全球每年对虾养殖量超过4000亿尾,是陆地动物养殖总数的5倍以上。然而,尽管养殖规模庞大,学界对虾类行为特征及福利状态的科学认知仍较为有限。本研究聚焦南美白对虾的摄食行为,基于现有文献可知,觅食行为会刺激对虾的探索、爬行及猎物捕捉活动,且该行为受饥饿程度与蜕壳周期的调控。
目前,虽有研究表明对虾更偏好少量多餐的投喂方式,但关于最佳投喂时间与频率的研究仍存在争议;此外,对虾在群体摄食过程中的相互作用机制尚未明确,且受养殖水体浑浊度影响,真实养殖条件下的行为观察存在较大难度。
一、材料与研究方法:
本实验在洪都拉斯开展,为期16天,研究对象为南美白对虾,实验初始平均体重为4.0 g,实验结束时平均体重达9.0 g。实验设置2个养殖水池,对虾养殖密度均为25尾/㎡,每个水池均配备2台自动投料机,确保投喂操作的标准化。
两个水池的每日总投喂量保持一致,仅投喂模式存在差异,具体设置如下:
D池(白天投喂组):仅在白天进行投喂,投喂时间为每日6:00至18:00,每小时投喂1次;
DN池(昼夜投喂组):实行24小时连续投喂,每小时投喂1次,覆盖白天与夜间全时段。
实验期间同步开展水质监测与对虾健康评估,具体操作如下:
水质监测:每日测量4次溶解氧(DO)和水体温度;每日记录1次盐度、pH值、亚硝酸盐、铵态氮及碱度,确保水质参数处于可控范围;
健康评估:每两天采用群体称重法,对每个水池中52~91尾对虾进行健康检查,记录生长状况;每日在每个水池的3个固定位置(靠近投料机、闸门及水池中部),选取20尾对虾,采用包含8项指标(触角、眼睛、鳃、肝胰腺、虾壳、运动附肢、肌肉及整体状态)的评分系统进行健康评分,评分范围为1~3分(1分为最差,3分为最佳)。
实验核心数据采集与记录要点汇总(从上到下、从左到右):
投喂模式:DN池(24小时每小时投喂)、D池(每日6:00~18:00每小时投喂);
实验周期:投苗日期2月3日,收获日期2月20日,总时长16天;
健康监测:每日在3个固定位置各监测20尾对虾,采用标准化评分系统;
水质监测:溶解氧、温度每日4次;盐度、pH值、亚硝酸盐、铵态氮、碱度每日1次;
水下视频录制:每日4次(7:00、9:00、12:00、15:00),每次录制15分钟(投喂前5分钟、投喂后10分钟),每3天定期录制1次;
生长监测:每两天对每个水池中52~91尾对虾进行群体称重,记录体重变化。
水下视频录制位置选取每个水池底部紧邻其中1台投料机的区域,
采用扫描采样法对视频数据进行分析:每30秒截取1帧画面,统计画面中处于水底静卧的对虾数量与在水层中游动的对虾数量;同时,记录每尾对虾的具体行为特征。
行为参数具体记录内容包括:对虾在相机画面中的停留时间、水底静卧与水层游动的时间占比、运动轨迹类型(直线/非直线)、与其他对虾的互动频率、自清洁行为(梳理动作)及尾部发红情况。实验数据采用统计学方法进行分析,其中连续变量(体重、水质参数、对虾数量、行为指标)采用Wilcoxon检验;分类变量(健康评分、行为类型)采用卡方检验(χ²检验),比较D池与DN池的组间差异。
实验第1天的视频截图显示:画面中共有20尾对虾在水层中游动(标注为红点),38尾对虾在水底静卧(标注为黄点);黑色箭头指示投喂过程中的颗粒饲料。
二、结果与讨论:
2.1、水质、健康状况与生长性能
实验结果显示,D池与DN池的各项水质参数无显著差异(P>0.05),表明增加投喂频率不会对养殖水体质量造成负面影响。尽管观察到DN池(昼夜投喂)对虾的虾壳状况有优于D池的趋势,但组间健康评分无统计学差异(P>0.05),说明24小时连续投喂未显著改变对虾的整体健康状态。然而,投喂频率的增加对养殖性能产生了显著的积极影响:昼夜投喂组(DN)对虾的体重增长显著高于仅白天投喂组(D),差异具有极显著性(P<0.001)。
2.2、投喂模式对虾群聚集行为的影响
24小时连续投喂(DN池)显著影响了投料机附近的虾群聚集状态。在对虾入池后的第1天,DN池投料机周围聚集的对虾数量显著多于投喂前与投喂后时段(P<0.001)。由于DN池实行昼夜不间断投喂,而D池仅在白天投喂,这一现象表明,对虾能够快速识别投料位置,并根据投喂规律表现出可预测的摄食行为,体现了对虾对投喂模式的快速适应能力。
此外,第1天之后,每日7:00投喂前,D池中有更多对虾在水层中游动(P<0.01),而在白天后续的投喂时段,两个实验组的对虾游动数量无显著差异(P>0.05)。这一行为特征可能反映出,仅白天投喂的对虾(D池)由于夜间未获得食物,饥饿感增强,对当日第一餐的敏感度显著提高,进而表现出更活跃的游动行为。
图1 实验第1天两个水池中每次扫描采样检测到的对虾平均数量(±标准误差)(DN组为蓝色,D组为橙色)。组间统计显著性根据数据分布正态性,采用Student t检验或Wilcoxon检验(P<0.001)。
2.3、投喂模式对虾类活动状态的影响
从实验第2天开始,每次投喂后不久,D池中的对虾在水层中游动的数量显著多于DN池;其中,7:00和9:00投喂后的组间差异极显著(P<0.001),12:00和15:00投喂后的组间差异明显(P<0.05)。这一结果表明,仅白天投喂的对虾(D池)在餐后表现出更高的活跃度,推测其原因可能是夜间饥饿导致摄食竞争加剧,进而使对虾的应激水平升高。
进一步观察发现,D池中始终未在水底静卧的对虾数量显著多于DN池(P<0.001),说明饲料供应不足(仅白天投喂)会导致对虾夜间的休息水平降低,长期处于活跃状态可能进一步加剧其能量消耗与应激反应。
2.4、投喂模式对虾类福利相关行为的影响:
与D池相比,DN池中表现出自清洁行为(梳理动作)的对虾数量显著更多,仅7%的梳理行为发生在D池中,组间差异显著(P<0.05)。同时,DN池中尾部发红的对虾数量显著少于D池(P<0.001):D池中尾部发红的对虾数量随白天时间推移逐渐增加,而DN池中该比例始终保持稳定。
上述观察结果表明,昼夜连续投喂可显著提升对虾的福利水平:自清洁行为作为对虾的自然积极行为,其发生频率的增加反映了对虾生理状态的改善;而尾部发红通常被认为是对虾应激反应或应激水平升高的典型表现,DN池中该现象的减少,进一步证实了24小时连续投喂可有效降低对虾的应激压力。
图2 实验第1天之后,两个水池中每次扫描采样检测到的对虾平均数量(±标准误差)(DN组为蓝色,D组为橙色)。组间统计显著性根据数据分布正态性,采用Student t检验或Wilcoxon检验。
三、结论
本研究为首个不借助人工智能(AI)技术,在实际养殖场景中开展的对虾行为分析研究。研究结果表明,采用昼夜连续投喂模式(DN池),不仅可使对虾获得更高的体重增长,还能促使其表现出更自然的行为特征,如正常的水底静卧、更高频率的自清洁行为,且不会对养殖水质造成负面影响。
分析认为,昼夜连续投喂带来的养殖性能提升,可能源于两个方面:
一是饲料转化率(FCR)的优化,
二是对虾摄食竞争与应激压力的降低,这两种假设并不相互排斥。
本研究的发现,为深入理解对虾的摄食行为规律提供了重要的实验依据,同时也为养殖从业者优化投喂策略、提高养殖产量、改善对虾健康与福利水平提供了实践指导。未来可进一步开展长期实验,探究不同投喂模式对虾类生长周期、繁殖性能及产品品质的长期影响。
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