不同生长期三疣梭子蟹的耗氧率、排氨率和窒息点

2017-10-16李朝华余作奔高天龙任志明李荣华母昌考宋微微王春琳

生物学杂志 2017年5期

关键词：耗氧率耗氧量梭子蟹

李朝华, 余作奔, 高天龙, 任志明, 李荣华, 母昌考, 宋微微, 王春琳

(宁波大学海洋学院，宁波 315211)

不同生长期三疣梭子蟹的耗氧率、排氨率和窒息点

李朝华, 余作奔, 高天龙, 任志明, 李荣华, 母昌考, 宋微微, 王春琳

(宁波大学海洋学院，宁波 315211)

为了研究三疣梭子蟹的呼吸代谢情况，采用静水式密闭装置的方法对三疣梭子蟹Ⅵ～Ⅺ期的耗氧率、排氨率和窒息点进行了测定。研究结果表明：三疣梭子蟹的耗氧量随着生长呈现上升趋势，在Ⅺ时达到最大值3.950 mg/L，Ⅷ～Ⅺ期间差异极显著(P<0.01)；耗氧率随着生长呈现显著下降趋势。排氨量和排氨率均在Ⅵ期～Ⅹ期呈上升趋势，Ⅹ期时达到最大值，分别为1.34 mg/L和0.017 mg/(g·h)。窒息点在Ⅵ期～Ⅹ期呈现上升趋势，Ⅹ期时达到最大值9.12 mg/L。

三疣梭子蟹；耗氧率；排氨率；窒息点

AbstractIn order to investigate the respiratory metabolism ofPortunustrituberculatus, the closed hydrostatic method was used to determine the oxygen consumption rate, ammonia excretion rate and asphyxiation point at the growth period of Ⅵ-Ⅺ. The results showed that the oxygen consumption increased with the late growth periods, the maximum value was 3.950 mg/L at Ⅺ period, the differences were significant among Ⅷ-Ⅺ period (P<0.01); the oxygen consumption rate decreased with the large growth period. The ammonia excretion and ammonia excretion rate increased between Ⅵ-Ⅹ period, and the maximum values were 1.34 mg/L and 0.017 mg/(g.h), respectilely at Ⅹ period. The asphyxiation point increased between Ⅵ-Ⅹ period, and the maximum value was 9.12 mg/L at Ⅹ period.

KeywordsPortunustrituberculatus; oxygen consumption rate; ammonia excretion rate; asphyxiation point

三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)俗称梭子蟹、枪蟹，属甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、梭子蟹科(Portunidae)，是我国大型经济蟹类之一，由于其生长快、个体大、养殖周期较短、肉味鲜美、营养价值高等特点已成为我国重要的海水养殖品种之一。

养殖水质条件是影响养殖产业的关键因素之一[1]。开展养殖生物呼吸代谢情况的研究，不仅有助于其生理学基础资料的积累，也为养殖水环境的调控提供了参考[2]。

目前，已陆续开展了海水养殖动物呼吸代谢方面的研究。在鱼类中进行了耗氧率、排氨率和窒息点等的测定[3-6]。在经济贝类中进行了环境条件对其耗氧率和排氨率的影响研究[7-9]。甲壳动物方面，对合浦中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)豆蟹[10]、澳大利亚红螯螯虾(Cheraxquadricarinatus)[11]和南美白对虾(Penaeusvannamei)[12]等的耗氧率与窒息点进行了初步的测定。本文拟对养殖过程中不同生长期三疣梭子蟹的耗氧率、排氨率和窒息点等呼吸代谢情况进行跟踪研究，以期为三疣梭子蟹的养殖水环境管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本实验在浙江省宁波市象山县鑫亿鲜活水产有限公司进行，实验所用梭子蟹来源于该公司养殖蟹。根据三疣梭子蟹生长分期[13]，选取6个生长期的三疣梭子蟹，每个生长期选取体重相似、健康活泼的个体，去除表面附着物，暂养于室内5 d，实验前一天停止饵料投喂使梭子蟹处于空腹状态。实验用蟹的具体生长指标见表1，各期养殖三疣梭子蟹自然水质条件见表2。

表1 实验用三疣梭子蟹的生物学指标

表2 各期三疣梭子蟹养殖水质条件

1.2 方法

1.2.1 耗氧及排氨的检测

实验采用静水式密闭装置进行检测[14]，呼吸室为不同规格的呼吸瓶。根据三疣梭子蟹生长规律，在Ⅵ期～Ⅺ期等6个生长期，选取三疣梭子蟹分别放入呼吸瓶中(依据三疣梭子蟹的规格，各生长期所用呼吸瓶容积分别为250 mL、250 mL、2 L、2 L、10 L和10 L，使得三疣梭子蟹所占水体体积均小于呼吸瓶容积的1%。为避免相互残杀，每个呼吸瓶中放置一只三疣梭子蟹)，实验在黑暗环境中进行。每个实验组设3个重复和一个空白对照。先在呼吸瓶中插入一根橡胶管(用于呼吸瓶内海水的虹吸)，呼吸瓶外的一端用夹子夹住防止空气进入呼吸瓶。再将呼吸瓶内注满已测定过溶氧量和氨氮含量的沙滤海水，使海水溢出并持续一段时间，待梭子蟹在呼吸瓶中稳定后用保鲜膜密封瓶口，开始试验，计时2 h后，采用虹吸法取水样，测定呼吸瓶中的溶解氧、氨氮的含量。其中DO1为初始时对照组和实验组的氧含量(mg/L)，DOt1为实验结束时对照组水体中的氧含量(mg/L)，DOt2为实验结束时实验组水体中的氧含量(mg/L)；N0为实验开始时对照组和实验组水体中的氨氮含量(mg/L)，Nt实为实验结束时实验组水体中的氨氮含量(mg/L)，Nt对为实验结束时对照组水体中的氨氮含量(mg/L)。实验结束后，用纸巾立即擦干实验用梭子蟹表面水分并进行形态测量(实验过程中各呼吸瓶中氧含量在6.6～8.7 mg/L正常含氧量范围内)。

1.2.2 窒息点的检测

选择Ⅵ期～Ⅺ期等6个生长期的三疣梭子蟹。每种规格设置3个平行试验组。每个呼吸瓶中放置一只三疣梭子蟹，呼吸瓶体积见耗氧率测定方法。当梭子蟹在呼吸瓶中稳定后密封呼吸瓶，直到呼吸瓶内梭子蟹死亡，以梭子蟹不再爬动、附肢伸直僵硬、腹部向上等症状为判别死亡标准[15]，及时取样检测呼吸瓶中的氧含量。

1.2.3 数据分析

采用Winkler碘量法(国家海洋局，2007)测定呼吸瓶前后DO值，耗氧量按照公式(1)进行计算。

R=[(DO1-DOt2)-(DO1-DOt1)] ×V/h

(1)

式中，R为耗氧量(mg/h)，DO1为初始时对照组和实验组的氧含量(mg/L)，DOt1为实验结束时对照组水体中DO含量(mg/L)，DOt2为实结束时实验组水体中的DO含量(mg/L)，V为呼吸瓶中水的体积(L)。

依据实验前后呼吸瓶中DO值，按照以下公式计算耗氧率[Ro，mg/(g·h)]：

Ro=[(DO1-DOt2)-(DO1-DOt1)×V]/(m×t)

(2)

式中，Ro为单位体重耗氧率[mg/(g·h)]，DO1为初始时对照组和实验组的氧含量(mg/L)，DOt1为实验结束时对照组水体中DO含量(mg/L)，DOt2为实验结束时实验组水中的DO含量(mg/L)，V为呼吸瓶中水的体积(L)，m为螃蟹的体重(g)，t为实验持续时间。

水体中氨氮含量用Hach DR900进行测定。排氨量按以下公式进行计算：

Rb=[(N0-Nt实)-(N0-Nt对)]×V/h

(3)

RN=[(N0-Nt实)-(N0-Nt对)×V]/(m×t)

(4)

利用SPSS 19.0软件对梭子蟹耗氧率、排氨率及窒息点等参数进行单因素方差分析，以P<0.05作为差异显著水平。

2 结果

梭子蟹耗氧率、排氨率及窒息点等数据统计见表3。从表3中可以看出，Ⅵ～Ⅸ期之间，三疣梭子蟹的耗氧量随着梭子蟹生长呈现上升的趋势，耗氧率随着生长呈现显著下降趋势。排氨量和排氨率均在Ⅵ期～Ⅹ期呈上升趋势，Ⅹ期时达到最大值，分别为1.34 mg/L和0.017 mg/(g·h)。窒息点在Ⅵ期～Ⅹ期呈现上升趋势，Ⅹ期时达到最大值9.12 mg/L。

表3 不同生长期三疣梭子蟹的耗氧量、耗氧率、排氨量、排氨率和窒息点

注：同列数值肩标小字母无相同者表示差异显著(P<0.05)

2.1 不同生长期三疣梭子蟹的耗氧量和耗氧率

实验结果表明，三疣梭子蟹的耗氧量随着生长期数增加呈现上升趋势，即生长期数与耗氧量呈正相关。如图1所示，耗氧量在Ⅵ～Ⅷ期阶段内上升趋势较为平缓，在生长期数大于Ⅷ期时，耗氧量上升明显，在Ⅺ时达到最大值3.950 mg/L，个体间差异较大。显著性t检验结果表明，显著性差异出现在Ⅷ～Ⅹ及Ⅹ～Ⅺ期之间 (P<0.05)。

图1 不同生长期三疣梭子蟹的耗氧量变化

三疣梭子蟹耗氧率随着生长期数的增加逐渐减小(图2)，即耗氧率与生长期数负相关。在Ⅵ期～Ⅶ期和Ⅷ期～Ⅸ期阶段内耗氧率下降明显。在Ⅶ期～Ⅷ期阶段内三疣梭子蟹的耗氧率下降较为平缓，Ⅸ期后耗氧率趋于稳定，经t检验，耗氧率下降明显的生长阶段，组间差异显著(P<0.05)。

2.2 不同生长期三疣梭子蟹的窒息点

三疣梭子蟹的窒息点随着生长期数的增加呈现先上升后下降的趋势(图3)。其中在Ⅵ～Ⅶ期窒息点上升趋势较为缓和，组间无显著差异。在Ⅷ～Ⅹ期上升趋势显著，且在Ⅹ期时达到最大值9.12 mg/L。Ⅹ期后窒息点下降，下降趋势较为缓和。经t检验，Ⅷ～Ⅺ期，窒息点差异显著 (P<0.05)。

2.3 不同生长期三疣梭子蟹的排氨量和排氨率

随着生长期数增加，三疣梭子蟹排氨量呈现先上升后下降的趋势(图4)。其中在Ⅵ期～Ⅶ期排氨量上升趋势较为缓和，无明显差异。在Ⅷ～Ⅹ期阶段内上升趋势显著，组间差异极显著(P<0.05)。在Ⅹ期时排氨量达到最大值1.34 mg/L，且个体间差异较大。在Ⅹ期以后随着生长期数的增加排氨量基本维持稳定。显著性t检验表明，Ⅶ～Ⅹ期排氨量差异显著 (P<0.05)。

图2 不同生长期三疣梭子蟹的耗氧率变化

图3 不同生长期三疣梭子蟹的窒息点变化

三疣梭子蟹的排氨率在Ⅵ～Ⅸ期阶段内随着生长期数的增加上升(图5)。在Ⅶ～Ⅷ期上升显著(P<0.05)，最高值出现在Ⅹ期0.017 mg/(g·h)，Ⅹ期以后排氨率显著下降 (P<0.05)。

图4 不同生长期三疣梭子蟹的排氨量变化

图5 不同生长期三疣梭子蟹的排氨率变化

3 讨论

本实验对养殖条件下三疣梭子蟹Ⅵ～Ⅺ期等6个主要生长期的耗氧率、排氨率和窒息点进行跟踪研究。在梭子蟹养殖过程中养殖海水的pH及盐度变化不大，温度随着实验的进行有轻微波动但差异不显著，实验周期外部水环境基本保持稳定。

溶氧在水产养殖中具有举足轻重的作用，如果养殖水体长期缺氧，水体中的氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等得不到充分的氧化分解，在水体中进行积累，毒性增大，使得养殖生物生长缓慢且易于发病。水中非离子氨能破坏鳃组织，通过皮膜进入水生动物体内，使血液和组织中氨的浓度升高，降低血液的载氧能力，从而引起水生动物体内多种酶的活力异常变化，使水生动物生长缓慢，严重时引起水生动物死亡。因此，在养殖水环境的监测中，溶氧与氨氮是重要的检测指标。我国海水水质标准规定我国养殖海水氧含量不得低于5 mg/L[16]。此外有研究表明三疣梭子蟹养殖水体氧含量在4～6 mg/L时，三疣梭子蟹的存活率及摄饵率高，活力好，是三疣梭子蟹适宜存活的溶解氧浓度[17]。

有研究表明，三疣梭子蟹的体重随着生长期数的增加会呈现“慢-快-慢”的生长趋势，为典型的S曲线[13]。本实验结果显示，三疣梭子蟹排氨量呈现先上升后下降的趋势，排氨率在Ⅶ～Ⅷ期上升显著(P<0.05)，Ⅹ期以后显著下降 (P<0.05)，可能是因为三疣梭子蟹在Ⅹ期后生长率下降，机体单位体重耗能减少从而导致Ⅺ期以后三疣梭子蟹较Ⅹ期排氨率有所下降。在Ⅺ期时梭子蟹的能量贮存组织肝胰脏趋于成熟。此时消耗的能量大部分来源于肝胰脏贮存的脂肪，而在脂肪的代谢物中氨氮含量较小，进而导致耗氧量升高而排氨量出现拐点有下降趋势。这与皱纹盘鲍的研究结果相类似[22]。

三疣梭子蟹的窒息点直接反映了其对水体中氧含量的临界点和其对环境的适应能力。乔德亮等[23]认为体重对窒息点的影响有两种类型，一类是窒息点随着体重的增加而增加，呈正相关；另一类是窒息点随着体重的增加而减小，呈负相关。在本实验中三疣梭子蟹的窒息点在Ⅵ期～Ⅹ期(4.90～81.17g)随着体重的增加而增加，呈正相关。这与温晓波等[18]对克氏原螯虾(Procambarusclarkii)窒息点的研究类似。在Ⅹ期之后(体重大于81.17g)窒息点随着体重的增加而减小，呈负相关，与乔德亮等[21]对白斑狗鱼 (Esoxlucius)的研究相似。窒息点的变化可能与物种的类别及生长阶段有关，关于三疣梭子蟹体重对窒息点的影响有待进一步研究。本研究获得的三疣梭子蟹Ⅵ～Ⅺ期的耗氧率、排氨率和窒息点变化情况，可以为三疣梭子蟹不同生长期的养殖水环境管理提供参考。

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