氨氮和亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的急性毒性试验

2017-08-22李佩李清王贵英陈见祝东梅孙艳红

湖北农业科学 2017年14期

关键词：氨氮

李佩+李清+王贵英+陈见+祝东梅+孙艳红

摘要：在水温（26.79±0.82） ℃、pH 7.78±0.18、溶解氧（6.22±1.09）mg/L的条件下，采用96 h半静水法研究了氨氮和亞硝态氮对体长为（20.60±2.17） mm、体质量为（0.09±0.03） g的杂交鲌先锋1号的急性毒性效应。结果表明，氨氮对杂交鲌先锋1号的24、48、72和96 h的半致死浓度（LC50）及安全浓度（SC）分别为54.84、41.18、36.42、35.76和3.58 mg/L，对应的非离子氨的LC50及SC分别为2.05、1.54、1.36、1.34和 0.13 mg/L，亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的24、48、72和96 h的LC50及SC分别为19.55、17.31、16.43、15.82 和1.58 mg/L。

关键词：杂交鲌先锋1号；氨氮；亚硝态氮；非离子氨；半致死浓度；安全浓度

中图分类号：S943 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）14-2728-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.14.033

Abstract：The acute toxicity of ammonia nitrogen and nitrite on juvenile Erythroculter ilishaeformis（♀）×Ancherythroculter nigrocauda（♂） hybrid F1 with total length of （20.60±2.17） mm and wet body weight of （0.09±0.03） g was studied by 96 h semi-static bioassays under conditions of water temperature（26.79±0.82） ℃，pH 7.78±0.18 and dissolved oxygen level of （6.22±1.09）mg/L. The results showed that the half lethal concentrations（LC50） and the safe concentrations（SC）of ammonia nitrogen on juvenile hybrid F1 at 24，48，72 and 96 h were 54.84，41.18，36.42，35.76 and 3.58 mg/L respectively，and corresponding non-ionic ammonia concentrations were 2.05，1.54，1.36，1.34 and 0.13 mg/L respectively，the half lethal concentrations（LC50）and the safe concentrations（SC） of nitrite on juvenile hybrid F1 were 19.55，17.31，16.43，15.82 and 1.58 mg/L respectively.

Key words：Erythroculter ilishaeformis×Ancherythroculter nigrocauda hybrid F1；ammonia nitrogen；nitrite；non-ionic ammonia；half lethal concentrations；safe concentrations

杂交鲌先锋1号为2013年通过全国水产原种和良种审定委员会审定的水产新品种，品种登记号为GS-02-001-2012。该品种是以经选育的丹江口水库翘嘴鲌为母本，以经选育的长江上游黑尾近红鲌为父本，通过远缘杂交培育出来的杂交一代。翘嘴红鲌[Erythroculter ilishaeformis（Bleeker）]隶属鲤形目鲤科鲌亚科鲌属，广泛分布于中国各大水系，肉食性鱼类，翘嘴红鲌虽然摄食凶猛，体型较好，生长较快，但性情急躁，不易活体运输，且人工养殖成本高。黑尾近红鲌（Ancherythroculter nigrocauda Yih et Wu）又名黑尾鲌、高尖等，隶属鲤形目鲤科鲌亚科近红鲌属，分布于长江上游干流及其支流，生活在江河的中上层，属肉食性偏杂食性。人工养殖成本低、性情温驯、易捕捞、易活鱼上市，但市场接受率不及翘嘴红鲌。杂交鲌先锋1号具有生长速度快、养殖成本低、抗病力强、易捕捞及活鱼运输、体型好等优势，养殖经济效益显著，已成为理想的池塘养殖对象，被列入2015年国家农业主导品种并在全国范围进行推广。

氨氮及亚硝态氮对鱼类均具有明显的毒性作用，在鱼类高密度养殖模式下，亚硝态氮和氨氮是制约鱼类正常生长的重要因子。在养殖过程中，水体中氨氮和亚硝酸盐逐渐积累，当其浓度达到一定值时，不仅会对鱼类产生直接毒害，而且能够诱发多种疾病，从而影响鱼类的生长[1，2]。非离子氨能阻止水生动物体内的氨向体外排出，造成体内正常代谢的降级或停滞，进而对机体产生一系列的毒性影响；同时非离子氨为亲脂性分子，半径较小，容易穿透脂质性生物膜的疏水性微孔进入生物体内，从而对鱼鳃表皮细胞造成损伤，使其呼吸困难，体表分泌物增多，甚至衰竭死亡[3]；而亚硝态氮的毒性作用是由于NO2--N进入血液后，将血红蛋白分子的Fe2+氧化成为Fe3+，抑制血液的载氧能力，从而造成组织缺氧、神经麻痹甚至窒息死亡[4，5]。近年来，有较多关于氨氮和亚硝态氮对不同鱼类的急性毒性研究报道，并获得了氨氮和亚硝态氮对不同鱼类的半致死浓度和安全浓度[6-12]，但目前关于氨氮和亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的急性毒性研究尚未开展。

本试验以杂交鲌先锋1号作为试验材料，研究了氨氮和亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的急性毒性效应，旨在为杂交鲌先锋1号的苗种培育及人工养殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用杂交鲌先锋1号取自湖北武汉鲌鱼良种场，平均体长（20.60±2.17） mm，平均體质量（0.09±0.03） g，试验前于室内水族箱暂养48 h以适应试验条件。试验开始时从水族箱中随机挑选规格一致个体作为试验对象。

试验容器为1 L玻璃烧杯；试验用水为经曝气48 h自来水，采用国标方法测得氨氮浓度为0.02 mg/L、亚硝态氮浓度为0.001 mg/L；采用HACH便携式水质测定仪测得试验期间水温（26.79±0.82） ℃、溶解氧（6.22±1.09） mg/L、pH 7.78±0.18。

试验用氯化铵（NH4Cl）及亚硝酸钠（NaNO2）均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，试验前用双蒸水配制成10 g/L的母液，使用时按比例稀释至试验所需浓度。

1.2 试验方法

试验采用96 h半静水法。按预试验确定的浓度区间，等比间距设置8个浓度组，并设置对照组，每个浓度组设有3个平行。试验容器为1 L玻璃烧杯，使用试验毒物母液配至所需浓度，最后各投放杂交鲌先锋1号10尾。试验过程中不充气，每24 h用含有相应毒物浓度的试验用水换水1次，换水量为100%。整个试验过程不投饵。试验开始后前6 h连续观察中毒症状，然后定时观察各试验组鱼的活动状况及存活死亡情况，并记录24、48、72、96 h杂交鲌先锋1号的死亡数。死亡的判断标准为鱼体被触动5 s，无任何反应即视为死亡。

1.3 数据处理

使用SPSS16.0处理试验数据，采用概率单位分析法求出氨氮和亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的24、48、72、96 h半数致死浓度（LC50）值及95%可信区间；安全浓度（SC）的计算公式：SC=0.1×LC50（96 h）。

本试验中所提及的氨氮是指水环境中的总氨氮浓度，由离子铵和非离子氨组成。通常在计算氨氮的半数致死浓度时还要考虑非离子氨的半数致死浓度，非离子氨的计算公式为非离子氨浓度=总氨氮浓度/[10（pKa-pH）+1]

式中，pKa=0.09018+2729.92/T（T为开氏温度，T=273+t，t为摄氏温度）。

2 结果与分析

2.1 中毒症状

试验开始后，氨氮和亚硝态氮低浓度组和空白组杂交鲌先锋1号均静伏于水底，或缓慢游动；氨氮高浓度组杂交鲌先锋1号反应强烈，呼吸频率加快并在水体表面沿容器壁狂游并跳跃，然后游动缓慢，受外界刺激后反应迟钝，失去躲避能力，而后腹面向上浮于水面，鳃盖张合速度减缓，数分钟后死亡，死亡后鱼体僵直沉于水底，口及鳃裂大开，鳍条展开，部分鱼体弯曲、体色变浅并分泌较多黏液。亚硝酸盐高浓度组杂交鲌先锋1号反应不及氨氮高浓度组反应剧烈，仅分散在水体上层缓慢游动，受惊吓后窜游并失去平衡能力，而后腹面向上漂浮于水面，鳃盖张闭缓慢，数分钟后死亡，死亡后鳃裂微张，体色变浅但未分泌较多黏液。

2.2 氨氮对杂交鲌先锋1号的毒性

氨氮和非离子氨对杂交鲌先锋1号的急性毒性试验结果见表1，其半数致死浓度和安全浓度见表2。氨氮对杂交鲌先锋1号的48 h LC50和96 h LC50（95%可信限）分别为41.18 mg/L（37.67～46.5 mg/L）和35.76 mg/L（34.38～37.25 mg/L），非离子氨对杂交鲌先锋1号的48 h LC50和96 h LC50（95%可信限）分别为1.54 mg/L（1.41～1.74 mg/L）和1.34 mg/L（1.29～1.39 mg/L）；氨氮和非离子氨对杂交鲌先锋1号的安全浓度分别为3.58 mg/L和0.13 mg/L。

2.3 亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的毒性

亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的急性毒性试验结果见表3，其半数致死浓度和安全浓度见表2。亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的48 h LC50和96 h LC50（95%可信限）分别为17.31 mg/L（15.82～18.85 mg/L）和15.82 mg/L（14.55～17.11 mg/L）；亚硝态氮对杂交鲌先锋1号的安全浓度为1.58 mg/L。

3 讨论

养殖水环境中的氨氮主要来源于饲料、死亡动植物等含氮有机物经细菌分解、氨化的终产物以及水生动物排泄的含氮产物。氨氮在水体中以离子铵（NH4+）和非离子氨（NH3）两种形式存在，两者在水体中可以相互转化，且非离子氨的毒性远大于离子铵毒性[13，14]。水体中亚硝酸盐氮主要来源于硝化作用和反硝化作用的中间产物，亚硝态氮达到一定浓度时会引起鱼类血液中高铁血红蛋白含量上升，使鱼类载氧能力下降，造成缺氧甚至死亡[15]。本试验结果表明，氨氮及亚硝态氮对杂交鲌先锋1号均具有明显的毒性作用。高浓度的氨氮和亚硝酸盐直接使鱼的皮肤、鳃受到强烈刺激，影响鱼类的呼吸机能，严重时鱼类产生剧烈游窜挣扎。对比非离子氨和亚硝态氮对杂交鲌先锋1号96 h半致死浓度可知，非离子氨的毒性远强于亚硝态氮，这与其他文献报道的结果一致[16，17]。

鱼类早期生命阶段是其生命周期中对外界环境最敏感的阶段，这个阶段的毒性试验一定程度上可以代表整个生命周期的毒性试验，而且一般早期发育阶段个体小，试验方便。随着鱼类的发育及生长，其对氨氮及亚硝态氮的耐受能力也会增强，故早期生命阶段对毒物的耐受能力更具有代表性[10，18]。本试验采用杂交鲌先锋1号稚鱼作为试验材料所得到的结果可作为其幼鱼及成鱼对氨氮及亚硝态氮的耐受能力的参考。

研究证明氨氮和亚硝态氮的毒性与水体pH和溶氧等有关，非离子氨的毒性与溶解氧浓度呈逆相关；也有相关研究表明水体溶解氧含量的提高可提升鱼类和甲壳类对亚硝酸盐和非离子氨的耐受力[19-22]。因此，定期调整水体pH，保证充足的溶氧，对提高杂交鲌先锋1号对水体氨氮和亚硝态氮的耐受力有重要的作用。

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