对水质的影响以及发酵微生物在水中滋生了其他杂菌或有害菌种,影响了轮虫的生长繁殖。

四、轮虫的营养强化

轮虫的营养强化就是在喂养养殖对象之前,利用轮虫作为活载体,针对其营养缺陷,有意识地通过摄食特定的饵料进行改善,经过一定时间的强化处理使其营养价值满足幼苗的实际需求。

1.营养强化剂 目前,褶皱臂尾轮虫培育中最广泛使用的饵料是面包酵母和小球藻,但是酵母培养的轮虫存在着一定的营养缺陷,特别是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)这两种高不饱和脂肪酸严重缺乏。小球藻培养的轮虫则缺乏二十二碳六烯酸(DHA)。因此,对褶皱臂尾轮虫进行营养强化十分重要。现阶段,主要利用微藻和乳化剂对褶皱臂尾轮虫进行营养强化。

(1)微藻。赵明日等(2002)研究发现轮虫体内的高不饱和脂肪酸组成及含量与所用藻的脂肪酸组成及含量密切相关。李磊(2008)研究发现仅使用单一藻强化轮虫,轮虫体内的EPA和DHA的含量不能同时大幅提高,使用混合藻强化轮虫更能满足幼苗的实际需求,小球藻和球等鞭金藻混合强化轮虫效果较好。微藻强化轮虫,具有无污染和适口性好等优点,通过针对性地选择适宜的微藻品种合理搭配用以强化轮虫,可达到更好的效果。

(2)乳化剂。用来强化褶皱臂尾轮虫的强化剂品种繁多,一般是从鱼油、乌贼油等海洋动物中提取而来。张利民等(1997)研究发现化学型为脂肪酸型的营养强化饵料对轮虫体内DHA的强化效果最为显著。胡珅华等(2017)研究发现利用油脂强化的褶皱臂尾轮虫体内的EPA、DHA的含量都高于小球藻强化的轮虫,但是轮虫的密度和怀卵率不及小球藻强化的。尹彦强等(2009)研究发现随着油脂型强化剂剂量的增大,轮虫的成活率随之下降。这是因为油脂增加了水的黏滞性,降低了轮虫的生长繁殖能力,并且油脂氧化后会对轮虫造成危害。目前,可用微胶囊技术对油脂进行处理,防止其氧化污染水质。

(3)其他。除微藻和乳化剂外,海洋真菌也可作为褶皱臂尾轮虫的营养强化剂。宋晓金等(2007)研究发现用裂殖壶菌强化褶皱臂尾轮虫可显著提升其体内DHA含量。此外,陆建学等(2012)用南极大磷虾粉对褶皱臂尾轮虫进行强化的效果也十分明显,其EPA和DHA含量显著提高。

2.其他营养成分的添加 朱成成(2013)研究发现在轮虫饵料中添加牛磺酸,可提高轮虫摄食强度,促进种群生长。此外,牛磺酸还可以减少轮虫的应激现象。Li Hu等(2019)研究发现脱脂雨生红球藻粉(DHPM)可显著提高轮虫的类胡萝卜素和虾青素含量,丰富了轮虫的营养价值。刘东超等(1996)研究发现添加适量脂溶性维生素(维生素A、维生素D、维生素E 和维生素K)可促进褶皱臂尾轮虫繁殖,但是高浓度的脂溶性维生素随强化时间的增加对水质的影响较大,不利于轮虫增殖。邵盛男(2019)进一步研究发现添加维生素B12可提高轮虫密度和最高抱卵率,并且对水质的影响较小。维生素对仔鱼的代谢调控具有重要意义,不同鱼种对其含量要求不同,可根据幼苗的实际需求有选择性地对轮虫进行强化。

3.营养强化时间 轮虫的营养强化效果还与强化时间关系密切,赵明日等(2002)在实验中发现用微藻强化褶皱臂尾轮虫12 小时,轮虫体内的n-3 PUFA 的含量就超过了酵母轮虫,而且还随着强化时间的延长不断增加。乳化剂的强化时间一般不宜超过12 小时,否则会造成PUFA 的大量氧化。刘晓玲等(2007)研究发现用50-DE微囊强化剂强化轮虫的最适时间为12~16 小时,强化48 小时总脂含量已下降至36%。宋晓金等(2007)发现用裂殖壶菌强化褶皱臂尾轮虫,12小时后轮虫体内DHA含量达到最大值。

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