氨氮、亚硝酸盐胁迫对小龙虾的影响

刘莎 ，黄小丽 ，李良玉 ，段惠民

（1.四川农业大学动物科技学院，四川 成都 611130；2.四川成都市农林科学院水产研究所，四川 成都 611130）

小龙虾，学名克氏原螯虾（Procambarus clarkii），隶属于十足目（Decapoda），螯虾科（Cambaridae），原螯虾属（Procambarus）。小龙虾是淡水经济虾类，因肉味鲜美而广受人们欢迎。小龙虾属于杂食性动物，其摄食范围非常广泛，包括水草、藻类、水生昆虫、动物尸体等，食物匮缺时甚至会自相残杀。近年来，小龙虾已经成为我国重要的经济养殖品种。小龙虾消费量的不断增加，市场供不应求，价格也逐年上涨，促进了小龙虾人工养殖产业的发展。氨氮和亚硝酸盐是反映水质好坏的重要指标，同时也是水体中重要的有毒物质。水体中氨氮、亚硝酸盐过高都会直接或间接影响小龙虾的生长繁殖、摄食行为、组织结构完整和抗病能力等，甚至引起死亡。该文综述近年来氨氮、亚硝酸盐胁迫对小龙虾行为、免疫功能、抗氧化功能等方面的影响的研究，以期为小龙虾健康持续养殖提供相应的基础资料。

1 引起水体氨氮、亚硝酸盐升高的主要原因

在小龙虾的人工养殖过程中，随着养殖密度、投饵量以及投饵率的增加，大量的剩饵、粪便和死亡腐败的水生动植物沉积于池底，形成厚厚的沉积有机物，尤其在缺氧的条件下，这类含氮有机物被异养细菌分解，产生氨氮。随着氨氮浓度的增加，在亚硝化细菌的作用下，氨氮会转变为亚硝酸盐。因此，在养殖中后期最易出现氨氮、亚硝酸盐严重超标，往往造成小龙虾出现缺氧、中毒和死亡等现象。

1.1 引起氨氮升高的原因

水中的氨氮有分子氨和离子铵两种，分子氨的毒性大，并且受到温度、pH 和盐离子的影响较大，离子铵却是无毒的，并且是水生植物的营养物质。小龙虾的排泄物、剩饵和动物尸体等含有大量蛋白质，被池塘中的微生物分解产生氨；另外，小龙虾可以通过鳃向水体中排出体内多余的氨；水体中溶氧急剧下降时，会发生反硝化反应，亚硝酸盐、硝酸盐等在反硝化细菌的作用下形成氨。

1.2 引起亚硝酸盐升高的原因

亚硝酸盐是水环境中有机物分解的中间产物，是水体重要的有毒物质，也是制约苗种成活率和养殖动物健康生长的主要因子之一。在养殖过程中，小龙虾排出的粪便，剩余的饵料，死亡的水草、藻类等含氮有机物，在异养性细菌的作用下生成氨等含氮物质，这些含氮物质在亚硝化细菌的作用下转化成亚硝酸，亚硝酸与一些金属离子结合后形成亚硝酸盐。亚硝酸盐的毒性基本不受温度和pH 值的影响，但是随着水体硬度和盐度的降低，亚硝酸盐的毒性增加，水体溶氧和一些离子也会影响亚硝酸盐的毒性。需要注意的是，亚硝酸盐会增加氨的毒性。

2 水体氨氮、亚硝酸盐胁迫对小龙虾的影响

氨氮以分子氨和离子铵的形式存在于水体中。分子氨和亚硝酸盐对小龙虾的毒性很大，会通过鳃进入小龙虾体内，降低血液的载氧能力，出现缺氧和中毒死亡等现象。氨氮和亚硝酸盐的胁迫还会损害小龙虾组织器官的正常结构，降低抗氧化酶活力和抗病能力。因此，长期氨氮、亚硝酸盐胁迫会抑制小龙虾的生长、繁殖、摄食，甚至造成中毒、死亡。

2.1 氨氮、亚硝酸盐胁迫对小龙虾行为的影响

行为是动物适应内外环境变化所产生的反应，是对周围的生物和非生物环境的动态适应。动物的行为从其功能可以分为取食行为、生殖行为、领域行为、攻击和防御行为、社群行为和迁徙行为等。当水体中某些环境因子变化时，养殖动物的行为就会受到影响。

有研究表明，随着氨氮和亚硝酸盐浓度的升高和暴露时间的延长，小龙虾的死亡率显著增加。氨氮和亚硝酸盐暴露初期，小龙虾狂躁不安、迅速逃逸，甚至出现间歇性痉挛的现象，随着暴露时间的增加，小龙虾体色变淡、活动微弱，呈昏迷状，最终停止运动。死亡的小龙虾体色明显变化，由红色变为灰白色，头胸部与腹部分节明显。不同浓度的氨氮和亚硝酸盐对小龙虾的摄食行为有明显的影响。随着浓度的增加，小龙虾的摄食量、摄食时间、摄食频次以及活动时间均呈现逐渐下降的变化趋势，寻食时间则呈现逐渐上升的变化趋势。

2.2 氨氮、亚硝酸盐胁迫对小龙虾免疫功能的影响

免疫反应是无脊椎动物对氨氮和亚硝酸盐暴露的重要反应。有研究指出，氨氮和亚硝酸盐暴露，会影响小龙虾免疫系统的反应强度，使小龙虾血液和器官中的溶菌酶（LSZ）、酚氧化酶（PO）、酸性磷酸酶（ACP）、碱性磷酸酶（ALP）活性，以及血细胞的吞噬活性和细菌清除效率呈现先升高后降低的趋势。氨氮和亚硝酸盐胁迫可增加免疫酶活性，但随后降低，说明在暴露初期，小龙虾为应对环境因子改变作出反应，从而增加各种酶类的释放，但是到了后期，由于组织受损、代谢失衡等原因，各种免疫酶类分泌减少。

2.3 氨氮、亚硝酸盐胁迫对小龙虾抗氧化功能的影响

抗氧化是抗氧化自由基的简称，是指任何以低浓度存在就能有效抑制或清除氧自由基的物质，其作用机理是直接作用在氧自由基，或是间接消耗容易生成自由基的物质，防止发生进一步氧化反应。氨氮和亚硝酸盐胁迫会影响小龙虾各组织器官的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量，使其呈现先升高后降低的趋势。氨氮和亚硝酸盐能刺激机体产生过量的氧自由基，因此机体抗氧化系统需要产生更多的抗氧化酶来清除氧自由基，但是随着暴露浓度的升高和时间的延长，机体抗氧化系统的清理能力低于产生氧自由基的速度，从而使其在体内大量累积并对机体产生损伤，最终影响了抗氧化酶的进一步合成，表现出抑制作用。

氨氮和亚硝酸盐是小龙虾养殖中的主要胁迫因子之一，也是水质检测的一项重要指标，对小龙虾的生长、繁殖、行为、代谢和免疫等方面有着重要的作用。在小龙虾人工养殖过程中，随着养殖密度的增加，机体排出的粪便和残饵也会增加，粪便和残饵等含氮有机物分解产生氨氮和亚硝酸盐，这是氨氮和亚硝酸盐产生和积累的主要原因。氨氮和亚硝酸盐可以通过鳃组织进入机体，从而降低血细胞的载氧能力，并损害鳃和肝胰腺等器官的正常组织结构，刺激机体的免疫系统和抗氧化系统，使机体物质代谢和能量代谢紊乱、生长繁殖受阻、行为异常、抗病力下降，导致疾病频发并引起大量死亡。