化刺参养殖技术分析论文

2022-07-03

摘要:以刺参-柄海鞘复合养殖系统为对象,分析传统养殖模式和刺参-柄海鞘养殖模式下的水体磷含量及表层沉积物中磷的赋存状态。今天小编为大家精心挑选了关于《化刺参养殖技术分析论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

化刺参养殖技术分析论文 篇1:

刺参疾病防治全攻略

随着刺参养殖业的迅猛发展,养殖的过快发展和不规范运作造成了病害问题日趋突出,出现了多种明显病症和大规模死亡现象,部分养殖区相继出现了刺参肿瘤、烂皮、排脏、不摄食等病害,具有一定的传染性,给刺参养殖业者造成了惨重的经济损失,严重制约了该产业的健康可持续稳定发展。国内对刺参疾病的研究尚属起步阶段,国外对刺参疾病报道也多属调查范畴,本文主要对目前刺参养殖过程中出现的主要疾病进行综合阐述。

1刺参疾病及防治对策

1.1 幼体浮游期疾病

1.1.1烂胃病

[病因] 1)投喂饵料品质不佳或饵料搭配不当;2)细菌感染幼体而致病。

[症状] 幼体胃壁加厚及胃周围变得模糊不清,胃收缩变小,呈小球状,胃壁外呈现有少数细胞团聚集,严重的发生胃壁糜烂,其结果为幼体摄食能力下降或不摄食,形状大小不一,从耳状幼体到樽型幼体变态率低,最终不能变态或死亡。

[流行情况] 一般发生在大耳状幼体后期,即幼体选育后5~7d。每年6~7月份高温期和幼体培育密度大时容易发病,并且有逐年升高之势。

[防治措施] 1)投喂新鲜适口饵料;2)加大换水量。

1.1.2烂边病

[病因] 1)水质环境欠佳;2)细菌感染所致。

[症状] 幼体边缘变得模糊不清呈溃烂状,幼体停止生长,存活个体发育迟缓,变态率低,即使变态附板一周左右也大多会“化板”消失。

[流行情况] 此病每年6~7月份发生,多发生在大耳幼体后期,死亡率较高。

[防治措施] 1)一旦发现病情,要大量换水;2)经研究表明呋喃类抗菌素对该致病菌有明显的抑制作用,预防时可全池泼洒,用药剂量3×10-6,治疗时剂量升高到5×10-6,每日施药1 次,直至痊愈。

1.1.3延迟变态

[病因] 水质条件不佳或大耳状幼体后期营养不佳所致。

[流行情况] 此病常见于耳状幼体后期,此时体长已达800um以上,但五触手原基及水管原基迟迟不出现或不分化,通常患该病的幼体变态迟缓。

1.2稚参附着期疾病

1.2.1化板病

[病原] 以细菌为主,主要是阴性细菌,现已鉴定出一株弧菌为致病菌之一。

[症状] 发病初期附在附着板上幼体收缩成团状,触手收缩变成团状,活力下降,附着力差,并逐渐失去附着能力而沉落池底;后期在附着板上能见到很多残留骨片。

[流行情况] 此病是稚参附着后期经常发生的流行病,一般在樽形幼体向五触手幼体变态和幼体附板后的稚参时发生,该病流行性广,传染性强,发病快,暴发性强。

[防治措施] 1)注重饵料投喂的质量和数量,进行饵料投喂时确保饵料通过消毒处理;2)进行换水或紫外线消毒,及时清池等。

1.2.2脱板病

[病原] 以细菌为主。

[症状] 此病是刺参育苗期常见的一种流行病,发病幼体失去附着能力而脱落池底,沉入池底的稚参不进食,不活动,触手收缩,最终死亡。

1.2.3气泡病

[病因] 该病是由于通气量过大,使幼体吞食过多气泡而导致的。

[症状] 患病幼体体内有气泡,导致幼体不摄食或摄食能力下降,最终死亡。

[防治措施] 通过调整通气量的大小,避免幼参吞食气泡并且采取间歇充气的方法,即每2 h 通气30min,断续充气可以防止气泡病的发生。

1.3稚参培育阶段

1.3.1细菌性溃烂病

[病原] 以细菌为主。

[症状] 患病稚参活力减弱,附着力相应减弱,摄食力下降,继而身体收缩,变成乳白色球状,并伴随着局部组织溃烂,并溃烂面积逐渐扩大,躯体大部分烂掉,骨片散落,最后整个参体解体而在附着基上只留下一个白色印痕。

[流行情况] 此病暴发时正是夏季高温季节,发病率很高,加上稚参培育阶段密度过大,传染速度快,就会波及全池,短期内稚参就会全池死亡。

[防治措施] 发现病情,加大换水量,减少病原菌对稚参的侵害。据张群乐报道,使用土霉素,呋喃西林3~5ppm,2~3d后可基本有效控制病情,防止疾病的蔓延。

1.3.2盾纤毛虫病

[病原] 盾纤毛,主要是由细菌和纤毛虫协同致病,经鉴定纤毛虫为盾纤毛虫类,嗜污科,种名待定。纤毛虫活体外观呈瓜子形,皮膜薄,无缺刻,新鲜分离得到的虫体平均大小为38.4 um×21.7um。

[流行情况] 在夏季高温季节6~7月份易发此病,一般在水温20℃左右,刺参幼体附板后的2~3d。感染率高,发病时间短,传染速度快,在很短时间内既可造成稚参的大规模死亡。发病的稚参在显微镜下观察,可见纤毛虫进入稚参体内,然后在稚参体内大量繁殖,造成稚参解体死亡。

[防治措施] 1)保持养殖用水质量,加大换水量;2)饵料投喂要经过严格消毒。

1.4幼参培育及养成阶段

1.4.1皮肤溃烂病

[病因] 以细菌感染为主,常伴有霉菌以及寄生虫的继发性感染。

[症状] 初期感染的病参多有摇头现象,口部出现局部性感染,表现为触手黑浊,对外界刺激反应迟钝,口部肿胀、不能收缩与闭合,继而大部分刺参会出现排脏现象;中期感染的刺参身体收缩、僵直,体色变暗,但肉刺变白、秃钝,口腹部先出现小面积溃疡,形成小的蓝白色斑点;末期感染病参的病灶扩大、溃疡处增多,表皮大面积腐烂,最后导致刺参死亡,溶化为鼻涕状的胶体。

[流行情况] 该病是当前养殖刺参最常见的疾病,危害最为严重,多发生在每年1~4月份养殖水体温度较低时(一般在8℃以下),2~3月份是发病高峰期,感染率高,传染速度快,很快蔓延至全池,死亡率可达90%。越冬保苗期幼参和养成期刺参均可被感染发病,并且幼参感染率、发病率和死亡率均高于成参。

[防治措施] 1)保持养殖水质清新,适时倒池和清池,定期向水体中投放水质改良剂、生物制剂及有益菌,以改善水质,增加刺参的自身免疫力及抗病能力;2)选购参苗时,以体表无损伤,肉刺完整,身体自然伸展,活力好,摄食能力强,粪便较干呈条状的参苗为佳;3)投放参苗要密度适宜,并在养殖过程中经常巡池,观察刺参的活动状态、摄食和粪便情况,定期测量水质指标。

1.4.2后口虫病

[病原] 后口虫属(Boveria Stevens)中的一种纤毛虫(Boveria sp.),虫体活体长约40~75um,体宽约20~27um。

[症状] 患病个体外观正常,严重者多有排脏反应,排脏后丧失摄食能力,参体消瘦,活力减弱。经显微镜镜检和组织病理分析发现:该纤毛虫专门寄生于刺参的呼吸树,在呼吸树囊膜内外均有大量虫体寄生。寄生虫的头部能钻入呼吸树组织内,造成组织损伤和溃烂,并导致刺参排脏。

[流行情况] 一般在每年秋冬季节发生,发生率较高,患病刺参死亡率通常较低,迄今为止,仅在幼参和成参发现此病。

1.4.3扁形动物病

[病因] 一般是扁虫与细菌同时作用。扁虫细长,呈线状,长度不等,形体具有多态性。现初步断定扁虫也是“刺参腐皮综合症”的致病原之一,属继发性感染。

[流行情况] 每年养殖水体温度较低时期(一般在8℃以下)是发病高峰期,越冬幼参培育期和成参养殖期均有发现,有较高的死亡率。当水温上升到14℃以上时,病情减轻或消失。

[症状] 大量的扁虫寄生在病参腹部和背部,多有溃烂斑块,严重者露出深层组织。越冬感染的幼体附着力下降易从附着基滑落池底。经解剖后发现患病个体多数已经排脏,丧失摄食能力。

1.4.4霉菌病

[病因] 由于过多有机物或大型藻类死亡沉积,致使大量霉菌生长,然后由霉菌感染刺参而导致疾病发生。

[症状] 参体水肿或表皮腐烂,水肿的个体通体鼓胀,色素减褪,触摸有柔软的感觉。表皮腐烂的个体,棘刺尖处先发白,开始溃烂,严重时棘刺烂掉成为白斑,面积扩大,表皮溃烂脱落,露出深层皮下组织而呈现蓝白色。霉菌病一般不会导致刺参大量死亡,但其感染造成的外部创伤会引起其它病原的继发性感染和外观品质的下降。目前,王印庚等已经分离到两种致病霉菌,分类工作正在进行之中。

[流行情况] 每年4~8月份为高发期,幼参和成参都会患此病。

[防治措施] 1)保持水质清新,防止投饵过多和有机物积累;2)及时清池,避免大型绿藻繁殖。

1.4.5急性口围肿胀病

[病因] 以细菌为主。

[症状] 病参活力下降,反映迟缓,口围肿胀,体表溃烂,排脏,管足附着力下降,脱落沉至池底,死亡率较高。

[流行情况] 在池塘养殖仿刺参和育苗室越冬苗中出现过,每年2~4月份发生,发病高峰期为2~3月,发病时水温5~14℃,自然死亡率达30%~60%。

[防治措施] 此病一般发生在春季,要注意养殖用水,控制病原菌。一旦发现,用诺氟沙星、氧氟沙星属于氟喹诺酮类药物,对病原菌均有较强的抑菌作用。

1.4.6涡虫病

[病原] 目前发现有16属39种,其中裸涡虫属有12种,闭性涡虫属7种,其余各1~3种。

[症状] 病参在外观上无特殊症状,对刺参的生长发育也很少有影响,涡虫是通过刺参的口、呼吸树进入体腔,通过直肠上的小口进入消化道。

[诊断] 取病参的组织进行镜检,发现病原体即可诊断。

1.4.7腹足类寄生虫病

[病原] 腹足类现有16属33种,其中内寄螺属6种,巨穴螺属5种,瓷螺属4种,其余13属,各1~3种。

[症状] 腹足类寄生在刺参的体表、体腔、消化道、呼吸树等组织器官。深海豆怪螺(Pisolamia brychius)寄生在变梦参(Oneirophanata mutabilis)上,深海豆怪螺用吻吸附在变梦参的体表,并用吻刺入刺参的体壁,穿过体壁达到体腔,用吻突从寄生组织、体腔、血液中摄食营养,在吻穿入体壁的部位出现肿块。

[诊断] 取病参的组织进行镜检发现病原体即可诊断。

2展望

海参养殖经济效益高,市场发展空间巨大,已成为我国北方海水养殖的支柱产业。目前,中国海参养殖技术从人工育苗到成参的养殖和人工增殖均处于世界领先水平。随着海参业的迅猛发展,出现了技术落后和病害等一系列问题,主要以细菌为主,刺参出现口部肿胀、排脏和皮肤烂等现象,其次是病毒、寄生虫和霉菌,所以我们一定要加大力度开展相关内容的基础性研究,以此带动海参养殖技术的提高,解决当前海参疾病问题,加强疾病的研究,建立海参疾病档案,提高疾病诊断技术,形成系统的防治措施,并且研发低毒、高效的专用防治药物,从而保障中国的海参养殖业持续、健康、稳定的发展,为海参养殖提供稳定的技术基础。

作者:李 爽 杨尔欣 程德金 常亚青

化刺参养殖技术分析论文 篇2:

刺参—柄海鞘养殖系统水体和表层沉积物中磷的赋存状态

摘要:以刺参-柄海鞘复合养殖系统为对象,分析传统养殖模式和刺参-柄海鞘养殖模式下的水体磷含量及表层沉积物中磷的赋存状态。结果表明:与传统的养殖模式相比,刺参-海鞘混养组在投饵和不投饵模式下水体和表层沉积物中各种磷形态含量均高于刺参套养组;表层沉积物中总磷含量为358.600~598.700 mg/kg,其中有机形态磷含量低于无机形态磷,无机磷中铁铝结合态磷约占20%,钙结合态磷约占80%。这说明刺参-柄海鞘复合养殖系统不会导致沉积物中磷的过量积累,系统受污染程度较小,为刺参的健康养殖提供了科学依据。

关键词:刺参;海鞘;表层沉积物;磷形态

刺参是一种高蛋白、低脂肪、低糖、无胆固醇的营养保健品,具有很高的食用价值[1],刺参养殖现已成为北方沿海水产养殖产业重要经济支柱之一。我国刺参最主要的生产模式为池塘养殖,养殖方式多以投饵为主,水域环境恶化、疾病危害加重等已成为制约该产业健康发展的瓶颈。造成此问题的主要原因是刺参养殖系统属于半人工控制的生态系统,对于外来干扰自我调节能力小[2],残饵、粪便及生物残骸等废物堆积在养殖池底,导致养殖池塘生源要素磷的过度积累[3]。在一定条件下,沉积物中的磷可向上覆水体释放,从而造成“内源污染”[4],养殖池塘富营养化。

刺参-海鞘复合养殖系统利用养殖系统中的生物间互利机制[5],以微藻为摄取型生物控制水体营养盐水平,利用固着型滤食动物柄海鞘使水层的生物量向底质转移,为刺参提供食物,刺参通过摄食和生物扰动改善底质环境,降低水体污染,增强系统的自我调节能力。本试验以该系统为研究对象,分析养殖过程中水体磷含量及表层沉积物磷赋存状态,以期了解池塘的富营养化程度,有效估测池塘的污染风险,旨在为刺参的健康养殖提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料

本试验在莱州养殖基地进行,参池为16个5 m×5 m×4 m 的池塘。试验所用微藻为烟台大学海洋生化工程研究所保存的单细胞藻类(扁藻、小球藻、角毛藻、底栖硅藻)。藻种大规模培养后接种于池塘,成年、健康的柄海鞘从未受污染的烟台海域栉孔扇贝养殖器具上采集。

1.2试验设计

试验前7 d排干池塘内的水,暴晒池塘底部,之后铺上约6~8 cm厚的底泥(放入前用孔径为1 mm的筛绢网过滤及高锰酸钾消毒处理),底泥之上布置1~2 kg的石头,按相同的布局分散在池底部,为刺参提供适宜的生活环境,增加刺参在箱底的活动面积,提高摄食率。按设置放置附着基并加池塘水(水深为1.5~2.5 m)以培养附着基上的微生物,接种培养单细胞藻类,3~5 d后藻类密度达到约500个/mL。按试验要求加入一定规格和数量的刺参和柄海鞘,柄海鞘采用吊养方式,将附着柄海鞘的尼龙绳悬吊于养殖池中,距水面约50~75 cm。

试验设4个处理组:A[小规模刺参(S) 10~15 ind/m2,大规格刺参(L)5~6 ind/m2,不投饵]、B[小规格刺参(S) 10~15 ind/m2,大规格刺参(L)5~6 ind/m2,柄海鞘 800 g/(wt·m3),不投饵]、C[小规格刺参(S)10~15 ind/m2,大规格刺参(L)5~6 ind/m2,投饵]、D[小规格刺参(S)10~15ind/m2,大规格刺参(L)5~6 ind/m2,柄海鞘800 g/(wt·m3),投餌]。每个处理设置3个重复,试验过程及时将死亡生物取出,并补充同规格的生物,保持养殖过程中生物数量稳定。

投饵模式每3 d投喂1次,干质量投饲率为全部刺参全体湿质量的5%(刺参饵料主要成分包括粗蛋白15%、粗脂肪2%~5%、粗纤维10%、粗灰分45%,购自山东青岛大海帝饲料有限公司),投喂前先用少量海水浸泡,投喂时均匀泼洒于养殖池中,使之在池底的分布保持均匀。刺参夏眠期间停止投喂。

每个池塘配备2台增氧机,每天06:30及18:30各开1次,每次2 h。养殖期间,根据潮汐情况进行换水,平均每天换掉池塘内30%~50%的水。冬季水温较低时,根据水质情况进行换水[6]。

按照刺参的生长规律,整个试验分为以下阶段:

1.3试验方法

1.3.1水体的采样及分析方法

每隔15~20 d于 08:00 用有机玻璃采水器在水面0.3~0.5 m水层处采取水样,按照《海洋调查规范》[7]测定水体的总磷(TP)和活性磷酸磷(PO3-4-P)的含量。

1.3.2沉积物的采样、处理及分析方法

每隔15~20 d于08:00用自制抽屉式采泥器采集表层5 cm沉积物,剔除沉积物样品中砾石及动植物残体,实验室阴凉通风处进行初步晾干,再将沉积物样品摊在清洁的塑料薄膜上,用玻璃棒进行初步研磨,研磨时挑出沉积物中的动植物残体和石粒等,同时注意不要用力过大,以免使沉积物失去原有的组成结构。样品完全风干后,在研缽中研磨,过100目筛,保存备用。

采用欧洲标准测试委员会框架下发展的SMT法分析沉积物中磷赋存状态[8-9]。分别测定沉积物中的铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)、无机磷(IP)及有机磷(OP)的含量,并计算无机磷(IP)和有机磷(OP)在沉积物磷形态中所占比例。

1.4数据分析

采用SPSS 13.0进行数据分析,以P<0.05 为差异显著,P<0.01为差异极显著水平。

2结果与分析

2.1水体中磷水平的变化

总磷的含量范围为26.290~41.550 μg/L,活性磷酸盐的含量范围为11590~19.770 μg/L。试验期间水体中的总磷水平和活性磷酸盐水平的变化趋势基本一致,都是先逐渐升高,进入10月之后,随着水温逐渐降低,磷水平逐渐降低。

2种投饵模式下,刺参-海鞘混养组(B和D)的2种磷水平均略高于刺参套养组(A和C),差异不显著(P>0.05),主要原因是混养组中柄海鞘在养殖过程中代谢产生一定量的磷。

2.2沉积物中磷形态的变化

2.2.1沉积物中总磷水平变化图3表示,试验期间沉积物中总磷(TP)水平变化曲线,沉积物中总磷含量为358.600~598.700 mg/kg。不投饵模式下,刺参套养组(A)总磷水平呈下降趋势,这是由于刺参代谢产生的无机磷和少量有机磷少于摄入的有机磷;投饵模式下,刺参套养组(C)总磷水平基本不变,这是因为刺参摄食饵料,对沉积物中磷的摄入量相应减少。在刺参套养系统中引入柄海鞘(B和D)之后,沉积物中总磷水平随养殖时间的延长而增加,这是因为柄海鞘在一定程度上起促进池塘沉积物有机物积累的作用。尤其是在刺参夏眠期间,此时柄海鞘代谢旺盛[10],产生大量的假粪沉积于池底,底栖硅藻大量繁殖,致使总磷水平提高幅度较大。2种投饵模式下,刺参套养组总磷水平均极显著低于刺参-海鞘混养组(P<0.01)。

图4、图5分别表示试验期间沉积物中有机磷(OP)和无机磷水平变化曲线,有机磷含量为145.400~302.200 mg/kg,无机磷含量为192.500~358.700 mg/kg。试验过程中沉积物中有机磷水平的变化与刺参的生长周期相符,在刺参的夏眠期和冬眠期沉积物中有机磷水平呈上升趋势,无机磷水平下降;而刺参生长期有机磷水平均呈下降趋势,且刺参秋季生长期有机磷水平高于春季生长期有机磷水平,无机磷则与有机磷水平呈相反态势。这主要是因为刺参是典型的沉积食性动物,以摄食沉积物的有机质为营养,包括残饵、微生物(混在泥沙中的底栖硅藻、细菌、原生动物、蓝藻等)和动、植物的有机碎屑及粪便等,可以有效降低沉积物的积累。进入夏眠期和冬眠期之后,刺参停止摄食[11],使有机磷积累较多,同时底栖硅藻得以繁殖,有机质增加,并且底栖硅藻大量吸收无机磷,促使沉积物中无机磷释放。刺参、柄海鞘混养模式下,在刺参夏眠期无机磷水平基本保持不变,这是因为柄海鞘在此阶段处于代谢盛期,产生大量无机磷,为底泥中微藻的生长提供了磷源。

2种投饵模式下,刺参套养与刺参-海鞘混养组相比,后者有机磷和无机磷水平均较高,两者差异极显著(P<001),可能是由于柄海鞘排泄假粪,增加沉积物表面有机质,有机磷水平上升,同时柄海鞘代谢产生无机磷,水体中浮游微藻被柄海鞘摄食,对水体中无机磷吸收量减少,无机磷水平上升。

2.2.3沉积物中无机磷和有机磷所占比例图6-a、图6-b 分别表示4个处理组在试验期间沉积物中有机磷和

无机磷所占比例的变化曲线。有机磷只有部分可被矿化为生物可利用的磷形态,且需要适宜的环境条件[12]。试验期间沉积物中磷的形态以无机磷为主,有机磷在沉积物中的含量相对无机磷明显偏低,且每个处理组之间有机磷含量的变化与刺参的生长阶段相符,有机磷矿化被释放到上覆水的潜力并不大。刺参-海鞘混养组和刺参套养组相比较,无机磷所占比例升高,有机磷所占比例降低,可见刺参、海鞘混养可有效降低池塘磷污染风险。

2.2.4沉积物中铁铝结合态磷和钙结合态磷水平的变化

图7、图8分别表示试验期间沉积物中铁铝结合态磷(Fe/Al-P)水平和钙结合态磷(Ca-P)水平的变化曲线。钙结合态磷主要包括自生成因或生物成因的自生磷灰石磷以及与自生碳酸钙共沉淀或外源输入的各种难溶性的磷酸钙矿物[13]。铁铝结合态磷主要指通过物理和化学作用吸附在铁、铝氧化物和氢氧化物胶体表面上的磷[14],从铁铝结合态磷的含量和分布可以推测污染物种类、沉积底质类型、沉积环境的氧化还原度等重要信息,目前判断沉积物污染程度的依据之一即是铁铝结合态磷水平[15],污染较重的沉积物中铁铝结合态磷含量明显升高。

试验期间,沉积物中铁铝结合态磷的含量范围为 36.900~74.800 mg/kg,钙结合态磷的含量范围为153.400~283.000 mg/kg。2种投饵模式下,刺参套养组与刺参-海鞘混养组相比较,后者铁铝结合态磷和钙结合态磷水平均较高,两者差异极显著(P<0.01)。由图7、图8可知,2种磷水平变化与无机磷水平变化基本呈相同态势,在刺参春季生长期和秋季生长期均呈上升趋势,在刺参夏眠期和冬眠期均呈下降趋势。钙结合态磷所占比例较大,约为无机磷的80%,且随着刺参的生长阶段变化幅度不大,主要是因为钙结合态磷属于较稳定的磷组分,难以被生物所利用[16]。鐵铝结合态磷约占无机磷的20%,说明养殖系统污染较轻,并且随着刺参的生长阶段变化幅度较大,因为铁结合态磷不稳定,水体的氧化还原条件、酸碱性、生物作用等对其稳定性均构成影响,当铁离子表现为二价态时,易导致铁结合态磷分解而进入水体[17]。

3结论

相同投饵模式下,刺参-海鞘混养组沉积物中各种磷水平均高于刺参传统套养组,总磷含量为435.100~598.700 mg/kg,沉积物中有机磷含量明显低于无机磷,有机磷矿化的潜力不大;无机磷中,活性较弱、基本不会進入上覆水的钙结合态磷占80%,铁铝结合态磷只占无机磷含量的20%。

研究结果表明,刺参-柄海鞘复合养殖系统不会导致沉积物中磷的过量积累和水体富营养化,不易引起生态风险。

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作者:姚亚楠 姜爱莉 邢荣莲

化刺参养殖技术分析论文 篇3:

仿刺参养殖病害预警体系探讨

摘要 病害预警是保护养殖环境和保证产品质量安全的有效途径。探讨了仿刺参规模化养殖过程中病害预警的概念、产生、逻辑过程以及预警指标的选择及方法,并通过实际案例——仿刺参细菌侵染来探究预警体系的建立,以经典预警方法为基础,以新预警方法为逻辑框架,以现代预警方法为关键技术,阐述了预警体系的重要性及意义。

关键词 仿刺参;病害;预警体系;细菌侵染

Key words Apostichopus japonicus; Disease; Early warning system; Bacteria infection

仿刺参养殖业已经成为山东省乃至全国大力发展的水产养殖业之一,近年来取得了显著的经济效益和社会效益。然而,养殖业的迅速发展和养殖过程中出现的各种状况也造成了病害的大量发生,由于处理不恰当、操作不规范等也导致病害问题日趋突出,药物滥用、超剂量使用也给养殖业带来了严重的经济损失和社会影响。仿刺参疾病主要以细菌病为主,腐皮综合征是当前最常见的疾病,危害也最为严重[1-2]。越冬保苗期幼参和养成期刺参均可被感染发病,且幼参的感染率和发病率都很高,一旦发病很快就会蔓延,属于急性死亡,因此亟需加强早期预警,实施预防的预见性,建立一套生产上实用的病害预警体系及方法。传统的病害防治措施已很难适应社会的要求及环境友好的要求,也正在向监测预警转变,为病害防控和健康养殖提供保障。

预警是近年来养殖业研究的热点,国内外已有众多领域报道了相关的预警体系。起初,预警的概念及其系统研究出现于经济领域,随后在不同领域得到进一步发展和应用。在农业病虫害预警领域已经进行了较为系统的探讨,从农业信息学角度也开展了病害预警体系研究[3]。李京梅等[4]报道了我国海水养殖的生态预警评价指标体系与方法,阐述了生态预警在海水养殖中的重要作用。在此基础上扩展精确的预警体系及方法是保证海水养殖业健康可持续发展的关键。赵建文[5]对凡纳滨对虾养殖水质提出了预警研究,结合模糊系统的推理能力和网络的自学能力,通过对水质标准模糊系统的结构辨识和参数辨识建立了各水质因子和水质登记之间的非线性对应关系,很好地解决了对虾养殖中水质的监测问题。

笔者对仿刺参养殖病害预警概念进行分析,总结了病害预警的逻辑过程,构建了其预警体系,深入分析了预警指标的选择及技术方法,以仿刺参细菌病侵染预警对该体系进行了探讨。

1 病害预警的概念

1.1 预警的概念

预警是建立在预测的基础上,侧重未来不同时段的动态变化,研究重点是未来病害发生前的演化动态、方向以及由此产生的后果等[4]。海水养殖病害预警是指针对海水养殖过程中存在的关键性病害风险,建立相应的预警指标体系、预警模型和信号系统,对海水养殖的健康安全影响进行对比监测,对监测结果获得的警情、警兆发布警示。进行海水养殖病害预警研究,分析其发展过程中不正常的危害程度,对海水养殖的健康安全与社会经济发展的协调性和适应性进行评价,对于确定合理的养殖面积和养殖产量、控制污染范围、降低各种药物的使用、促进我国海水养殖产业的可持续发展以及保护海洋环境具有重要意义。李明等[3]对预警、预测和监测进行了辨析,预警是更高层次的预测,是源于预测,经历了从警报到预测的发展历程。从不同水产养殖情况分析,仿刺参养殖病害预警的概念也存在同样的道理。

1.2 病害预警的产生

最初,在农作物病虫害的防治和测报系统的研究上建立了蔬菜病虫害测报系统、葡萄病害测报系统等用于指导农民进行病虫害防治和预报的一些系统,使病虫害的防治实时、高效,在我国农业生产中发挥着重要的作用。在20世纪70年代,美、日、法等发达国家相继开发了一些农作物的病虫害预测、预报系统,其水产动物的病情预报特别是水产品药物残留检测、水产品的食品安全检测等智能技术非常高。自2000年开始,由全国水产技术推广总站牵头,在10多个省(市、区)进行水产动物病害测报试点工作。其中,在鱼虾养殖中的应用最为广泛。目前,我国己经建立30多个省(区、市)参加、由近3 000个测报点和数万名测报员组成的水产养殖病害测报体系,初步形成了从中央到地方、覆盖全国的病害测报网络[6-7]。

水产动物(仿刺参)病害预警源于病害流行及病害防控,并不断从中吸取精华,逐渐发展与完善。病害防控是基于对疾病发生原因或病原深入研究基础上的有的放矢,疾病的精准诊断也是防治的前提条件。病害防控机构的发展已成为水产动物疾病预防和控制的主要途径,这将促使病害预警体系的产生。随着水产动物测报系统网络化、快速集成化和可视化的发展,病害测报工作系统分析平台已经建立,能够直观、准确地反映水产动物病害状况,从而可将病害测报转变到水产养殖病害预报上,能更有效地预防与控制疫病的蔓延和流行。在网络时代,水产动物病害预报系统的建立应以网络为依托,结合病害发生时空信息数据库,将病害测报资料、专业模型、应用处理功能进行有机集成,充分利用信息资源和Internet技术,发挥其社会效益和市场价值,解决病害灾变预警等社会可持续发展面临的重大问题,提高预警转变水平。

1.3 预警系统的快速发展

近年来,已开展水产动物病害测报研究,实现了信息采集的科学化、传输网络化、数据处理现代化,使生产和管理部门能够及时有效地掌握水产养殖病害发生的动态和趋势,为加强病害防治和指导渔业生产提供及时准确、方便快捷的信息服务,测报系统已逐步向预警系统转变。病害预警体系在山东省仿刺参养殖病害防控中仍处于粗放型、低水平状态。养殖区域迅速扩大,养殖环境多样,不同气候、不同养殖模式、不同养殖条件下发病情况复杂多变,滥用药物的现象更持续存在。由于仿刺参养殖过程中各种病害的快速诊断技术落后,养殖工作者对病害的发生没有预警意识和相关技术,往往凭借肉眼观察、凭经验行事,致使误诊现象频频发生,病害状况得不到预防与控制,最终造成严重损失。在这种情况下,以流行病学调研为基础,以风险评估为理念,以预警预报为措施,以预警体系建立为支撑的病害防控体系将成为山东省仿刺参养殖乃至其他养殖病害防治发展的主要趋势。

已有研究表明,预警体系建立技术已得到深入发展。葛明峰等[8]利用特异多重PCR技术对大黄鱼(Larimichthys crocea)感染的3种致病弧菌进行了跟踪调查,对肝、脾、肾、肌肉等组织进行检测,分析大黄鱼流行病规律以及病原感染与环境变化之间的关系,寻找实施最恰当的病害防治时机。在大黄鱼的养殖生产中,大大超越了传统的病害防控技术,高效率地实现了病害的预测与预警。

随着科技的发展和水产养殖业需求的增长,水产养殖病害远程诊断系统的建立为水产养殖病害的预警预报及诊断治疗提供了发展平台,为水产动物病害的预测提供了新途径。目前,鱼病远程监测预警与诊断系统已在山东省乃至全国各地推广使用,广大养殖户在养殖过程中也开始使用此系统。

2 病害预警的逻辑过程

借鉴农作物预警领域的研究,总结了水产动物仿刺参病害预警的基本逻辑过程,包括从明确警义、监测警兆、追溯警源、预报警情以及排除警情的一系列相互衔接的过程[9]。

2.1 明确警义

明确警义也就是明确预警的研究对象,通过系统分析的方法确定系统的输入和输出。输入包括警兆和警源,输出主要指警情和排除警情的措施,最终形成预警指标体系。病害预警一般采用发生期、普遍率、严重度或病情指数为警素,根据常见病害严重度的等级划分确定警度。

2.2 监测警兆

警兆是警情暴发之前的先兆,而监测警兆是预警的基础。对于水产动物仿刺参病害防控系统而言,机体自身、病原生物、生存环境和养殖技术均与病害发生有着密切关系。由于涉及因素众多,需要根据刺参机体免疫系统和流行病学机理研究,结合实际生产,筛选关键的警兆指标,在生产过程中持续监测,收集可靠数据为预警系统的建立奠定基础。

2.3 追溯警源

警源是警情产生的根源。对水产动物病害流行系统而言,染病的仿刺参、致病性的病原、有利于发病的环境和人类不规范的干预,都可能是病害发生的根源。采用先进技术从可靠数据中寻找警源与警兆的关系,结合专家知识及经验分析,是构建仿刺参病害预警理论体系的关键。

2.4 预报警情及排除警情

预报警情是预警的目的,而排除警情是为用户消除警情提供决策支持。所有结果都可以反馈给预警系统,建立预警体系,进行动态调节来控制病情的发生。

3 仿刺参病害预警的指标选择

预警指标是预警科学理论与相关专业理论结合的产物,预警指标不仅可以独立作为预警系统使用,而且还可以为统计和模型预警系统提供变量基础。根据预警指标的基本原则,实现监测、评价和预警的功能[10]。

3.1 水环境指标

仿刺参养殖过程中水环境恶化,水质下降,涉及溶解氧、氨氮、pH、亚硝酸盐和重金属等,均脱离正常值走向负向动态,该指标数值偏离越大,说明养殖水环境条件越差,可引起警情或加重警情的严重程度。不同环境、不同条件下选择不同的监测指标,在预警系统中具有举足轻重的作用。

3.2 生态指标

仿刺参养殖过程中饵料和浮游生物的密度都会破坏原有生态的平衡,造成不可逆转的生态灾害,进而加重病害警情[11]。建立生态指标,涉及饵料携带菌浓度、浮游动植物密度等,均与疾病的发生存在相关性。预警系统中各指标的负向趋势均对警情的防控起到积极作用。

3.3 机体免疫指标

不同环境、不同条件变化时,机体自身也随之发生适应性变化,不同动物根据自身免疫防御特点涉及不同的免疫指标。对仿刺参而言,机体免疫指标涉及细胞吞噬活性、呼吸暴发活性、磷酸酶活性、超氧化物歧化酶活性等,各指标变化趋势可以预测预警病害的发生程度[12-13]。

3.4 社会经济指标

社会经济指标主要反映仿刺参养殖的社会经济功能,包括创造价值、维持生态环境、扩大就业等。该指标的数值越高,说明该水产动物养殖的社会经济功能越好,该指标是一个正向指标,起到缓解警情的作用。

3.5 社会保障指标

社会保障指标主要用来指导政府、企业、社会公民对养殖环境保护的认识程度以及环境污染的治理力度。该指标数值越高,越能体现相对应的重视程度和治理力度,越有利于养殖环境的保护,同样属于正向指标,起到缓解警情的作用。

4 仿刺参细菌病侵染预警实例探讨

仿刺参的病原生物在早期少量感染,无临床征象,往往难以察觉,只有当病原生物在机体中繁殖积累到一定程度,开始影响正常生活或组织受到损伤时,才会被察觉。因此,根据疾病的流行病学特点,对病原生物进行早期检测,分析病原生物的感染状况及其正负向趋势,实现病害的预测预警就显得至关重要。

侵染前期的预测,有利于病害防控。首先,要预测出侵染的日期,在确定侵染日期的基础上确定监测日期范围,在此范围内进行温度监测,以便在病害初侵染前留出一定的缓冲时间用于防治。研究表明,温度是影响刺参生存、生长和繁殖最重要的因子之一[14]。高温期水温的变化影响生物一系列内在的生理机制,反映警情变化趋势,为评估刺参细菌初侵染的预警机制以及开展刺参多营养层次的综合养殖预警体系提供基础资料。

通过对仿刺参养殖池水质分析发现,随着养殖时间的延长和外界环境条件的变化,水质中COD、氨氮和亚硝酸盐浓度均呈上升趋势,而pH、溶解氧和磷酸盐呈下降趋势,在高温养殖中后期变化趋势直接反映警情相关状况;COD、温度、亚硝酸盐、盐度和DO 是仿刺参养殖池中病害预警监测的主要理化因子。

(1)生态环境中微生物生化定量分析:对养殖生态环境(水体微生物或饵料微生物或养殖池底微生物)中主要致病菌(弧菌等)的生长规律、富集程度以及生化性质的变化规律进行分析,对细菌(弧菌、杆菌、变形菌等)总量、主要致病微生物进行相关性分析,可建立设计预警曲线,确定预警机制,联合数据模型等高科技手段进行体系的优化,最终达到防控病害的目的。关晓燕等[15]通过16S rDNA的PCR-DGGE基因指纹技术对刺参养殖池塘水环境中菌群多样性进行分析,高温季节刺参养殖水环境中细菌种群较为丰富,6~9月具有相同的优势菌群,反映了高温季节仿刺参水环境中微生物的菌群特征。

(2)仿刺参免疫指标:机体免疫指标可作为病害预警的基础研究内容。以前的研究表明,仿刺参体腔细胞数量、吞噬活性、ROS、ATP/AKP/SOD/MPO活性等均可反映机体免疫功能的状况,间接反映病害发生的概率,为预警体系的建立提供参考。另外,仿刺参肠道系统若发生紊乱,病菌极易进行攻击,从而导致疫病的发生,因此仿刺参肠道中微生物菌群和消化酶活性亦可作为病害发生的预警指标[13]。

(3)社会经济指标:在维持生态平衡的同时,对社会环境产生的价值可充分体现预警的作用。此外,在建立预警机制的基础上进行的相关推广示范应用,可在一定程度上促使仿刺参健康养殖的可持续性,增加养殖经济效益,提高仿刺参产品质量及安全。

5 小结

近年来,仿刺参养殖业大规模迅速发展,无论是研究者还是养殖者对病害防控的重视也随之加强。拓展仿刺参养殖过程中预警能力的基础,研究并完善仿刺参病害预警理论体系,提高病害预警技术,对水产动物预警学科的丰富也是一种贡献。笔者尝试从定义、产生、逻辑过程及相关疾病的案例分析,阐述了仿刺参预警的指标体系,为仿刺参养殖过程中的病害防控奠定了基础,但需要在实际生产过程中进一步完善和提高,最终建立仿刺参养殖预警体系,也为仿刺参的病害防控提供决策支持。

参考文献

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[15]关晓燕,周遵春,陈仲,等.应用PCRDGGE指纹技术分析高温季节仿刺参养殖水环境中菌群多样性[J].海洋湖沼通报,2010(1):82-88.

作者:樊英 叶海斌 于晓清 李乐 李天保

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