青蝦Macrobrachium nipponense 對堿度及低溫的耐受力

任帥帥，孫博，羅亮，張立民，常玉梅，梁利群

（1.中國水產科學研究院黑龍江水產研究所，黑龍江 哈爾濱 150070；2.天津農學院水產學院，天津 300384）

青蝦Macrobrachium nipponense（又名日本沼蝦、河蝦）廣分布于我國黃河、長江、黑龍江等流域的江河、湖泊、泡沼中。青蝦生長快、繁殖力高、食性雜、抗逆性強，皮薄肉嫩、營養豐富、味道鮮美而深受市場歡迎，是淡水養殖最重要的甲殼類之一[1,2]。青蝦養殖的主產區在我國長江下游一帶[3]，全國青蝦養殖產量已超過25 萬t[4]。在我國北部尤其是東北地區甲殼類養殖主要種類為中華絨螯蟹Eriocheir sinensis H.Milne-Edwards，有些地區開展了南美白對蝦Penaeus vannamei（又名凡納濱對蝦）養殖，但青蝦人工養殖卻罕見報道。

我國東北地區有廣闊的鹽堿水（地）資源，其中部分用于稻漁（魚、蟹）種養，但受溫度的影響，魚、蟹當年達不到商品規格。篩選短期內獲得較高收益的水產經濟動物品種是稻漁綜合種養模式所急需；北方以魚為主的池塘養殖品種結構急需調整。本研究通過對青蝦對低溫和鹽堿水質耐受性開展研究，以期為高緯度、高鹽堿地區青蝦人工養殖提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗用青蝦“太湖2 號”幼蝦平均體長（2.76±0.66）cm，平均體質量（0.26±0.22）g，購于中國水產科學研究院淡水漁業研究中心。實驗開始前24h 青蝦停喂。堿度耐受實驗在42.6cm×28.4cm×28.4cm的長方體透明水族箱中進行。低溫實驗在SPX-15085H-Ⅱ無氟環保型生化培養箱內的24.8cm×17.8cm×9.8cm 的長方形塑料水槽中完成。實驗用水為經24h 曝氣的自來水，平均溶氧為（7.2±0.30）mg·L-1，pH=（7.75±0.12），鹽度為（0.62±0.27），總堿度為0.93mmol·L-1。

1.2 方法

1.2.1 堿度耐受實驗

根據預實驗，堿度大于10mmol·L-1時，青蝦開始死亡。實驗設置5 個堿度組，分別為12mmol·L-1、14mmol·L-1、16mmol·L-1、18mmol·L-1和20mmol·L-1，用NaHCO3（購于天津市致遠化學試劑有限公司，分析純）調節實驗用水堿度，由低到高逐步調至實驗所需的堿度，每個堿度三個重復，同時設空白對照組。每組隨機放置健康青蝦20 尾，觀察各組青蝦96h 的生存率，期間連續充氧，以青蝦失去游泳能力為死亡標志，若對照組出現死亡現象，根據公式p=（p'-c）/（1-c）計算各組校正后死亡百分數，其中，p為校正后的死亡百分數，p' 為試驗組觀察所得死亡百分數，c 為對照組的死亡百分數[5]。最終以實驗青蝦半數死亡時所對應的堿度來評定青蝦正常生存時的堿度閾值。

1.2.2 低溫耐受實驗

根據預實驗，幼蝦在水溫10℃以上時生存狀況良好，5℃時大批量死亡。本實驗在水溫5～10℃之間逐步降至10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃，每個溫度設置三個重復，同時設置一個水溫20～25℃的對照組。每組隨機放置健康實驗青蝦20 尾，在相應溫度下12h 內，期間連續充氧，停喂，以青蝦失去游泳能力為死亡標志，若對照組出現死亡現象，按上述公式處理。

若青蝦在超出設定堿度、溫度范圍外的環境下仍能正常生存，可依據實際生長情況對設定溫度、堿度適當做出調整。

1.3 水質測定與數據分析

1.3.1 堿度耐受實驗的水質測定及數據分析

實驗期間，堿度依據水產行業標準SC/T 9406-2012 進行檢測[6]；水溫、溶氧、pH、鹽度、氨氮指標用水質分析儀測定。水溫控制在（23.1±1.48）℃、pH=（8.9±0.30）、溶氧量為（7.2±0.30）mg·L-1。各組實驗用水每隔24h 更換50%新水，并重新進行測定。確保水質良好，各實驗組堿度均處于設定范圍內。在實驗開始后的12h、24h、48h、72h 和96h 統計、記錄各組實驗蝦的死亡情況。實驗數據使用SPSS19.0 統計軟件的概率單位回歸法進行回歸分析，各組的死亡率轉化為概率單位，得出死亡概率與堿度之間的回歸方程、半致死堿度（LD50）以及對應堿度的95%置信限度[7]。安全濃度采用CS=48hLC50×0.3/（24hLC50/48hLC50）2計算得出[8]。

1.3.2 低溫耐受實驗的水質測定及數據分析

實驗期間水溫、溶氧、pH、鹽度、氨氮等指標使用水質分析儀測定；分別在實驗組、對照組放置溫度計進行實時水溫監測。實驗開始12h 后統計并記錄幼蝦的死亡數量，實驗結束后使用SPSS19.0 統計軟件的概率單位回歸法進行回歸分析，各組的死亡率轉化為概率單位，得出死亡概率與溫度之間的回歸方程、半致死低溫（LC50）以及對應低溫的95%置信限度[7]。

2 結果與分析

2.1 青蝦堿度耐受力

各堿度組青蝦剛放入水族箱時，均快速游動，頻繁撞擊水族箱內壁，1.5h 后各組青蝦活動逐漸恢復正常，3h 后青蝦開始出現死亡；6h 后對照組中的青蝦開始死亡（爭斗致死），12h 時，根據各組青蝦的死亡數及存活數，采用SPSS19.0 分析系統中的機率單位回歸法，得出青蝦在12h 時的半數致死堿度為27.66mmol·L-1；青蝦在24h、48h、72h 和96h 時的半致死堿度依次為26.94mmol·L-1、22.51mmol·L-1、15.00mmol·L-1和14.42mmol·L-1，安全濃度為4.71 mmol·L-1。96h 時各組青蝦在均有部分存活（表1）。

2.2 青蝦低溫耐受力

各溫度組青蝦在剛放入低溫水環境時，均快速游動、撞擊水槽內壁等異常顯現，但均能在1.5h 內恢復平靜狀態。12h 后，10℃、9℃、8℃、7℃、6℃和5℃的青蝦死亡率依次為：1.67%、8.33%、31.67%、40.00%、61.67%和93.33%，對照組中的青蝦無死亡。使用SPSS19.0 數據分析系統中的機率單位回歸法對此次實驗統計數據分析得出，青蝦的半致死低溫（LC50）為6.706℃。青蝦的低溫耐受力實驗結果見表2。

3 討論

3.1 青蝦的堿度耐受力

水中高堿度極大影響對水生動物的生存，魚類對堿度的耐受力研究較多。雷衍之等[9]研究表明：pH8.65 時，草魚Ctenopharyngodon idellus 24h 的半致死堿度為82.2mmol·L-1；pH8.74 時，鰱Hypophthalmichthys molitrix 24h 的半致死堿度為95mmol·L-1；pH9.14 時，鳙Aristichthys nobilis 24h 的半致死堿度為65.7mmol·L-1。池炳杰等[10]研究表明，pH（8.5±0.5）、NaCl 濃度為3.1～7.4g/L 時，灘頭雅羅魚Tribolodon brandti Dybowski 幼魚的12h、24h、48h、72h和96h 的LC50分別為98.79mmol·L-1、89.31mmol·L-1、79.34mmol·L-1、78.45mmol·L-1和68.44mmol·L-1，安全值為18.79mmol·L-1。王卓[11]等研究表明，全長（4.42±0.02）cm、體質量（0.84±0.01）g 的青海湖裸鯉Gymnocypris przewalskii 幼魚能夠很好地適應64mmol·L-1的高堿度環境。

蝦類對堿度耐受力的研究也很多。楊富億等[12]研究了凡納濱對蝦對東北地區碳酸鹽型鹽堿水域的急性毒性。結果表明，在pH8.11～8.72 時，凡納濱對蝦的24h 半致死堿度為12.40mmol·L-1，安全濃度為2.77mmol·L-1。柳飛[13]研究了碳酸鹽堿度對脊尾白蝦Palaemon（Exopalaemon）carinicaud 的生長和繁殖的影響，最終確定脊尾白蝦可在碳酸鹽堿度為3.5mmol·L-1的環境下正常生長繁殖，但當碳酸鹽堿度高于5mmol·L-1時不適合脊尾白蝦的正常生長繁殖。房文紅等[14]研究了碳酸鹽堿度對中國對蝦Penaeus chinensis 幼蝦的致毒效應。結果發現，中國對蝦幼蝦在pH 為8.6、9.0、9.3 和9.5 時，24h 半致死堿度分別為22.00mmol·L-1、11.66mmol·L-1、6.57mmol·L-1和3.28mmol·L-1，且隨著堿度升高中國對蝦的成活率降低；堿度和pH 對幼蝦的致毒效應具有協同作用。本課題組2018年在堿度為10mmol·L-1鹽堿稻田中開展稻蝦種養試驗。結果表明，青蝦在此堿度水質條件下仍能正常生存。在前期預實驗中，幼蝦在堿度大于10mmol·L-1時開始出現集中死亡。本實驗數據顯示，青蝦幼蝦12h、24h、48h、72h 和96h 的半致死堿度分別為27.66mmol·L-1、26.94 mmol·L-1、22.51mmol·L-1、15.00mmol·L-1和14.42mmol·L-1,安全濃度為4.71mmol·L-1。與上述蝦類相比，青蝦幼蝦具有更強的耐堿能力，可以在適當鹽堿水中養殖。但與大部分淡水魚類相比，青蝦幼蝦對碳酸鹽堿度的耐堿能力遠不如淡水魚類[15]。

表1 不同堿度下青蝦的死亡率、半致死堿度及安全濃度Tab.1 Mortality,half-lethality and safe concentration of juvenile freshwater shrimp in different alkalinities

表2 不同溫度下青蝦的死亡率及半致死低溫Tab.2 Mortality and half-lethal low temperature of freshwater shrimp at different temperatures

鹽堿水中鉀離子及其他主要離子的含量不穩定[6]，對各種水生生物的正常生長繁殖有重大影響。Robertson[16]認為，鉀離子對維持甲殼動物神經肌肉系統的效能起重要作用。張立田等[17]研究認為，鉀離子對凡納濱對蝦成活率、體長和體重增加及體內ATP 酶活性均具有顯著影響。楊金芳[18]通過在低鹽度水體單獨添加或與飼料同時添加鉀離子發現，鉀離子可顯著影響凡納濱對蝦的生長，增重率、特定生長率和蛋白質效率均隨著水體中鉀離子的增加先升高后降低。因此，探明青蝦對鹽堿水中鉀離子的適應能力將是未來的工作重點。

3.2 青蝦幼蝦的低溫耐受力

由于東北地區屬于溫帶季風氣候，冬季寒冷漫長、夏季暖濕短暫，水生動物抗寒能力直接影響其在東北地區的生長及繁殖。已有諸多水生動物抗寒能力的相關研究。

在魚類抗寒研究方面，邵彥翔[19]研究了云紋石斑魚Epinephelus moara♀×鞍帶石斑魚E.lanceolatus的雜交種（俗稱云龍石斑魚），斜帶石斑魚E.coioides♀×鞍帶石斑魚E.lanceolatus的雜交種（俗稱青龍石斑魚），棕點石斑魚（E.fuscoguttatus♀）×鞍帶石斑魚E.lanceolatus的雜交種（俗稱珍珠龍膽）3 種雜交石斑魚的低溫耐受能力。結果表明：云龍石斑魚、珍珠龍膽石斑魚及青龍石斑魚的半致死溫度分別為8℃、11℃及9.5℃。王化榮等[20]認為，當水溫為1℃時，可使魚類處于麻痹狀態；低于-3℃時草魚、鰱死亡。蔡磊等[21]研究了大口黑鱸Micropterus salmoides 北方亞種（N）、佛羅里達亞種（F）及其正交子代和反交子代幼魚的低溫耐受能力。結果表明，北方亞種的抗寒能力最強，其半致死低溫為（3.10±0.17）℃，正、反交子代介于兩親代群體之間，分別為（4.80±0.06）℃和（4.20±0.17）℃，佛羅里達亞種的抗寒能力最弱，其半致死低溫為（5.05±0.21）℃。

蝦類抗寒研究方面，王明珠[22]認為中國對蝦的水溫耐受范圍是4～38℃，同時對中國對蝦的耐低溫性狀的遺傳參數進行了評估。王興強等[23]認為，凡納濱對蝦的生存低溫極限也為4℃。董存有[24]研究發現，珠江口的脊尾白蝦可在2～38℃的水溫范圍內正常生活，在1℃時停止攝食，0.5℃時出現假死現象。本實驗得出青蝦“太湖2 號”幼蝦的半數致死低溫（LT50）為6.706℃。與上述蝦類及魚類相比，其低溫耐受能力較弱。因此，在高緯度地區養殖時，應特別注意。而篩選培育適于低溫、鹽堿水養殖青蝦新品種、探明青蝦對鹽堿水中鉀離子的適應能力、建立相應的養殖技術與模式將是未來研究的重點。