刺参养殖池塘内源性营养要素生产效率与利用效率优化技术的研究

Sea cucumber, Apostichopus japonicus (Selenka), is one of the traditional rare sea foods in China. In recent years, the increasing market demand for meeting the requirements of the humankind's elevated life level led to the overfishing of and the subsequent sharp decrease in the natural resource of this species.The shortage of the natural resource stimulated the fast expansion of sea cucumber farming. However, compared with the quick expansion of farming scale, the related basic research on the biology and ecology of sea cucumber is scarce so far. At the present, artificial feed was either supplied or not supplied to the farming ponds in the industrial practice of sea cucumber aquaculture. For the non-feed supply, its productivity per unit area is very low leading to the waste of the aquaculture waters. On the other hand, the disadvantages of using artificial feed to obtain the higher productivity include: 1) the differences in the components between artificial feed and natural diet result in the decrease in the nutritional and medical value of sea cucumber; 2) the residual diet from the unused artificial feed leads to the pollution of aquaculture and adjacent waters; 3) the use of artificial feed increases the industrial cost. The proposed project will examine the productivity of the natural diets and the food sources of sea cucumber using stable isotopes as key technical method.The objectives of the project are to improve the productivity and utilization efficiency of autochthonous nutritional components in farming ponds of sea cucumbers so as to reduce the supplement of artificial feed, to relieve the pollution derived from the farming activities and to increase the profit of sea cucumber aquaculture. The results of the proposed project will provide scientific foundation for optimizing the aquaculture techniques of sea cucumber and enhancing the sustainable development of sea cucumber farming.

刺参是我国传统海珍品之一，近年来，随着人民生活水平的提高，市场需求不断增长，过度采捕导致自然资源急剧下降，刺激了刺参养殖业的快速发展。相对快速发展的养殖规模，相关基础研究相对滞后。目前刺参养殖采用不投饵或投饵方式进行，不投饵方式养殖刺参单产极低，造成养殖水域极大浪费；为追求高产而采用的投饵方式存在以下缺点：1)人工饲料与天然饵料的成分差别导致刺参营养和药用价值的下降；2)投放人工饲料产生的残饵导致养殖水体及邻近水域的污染；3)人工饲料的使用增加生产成本。本项目拟采用稳定同位素为关键技术，通过改变水深、换水量、底质等技术参数，查明天然饵料各组分的生产效率及刺参对其利用效率，优化提高刺参养殖池塘内源性营养要素生产效率和利用效率的技术参数，减少人工饲料的投放，降低刺参养殖造成的污染，提高刺参养殖业的经济效益，为优化刺参养殖技术、促进刺参养殖业的可持续发展提供科学依据。

近年来，刺参养殖业快速发展，相对快速发展的养殖规模，相关基础研究相对滞后。目前刺参养殖采用不投饵或投饵方式进行，不投饵方式养殖刺参单产极低，造成养殖水域极大浪费；为追求高产而采用的投饵方式存在以下缺点：1)人工饲料与天然饵料的成分差别导致刺参营养和药用价值的下降；2)投放人工饲料产生的残饵导致养殖水体及邻近水域的污染；3)人工饲料的使用增加生产成本。本项目采用稳定同位素为关键技术，研究不同养殖条件下，刺参养殖池塘食物环境的变化，以及刺参对不同来源食物的吸收利用效率，旨在提高刺参养殖池塘自身食物的生产效率，并科学定量补充人工饲料，提高刺参对池塘内源性食物和外源性人工饲料的利用效率，从而最大程度地减少人工饲料的投入，降低养殖排污对水域环境的影响，并提高刺参养殖的经济效益。主要研究内容包括：1）刺参养殖池塘不同养殖条件，包括不同的换水频率和池塘水深、底质条件以及不同参礁，对池塘内浮游生物、底栖生物和沉降物等刺参主要食物来源的影响；2）不同养殖条件下，刺参对不同来源的食物组分的利用效率，包括刺参对内源性水体沉降物、底栖微藻、底栖动物、大型藻类等的利用效率；3）刺参对人工饲料不同组分的选择性吸收和利用效率，包括不同种类大藻，鼠尾藻、马尾藻、海带、石莼、江蓠等以及陆源性植物豆粕和玉米粉等；4）不同食物组分对刺参体组织成分、免疫、代谢、消化生理学和生长的影响。研究结果显示，不同的养殖条件对刺参养殖池塘水体和底质的生物和理化环境产生显著影响，从而影响刺参的食物条件，通过改变水深、换水频率和底质构成等养殖条件，可以改善刺参养殖池塘的饵料环境，提高刺参对养殖池塘自身饵料的利用效率；采用优化的人工饲料配方，能够提高刺参的代谢酶、消化酶和免疫酶活性，提高刺参的成活率和生长率。以上研究结果丰富了刺参生物学和生态学理论知识，并为提高刺参养殖技术，发展高效清洁的刺参养殖技术提供了科学依据。