皺紋盤(pán)鮑排氨率變化特征及代謝產(chǎn)物對(duì)水質(zhì)的影響研究

張延青, 李文亞, 高霄龍, 徐建平, 李 賢, 劉 鷹, 3

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皺紋盤(pán)鮑排氨率變化特征及代謝產(chǎn)物對(duì)水質(zhì)的影響研究

張延青1, 李文亞1, 高霄龍2, 徐建平1, 李 賢2, 劉 鷹2, 3

(1. 青島理工大學(xué), 山東青島 266033; 2. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所, 山東青島 266071; 3. 大連海洋大學(xué), 遼寧大連 116023)

為研究不同規(guī)格皺紋盤(pán)鮑(Ino)的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)的影響, 于鮑攝食后的3、6、9、12、18、24 h時(shí)取水樣對(duì)主要水質(zhì)因子的變化情況進(jìn)行測(cè)定, 并根據(jù)總氨氮(TAN)濃度計(jì)算各規(guī)格組鮑的排氨率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 隨著鮑體質(zhì)量的增加, TAN濃度也隨之增加(<0.05), 大規(guī)格組和小規(guī)格組中TAN濃度均在9 h時(shí)出現(xiàn)第一個(gè)波峰。大、中、小規(guī)格組鮑的單位體質(zhì)量排氨率最大值依次為16.79、29.96、48.56 μg/(g·h)。且小規(guī)格組鮑的排氨率顯著高于大、中等規(guī)格組(<0.05), 各規(guī)格組中的NO2–-N和PO43–-P濃度均在24 h時(shí)達(dá)到最大值, 且除0 h外, 大規(guī)格組中的NO2–-N和PO43–-P濃度均顯著高于中、小規(guī)格組(<0.05)。9 h時(shí), 大規(guī)格組中的NO3–-N濃度達(dá)到最大值, 而中等規(guī)格組則在24 h時(shí)達(dá)到最大值。18 h時(shí), 中等規(guī)格和小規(guī)格組COD均達(dá)到最大值, 而大規(guī)格組則是在24 h時(shí)濃度達(dá)到最大。因此, 基于皺紋盤(pán)鮑的排氨率變化特征和TAN等在水體中的累積情況, 可以預(yù)測(cè)水質(zhì)變化規(guī)律并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)采取換水等相關(guān)操作, 對(duì)促進(jìn)養(yǎng)殖生物健康生長(zhǎng)、降低病害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、提高養(yǎng)殖效益等均有借鑒意義。

皺紋盤(pán)鮑(Ino); 規(guī)格; 排氨率; 水質(zhì)指標(biāo)

皺紋盤(pán)鮑(Ino), 隸屬于軟體動(dòng)物門(mén)、腹足綱, 是分布在中國(guó)黃、渤海的一種具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的海產(chǎn)貝類, 是中國(guó)北方的重要養(yǎng)殖品種[1-2]。隨著中國(guó)鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展, 特別是集約化、工廠化、規(guī)?；B(yǎng)鮑業(yè)的興起, 高密度養(yǎng)殖條件下的水體環(huán)境越來(lái)越難以滿足鮑正常生長(zhǎng)、發(fā)育的需要。水質(zhì)狀況不佳導(dǎo)致的生長(zhǎng)變緩、病害頻發(fā), 已成為制約皺紋盤(pán)鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一[3]。因此, 本實(shí)驗(yàn)擬通過(guò)研究不同規(guī)格皺紋盤(pán)鮑攝食后的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)指標(biāo)(總氨氮TAN、亞硝酸鹽氮NO2–-N、硝酸鹽氮NO3–-N、活性磷酸鹽PO43–-P和化學(xué)需氧量COD)的影響, 以期初步查明其基礎(chǔ)代謝的日變化規(guī)律, 進(jìn)而為工廠化養(yǎng)殖皺紋盤(pán)鮑的水環(huán)境調(diào)控和優(yōu)化提供理論依據(jù)。

攝食是生物為滿足生存、生長(zhǎng)和繁殖等生理過(guò)程的物質(zhì)和能量需求而進(jìn)行的重要活動(dòng)[4]。攝食后的殘餌和自身代謝產(chǎn)生的糞便等是鮑養(yǎng)殖水體污染的主要來(lái)源之一。在14~20℃環(huán)境下, 對(duì)皺紋盤(pán)鮑()攝食新鮮海帶()后個(gè)體能量收支的研究發(fā)現(xiàn), 鮑攝入的能量中大約34.6%~ 48.6 %轉(zhuǎn)化為糞能[5]。貝類的排泄產(chǎn)物中含有大量C、N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 主要為氨、尿酸、尿素、蛋白質(zhì)等, 其中氨占總排泄量的比例高達(dá)70 %[6], 而代謝產(chǎn)物的分解更會(huì)增加養(yǎng)殖水體中N、P和C含量。養(yǎng)殖水環(huán)境營(yíng)養(yǎng)鹽及有機(jī)污染指標(biāo)主要包括TAN、NO2–-N、NO3–-N、PO43–-P、COD等,TAN、NO3–-N、NO2–-N等主要來(lái)源于水生動(dòng)物的排泄產(chǎn)物和有機(jī)代謝產(chǎn)物在微生物作用下的分解[7], 其中總氨氮和亞硝酸鹽氮對(duì)貝類均有較大的毒性[8-9]。目前, 國(guó)內(nèi)對(duì)皺紋盤(pán)鮑()代謝方面的研究主要集中在環(huán)境因子和內(nèi)源性因子對(duì)耗氧率和排氨率的影響上[5, 10-11], 對(duì)皺紋盤(pán)鮑攝食后的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對(duì)養(yǎng)殖水體環(huán)境影響的研究報(bào)道卻較少。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)于2016年6月在中國(guó)科學(xué)院海洋研究所內(nèi)開(kāi)展, 實(shí)驗(yàn)所用皺紋盤(pán)鮑()購(gòu)自山東省威海市長(zhǎng)青海洋科技股份有限公司, 均為貝殼完好無(wú)損、足部伸縮有力的健康個(gè)體, 帶回實(shí)驗(yàn)室后洗刷去除表面附著物, 暫養(yǎng)于事先已充分曝氣24 h的水族箱內(nèi)(70 L, 54 cm×40 cm×32 cm)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)所用皺紋盤(pán)鮑首先在自然光照下暫養(yǎng)15 d, 水族箱內(nèi)置黑色波紋板作為附著基, 水溫19℃, 鹽度為29±1, pH為7.8。暫養(yǎng)期間每天上午10:00清除殘餌、糞便并更換新鮮海水, 換水量為100%。18:00投喂新鮮裙帶菜(Suringar), 投喂量以鮑濕體質(zhì)量的4%計(jì)算。暫養(yǎng)結(jié)束后根據(jù)殼長(zhǎng)將鮑分為大、中、小3個(gè)不同規(guī)格組, 其具體生物學(xué)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 不同規(guī)格皺紋盤(pán)鮑生物學(xué)數(shù)據(jù)

注: 數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤,=6。不同字母表示不同處理組間差異顯著(< 0.05)

每個(gè)規(guī)格組設(shè)置6個(gè)重復(fù)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后, 每組實(shí)驗(yàn)隨機(jī)將同一規(guī)格的鮑依次放置于大小相同的水族箱內(nèi)(10 L, 30 cm×21 cm×19 cm), 每一水族箱內(nèi)放一只鮑。18:00在每一水族箱內(nèi)分別投喂等量的新鮮裙帶菜(), 投喂量以鮑濕體質(zhì)量的4%計(jì)算。分別于投喂后3、6、9、12、18、24 h時(shí)取水樣, 測(cè)定各時(shí)間點(diǎn)水體中的TAN、NO2–-N、NO3–-N、PO43–-P、COD等濃度的變化情況, 并根據(jù)總氨氮濃度計(jì)算排氨率。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前, 鮑均需饑餓24 h。實(shí)驗(yàn)所用海水均經(jīng)砂濾處理, 溫度、鹽度和pH值等與暫養(yǎng)期間一致。

1.3 指標(biāo)和測(cè)定方法

總氨氮(TAN)采用納氏試劑分光光度法[12], 亞硝酸鹽氮(NO2–-N)采用萘乙二胺分光光度法[13], 硝酸鹽氮(NO3–-N)采用紫外分光光度法[14], 活性磷酸鹽(PO43–-P)采用磷鉬藍(lán)分光光度法[13], 化學(xué)需氧量(COD)采用烘箱加熱高錳酸鉀法[15]。

排氨率的計(jì)算公式為:

=[(–)×1000×(–)]/[16]

式中,代表排氨率,和分別代表實(shí)驗(yàn)結(jié)束和開(kāi)始時(shí)水體中的總氨氮濃度,代表實(shí)驗(yàn)用水族箱體積,代表不同規(guī)格鮑的體積,為實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。

其中鮑的體積的計(jì)算公式為:

(m–m) /d

式中,m為鮑在空氣中的質(zhì)量,m為鮑在海水中的質(zhì)量,d代表海水的密度(1.025 g/cm3)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS16.0 軟件進(jìn)行單因素(One- ANOVA)方差分析, 當(dāng)顯著性差異存在時(shí)使用Duncan進(jìn)行多重比較分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean ± SD), 顯著性水平為<0.05。

2 結(jié)果

2.1 總氨氮(TAN)濃度變化

隨著時(shí)間延長(zhǎng), 各規(guī)格組水體中的總氨氮濃度均呈上升趨勢(shì), 且隨著皺紋盤(pán)鮑體質(zhì)量的增加, 總氨氮濃度也隨之增加(圖1)。大規(guī)格組水體中的總氨氮濃度在9 h時(shí)出現(xiàn)波峰, 且此時(shí)間點(diǎn)總氨氮濃度顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。中等規(guī)格組水體中的總氨氮濃度則在18 h時(shí)出現(xiàn)波峰, 且在18 h時(shí)顯著高于小規(guī)格組(<0.05)。在小規(guī)格組中, 總氨氮濃度波峰也出現(xiàn)在9 h時(shí), 最大值出現(xiàn)在24 h時(shí), 達(dá)到0.072 mg/L。

2.2 排氨率變化

各規(guī)格組鮑的排氨率均有隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸升高的趨勢(shì), 且實(shí)驗(yàn)后期發(fā)現(xiàn)隨著鮑個(gè)體增大, 其單位體質(zhì)量排氨率顯著下降(圖2)。各時(shí)間點(diǎn), 小規(guī)格組鮑的排氨率均顯著高于大規(guī)格和中等規(guī)格組(<0.05), 且在24 h時(shí)達(dá)到最大值, 為48.56 μg/(g·h)。在3、18、24 h時(shí), 中等規(guī)格組鮑的排氨率均顯著高于大規(guī)格組, 而在其他時(shí)間點(diǎn)二者間并沒(méi)有顯著性差異(>0.05), 最大值出現(xiàn)在18 h, 為29.96 μg/(g·h)。24 h時(shí), 大規(guī)格組鮑的排氨率達(dá)到最大值, 為16.79 μg/(g·h), 但顯著小于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。

圖1 不同規(guī)格組總氨氮(TAN)濃度變化情況

圖中不同字母表示不同規(guī)格在同一時(shí)間點(diǎn)上差異顯著(<0.05)。下同

Different letters on diagram mean significant difference in different size groups at the same time(<0.05). The same as below.

圖2 不同規(guī)格組排氨率變化情況

2.3 亞硝酸鹽氮濃度變化

隨著時(shí)間延長(zhǎng), 各規(guī)格組水體中亞硝酸鹽氮濃度也逐漸升高, 且除0 h外, 各時(shí)間點(diǎn)大規(guī)格組水體中的亞氮濃度均顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(圖3,<0.05)。中等規(guī)格和小規(guī)格組中, 亞氮濃度均在24 h時(shí)達(dá)到最大值, 分別為0.010 7 mg/L和0.005 8 mg/L。18 h和24 h時(shí), 中等規(guī)格組亞氮濃度均顯著高于小規(guī)格組(<0.05), 而在其他時(shí)間點(diǎn)兩規(guī)格組間并沒(méi)有顯著性差異(>0.05)。

圖3 不同規(guī)格組亞氮濃度變化情況

2.4 硝酸鹽氮濃度變化

實(shí)驗(yàn)期間, 大、中、小規(guī)格組水體中硝酸鹽氮濃度變化范圍分別為0.542~0.679 mg/L, 0.443~0.660 mg/L, 0.498~0.571 mg/L(圖 4)。9 h時(shí), 大規(guī)格組中硝酸鹽氮濃度達(dá)到最大值, 且顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。12 h時(shí), 中等規(guī)格組硝酸鹽氮濃度顯著升高, 達(dá)到0.618 mg/L, 且與小規(guī)格組相比差異顯著(<0.05), 18 h后, 中等規(guī)格組均大于大規(guī)格組和小規(guī)格組, 但二者并沒(méi)有顯著性差異(>0.05)。3 h和6 h時(shí), 小規(guī)格組亞硝酸鹽氮濃度均顯著高于中等規(guī)格組(<0.05), 且在6 h時(shí)達(dá)到最大值, 而后逐漸降低, 至24 h時(shí)與其他兩個(gè)規(guī)格組相比并沒(méi)有顯著性差異(>0.05)。

圖4 不同規(guī)格組硝酸鹽氮濃度變化情況

2.5 磷酸鹽濃度變化

各規(guī)格組磷酸鹽濃度均隨時(shí)間而逐漸升高, 且都在24 h時(shí)達(dá)到最大值, 分別為0.037 mg/L、0.02 mg/L、0.013 9 mg/L。各時(shí)間點(diǎn), 中等規(guī)格和小規(guī)格組中的磷酸鹽濃度均沒(méi)有顯著性差異(圖 5,>0.05)。除0 h外, 各時(shí)間點(diǎn)大規(guī)格組磷酸鹽濃度均顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。

圖5 不同規(guī)格組磷酸鹽濃度變化情況

2.6 COD濃度變化

各規(guī)格組COD濃度具有相似的變化趨勢(shì), 隨時(shí)間延長(zhǎng)濃度不斷升高(圖 6)。12 h前, 各規(guī)格組間COD濃度值均沒(méi)有顯著性差異(>0.05)。18 h時(shí), 中等規(guī)格和小規(guī)格組COD濃度均達(dá)到最大值, 6 h至24 h,小規(guī)格組大于中規(guī)格組, 但二者并沒(méi)有顯著性差異(>0.05)。24 h時(shí), 大規(guī)格組COD濃度達(dá)到最大值, 為1.528 mg/L, 且顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。中等規(guī)格和小規(guī)格組24 h時(shí)COD濃度均有下降的趨勢(shì), 但二者間并沒(méi)有顯著性的差異(>0.05)。

圖6 不同規(guī)格組COD濃度變化情況

3 討論

在貝類能量學(xué)研究中, 代謝一般分為標(biāo)準(zhǔn)代謝、活動(dòng)代謝和特殊動(dòng)力代謝。因?yàn)榛顒?dòng)代謝和特殊動(dòng)力代謝在測(cè)定時(shí)難以分開(kāi), 所以常將兩者合并稱為常規(guī)代謝[17]。攝食后引起的代謝屬于常規(guī)代謝, 鮑在攝取食物后不斷將代謝廢物排放到水體中, 其排氨率會(huì)呈現(xiàn)出一定的變化趨勢(shì), 進(jìn)而也對(duì)水體中的可溶性營(yíng)養(yǎng)鹽和COD等造成影響。

3.1 攝食后總氨氮濃度及排氨率變化情況

排泄是水生動(dòng)物最基本的新陳代謝活動(dòng)之一, 氨態(tài)氮是排泄的主要含氮化合物[4], 其濃度高低不僅是評(píng)價(jià)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一, 而且還可能對(duì)水生生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生直接或間接的影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨著時(shí)間延長(zhǎng), 總氨氮濃度逐漸增加, 其中大規(guī)格組和小規(guī)格組均在9 h時(shí)出現(xiàn)第一個(gè)波峰, 說(shuō)明此時(shí)消化、代謝活動(dòng)較為活躍, 餌料等經(jīng)消化分解后以總氨氮的形式排放到水體中。同時(shí)發(fā)現(xiàn), 大規(guī)格組和小規(guī)格組總氨氮濃度多在夜間變化幅度較大, 這可能與鮑晝伏夜出的習(xí)性有關(guān)。各規(guī)格組中, 總氨氮平均濃度依次為: 大規(guī)格組0.118 mg/L, 中規(guī)格組0.065 mg/L, 小規(guī)格組0.050 mg/L, 即隨著鮑體質(zhì)量的增加, 水體中總氨氮濃度也隨之升高。這可能是由于鮑殼長(zhǎng)、體質(zhì)量的增加, 其日攝食量逐漸增大, 進(jìn)而導(dǎo)致代謝產(chǎn)物也隨之增多[18]。

排氨率指生物在單位時(shí)間內(nèi)的氨氮排泄量, 是反映代謝活動(dòng)強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)[19]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn), 隨著鮑個(gè)體增大其排氨率顯著降低, 該現(xiàn)象與櫛孔扇貝()[20]、彩虹明櫻蛤()[21]、皺肋文蛤()[22]、馬氏珠母貝() [23]等的排氨率變化規(guī)律類似, 也與畢遠(yuǎn)溥等[11]關(guān)于體質(zhì)量對(duì)皺紋盤(pán)鮑()排氨率的影響研究結(jié)果相一致。究其原因可能是直接維持水生動(dòng)物生命的腎臟、肝臟組織的代謝活力高于非直接維持生命的肌肉與脂肪等組織, 且隨著鮑個(gè)體增大, 肌肉與脂肪等組織較腎臟、肝臟等臟器的積累更多, 從而使個(gè)體規(guī)格增大而其單位體質(zhì)量的排氨率呈下降趨勢(shì)[16, 24-25]。

通過(guò)排氨率和總氨氮濃度的對(duì)比發(fā)現(xiàn)二者的變化趨勢(shì)基本一致。各規(guī)格組鮑的排氨率均在3、18、24 h時(shí)出現(xiàn)顯著性差異, 大規(guī)格組的排氨率在9 h時(shí)出現(xiàn)第一個(gè)波峰, 與該時(shí)刻總氨氮濃度出現(xiàn)波峰相一致。但在此時(shí)刻, 中、小規(guī)格組均未出現(xiàn)該現(xiàn)象。而是分別在18 h時(shí)中等規(guī)格組排氨率和總氨氮濃度均達(dá)到最大值, 小規(guī)格組在24 h時(shí)二者達(dá)到最大值。中、小規(guī)格組個(gè)別時(shí)刻出現(xiàn)了排氨率下降的現(xiàn)象, 分析原因可能為外部水體中總氨氮的不斷累積導(dǎo)致鮑相應(yīng)的排氨受阻[26]。

3.2 攝食后亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、磷酸鹽、化學(xué)需氧量變化情況

氮循環(huán)在養(yǎng)殖水體的營(yíng)養(yǎng)鹽流動(dòng)和平衡過(guò)程中起到非常重要的作用。目前對(duì)雙殼貝類氮排泄產(chǎn)物的研究報(bào)道較多, 而單殼貝類排泄特征的研究相對(duì)較少。Cockcroft[27]在對(duì)淺海區(qū)兩種雙殼貝類和的氮排泄調(diào)查中發(fā)現(xiàn), 20℃或25℃時(shí), 其排泄產(chǎn)物總?cè)芙獾械腘O3–-N 含量小于1%, 且未檢測(cè)出亞硝酸鹽氮。Nakamura等[28]報(bào)道, 在日本中等鹽度的瀉湖中, 27℃時(shí)雙殼蛤()不排泄硝酸鹽和亞硝酸鹽。同時(shí)也有其他研究表明, 貝類排泄物中包含有NO3–-N、NO2–-N兩類物質(zhì), 但比例都相對(duì)較小[29-30]。與雙殼貝類的氮排泄物類似, 皺紋盤(pán)鮑排泄產(chǎn)物中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的濃度也較低。

亞硝酸鹽被視為水生生物的致病根源, 是氨硝化作用的中間產(chǎn)物, 其在水中的不斷累積會(huì)影響?zhàn)B殖生物的生理狀況, 長(zhǎng)期作用會(huì)抑制生長(zhǎng)、破壞組織器官, 導(dǎo)致死亡率升高[31]。所以, 亞硝酸鹽含量的監(jiān)測(cè)是皺紋盤(pán)鮑養(yǎng)殖水體水質(zhì)調(diào)控的一個(gè)關(guān)鍵因素。本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中, 亞硝酸鹽含量隨時(shí)間延長(zhǎng)不斷增加, 其含量在實(shí)驗(yàn)后期表現(xiàn)出明顯差異, 大、中、小規(guī)格組中的平均濃度分別為0.013 2、0.006 7、0.004 2 mg/L。各規(guī)格組中的亞硝酸鹽氮濃度均在24 h時(shí)達(dá)到峰值, 說(shuō)明在養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中, 亞硝酸鹽氮濃度是一個(gè)不斷累積升高的過(guò)程, 對(duì)其濃度的適時(shí)監(jiān)測(cè)和分析, 對(duì)保證養(yǎng)殖生物的健康, 降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)是十分重要的。硝酸鹽的積累對(duì)貝類的影響相對(duì)較小, 但也有研究認(rèn)為其逐漸富集會(huì)影響魚(yú)類的滲透壓和血細(xì)胞運(yùn)輸氧的能力[32]。本實(shí)驗(yàn)的大、中、小規(guī)格組中硝酸鹽氮的平均濃度分別為0.616、0.536、0.543 mg/L, 硝酸鹽濃度變化與鮑的規(guī)格大小無(wú)顯著相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)前期和后期各規(guī)格組中硝酸鹽濃度變化均較平緩, 波動(dòng)時(shí)間主要集中在攝食后的6~12 h。其中大規(guī)格組在9 h時(shí)出現(xiàn)第一個(gè)波峰; 而中規(guī)格組在12 h時(shí)顯著增大, 在18 h后硝氮濃度均大于大規(guī)格組和小規(guī)格組; 小規(guī)格組則在12 h時(shí)顯著下降, 24 h時(shí)又稍有上升。中、小規(guī)格組相較大規(guī)格組波動(dòng)性大, 規(guī)律性不強(qiáng), 這是由于一方面皺紋盤(pán)鮑新陳代謝活動(dòng)加劇, 產(chǎn)生更多的糞便等有機(jī)代謝產(chǎn)物在硝化細(xì)菌分解作用下增加了硝酸鹽的量, 而另一方面硝氮又可以在反硝化細(xì)菌脫氮作用下不斷削減, 故硝酸鹽在養(yǎng)殖水體內(nèi)復(fù)雜的微生物環(huán)境下變化不穩(wěn)定。

皺紋盤(pán)鮑與魚(yú)類等其他水生動(dòng)物類似, 磷主要從食物中獲取, 而水體中的磷主要來(lái)自于飼料及糞便等的分解[33]。排泄在養(yǎng)殖水體中的磷主要以磷酸鹽(PO43–-P)形式存在[34], 某些魚(yú)類等水生生物排泄物中磷酸鹽占總磷排泄量的 85%~95%[35], 故水體中的磷酸鹽含量也可以在一定程度上表征磷的總排泄量。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中磷酸鹽總體濃度較低, 其含量也隨時(shí)間和個(gè)體規(guī)格的增加而增加, 大、中、小規(guī)格組中的平均濃度分別為0.030、0.015、0.011 mg/L。在6 h時(shí), 大規(guī)格組中的磷酸鹽濃度出現(xiàn)第一個(gè)波峰, 9~18 h時(shí)其值隨時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。中、小規(guī)格組磷酸鹽濃度整體變化趨勢(shì)一致, 在6 h時(shí)達(dá)到最低而后逐漸升高。在6 h時(shí), 大規(guī)格組和中、小規(guī)格組磷酸鹽濃度呈現(xiàn)截然相反的變化趨勢(shì), 分析原因可能是磷酸鹽在水-沉積物(沉降物)界面發(fā)生了活躍的吸附-解吸行為[36]。鮑排泄后水體中含有一定量的糞便、殘餌等微粒和其他非液態(tài)(如黏液)物質(zhì), 溶解在水體中的磷極易被這些物質(zhì)所吸附, 被吸附的磷在一定條件下又會(huì)重新溶解到水中, 然而該過(guò)程存在時(shí)滯性, 最終導(dǎo)致了不同規(guī)格組磷酸鹽濃度在某些時(shí)刻呈現(xiàn)相反的波動(dòng)特點(diǎn)[37]。

殘餌和糞便中含有大量有機(jī)質(zhì)顆粒等還原性物質(zhì), 其含量對(duì)表征水體有機(jī)物相對(duì)含量的COD產(chǎn)生影響。水體中COD濃度過(guò)高會(huì)增加水生動(dòng)物病害發(fā)生的機(jī)率, 因此COD可作為養(yǎng)殖過(guò)程中的一個(gè)重要水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。隨著時(shí)間延長(zhǎng), 各規(guī)格組水體中COD濃度具有相似的變化趨勢(shì), 即隨著養(yǎng)殖時(shí)間和皺紋盤(pán)鮑個(gè)體規(guī)格的增加, 殘餌和糞便等代謝產(chǎn)物逐漸累積并形成顆粒有機(jī)碳, 使得水體中的COD濃度升高。這與馬建新等[38]在中國(guó)明對(duì)蝦()養(yǎng)殖池塘水體中COD的研究結(jié)果類似。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在6 h后, 小規(guī)格組COD濃度大于中規(guī)格組, 二者差異不顯著, 這是由于相較于大規(guī)格組, 中、小規(guī)格組體質(zhì)量差異較小, 小規(guī)格鮑新陳代謝速率大于中規(guī)格組, 6 h后, 單位時(shí)間內(nèi)小規(guī)格鮑糞便等有機(jī)物積累總量可能大于中規(guī)格組, 隨即對(duì)COD濃度造成影響。

綜上所述, 根據(jù)皺紋盤(pán)鮑攝食后水體中營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)污染指標(biāo)COD和其排氨率等的變化規(guī)律可知, 隨著時(shí)間延長(zhǎng)TAN、NO2–-N、PO43–-P等均在水體中逐步累積, 且TAN、NO2–-N、PO43–-P的濃度變化與鮑的規(guī)格大小成正相關(guān)。因此, 在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中基于不同規(guī)格皺紋盤(pán)鮑攝食后的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對(duì)養(yǎng)殖水體的污染程度, 可根據(jù)鮑的實(shí)際放養(yǎng)情況預(yù)估各水質(zhì)指標(biāo)在水體中的變化趨勢(shì), 對(duì)皺紋盤(pán)鮑工廠化養(yǎng)殖的水質(zhì)調(diào)控和疾病預(yù)防具有良好的指導(dǎo)意義。

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Ammonia excretion rate ofand effects of metabolite on water quality

ZHANG Yan-qing1, LI Wen-ya1, GAO Xiao-long2, XU Jian-ping1, LI Xian2, LIU Ying2, 3

(1. Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China; 2. Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 3. Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

Ammonia excretion rates ofof different sizes and the effect of its metabolites on water quality were investigated by collecting water samples at 3, 6, 9, 12, 18, and 24 h after food intake to determine the changes in important water quality factors and calculate the ammonia excretion rate of each group based on TAN concentration. Experimental results showed that TAN concentration of large- and small-sized abalone groups reached the first peak at 9 h and increased with the body mass of abalone. The maximum ammonia excretion rates per unit weight of the large, medium, and small size groups were 16.79, 29.96, and 48.56 μg/(g·h), respectively. The ammonia excretion rate of the small-sized group was significantly higher than that of the medium- and large-sized groups. PO43–-P and NO2–-N concentrations of the small-, medium-, and large-sized groups reached the maximum value at 24 h, and the PO43–-P and NO2–-N concentrations of the large-sized group were significantly higher than those of the small- and medium-sized groups. NO3–-N concentration of the large-sized group reached the maximum value at 9 h, whereas NO3–-N concentration of the medium-sized group reached the maximum value at 24 h. COD concentration of the small- and medium-sized groups reached the maximum value at 18 h, whereas COD concentration of the large-sized group reached the maximum value at 24 h. Therefore, water exchange and other related processes after the food intake by the abalonebased on its ammonia excretion rate and water quality index accumulation in the water body will be somewhat referential to the promotion of the healthy growth of aquaculture organisms, reduction of disease incidence risk, and improvement of aquaculture efficiency.

Abalone; Size; Ammonia excretion rate; Water quality indexes

(本文編輯: 梁德海)

S917.4

A

1000-3096(2017)07-0023-08

10.11759/hykx20160811003

2016-11-20;

2017-02-21

國(guó)家自然科學(xué)基金(No. 41306152, 31472312, 31402283); 國(guó)家貝類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-48); 農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(2013-SDMFMA-KF-1); 江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(BE2015325)

[Natural Science Fundation, No. 41306152, No. 31472312, No. 31402283; National Shellfish Industry Technology System Project, No. CARS-48; The Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, No. 2013-SDMFMA-KF-1; Key Research and Development Program of Jiangsu Province, No. BE2015325]

張延青(1963-), 女, 山東青島人, 博士, 教授, 主要從事水處理技術(shù)研究與教學(xué), 電話: 0532-84962166, E-mail: zyq_luck@163.com;劉鷹(1969-), 通信作者, 男, 教授, 主要從事水產(chǎn)工程及生態(tài)學(xué)研究, E-mail: yingliu@dlouedu.cn

Nov. 20, 2017