不同施肥模式下的稻-克氏原螯虾田块水体菌群初探

为研究不同施肥模式对稻田养殖克氏原螯虾(Procambarus clarkii)田块水体细菌的影响,通过采用Illumina高通量测序技术针对施用化肥(CF)、有机肥(OF)和有机肥加腐熟鸡粪(OM)等3种施肥模式的水体细菌进行检测。高通量测序结果显示在3种不同施肥模式下的稻田中主要细菌门类均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。主要优势菌属为Sporichthyaceae hgcl_clade、Limnohabitans、Polynucleobacter、Alpinimonas、Comamonadacea和Hydrogenophaga。在3种模式中,施用有机肥的田块细菌丰度显著高于施用化肥和有机肥加腐熟鸡粪的田块,细菌物种多样性显著高于施用有机肥加腐熟鸡粪田块,与施用化肥田块差异不显著。结果表明在施用有机肥模式下,水体微生物具有更好的多样性,生态系统更加稳定。有机肥与腐熟鸡粪配施虽然会降低水体细菌的物种多样性,但是腐熟鸡粪与有机肥配施会大大降低蓝藻细菌的丰度。聚类分析结果显示有机肥组与有机肥加腐熟鸡粪组水体细菌群落相似度更高。对稻田水体细菌与水体理化因子关联分析发现,对水体细菌影响最主要的环境因子是溶氧、总氮、pH和总磷。研究结果为不同施肥处理对稻田水体生态环境的影响以及为稻田综合种养施肥模式优化提供理论依据。     

稻虾共作对土壤有机碳的影响及其与土壤性状的关系

通过田间定位试验,以水稻单作为对照,研究稻虾共作模式对土壤有机碳的影响,采用Pearson(皮尔逊)相关性分析法,探讨稻虾田中土壤有机碳与土壤肥力、土壤酶活力的关系。结果表明:稻虾共作显著(P<0.05)增加了土壤有机质含量,但低C/N饲料投喂组的土壤有机碳含量显著(P<0.05)下降。稻虾共作条件下,土壤全磷、脲酶与有机碳呈显著(P<0.05)正相关,土壤有机质、纤维素酶与有机碳分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)负相关。土壤铵氮与有机质呈显著(P<0.05)负相关,土壤纤维素酶与有机质呈显著(P<0.05)正相关。     

稻蟹共作与蟹单作模式下中华绒螯蟹肠道及养殖环境细菌群落组成比较

为分析稻蟹共作和蟹单作模式下中华绒螯蟹肠道及养殖环境细菌群落组成的差异,利用Miseq平台对微生物16S rRNA基因V4区高通量测序,比较分析两种模式下的细菌群落变化。结果显示:两种模式下具有显著差异(P0.05)菌门,肠道中为酸杆菌门(Acidobacteria)和互养菌门(Synergistetes);水体中为拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和Armatimonadetes菌门;底泥中为浮霉菌门(Planctomycetes)。两种模式下具有显著差异(P0.05)菌属,肠道中有14个,水体中有18个,底泥中有13个。稻蟹共作与蟹单作肠道、水体、底泥的Chao、ACE丰富度指数,以及Shannon和Simpson多样性指数差异不显著。通过对两种模式下水体、土壤及肠道中具有显著差异(P0.05)的分支杆菌属(Mycobacterium)、红杆菌属(Rhodobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、硝化螺旋菌属(Nitrospira),蓝藻细菌门(Cyanobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、柔膜菌门(Tenericutes)和厚壁菌门(Firmicutes)比较分析后发现:一些厌氧、高亚硝酸盐环境下的常见优势菌属在蟹单作水体、土壤中的丰度显著高于稻蟹共作,稻蟹共作条件下养殖河蟹的肠道微生物构成上更接近野生河蟹,其肠道细菌群落特点也反映出共作养殖环境优于单作模式,且有利于河蟹生长。     

不同稻田综合种养模式的成本效益分析

为获知和分析稻田综合种养模式在中国的发展现况及存在问题,根据2013年中国4个省份两种主要稻田种养模式的调查数据,采用Kruskal—Wallis非参数检验等方法分析了不同稻田种养模式在生产投入、经济效益上的差异以及在化肥、农药减量等方面的效应。结果显示,稻田综合种养具有较好的经济和生态效益,稻蟹、稻鱼两种种养模式的平均利润为水稻单作的2.43~3.92倍,化肥成本减少2.8%~49.2%,农药成本减少3.2%~83.6%,但技术成熟度及产业化程度的差异使种养户在最终经济收益及生态效益上的极差较大。研究表明,中国稻田综合种养规模化程度不够、成本投入偏高、综合种养生态、社会效益提升有限是目前面临的主要问题,因此加大政府的扶持力度,加强种养关键技术的研究,因地制宜将规模化的现代农业与传统稻田种养相结合是解决这些问题的关键。     

不同饵料对克氏原螯虾仔虾养殖水质、生长、消化酶和非特异性免疫酶的影响

本实验采用生物絮团、饲料和冰冻萼花臂尾轮虫 (Brachionus calyciflorus) 三种饵料,对由同一亲本孵化的克氏原螯虾仔虾进行42 d 的养殖实验。比较各实验组的水体指标,以及实验结束后各组仔虾的生长性能、消化酶和非特异性免疫酶活性。结果显示：(1)在整个养殖期间,絮团组的总磷、氨氮、亚硝态氮和硝态氮浓度最低,与其他两组差异显著(P < 0.05);(2)3 个实验组仔虾的终末体质量、增重率和特定生长率都无显著差异(P > 0.05),絮团组的成活率显著高于饲料组(P < 0.05),与轮虫组差异不显著(P > 0.05)。(3)饲料组的α-淀粉酶和脂肪酶活性最高,絮团组最低。絮团组的胰蛋白酶和胃蛋白酶活性都显著高于饲料组(P < 0.05)。轮虫组的α-淀粉酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶活性与其他两组差异不显著(P > 0.05)。(4)絮团组的总抗氧化能力(T-AOC) 和过氧化氢酶(CAT) 活性最高,丙二醛(MDA) 含量最少,与饲料组和轮虫组有显著差异(P < 0.05)。综上,这三种饵料中生物絮团的养殖效果最好,对仔虾的存活、生长、消化酶和免疫抗氧化能力都有积极的作用。     

不同条件对克氏原螯虾幼虾摄食生物絮凝的影响

生物絮凝技术可以通过在养殖水体中调节碳氮比而维持良好水质,促进养殖品种健康生长,产生的生物蛋白可实现蛋白的多级利用,节约经济成本。实验从摄食环境(曝气、无曝气、水草)、摄食时间以及生物絮凝质量浓度等角度,探讨了克氏原螯虾(Procambarus clarkii)幼虾摄食絮凝的适宜条件。结果显示,絮凝质量浓度为500~600 mg·L~(–1)可满足幼虾的摄食需求,并在摄食4 h之后幼虾肠道达饱和状态。相同摄食时间,絮凝曝气组幼虾摄食量最大,显著高于水草组(P0.05),但与无曝气组差异不显著(P0.05),比较幼虾肠道的充塞度,可见曝气组在摄食4 h后肠道食糜较多,肠道更为饱满,优于其他各组。综合生物絮凝培养条件、水化指标以及幼虾的摄食情况,认为生物絮凝技术应用到克氏原螯虾的养殖具有可行性。     

秸秆还田配施氮肥对冬春季稻虾田水质、土壤养分及酶活性的影响

为探究稻虾种养模式冬春季节合理的秸秆还田方式,本研究以秸秆还田配施氮肥调节C/N为切入点,在2017年12月—2018年5月通过田间试验,设秸秆不还田不施氮肥(对照, CK)、秸秆还田C/N为35(S)、秸秆还田配施氮肥C/N为25(SN1)、秸秆还田配施氮肥C/N为15(SN2)以及单施氮肥处理(N1)。探讨秸秆还田不同C/N对冬春季稻虾田养殖水体、土壤养分及酶活性的影响。结果表明:1)CK处理后期的水体总磷含量最低,各处理水体总氮含量在还田前期变化幅度不大;不同处理水体铵态氮含量低于克氏原螯虾安全耐受限度。2)秸秆还田后,SN2处理显著增加了土壤有机质含量,同时土壤硝态氮含量较还田前增加240%;秸秆还田降低了土壤容重,SN2处理组容重最低。3)N1和SN2处理提高了土壤多酚氧化酶活性,其中SN2处理组酶活性最高。在3种秸秆还田处理中, SN2处理土壤脲酶活性高于其他处理, N1处理前期表现出较高酶活性,后期开始降低。综上,秸秆还田配施氮肥调节C/N为15在稻虾田土壤养分含量、酶活性等方面优于其他处理。     

干露和再入水对克氏原螯虾抗氧化应激能力的影响

为研究虾苗运输中干露胁迫对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)的影响,实验在(20±1)℃和相对湿度(relative humidity, RH)(50±5)%的条件下,对不同干露时间(6 h、12 h、18 h和24 h)和再入水时长(1 h、6 h和12 h)幼虾的抗氧化应激能力和成活率进行了研究。结果显示,幼虾的干露时间不宜超过18 h,第24小时死亡率达到53.3%,入水阶段无幼虾死亡。干露阶段,总抗氧化能力(T-AOC)无显著变化(P0.05);超氧化物歧化酶(SOD)活力显著降低;过氧化氢酶(CAT)活力随时间逐渐升高;丙二醛(MDA)质量摩尔浓度在干露第24小时后达到峰值(P0.05);血糖和肌肉乳酸浓度随干露时间显著升高(P0.05)。再入水时,SOD和CAT呈波动性变化,无明显规律;入水12 h后MDA均恢复到对照组水平;T-AOC一直维持较高水平。6 h和12 h组入水1 h后乳酸即恢复到对照组水平,各处理组的血糖始终高于对照组(P0.05)。研究表明,CAT和SOD对干露胁迫的反应更为敏感,可作为克氏原螯虾干露阶段的免疫指标。MDA、血糖和肌肉乳酸浓度可以反映幼虾再入水时的健康状况。     

饲料中添加不同水草粉对克氏原螯虾生长、消化酶、抗氧化酶活性及色泽的影响

【目的】为研究饲料中添加不同水草粉对克氏原螯虾生长、消化酶、抗氧化酶活性及色泽的影响,【方法】本研究 通过在饲料中分别添加15%的伊乐藻、轮叶黑藻、苦草、金鱼藻和喜旱莲子草5种水草粉(分别标记为Diet 2~6组),对照组饲料无水草粉添加（标记为Diet 1组）,对克氏原螯虾幼虾进行为期60 d的养殖实验。【结果】结果显示：水草组(Diet 2~6组)成活率(SR)与Diet 1组无显著差异,Diet 3~5组增重率(WGR)及特定生长率(SGR)均与Diet 1组无显著差异,而Diet 3组肝胰腺指数(HSI)显著高于Diet 1组。在肝胰腺中,Diet 2~6组脂肪酶(LPS)活性显著高于Diet 1组,且Diet 5组LPS和α-淀粉酶(α-AL)活性最高,而胃蛋白酶活性为Diet 2组最高,Diet 2~3及5组纤维素酶(CL)活性显著高于Diet 1组;在肠道中,Diet 2~6组4种消化酶活性均低于Diet 1组。Diet 3~6组头胸甲和肌肉总类胡萝卜素、头胸甲虾青素含量及卵巢中总类胡萝卜素、虾青素、叶黄素和β-胡萝卜素含量均显著高于Diet 1组。Diet 2~6组头胸甲及卵巢的红度(a*值)和黄度(b*值)均显著高于Diet 1组,而亮度(L*值)却低于Diet 1组。在肝胰腺中,Diet 2~6组总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性均显著高于Diet 1组且在Diet 5组最高,Diet 4组总抗氧化能力(T-AOC)活性最高,Diet 2组丙二醛(MDA)含量最高;血清中,Diet 6组T-AOC活性最高,但各组间T-SOD活性和MDA含量无显著差异。【结论】综上,添加15%轮叶黑藻、苦草和金鱼藻水草粉到饲料中,对克氏原螯虾生长无负面影响,有利于体内类胡萝卜素、虾青素的积累,改善克氏原螯虾头胸甲和卵巢色泽的同时提升抗氧化能力。     

用稳定性同位素技术分析稻—虾系统中不同“碳/氮”投喂方式对克氏原螯虾食性的影响

为改善克氏原螯虾在稻—虾共作模式下对稻田中丰富自然资源的利用效率,本研究通过在饲料中添加碳源(麸皮、葡萄糖)调节饲料"碳/氮"(C/N)分别为8,12,16三个组别进行投喂,利用稳定性同位素技术分析各组克氏原螯虾的食性。结果显示,(1)不同C/N投喂组中不同规格成虾肌肉中的δ13C和δ15N值均较本底显著降低,成虾肌肉的δ13C值随投喂饲料C/N的增加而下降,B组不同规格成虾肌肉的δ15N值均较其他两组高。同一C/N投喂处理组中,1级小规格成虾肌肉的δ13C和δ15N值均为最高。(2)通过食性分析,组A中不同规格的克氏原螯虾的第一食物来源均为饲料,占比38.03%～44.17%,组B中饲料仍为不同规格克氏原螯虾的第一食物来源,但是占比下降为22.13%～25.35%,组C中1级小规格成虾中有机碎屑为第一食物来源,占19.93%,2级中规格成虾及3级大规格成虾的第一食物来源饲料进一步下降为18.85%和19.40%,组B及组C中浮游动物、藻类、喜旱莲子草等天然饵料食物来源占比均较组A显著增加。研究表明,通过优化C/N的投喂模式,可以提高克氏原螯虾对于稻田天然饵料的利用率,避免饲料的过度使用和浪费,有利于实现对稻田资源的合理利用。