氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的急性毒性試驗(yàn)

李佩+李清+王貴英+陳見(jiàn)+祝東梅+孫艷紅

摘要：在水溫（26.79±0.82） ℃、pH 7.78±0.18、溶解氧（6.22±1.09）mg/L的條件下，采用96 h半靜水法研究了氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)體長(zhǎng)為（20.60±2.17） mm、體質(zhì)量為（0.09±0.03） g的雜交鲌先鋒1號(hào)的急性毒性效應(yīng)。結(jié)果表明，氨氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的24、48、72和96 h的半致死濃度（LC50）及安全濃度（SC）分別為54.84、41.18、36.42、35.76和3.58 mg/L，對(duì)應(yīng)的非離子氨的LC50及SC分別為2.05、1.54、1.36、1.34和 0.13 mg/L，亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的24、48、72和96 h的LC50及SC分別為19.55、17.31、16.43、15.82 和1.58 mg/L。

關(guān)鍵詞：雜交鲌先鋒1號(hào)；氨氮；亞硝態(tài)氮；非離子氨；半致死濃度；安全濃度

中圖分類(lèi)號(hào)：S943 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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

雜交鲌先鋒1號(hào)為2013年通過(guò)全國(guó)水產(chǎn)原種和良種審定委員會(huì)審定的水產(chǎn)新品種，品種登記號(hào)為GS-02-001-2012。該品種是以經(jīng)選育的丹江口水庫(kù)翹嘴鲌為母本，以經(jīng)選育的長(zhǎng)江上游黑尾近紅鲌為父本，通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交培育出來(lái)的雜交一代。翹嘴紅鲌[Erythroculter ilishaeformis（Bleeker）]隸屬鯉形目鯉科鲌亞科鲌屬，廣泛分布于中國(guó)各大水系，肉食性魚(yú)類(lèi)，翹嘴紅鲌雖然攝食兇猛，體型較好，生長(zhǎng)較快，但性情急躁，不易活體運(yùn)輸，且人工養(yǎng)殖成本高。黑尾近紅鲌（Ancherythroculter nigrocauda Yih et Wu）又名黑尾鲌、高尖等，隸屬鯉形目鯉科鲌亞科近紅鲌屬，分布于長(zhǎng)江上游干流及其支流，生活在江河的中上層，屬肉食性偏雜食性。人工養(yǎng)殖成本低、性情溫馴、易捕撈、易活魚(yú)上市，但市場(chǎng)接受率不及翹嘴紅鲌。雜交鲌先鋒1號(hào)具有生長(zhǎng)速度快、養(yǎng)殖成本低、抗病力強(qiáng)、易捕撈及活魚(yú)運(yùn)輸、體型好等優(yōu)勢(shì)，養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益顯著，已成為理想的池塘養(yǎng)殖對(duì)象，被列入2015年國(guó)家農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種并在全國(guó)范圍進(jìn)行推廣。

氨氮及亞硝態(tài)氮對(duì)魚(yú)類(lèi)均具有明顯的毒性作用，在魚(yú)類(lèi)高密度養(yǎng)殖模式下，亞硝態(tài)氮和氨氮是制約魚(yú)類(lèi)正常生長(zhǎng)的重要因子。在養(yǎng)殖過(guò)程中，水體中氨氮和亞硝酸鹽逐漸積累，當(dāng)其濃度達(dá)到一定值時(shí)，不僅會(huì)對(duì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生直接毒害，而且能夠誘發(fā)多種疾病，從而影響魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)[1，2]。非離子氨能阻止水生動(dòng)物體內(nèi)的氨向體外排出，造成體內(nèi)正常代謝的降級(jí)或停滯，進(jìn)而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生一系列的毒性影響；同時(shí)非離子氨為親脂性分子，半徑較小，容易穿透脂質(zhì)性生物膜的疏水性微孔進(jìn)入生物體內(nèi)，從而對(duì)魚(yú)鰓表皮細(xì)胞造成損傷，使其呼吸困難，體表分泌物增多，甚至衰竭死亡[3]；而亞硝態(tài)氮的毒性作用是由于NO2--N進(jìn)入血液后，將血紅蛋白分子的Fe2+氧化成為Fe3+，抑制血液的載氧能力，從而造成組織缺氧、神經(jīng)麻痹甚至窒息死亡[4，5]。近年來(lái)，有較多關(guān)于氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)不同魚(yú)類(lèi)的急性毒性研究報(bào)道，并獲得了氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)不同魚(yú)類(lèi)的半致死濃度和安全濃度[6-12]，但目前關(guān)于氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的急性毒性研究尚未開(kāi)展。

本試驗(yàn)以雜交鲌先鋒1號(hào)作為試驗(yàn)材料，研究了氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的急性毒性效應(yīng)，旨在為雜交鲌先鋒1號(hào)的苗種培育及人工養(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用雜交鲌先鋒1號(hào)取自湖北武漢鲌魚(yú)良種場(chǎng)，平均體長(zhǎng)（20.60±2.17） mm，平均體質(zhì)量（0.09±0.03） g，試驗(yàn)前于室內(nèi)水族箱暫養(yǎng)48 h以適應(yīng)試驗(yàn)條件。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)從水族箱中隨機(jī)挑選規(guī)格一致個(gè)體作為試驗(yàn)對(duì)象。

試驗(yàn)容器為1 L玻璃燒杯；試驗(yàn)用水為經(jīng)曝氣48 h自來(lái)水，采用國(guó)標(biāo)方法測(cè)得氨氮濃度為0.02 mg/L、亞硝態(tài)氮濃度為0.001 mg/L；采用HACH便攜式水質(zhì)測(cè)定儀測(cè)得試驗(yàn)期間水溫（26.79±0.82） ℃、溶解氧（6.22±1.09） mg/L、pH 7.78±0.18。

試驗(yàn)用氯化銨（NH4Cl）及亞硝酸鈉（NaNO2）均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，試驗(yàn)前用雙蒸水配制成10 g/L的母液，使用時(shí)按比例稀釋至試驗(yàn)所需濃度。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用96 h半靜水法。按預(yù)試驗(yàn)確定的濃度區(qū)間，等比間距設(shè)置8個(gè)濃度組，并設(shè)置對(duì)照組，每個(gè)濃度組設(shè)有3個(gè)平行。試驗(yàn)容器為1 L玻璃燒杯，使用試驗(yàn)毒物母液配至所需濃度，最后各投放雜交鲌先鋒1號(hào)10尾。試驗(yàn)過(guò)程中不充氣，每24 h用含有相應(yīng)毒物濃度的試驗(yàn)用水換水1次，換水量為100%。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程不投餌。試驗(yàn)開(kāi)始后前6 h連續(xù)觀察中毒癥狀，然后定時(shí)觀察各試驗(yàn)組魚(yú)的活動(dòng)狀況及存活死亡情況，并記錄24、48、72、96 h雜交鲌先鋒1號(hào)的死亡數(shù)。死亡的判斷標(biāo)準(zhǔn)為魚(yú)體被觸動(dòng)5 s，無(wú)任何反應(yīng)即視為死亡。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS16.0處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用概率單位分析法求出氨氮和亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的24、48、72、96 h半數(shù)致死濃度（LC50）值及95%可信區(qū)間；安全濃度（SC）的計(jì)算公式：SC=0.1×LC50（96 h）。

本試驗(yàn)中所提及的氨氮是指水環(huán)境中的總氨氮濃度，由離子銨和非離子氨組成。通常在計(jì)算氨氮的半數(shù)致死濃度時(shí)還要考慮非離子氨的半數(shù)致死濃度，非離子氨的計(jì)算公式為非離子氨濃度=總氨氮濃度/[10（pKa-pH）+1]

式中，pKa=0.09018+2729.92/T（T為開(kāi)氏溫度，T=273+t，t為攝氏溫度）。

2 結(jié)果與分析

2.1 中毒癥狀

試驗(yàn)開(kāi)始后，氨氮和亞硝態(tài)氮低濃度組和空白組雜交鲌先鋒1號(hào)均靜伏于水底，或緩慢游動(dòng)；氨氮高濃度組雜交鲌先鋒1號(hào)反應(yīng)強(qiáng)烈，呼吸頻率加快并在水體表面沿容器壁狂游并跳躍，然后游動(dòng)緩慢，受外界刺激后反應(yīng)遲鈍，失去躲避能力，而后腹面向上浮于水面，鰓蓋張合速度減緩，數(shù)分鐘后死亡，死亡后魚(yú)體僵直沉于水底，口及鰓裂大開(kāi)，鰭條展開(kāi)，部分魚(yú)體彎曲、體色變淺并分泌較多黏液。亞硝酸鹽高濃度組雜交鲌先鋒1號(hào)反應(yīng)不及氨氮高濃度組反應(yīng)劇烈，僅分散在水體上層緩慢游動(dòng)，受驚嚇后竄游并失去平衡能力，而后腹面向上漂浮于水面，鰓蓋張閉緩慢，數(shù)分鐘后死亡，死亡后鰓裂微張，體色變淺但未分泌較多黏液。

2.2 氨氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的毒性

氨氮和非離子氨對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，其半數(shù)致死濃度和安全濃度見(jiàn)表2。氨氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的48 h LC50和96 h LC50（95%可信限）分別為41.18 mg/L（37.67～46.5 mg/L）和35.76 mg/L（34.38～37.25 mg/L），非離子氨對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的48 h LC50和96 h LC50（95%可信限）分別為1.54 mg/L（1.41～1.74 mg/L）和1.34 mg/L（1.29～1.39 mg/L）；氨氮和非離子氨對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的安全濃度分別為3.58 mg/L和0.13 mg/L。

2.3 亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的毒性

亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，其半數(shù)致死濃度和安全濃度見(jiàn)表2。亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的48 h LC50和96 h LC50（95%可信限）分別為17.31 mg/L（15.82～18.85 mg/L）和15.82 mg/L（14.55～17.11 mg/L）；亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)的安全濃度為1.58 mg/L。

3 討論

養(yǎng)殖水環(huán)境中的氨氮主要來(lái)源于飼料、死亡動(dòng)植物等含氮有機(jī)物經(jīng)細(xì)菌分解、氨化的終產(chǎn)物以及水生動(dòng)物排泄的含氮產(chǎn)物。氨氮在水體中以離子銨（NH4+）和非離子氨（NH3）兩種形式存在，兩者在水體中可以相互轉(zhuǎn)化，且非離子氨的毒性遠(yuǎn)大于離子銨毒性[13，14]。水體中亞硝酸鹽氮主要來(lái)源于硝化作用和反硝化作用的中間產(chǎn)物，亞硝態(tài)氮達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)引起魚(yú)類(lèi)血液中高鐵血紅蛋白含量上升，使魚(yú)類(lèi)載氧能力下降，造成缺氧甚至死亡[15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，氨氮及亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)均具有明顯的毒性作用。高濃度的氨氮和亞硝酸鹽直接使魚(yú)的皮膚、鰓受到強(qiáng)烈刺激，影響魚(yú)類(lèi)的呼吸機(jī)能，嚴(yán)重時(shí)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生劇烈游竄掙扎。對(duì)比非離子氨和亞硝態(tài)氮對(duì)雜交鲌先鋒1號(hào)96 h半致死濃度可知，非離子氨的毒性遠(yuǎn)強(qiáng)于亞硝態(tài)氮，這與其他文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果一致[16，17]。

魚(yú)類(lèi)早期生命階段是其生命周期中對(duì)外界環(huán)境最敏感的階段，這個(gè)階段的毒性試驗(yàn)一定程度上可以代表整個(gè)生命周期的毒性試驗(yàn)，而且一般早期發(fā)育階段個(gè)體小，試驗(yàn)方便。隨著魚(yú)類(lèi)的發(fā)育及生長(zhǎng)，其對(duì)氨氮及亞硝態(tài)氮的耐受能力也會(huì)增強(qiáng)，故早期生命階段對(duì)毒物的耐受能力更具有代表性[10，18]。本試驗(yàn)采用雜交鲌先鋒1號(hào)稚魚(yú)作為試驗(yàn)材料所得到的結(jié)果可作為其幼魚(yú)及成魚(yú)對(duì)氨氮及亞硝態(tài)氮的耐受能力的參考。

研究證明氨氮和亞硝態(tài)氮的毒性與水體pH和溶氧等有關(guān)，非離子氨的毒性與溶解氧濃度呈逆相關(guān)；也有相關(guān)研究表明水體溶解氧含量的提高可提升魚(yú)類(lèi)和甲殼類(lèi)對(duì)亞硝酸鹽和非離子氨的耐受力[19-22]。因此，定期調(diào)整水體pH，保證充足的溶氧，對(duì)提高雜交鲌先鋒1號(hào)對(duì)水體氨氮和亞硝態(tài)氮的耐受力有重要的作用。

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