氨氮對(duì)草魚(yú)的急性半致死試驗(yàn)

林 晶 建甌市水產(chǎn)技術(shù)推廣站 福建建甌 353100

試驗(yàn)證明，氨氮對(duì)于魚(yú)類及其他水生動(dòng)物有很強(qiáng)的毒性[1]。那么，水中氨氮從何而來(lái)，主要還是來(lái)自蛋白質(zhì)分解后產(chǎn)生的物質(zhì)在水中以離子銨（NH4+）和非離子氨（NH3）的形式存在，NH4+組成和 NH3含量取決于水中pH值、溫度、鹽度等因素，pH小于7時(shí)，幾乎都以NH3形式存在[2]。

草魚(yú)（Grass carp）是鯉形目鯉科雅羅魚(yú)亞科草魚(yú)屬的一種，又叫厚魚(yú)、白鯇、草根魚(yú)，是中國(guó)淡水養(yǎng)殖的四大家魚(yú)之一。一般生活在江河、湖泊等水域的中層、下層和靠近岸邊的多水草區(qū)域。性情很活潑，速度較快，貪食，經(jīng)常成群結(jié)隊(duì)尋找食物，是很典型的草食性魚(yú)類。草魚(yú)在仔魚(yú)階段以浮游動(dòng)物為食，幼魚(yú)階段以藻類、浮萍、蚯蚓、昆蟲(chóng)等為食，當(dāng)體長(zhǎng)10 cm以上后，開(kāi)始以水生高等植物為食，最主要的是以禾本科植物為食。草魚(yú)親魚(yú)在生殖季節(jié)有溯游習(xí)性。因?yàn)椴蒴~(yú)生長(zhǎng)快，飲食來(lái)源廣，經(jīng)濟(jì)效益高。

如果血液中的氨濃度過(guò)高，會(huì)使鰓血液的吸收和輸送氧的能力下降，從而使紅細(xì)胞造血功能被破壞。在草魚(yú)養(yǎng)殖過(guò)程中，如果沒(méi)有及時(shí)控制水中氨氮的含量，水中的氨氮增加，導(dǎo)致草魚(yú)血液中排出的氨減少，那么草魚(yú)血液、組織中的氨濃度也就升高了，會(huì)對(duì)草魚(yú)的活性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

在水中NH4+和NH3相互間是可以轉(zhuǎn)化的，養(yǎng)殖水體的pH和水溫決定了離子銨（NH4+）和非離子氨（NH3）含量的多少。水體的pH越小、水的溫度越低，水體中分子氨所占的比例就越小，水體的毒性也就越低；水體pH＜7時(shí)，水中的氨主要以離子氨的形式存在；水體的pH越大、水溫越高，水體中分子氨所占的比例就越大，水體的毒性也就越大[3-5]。

池塘中的底泥也是影響氨氮含量的因素之一。如果養(yǎng)殖前不能徹底清塘，底泥過(guò)厚，在夏季溫度高的夜晚，水體溫度升高，會(huì)使底泥中釋放出來(lái)的有毒氣體增加，消耗水體中大量的氧，使水中的氧迅速減少而缺氧，水體中氨氮含量增加，造成草魚(yú)大量浮頭甚至泛塘[6-7]。因此，在養(yǎng)殖魚(yú)類過(guò)程中，養(yǎng)好水是非常重要的，只有調(diào)節(jié)好水質(zhì)才能保證魚(yú)類的健康生長(zhǎng)。了解氨氮對(duì)草魚(yú)的危害，可以積極防治因氨氮含量過(guò)高而造成的魚(yú)死亡及虧損[8]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)魚(yú) 試驗(yàn)用草魚(yú)仔魚(yú)購(gòu)自同批孵化的閩侯縣魚(yú)苗場(chǎng)，在室內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)暫養(yǎng)1 d，暫養(yǎng)期間光照周期為12 L：12 D。試驗(yàn)用水為經(jīng)充分曝氣的自來(lái)水，其水質(zhì)指標(biāo)為：溫度23±0.3℃，pH 8.85±0.05，溶氧 7.5～7.6 mg/L。

1.1.2 試劑 分析純NH4Cl、納氏試劑（稱取60 g氫氧化鉀溶于約250 mL無(wú)氨水，冷卻至室溫，再稱取NaOH 16 g溶解在50 mL不含氨的水中，冷卻至室溫）。

1.1.3 試驗(yàn)容器 1.5 L燒杯。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1 氨氮濃度梯度設(shè)計(jì) 采用96 h靜水式試驗(yàn)法，對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)進(jìn)行毒性預(yù)試驗(yàn)。首先用干燥的分析純晶體氯化銨配制不同濃度梯度的氨氮溶液，用不同濃度的氨氮溶液飼養(yǎng)草魚(yú)，經(jīng)過(guò)24 h飼養(yǎng)來(lái)確定沒(méi)有草魚(yú)死亡的最大氨氮濃度和全部死亡的最小氨氮濃度。將NH4Cl(分析純)配制成母液，從水池中挑選體質(zhì)健康、大小均勻的草魚(yú)仔魚(yú) （出膜5 d的仔魚(yú)）各20尾放于1.5 L水桶中，每組氨氮濃度設(shè)置3個(gè)重復(fù)，以等對(duì)數(shù)間距設(shè)置正式試驗(yàn)的8組氨氮濃度。其非離子氨濃度分別為 0.02、0.12、0.17、0.23、0.36、0.55、1.02、1.82 mg/L。 日充氣 24 h，且日換水 1次，換水率50%，試驗(yàn)過(guò)程不投喂任何食物，水溫均控制在23℃。

1.2.2 測(cè)定方法 毒性試驗(yàn)中，每隔24 h記錄草魚(yú)死亡的數(shù)目，隨時(shí)觀察草魚(yú)每個(gè)時(shí)間段的中毒癥狀，做好記錄。同時(shí)將死亡的草魚(yú)及時(shí)從水體中撈出，避免因水質(zhì)變化而影響試驗(yàn)結(jié)果。判斷草魚(yú)是否死亡，以沒(méi)有呼吸、用針刺無(wú)任何反應(yīng)為準(zhǔn)。

1.3 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，采用SPSS17.0軟件進(jìn)行分析；LC50采用Probit法進(jìn)行分析。[NH3]的計(jì)算公式是：[NH3]=[NH3+NH4+]/(10pKa-pH+1)，pKa=0.09018+2729.92/T （T 為開(kāi)氏溫度），T＝273＋t； 安全濃度計(jì)算公式：（Sc）=96 h LC50×0.1。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨氮對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)行為的影響 試驗(yàn)開(kāi)始后，草魚(yú)仔魚(yú)從自然水體中轉(zhuǎn)入氨氮試驗(yàn)水體中，無(wú)氨氮對(duì)照組及低氨氮濃度組仔魚(yú)無(wú)明顯行為變化，而高濃度組的草魚(yú)仔魚(yú)表現(xiàn)狂躁不安、呼吸急促、痙攣，在水體中不停游動(dòng)；隨著時(shí)間的推移，低氨氮濃度試驗(yàn)組草魚(yú)的活性沒(méi)有明顯變化，而高濃度試驗(yàn)組草魚(yú)因?yàn)槭艿搅嗣黠@的刺激，反應(yīng)變得遲鈍；低氨氮濃度組草魚(yú)的行為變化亦不明顯，而高氨氮濃度組草魚(yú)因受到刺激，反應(yīng)變得很遲鈍，在試驗(yàn)中草魚(yú)死亡的現(xiàn)象表現(xiàn)為呼吸減緩、皮膚顏色變淺，行動(dòng)遲緩，失去躲避能力。草魚(yú)死亡后身體變得僵硬，口裂是張開(kāi)的。

2.2 不同濃度氨氮對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果不同濃度氨氮對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)（出膜5 d的仔魚(yú)）急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 1。在水溫 （23±0.3℃）、pH8.85±0.05、溶解氧7.5～7.6 mg/L條件下，平均氨氮TAN濃度 為 0.31、20.94、30.15、40.28、60.70、91.02、169.99、302.72 mg/L， 分子氨 NH3濃度為 0.02、0.12、0.17、0.23、0.36、0.55、1.02、1.82 mg/L 時(shí)，仔魚(yú) 96 h 死亡率分別為 0%、0%、10%、10%、25%、45%、60%、100%。通過(guò)概率單位法（probit analysis）計(jì)算得出LC50為0.615 mg/L。由試驗(yàn)結(jié)果可知：隨著氨氮濃度升高，草魚(yú)仔魚(yú)死亡率增加，且隨中毒時(shí)間延長(zhǎng)，草魚(yú)仔魚(yú)死亡率也逐漸升高，氨氮濃度與死亡率存在一定線性關(guān)系。對(duì)照組（氨氮含量和非離子氨氮濃度均為0的水體）中的草魚(yú)在同樣長(zhǎng)的期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)死亡。由此可推斷氨氮濃度越大，草魚(yú)仔魚(yú)死亡率越高；并且試驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng)，草魚(yú)仔魚(yú)死亡率越高。

表1 氨氮對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)死亡率的影響

通過(guò)probit法分析得出半致死濃度和安全濃度，結(jié)果見(jiàn)表2。氨氮半致死濃度為2.40 mg/L，對(duì)應(yīng)非離子氨濃度0.62 mg/L，氨氮安全濃度0.24 mg/L。草魚(yú)仔魚(yú)非離子氨的安全濃度為0.0615 mg/L。

表2 氨氮對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)的半致死濃度和安全濃度

3 討 論

氨氮對(duì)于魚(yú)類及其他水生動(dòng)物有很強(qiáng)的的毒性，主要來(lái)自蛋白質(zhì)分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，如水生動(dòng)物排泄物、殘餌以及動(dòng)植物尸體等含氮有機(jī)物分解的終產(chǎn)物，在水中以離子銨（NH4+）和非離子氨（NH3）的形式存在。NH4+組成和NH3含量取決于水中pH值、溫度、鹽度等因素，pH小于7時(shí)，幾乎都以NH3形式存在。水中氨氮毒性主要是因?yàn)镹H3，其毒性是NH4+毒性的300倍左右。原因是離子氨不能通過(guò)細(xì)胞、組織等滲入生物體內(nèi)，所以，NH4+對(duì)生物沒(méi)有毒性作用。一般情況下，都是用總氨的濃度來(lái)表示，總氨包括離子銨（NH4+）和非離子氨（NH3），但是在水的pH值不同、總氨量相同的條件下，產(chǎn)生的毒性相差非常多。然而如果用非離子氨（NH3）來(lái)表示氨氮的毒性，就準(zhǔn)確很多了。本試驗(yàn)就是通過(guò)研究氨氮濃度對(duì)草魚(yú)活性的影響，得出準(zhǔn)確的非離子氨半致死濃度和安全濃度，為草魚(yú)的健康養(yǎng)殖提供更有價(jià)值的幫助。

通過(guò)本次試驗(yàn)得出，非離子氨對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)96 h的半致死濃度為0.615 mg/L，非離子氨的安全濃度為0.0615 mg/L。由于不同的水產(chǎn)動(dòng)物適應(yīng)不同的生活環(huán)境，有不同的生活習(xí)性，導(dǎo)致它們對(duì)氨氮濃度的適應(yīng)和忍耐能力也不一樣；即使是同一種水產(chǎn)動(dòng)物，也會(huì)因?yàn)椴煌A段、不同規(guī)格時(shí)免疫力不同，導(dǎo)致對(duì)氨氮濃度的忍耐能力不一樣。體型大、養(yǎng)殖時(shí)間長(zhǎng)的水產(chǎn)動(dòng)物，免疫力較強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力加強(qiáng)，耐氨氮毒性的能力也會(huì)增強(qiáng)[5]。如果養(yǎng)殖的動(dòng)物在氨氮濃度較高的水體中生活時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)對(duì)生物的組織、細(xì)胞和器官等造成破壞，對(duì)養(yǎng)殖生物的健康成長(zhǎng)帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響。絕大多數(shù)魚(yú)類是通過(guò)鰓上皮將體中的氨氮排出體外的，如果水體中氨氮的濃度太高，或是大于血液中的氨氮，就會(huì)造成氨氮不易排出體外，甚至水體中的氨氮還會(huì)通過(guò)表皮、鰓上皮深入到生物的細(xì)胞、器官和組織中，使養(yǎng)殖動(dòng)物的反應(yīng)遲緩、攝食減少、生長(zhǎng)變慢等。氨氮還會(huì)深入血液中，血液的載氧能力會(huì)下降，呼吸速度變慢，高濃度氨氮還會(huì)影響體內(nèi)的Na+/K+-ATP酶蛋白結(jié)構(gòu)，從而影響體內(nèi)酶的活性，導(dǎo)致滲透壓調(diào)節(jié)能力下降。魚(yú)類如果在高氨氮濃度的水中生活時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使魚(yú)的免疫力下降，抗病能力降低，甚至?xí)?dǎo)致魚(yú)類死亡。

所以，在草魚(yú)的規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖過(guò)程中，要特別注意水中氨氮的濃度，非離子氨（NH3）的濃度要控制在0.0615 mg/L以內(nèi)。尤其在夏季溫度高時(shí)，很容易使水體的pH變高、水中含氧減少，水中的飼料等有機(jī)物在厭氧微生物的作用下容易產(chǎn)生氨化分解，使得水體中的離子銨（NH4+）增加，形成氨氮濃度高的水環(huán)境，對(duì)魚(yú)類養(yǎng)殖造成嚴(yán)重影響。在魚(yú)類養(yǎng)殖過(guò)程中氨氮濃度的控制尤為重要，及時(shí)給養(yǎng)殖水體增氧、更換養(yǎng)殖水、清除底泥，將有利于魚(yú)類的生長(zhǎng)和成活率的提高。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)草魚(yú)進(jìn)行氨氮急性半致死試驗(yàn)，可知草魚(yú)仔魚(yú)對(duì)于不同濃度非離子氨的反應(yīng)不同，草魚(yú)仔魚(yú)在非離子氨 （NH3）濃度 0.02、0.12、0.17、0.23、0.36、0.55、1.02、1.82 mg/L 條件下對(duì)應(yīng)的死亡率分別為 0%、0%、10%、10%、25%、45%、60%、100%，并且得出非離子氨對(duì)草魚(yú)仔魚(yú)的半致死濃度為0.615 mg/L，安全濃度為0.0615 mg/L?？梢?jiàn)，氨氮濃度越高，草魚(yú)仔魚(yú)死亡率越高。今后在指導(dǎo)草魚(yú)養(yǎng)殖生產(chǎn)中，應(yīng)該積極監(jiān)測(cè)水體中的氨氮濃度，對(duì)于草魚(yú)仔魚(yú)，水體中非離子氨濃度一定不能超過(guò)0.0615 mg/L。