溫度和鹽度對加州扁鳥蛤耗氧率和排氨率的影響

聶鴻濤，邢寧寧，王海倫，楊 鳳，閆喜武

( 1.大連海洋大學(xué)，遼寧省貝類良種繁育工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連 116023;2.大連海洋大學(xué)，農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室，遼寧 大連 116023 )

溫度和鹽度對加州扁鳥蛤耗氧率和排氨率的影響

聶鴻濤1,2，邢寧寧1，王海倫1，楊 鳳1，閆喜武1,2

( 1.大連海洋大學(xué)，遼寧省貝類良種繁育工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連 116023;2.大連海洋大學(xué)，農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室，遼寧 大連 116023 )

為研究溫度和鹽度對加州扁鳥蛤耗氧排氨的影響，設(shè)置5、10、15、20、25 ℃ 5個溫度梯度和12、17、22、27、32共5個鹽度梯度，研究溫度和鹽度對加州扁鳥蛤耗氧排氨的影響。結(jié)果表明，耗氧率隨著溫度的升高先升后降，在20 ℃達(dá)到最大值，4.411 mg/(g·h)；排氨率除在10～15 ℃偏低外，整體呈現(xiàn)升高趨勢。在鹽度32，溫度5～25 ℃，耗氧率和排氨率之比(O∶N)為2.352～4.296 mg/(g·h)，15 ℃達(dá)最大值。在水溫13 ℃時，鹽度范圍12～32，耗氧率和排氨率都隨著鹽度的升高而增加，32時達(dá)到最大值，O∶N為2.780～21.600。研究結(jié)果為進(jìn)一步完善加州扁鳥蛤的人工養(yǎng)殖技術(shù)提供參考。

加州扁鳥蛤；溫度；鹽度；耗氧率；排氨率

加州扁鳥蛤(Clinocardiumcaliforniense)，又稱鳥蛤、鳥貝，屬軟體動物門、雙殼綱、簾蛤目、鳥蛤科。殼質(zhì)堅硬，兩殼側(cè)扁，外表美觀，放射肋約38條，肋間距小，外韌帶發(fā)達(dá)。朝鮮至我國黃海北部和中部均有分布，且數(shù)量較多。因其肉味鮮美，具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)價值，目前已開始加強(qiáng)對其人工育苗和養(yǎng)殖的研究。研究溫度和鹽度對耗氧率和排氨率的影響，對其養(yǎng)殖生產(chǎn)具有參考意義。

溫度和鹽度是影響水生生物新陳代謝的主要因素，也是隨季節(jié)和氣象條件變化而極易發(fā)生改變的兩個環(huán)境因子。目前，國內(nèi)外有關(guān)貝類耗氧率和排氨率的研究很多，貝類耗氧率、排氨率、氧氮比及Q10的測定可以作為評估外界環(huán)境對貝類生理狀態(tài)影響的重要指標(biāo)[1-6]。研究表明，在一定溫度范圍內(nèi)，大多數(shù)貝類的耗氧率隨著溫度的升高先增后減。目前，已對多種雙殼貝類的耗氧率和排氨率開展研究[6-13]，但關(guān)于加州扁鳥蛤的相關(guān)研究尚未見報道。本研究以野生加州扁鳥蛤為材料，研究溫度和鹽度對其耗氧排氨的影響，以期為加州扁鳥蛤的養(yǎng)殖開發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用加州扁鳥蛤購于大連新長興市場，個體健康，活力強(qiáng)，規(guī)格見表1。海水經(jīng)沉淀、砂濾后使用，pH 8.01±0.01，鹽度為32.7±0.1。

表1 加州扁鳥蛤生物學(xué)數(shù)據(jù)

1.2 試驗方法

溫度和鹽度試驗各分為5組，待溫度和鹽度調(diào)整到設(shè)定梯度時，分別取規(guī)格均一的加州扁鳥蛤(表1)各30個放入呼吸瓶中，溫度和鹽度試驗各設(shè)置20個呼吸瓶，以不放鳥蛤的呼吸瓶作為對照組，全部試驗設(shè)3個重復(fù)。當(dāng)每個呼吸瓶中伸出水管的鳥蛤數(shù)大于1個計時試驗開始，試驗持續(xù)3 h。溫度試驗中，鹽度為32，鹽度試驗中，水溫為13 ℃。按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》[14]，用碘量法測定養(yǎng)殖水中的溶解氧，用次溴酸鈉氧化法測定水中的氨氮。取鳥蛤軟體部，70 ℃烘干，稱干肉質(zhì)量。

耗氧率和排氨率計算公式為：

OR=(DO0-DOt)×V/m×t

NR=[(Nt-N0)×V]/m×t

Q10=(M2/M1)10/(T2-T1)

O∶N=(OR/16)/(NR/14)

式中，OR為單位體質(zhì)量耗氧率[mg/(g·h)]，DO0和DOt為試驗空白對照組和試驗組水中溶氧的質(zhì)量濃度(mg/L)，V為呼吸瓶容積(L)，m為干肉質(zhì)量(g)，t為試驗持續(xù)時間(h)；NR為單位體質(zhì)量排氨率[mg /(g·h)]，N0和Nt為試驗空白對照組和試驗組水中氨氮的質(zhì)量濃度(mg/L)；Q10為溫度對貝類代謝的影響強(qiáng)度，M1和M2為試驗溫度(T1)和試驗溫度(T2)時加州扁鳥蛤的代謝率耗氧率或排氨率；O︰N為加州扁鳥蛤耗氧率和排氨率之間的比值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗所得數(shù)據(jù)，采用SPSS 19.0軟件中單因子方差分析及Duncan多重比較，差異顯著水平為0.05。

2 結(jié) 果

2.1 溫度對加州扁鳥蛤耗氧率和排氨率的影響

溫度5～25 ℃時，耗氧率隨著溫度的升高先升后降，20 ℃時達(dá)到最大值，為4.412 mg/(g·h)，溫度對加州扁鳥蛤的耗氧率無顯著差異(P>0.05)(圖1)。

加州扁鳥蛤O∶N值(2.352～4.296)隨著溫度的變化先升后降，15 ℃時達(dá)最大值(表2)。

圖1 溫度對加州扁鳥蛤耗氧率的影響

在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，排氨率為0.893～1.250 mg/(g·h)，15 ℃時達(dá)到最小值0.893 mg/(g·h)，溫度對加州扁鳥蛤排氨率無顯著影響(P>0.05)(圖2)。

圖2 溫度對加州扁鳥蛤排氨率的影響

2.2 鹽度對加州扁鳥蛤耗氧率和排氨率的影響

鹽度為12～32時，隨鹽度升高，耗氧率升高，當(dāng)鹽度為32時，耗氧率達(dá)最大值3.878 mg/(g·h)(圖3)。鹽度對加州扁鳥蛤的耗氧率有顯著影響(P<0.05)，其中，鹽度32與12、17之間耗氧率差異顯著(P<0.05)，鹽度22與27之間耗氧率差異顯著(P<0.05)，其他組無顯著差異(P>0.05)。

表2 溫度對加州扁鳥蛤O∶N的影響

圖3 鹽度對加州扁鳥蛤耗氧率的影響

隨鹽度升高，加州扁鳥蛤的排氨率也隨之升高，鹽度32時，達(dá)最大值0.807 mg/(g·h)(圖4)。鹽度對加州扁鳥蛤的排氨率影響顯著。鹽度12與17、22組差異不顯著(P>0.05)，鹽度27與32之間差異不顯著(P>0.05)，其他組顯著差異(P<0.05)。

圖4 鹽度對加州扁鳥蛤排氨率的影響

隨鹽度的增加，O∶N值(2.780～21.600)先減后增，在鹽度12時最大，為21.600(表3)。

表3 鹽度對加州扁鳥蛤O∶N的影響

2.3 水溫對加州扁鳥蛤代謝率強(qiáng)度的影響

溫度5～25 ℃時，加州扁鳥蛤的耗氧率和排氨率的Q10值分別為0.277～1.780和0.722～1.846。耗氧率Q10值在10～15 ℃最大，排氨率Q10值在10～15 ℃最小(表4)。

表4 水溫對加州扁鳥蛤代謝率的影響強(qiáng)度

3 討 論

3.1 溫度的影響

目前認(rèn)為,耗氧率和排氨率可以作為評估水產(chǎn)生物能量消耗的主要有效指標(biāo)[7-8]。水溫的變化是影響貝類合成代謝的主要因素之一。研究表明，在一定的溫度范圍內(nèi)，大多數(shù)貝類的耗氧率隨著溫度的升高而增加, 當(dāng)超過其最高溫度耐受范圍后，會引起貝類生理功能的紊亂，耗氧率下降[9-10]。而本試驗中，隨著設(shè)定溫度的增高，使得耗氧率先升后降。5～20 ℃，隨著溫度的升高耗氧率增加，而當(dāng)溫度達(dá)到25 ℃時，耗氧率出現(xiàn)下滑趨勢，說明25 ℃超出了加州扁鳥蛤的適應(yīng)溫度，15～20 ℃是加州扁鳥蛤的最適溫度。

研究表明，貝類的Q10值通常為1.0～2.5，平均為2.0[11-12]。由本試驗的結(jié)果可知，在設(shè)定的溫度梯度范圍內(nèi)，耗氧率的Q10值為0.277～1.78，平均為1.112，平均低于2.0，這可能由于溫度達(dá)到25 ℃時，超出了加州扁鳥蛤的最適溫度，使得加州扁鳥蛤的耗氧率降低；排氨率Q10值為0.722～1.846，平均為1.193，低于平均值，可能是由于當(dāng)溫度超出加州扁鳥蛤的最適溫度時，耗氧率的降低和排氨率的增加，使得其代謝能量主要由于自身能量消耗提供，以致于Q10值低于平均值。本試驗發(fā)現(xiàn)加州扁鳥蛤Q10值均小于2，是否為物種特性有待于進(jìn)一步研究。

通過 O∶N值的分析，能大體估計海水貝類在代謝中的能量消耗分配比例[13]，是揭示動物代謝規(guī)律的重要參數(shù)。由本試驗的結(jié)果得知，加州扁鳥蛤的O∶N呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，為2.352～4.296，平均值為3.322，在15 ℃時達(dá)到最大值。在15～20 ℃，加州扁鳥蛤主要是由脂肪或碳水化合物為其提供合成代謝所需能量，在其他溫度下則主要是由蛋白質(zhì)分解供能，進(jìn)一步說明加州扁鳥蛤的最適溫度為15～20 ℃。

3.2 鹽度的影響

鹽度是決定海洋貝類分布并影響其生理代謝的重要環(huán)境因子。有研究表明，當(dāng)貝類處于其等滲點時其代謝率較低，隨著鹽度的不斷變化，代謝率也在逐漸增大[14]。依據(jù)本試驗的結(jié)果，隨著鹽度的升高，耗氧率和排氨率均在逐漸增高。當(dāng)加州扁鳥蛤處于等滲點環(huán)境時，即體內(nèi)滲透壓與海水鹽度相等時，消耗能量少，而當(dāng)外界鹽度處于不斷變化時，體內(nèi)滲透壓不平衡，加州扁鳥蛤消耗能量多，導(dǎo)致耗氧率和排氨率上升。

而在設(shè)定鹽度范圍內(nèi)，耗氧率和排氨率未見轉(zhuǎn)折點，說明試驗設(shè)置的鹽度，并未對加州扁鳥蛤造成致命影響，證明加州扁鳥蛤的耐受鹽度應(yīng)高于試驗所設(shè)置的32。研究表明，貝類的代謝率隨著鹽度的升高而增加，超出適宜的鹽度范圍則開始下降。張旭峰等[15-16]報道了香螺(Neptuneaarthritica)和皺肋文蛤(Meretrixlyrata)代謝率達(dá)到最大的鹽度分別為34、23，而在本試驗的研究過程中，加州扁鳥蛤的耗氧率和排氨率是隨著鹽度的增加而增加，未達(dá)致命程度，所以欲確定最適鹽度，還需進(jìn)一步試驗。

O∶N比值表示生物體內(nèi)蛋白質(zhì)與脂肪、碳水化合物分解代謝的比例，可以作為生物適應(yīng)環(huán)境壓力的指標(biāo)之一[17-19]。Mayzalld[13]指出，如果機(jī)體消耗的能量完全由蛋白質(zhì)提供，O∶N值約為7。Ikeda[20]證實, 如果機(jī)體完全由蛋白質(zhì)和脂肪氧化供能，O∶N值約為24。從本試驗的結(jié)果來看，在設(shè)置的鹽度范圍內(nèi)，其O∶N值為2.780～21.600，平均值為7.214，表明加州扁鳥蛤?qū)Φ鞍踪|(zhì)的利用率較高，當(dāng)鹽度為12時，O∶N值最大，說明此時主要由蛋白質(zhì)或脂肪供能。

[1] 孟學(xué)平,董志國，程漢良，等.西施舌的耗氧率與排氨率研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2005, 16(12):2435-2438.

[2] Carfoot T H. Animal Energetics [M]. New York:Academic Press, 1987:89-172.

[3] 常亞青, 王子臣. 魁蚶耗氧率的初步研究[J]. 水產(chǎn)科學(xué),1992, 11(12):1-6.

[4] 郭海燕，王昭萍，于瑞海，等.溫度、鹽度對大西洋浪蛤耗氧率和排氨率的影響[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2007, 37(增刊):185-188.

[5] 雷衍之. 養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實驗[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社, 2006:23-25.

[6] 林曉凌,王森,鄒寧.次溴酸鈉氧化法測定海水氨氮方法原理解析[J].中國高新技術(shù)企業(yè), 2007(5):115-116.

[7] 趙文,王雅倩,魏杰,等. 體重和鹽度對中國蛤蜊耗氧率和排氨率的影響[J].生態(tài)學(xué)報2011,31(7):2040-2045.

[8] 張媛,方建光,毛玉澤,等.溫度和鹽度對橄欖蚶耗氧率和排氨率的影響[J].中國水產(chǎn)科學(xué),2007,14(4):690-694.

[9] 金春華.溫度和鹽度對青蛤耗氧率和排氨率的影響[J].麗水學(xué)院學(xué)報,2005,27(2):46-51.

[10] 李金碧,龔世園,喻達(dá)輝.溫度和鹽度對櫛江珧耗氧率和排氨率的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(5):2016-2018.

[11] 梁華芳,黃東科,吳耀華,等.溫度和鹽度對龍虎斑(♀×♂)耗氧率和排氨率的影響[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2014,35(2):30-34.

[12] 吳文廣,張繼紅,高振錕，等. 溫度和鹽度對不同規(guī)格甲蟲螺(Cantharuscecillei)耗氧率和排氨率的影響[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2016,37(2):134-138.

[13] Mayzalld P. Respiration and nitrogen excretion of zooplankton:Ⅳ. The influence of starvation on the metabolism and biochemical composition of some species[J].Marine Biology,1976,37(1):47-58.

[14] Wilbur A E.Physiological energetics of the ribbed musselGeukensiademissa(Dillwyn) in response to increased temperature[J]. J Exp Mar Biol Ecol, 1989, 131(2):161-170.

[15] 張旭峰，楊大佐，周一兵,等.溫度、鹽度對香螺幼螺耗氧率和排氨率的影響[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報，2014,29(3)：251-255.

[16] 栗志民，劉志剛，徐法軍,等. 體重、溫度和鹽度對皺肋文蛤耗氧率和排氨率的影響[J].海洋科學(xué)進(jìn)展，2011,29(4)：512-520.

[17] Widdow J. Combined effect of body size ,food concentration and season on the physiology ofMytilusedulis[J]. J Mar Biol Assoc UK,1978,58(1):109-124.

[18] 郝振林，丁君，賁月，等．高溫對蝦夷扇貝存活率、耗氧率和排氨率的影響[J]．大連海洋大學(xué)學(xué)報, 2013, 28(2):138-142.

[19] 胥賢，楊鳳，朱恒濤，等．低溫對三種殼色菲律賓蛤仔幼貝耗氧率和排氨率的影響[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報, 2015, 30(6):627-633.

[20] Ikeda T. Nutrition ecology of marine zooplankton[J]. Mem Fac Fish Hokkaido Univ, 1974, 22(1):1-97.

EffectsofTemperatureandSalinityonOxygenConsumptionandAmmoniaExcretioninCockleClinocardiumcaliforniense

NIE Hongtao1,2, XING Ningning1, WANG Hailun1, YANG Feng1, YAN Xiwu1，2

( 1.Engineering and Technology Research Center of Shellfish Breeding of Liaoning Province, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China; 2.Key Laboratory of Mariculture & Stock Enhancement in North China′s Sea, Ministry of Agriculture, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China )

The effects of temperature (5, 10, 15, 20, and 25 ℃) and salinity (12，17，22，27 and 32) on oxygen consumption and ammonia excretion were investigated in cockleClinocardiumcaliforniense. The results showed that temperature and salinity have a significant effect on oxygen consumption and ammonia excretion rates in the cockle (P<0.05). As temperature increased, oxygen consumption and ammonia excretion showed an increasing trend. As salinity increased, oxygen consumption decreased first and then increased, whereas ammonia excretion was found to be increased first and then decreased. At 13 ℃, the O∶N ratio was ranged from 2.780 to 21.600 as salinity increased from 12 to 32.

Clinocardiumcaliforniense; temperature; salinity; oxygen consumption; ammonia excretion

10.16378/j.cnki.1003-1111.2017.05.020

2016-01-29；

2016-12-26.

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARS-48);遼寧省高等學(xué)校杰出青年學(xué)者成長計劃(LJQ2014076); 遼寧省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域青年科技創(chuàng)新人才項目(2014004); 大連市科技計劃資助項目(2014B11NC092).

聶鴻濤(1984-)，男，助理研究員；研究方向：貝類遺傳育種與養(yǎng)殖技術(shù).E-mail:htnie@dlou.edu.cn. 通訊作者：閆喜武(1962-)，男，教授；研究方向：貝類遺傳育種與健康養(yǎng)殖技術(shù).E-mail：yanxiwu@dlou.edu.cn.

S968.31

A

1003-1111(2017)05-0658-04