赤眼鱒耗氧率、排氨率和窒息點(diǎn)的初步研究

楊 凱,高銀愛,袁勇超,李 波,成為為,朱思華,孫俊霄 ,程穎紅

(1.武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)所，武漢 430207；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢 430070)

赤眼鱒耗氧率、排氨率和窒息點(diǎn)的初步研究

楊 凱1,高銀愛1,袁勇超2,李 波1,成為為1,朱思華1,孫俊霄2,程穎紅1

(1.武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)所，武漢 430207；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢 430070)

采取封閉流水式的實(shí)驗(yàn)方法，研究了對不同溫度(16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃)對體質(zhì)量小規(guī)格(6.98±1.19)g和大規(guī)格(22.45±1.79)g的赤眼鱒(Squaliobarbuscurriculus)幼魚耗氧率、排氨率以及窒息點(diǎn)的影響。結(jié)果表明，溫度(X)對小規(guī)格和大規(guī)格赤眼鱒的耗氧率(Yo)和排氨率(YN)有顯著性影響，其兩兩間的相關(guān)關(guān)系可分別用方程式：小規(guī)格赤眼鱒Yo=0.012x-0.135(R2=0.969)，大規(guī)格赤眼鱒Yo=0.007x-0.058(R2=0.991)；小規(guī)格赤眼鱒YN=0.001x-0.010(R2=0.981)，大規(guī)格赤眼鱒YN=0.001e0.085x(R2=0.943)來表示。在16～28 ℃范圍內(nèi)赤眼鱒幼魚的耗氧率和排氨率隨著溫度的升高而呈顯著上升。在16 ℃時(shí)赤眼鱒的排氨率要顯著性的低于20～28 ℃，而在20～28 ℃之間赤眼鱒幼魚的排氨率差異性不顯著。耗氧率晝夜變化表明大、小規(guī)格赤眼鱒白天平均耗氧率高于夜間。16 ℃條件下，小規(guī)格和大規(guī)格赤眼鱒的窒息點(diǎn)最低分別為0.860和0.960 mg/L，顯著性低于20～28 ℃。

赤眼鱒(Squaliobarbuscurriculus)；溫度；耗氧率；排氨率；窒息點(diǎn)

Abstract：The effects of water temperature(16,20,24 and 28 ℃) on oxygen consumption rate,ammonia excretion rate and suffocation point in artificially propagatedSqualiobarbuscurriculus(6.98±1.19) g and(22.45±1.79) g were evaluated.Water temperature had a significant effect on both oxygen consumption rate and ammonia excretion rate(YN),and the co-relationship was expressed by the quadratic equations small sizeYo=0.012x-0.135(R2=0.969),big sizeYo=0.007x-0.058(R2=0.991);small sizeYN=0.001x-0.010(R2=0.981),big sizeYN=0.001e0.085Xx(R2=0.943). The results showed that oxygen consumption rate and ammonia excretion rateofS.curriculusjuveniles increased as water temperature increased and at 28 ℃ was the highest.There was higher oxygen consumption rate during day than that at night.The lowest suffocation pointof small and big sizeS.curriculusat 16 ℃(0.860 mg/L and 0.960 mg/L,respectively) were significant lower than that at 20～28 ℃.

Keywords：Squaliobarbuscurriculus;temperatures;oxygen consumption rate;ammonia excretion rate;suffocation point

赤眼鱒(Squaliobarbuscurriculus)屬硬骨魚綱鯉形目鯉科雅羅魚亞科赤眼鱒屬，俗稱野草魚、紅眼魚。具有生長速度較快、對外界環(huán)境的改變適應(yīng)能力較強(qiáng)的特點(diǎn)，且其含肉率較高，口感好，肉質(zhì)鮮嫩，營養(yǎng)豐富，尤其在池塘混養(yǎng)中可以增加效益，越來越受到人們的青睞。溶解氧和水溫是水產(chǎn)動物養(yǎng)殖生產(chǎn)上至關(guān)重要的環(huán)境因子，了解不同水溫條件下魚類的耗氧情況及排氨能力，能直接或間接地反映其所在不同水溫下的代謝規(guī)律、特點(diǎn)以及生理、生存狀況，對魚類的能量學(xué)研究及適宜營養(yǎng)飼料的配制具有直接的指導(dǎo)作用。窒息點(diǎn)的高低反映魚類耐低氧能力的強(qiáng)弱，對池塘合理養(yǎng)殖、安全越冬與度夏、以及活魚運(yùn)輸?shù)染哂兄笇?dǎo)意義。有關(guān)水生動物耗氧率和窒息點(diǎn)的研究很多，但有關(guān)赤眼鱒耗氧率和窒息點(diǎn)的研究未見報(bào)道。本研究探討了不同溫度條件下兩種規(guī)格赤眼鱒幼魚的耗氧率、排氨率以及窒息點(diǎn)的變化，旨在探討赤眼鱒幼魚在不同環(huán)境條件下的代謝規(guī)律，為赤眼鱒的苗種運(yùn)輸和養(yǎng)殖生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)于2016年3-4月在湖北省武漢市華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院校內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖基地進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)裝置仿陳寧生等[1]、林浩然等[2]并稍加修改，水溫由循環(huán)式冷水機(jī)組和加熱棒等組成的自動控溫裝置控制，設(shè)有1個(gè)水箱用于平衡實(shí)驗(yàn)水壓，確保水箱內(nèi)水體的流速均勻，分別在進(jìn)、出水口及呼吸室內(nèi)各放1支溫度計(jì)。實(shí)驗(yàn)所用水水源是沉淀后再通過二級砂濾的自然養(yǎng)殖水體。

實(shí)驗(yàn)用魚為武漢市農(nóng)科院水產(chǎn)所鱖魚良種繁育工程技術(shù)中心培育的2種規(guī)格的赤眼鱒幼魚，暫養(yǎng)于室內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，體長11.3～12.0 cm，體質(zhì)量(22.30±1.79) g；體長7.6～8.4 cm，體質(zhì)量(6.98±1.19) g。實(shí)驗(yàn)前，隨機(jī)撈取體色正常，體表無明顯損傷，游動活躍的健康個(gè)體，移入實(shí)驗(yàn)水體中適應(yīng)96 h以上。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 不同溫度下耗氧率和排氨率的測定

采取封閉流水呼吸室法。2種規(guī)格均設(shè)置16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃4個(gè)梯度，每個(gè)梯度為1個(gè)實(shí)驗(yàn)組合，共8個(gè)組合，每個(gè)組合設(shè)1個(gè)空白對照組，3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組放20尾實(shí)驗(yàn)魚。實(shí)驗(yàn)時(shí)，向?qū)嶒?yàn)裝置內(nèi)注滿水排盡裝置內(nèi)的空氣，調(diào)節(jié)進(jìn)水管與出水管的高度，使進(jìn)、出水速度保持一致。將水溫逐漸提升到實(shí)驗(yàn)溫度，待實(shí)驗(yàn)魚呼吸穩(wěn)定之后，測定流速、進(jìn)出水口的溶氧量和氨氮濃度。

1.2.2 耗氧率晝夜變化的測定

采用1.2.1的封閉流水呼吸室法，實(shí)驗(yàn)水溫控制在24 ℃，實(shí)驗(yàn)持續(xù)24 h，每2 h測定1次進(jìn)、出水口的溶氧量及單位時(shí)間的水流量。耗氧率以8：00-18：00為白天，19：00-6：00為夜間，光照為室內(nèi)自然光，在不影響操作的情況下盡量避免燈光直射呼吸室，使魚保持安靜狀態(tài)。

1.2.3 窒息點(diǎn)的測定

采取封閉靜水呼吸室法，實(shí)驗(yàn)組合設(shè)置同1.2.1的。實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉進(jìn)水口與出水口，向水體中倒入液體石蠟使其覆蓋水面，以隔絕空氣。觀察實(shí)驗(yàn)魚的活動和呼吸情況，當(dāng)有半數(shù)實(shí)驗(yàn)魚出現(xiàn)昏厥甚至死亡時(shí)，測定其溶氧量。

1.2.4 數(shù)據(jù)測定

溶氧量的測定采用Winkler碘量法[3]，通過納氏試劑法測量總銨態(tài)氮來確定排氨量[4]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理采用王剛等[5]的研究方法：

OCR=(DO0-DO1)×V/W；

AER=(Nl—N0)×V/W；

AQ=AER/OCR；

Rm=k×OCR

式中，OCR代表耗氧率，單位mg/(g·h)；DO0代表進(jìn)水口溶氧量(mg/L)；DO1代表出水口溶氧量(mg/L)；V代表流速(L/h)；W代表實(shí)驗(yàn)魚質(zhì)量(g)；AER代表排氨率，單位mg/(g·h)；N0代表進(jìn)水口氨氮含量(mg/L)；Nl代表出水口氨氮含量(mg/L)；AQ代表氨商；Rm代表能量代謝率；k代表氧卡系數(shù)(13.56 J/mg O2)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean ± SD)表示，運(yùn)用Excel和SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，差異顯著性水平為P< 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對赤眼鱒幼魚的耗氧率、排氨率和代謝率的影響

赤眼鱒幼魚的耗氧率和排氨率隨溫度的升高而呈顯著性線性上升趨勢(P< 0.05)，其耗氧率(YOC)和排氨率(YAE)與溫度(x)之間的相關(guān)關(guān)系可分別用方程式表達(dá)：小規(guī)格YOC=0.012x-0.135(R2=0.969)，大規(guī)格YOC=0.007x-0.058(R2=0.991)；小規(guī)格YAE=0.001x-0.010(R2=0.981)，大規(guī)格YAE=0.001e0.085x(R2=0.943)。

溫度對大、小規(guī)格赤眼鱒幼魚氨商和能量代謝率的影響變化趨勢各不相同，對小規(guī)格赤眼鱒幼魚的氨商沒有顯著性影響。大、小規(guī)格赤眼鱒幼魚的能量代謝率均隨溫度的升高而呈顯著性上升趨勢。

表1 不同溫度和規(guī)格對赤眼鱒幼魚耗氧率、排氨率和代謝率的影響Tab.1 Influence of temperature on oxygen consumption rate,ammonia excretion rate and metabolic rate in S.curriculus

注：同列數(shù)值右上標(biāo)含不同字母代表差異顯著(P< 0.05)。

2.2 溫度和規(guī)格對赤眼鱒幼魚窒息點(diǎn)和窒息時(shí)間的影響

16℃溫度的大、小規(guī)格赤眼鱒幼魚的窒息點(diǎn)顯著低于其它溫度組的，在20～28℃溫度范圍內(nèi)，赤眼鱒幼魚的窒息點(diǎn)的組間差異不顯著。溫度對小規(guī)格和大規(guī)格赤眼鱒幼魚的窒息時(shí)間有顯著性影響，兩者之間呈線性相關(guān)關(guān)系：Y=-7.783x+374.9(R2=0.970)和Y=-3.958x+205.1(R2=0.974)。

表2 溫度對赤眼鱒幼魚的窒息點(diǎn)和窒息時(shí)間的影響

注：表中數(shù)值為3個(gè)重復(fù)的平均值，同列數(shù)值后不同的上標(biāo)字母代表差異顯著(P< 0.05)。

2.3 赤眼鱒幼魚耗氧率的晝夜變化

在水溫24 ℃，pH為7.8±0.1條件下，大、小規(guī)格赤眼鱒幼魚的晝夜耗氧率之間均無顯著性差異；小規(guī)格和大規(guī)格赤眼鱒幼魚白天的平均耗氧率分別為0.163 mg/(g·h)和0.127 mg/(g·h)，略高于其夜間的平均耗氧率0.148 mg/(g·h)和0.120 mg/(g·h)(圖1)。大、小規(guī)格的赤眼鱒幼魚，其白天與夜間耗氧率的變化趨勢都是先降后升，都有一個(gè)最低值，但最低值出現(xiàn)的時(shí)間不同，白天的都在14:00，夜間的不同(大、小規(guī)格分別為4:00和0:00)。小規(guī)格赤眼鱒的晝夜耗氧率的變化幅度要高于大規(guī)格。由此可見，赤眼鱒的晝夜耗氧率在白天和夜間都表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，并且大、小規(guī)格有一定的差異性。

圖1 赤眼鱒幼魚耗氧率的晝夜變化 Fig.1 Day-night change of oxygen consumption rate of juvenile S.curriculus

3 討論

3.1 溫度對赤眼鱒幼魚的耗氧率、排氨率和代謝率的影響

由于溫度能通過影響水生動物機(jī)體的代謝水平而使得機(jī)體的耗氧率和排氨率發(fā)生改變，成為影響水生動物呼吸代謝、生理生化指標(biāo)的最重要生態(tài)因子[6]。在適宜溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的上升，魚體組織代謝加快，耗氧量以及產(chǎn)生的氨和尿素增加，魚體耗氧率和排氨率則升高。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也符合這一規(guī)律。有研究報(bào)道，養(yǎng)殖水體溫度超過魚類適宜范圍后，魚體組織的代謝會進(jìn)入麻痹狀態(tài)，魚體耗氧率和排氨率就會下降[7]，多數(shù)魚類的相關(guān)研究結(jié)果與此相符，如牙鲆(Paralichthyolivacceus)[8]、條石鯛(Plegnathusfasciatus)[9-10]、史氏鱘(AcipenserschrenckiBrandt)[11]、紅鰭東方鲀(Takifugurubripes)[12]、褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)[13]等；但日本鰻鱺(Anguillajaponica)[14]和花鱸(Lateolabraxjaponicus)[15]等個(gè)別種類的耗氧率以及排氨率會隨著溫度的升高而持續(xù)上升。

在本實(shí)驗(yàn)中，赤眼鱒幼魚的耗氧率在16 ℃至28 ℃，隨著溫度的上升而呈顯著性上升，可以看出在這個(gè)溫度區(qū)間，赤眼鱒的代謝規(guī)律符合魚類耗氧量隨著水溫上升而增加的一般規(guī)律。分析其原因，首先在一定的氧飽和狀態(tài)下，溫度高的水比溫度低的水的溶氧相對要少，赤眼鱒在溫水中為了達(dá)到與在低溫水中等量的氧氣，其鰓部就要過濾更多的溫水，就必須加快呼吸頻率，使更多的溫水通過腮部[16]，故在一定的溫度范圍內(nèi)，低溫下的耗氧率可能會低于高溫下的耗氧率；其次，隨水溫的升高，赤眼鱒用來維持代謝的重要組織器官活性增強(qiáng)，機(jī)體內(nèi)相應(yīng)酶的活性也會隨之提高，機(jī)體的活動強(qiáng)度增大，基礎(chǔ)代謝旺盛，表現(xiàn)出耗氧率上升的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，溫度對赤眼鱒幼魚耗氧率以及排氨率的影響具有顯著性差異。16 ℃時(shí)赤眼鱒的耗氧率和排氨率最低，表明低溫16 ℃不利于赤眼鱒幼魚的代謝生長，赤眼鱒幼魚的耗氧率和排氨率在溫度為28 ℃時(shí)達(dá)到本試驗(yàn)溫度設(shè)置范圍的最大值，并與16 ℃和20 ℃溫度下具有顯著性差異。綜合溫度對赤眼鱒幼魚耗氧率和排氨率、氨商以及能量代謝率的影響結(jié)果可以得出，赤眼鱒幼魚在28 ℃的生長性能可能要優(yōu)于16～24 ℃。該結(jié)論與赤眼鱒在生產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)踐中經(jīng)驗(yàn)的生長適宜溫度是相符的。

3.2 溫度對赤眼鱒幼魚窒息點(diǎn)和窒息時(shí)間的影響

魚類的窒息點(diǎn)直接反映了該種魚對低溶解氧的耐受能力，窒息點(diǎn)越高則魚類對低溶解氧環(huán)境的適應(yīng)能力越差[17]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，16 ℃溫度條件下赤眼鱒幼魚的窒息點(diǎn)要顯著低于其它溫度組的；相同溫度條件下，小規(guī)格和大規(guī)格赤眼鱒幼魚之間的窒息點(diǎn)沒有顯著性差異，但前者的窒息時(shí)間要顯著高于后者的。這對赤眼鱒魚苗的養(yǎng)殖和運(yùn)輸具有重大的指導(dǎo)作用。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明赤眼鱒幼魚對于溶氧的要求較高，在自然條件下，當(dāng)溶氧降至1.24～0.86 mg/L時(shí)即出現(xiàn)嚴(yán)重浮頭現(xiàn)象。在低溫條件下，其耐低氧性相對較好，并且隨著溫度的降低，窒息時(shí)間與溫度呈負(fù)線性關(guān)系。在一定溫度條件下，魚類窒息點(diǎn)與體質(zhì)量的關(guān)系可分兩種類型:(1)窒息點(diǎn)隨體質(zhì)量的增加而上升；(2)窒息點(diǎn)隨體質(zhì)量的增加而降低。本實(shí)驗(yàn)赤眼鱒幼魚窒息點(diǎn)是第一種類型，結(jié)果表明溫度20～28 ℃對赤眼鱒幼魚窒息點(diǎn)的影響無顯著性差異。

3.3 赤眼鱒幼魚耗氧率的晝夜變化

水產(chǎn)動物的耗氧率具有晝夜變化的節(jié)律。有學(xué)者將魚類代謝水平的晝夜變化劃分為夜間大于白天、白天大于夜間和晝夜差異不明顯3種類型[18]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，早晨和黃昏時(shí)期赤眼鱒幼魚的耗氧率略高于夜間和中午前后。這可能是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室條件下，早晨和黃昏時(shí)期的光照較弱，魚體活動較多，攝食較為頻繁，生理代謝比較旺盛，因而耗氧率較高；而在中午前后和夜間，由于光照過強(qiáng)或太弱，魚體活動以及攝食相對減少，新陳代謝水平較低，耗能較少，所以其耗氧率較低。因此，赤眼鱒幼魚屬晝出夜伏的生活習(xí)性，但其代謝水平的晝夜變化屬于晝夜差異不明顯類型。耗氧率高的時(shí)期一般為魚類攝食或活動旺盛的時(shí)期，這說明赤眼鱒幼魚早晨和黃昏時(shí)期攝食活動頻繁，投餌應(yīng)在上述時(shí)間段進(jìn)行。

[1] 陳寗生，施瑔芳.草魚、白鰱和花鰱的耗氧率[J].動物學(xué)報(bào)，1955，7(1) ：43-58.

[2]林浩然，劉曉春.魚類生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法[M].廣州：廣東高等教育出版社，2006：1.

[3]Yan M C,Shan L Z ,Xie X L,et al.Luence of temperature,salinity and body weight on oxygen consumption and ammonia excretion ofoplegnathusfasciatusjuvenile[J].Adv Mari Sci,2008,26:486-496.

[4]Zheng Z M,Jin C H,Li M Y,et al.Effects of temperature and salinity on oxygen consumption and ammonia excretion of juvenile miiuy croaker,Miichthysmiiuy(Basilewsky)[J].Aquacult Int,2008,16:581-589.

[5]王 剛，李加兒，區(qū)又君，等.環(huán)境因子對卵形鯧鲹幼魚耗氧率和排氨率的 影響[J].動物學(xué)雜志，2011，46(6)：80-87.

[6]沈 勤，徐善良，嚴(yán)小軍，等.溫度對花鱸饑餓代謝的影響[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2008，15(3)：500-505.

[7]王躍斌，孫 忠，余方平，等.溫度對黑鰭棘鯛耗氧率與排氨率的影響[J].海洋漁業(yè)，2007，29(4)：375-379.

[8]張兆琪，張美昭，李吉清，等.牙鲆魚耗氧率、氮排泄率與體重及溫度的關(guān)系[J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，24(4)：49-55.

[9]閆茂倉，單樂州，謝起浪，等.溫度、鹽度及體重對條石鯛幼魚耗氧率和排氨率的影響[J].海洋科學(xué)進(jìn)展，2008，26(4)：486-496.

[10] 陳宣雄，徐善良，沈龐幼，等.溫度對條石鯛幼魚代謝率、排泄率及窒息點(diǎn)的影響[J].海洋學(xué)研究，2012，30(1)：95-101.

[11]宋蘇祥，劉洪柏，孫大江，等.史氏鱘稚魚的耗氧率和窒息點(diǎn)[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，1997，(5)：100-103.

[12]何 亞，王 華，王 偉，等.溫度對不同體質(zhì)量紅鰭東方鲀幼魚耗氧率和排氨率的影響[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，29(5)：481-485.

[13]邱成功，徐善良，林少珍，等.不同溫度條件下褐菖鲉幼魚的耗氧率和排氨率[J].應(yīng)用海洋學(xué)學(xué)報(bào)，2014，33(1)：84-89.

[14]盧邁新，肖學(xué)錚，吳銳全，等.不同生長狀況下日本鰻鱺耗氧率的初步測定[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，1999，6(2)：121-122.

[15]王 剛，李加兒，區(qū)又君，等.溫度、鹽度、pH對卵形鯧鲹幼魚離體鰓組織耗氧量的影響[J].南方水產(chǎn)科學(xué)，2010，45(3)：116-121.

[16]Schurmann H,Steffensen J F.Effects of temperature,hypoxia and activity on the metabolism of juvenile Atlantic cod[J].J Fish Biol,1997,50(6):1166-1180.

[17]林浩然.魚類生理學(xué)[M].廣州：廣東高等教育出版社，2002:2.

[18]Clausen R G.Oxygen consumption in freshwater fishes[J].Eco1,1936,17(2)：216-226.

Studiesonoxygenconsumptionrate,ammoniaexcretionrateandsuffocationpointofSqualiobarbuscurriculus

YANG Kai1，GAO Yin-ai1，YUAN Yong-chao2，LI Bo1，CHENG Wei-wei2,ZHU Si-hua1,SUN Jun-xiao2,CHENG Ying-hong1

(1.InstituteofFisheries,WuhanAcademyofAgriculturalScience,Wuhan430207，China; 2.CollegeofFisheries,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan,430070，China)

2016-10-26；

2017-02-28

湖北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BBA230)；武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院示范項(xiàng)目(CX201612-05)

楊 凱(1982- )，男，工程師，從事水產(chǎn)養(yǎng)殖和遺傳育種工作。E-mail:593539389@qq.com

高銀愛。E-mail:304104752@qq.com

S917.4

A

1000-6907-(2017)05-0009-05