溶解氧與亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育時間的影響

鄒雄 楊明秋 蒲利云 陸建學 夏連軍 劉鑫

摘要：研究溶解氧與亞硝酸鹽對銹斑蟳（Charybdis feriatus）卵孵育時間的影響。結果表明，溶解氧與亞硝酸鹽濃度變化均對銹斑蟳的卵孵育時間產生顯著影響；海水溶解氧在2～12 mg/L時，銹斑蟳均可正常孵育，隨著海水內溶解氧含量的提升，銹斑蟳卵孵育時間逐漸下降；亞硝酸鹽濃度對銹斑蟳卵孵育持續時間產生顯著影響，其濃度低于50 mg/L的條件適合銹斑蟳卵孵育，在亞硝酸鹽濃度低于25 mg/L時，銹斑蟳卵孵育各階段的持續時間較短。

關鍵詞：溶解氧；亞硝酸鹽；銹斑蟳（Charybdis feriatus）卵；孵育時間；繁殖能力；海水

中圖分類號：S968.25 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）11-0102-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.018 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of dissolved oxygen and nitrite on the incubation time of Charybdis feriatus egg

ZOU Xiong1， YANG Ming-qiu2， PU Li-yun2， LU Jian-xue1， XIA Lian-jun1， LIU Xin1

（1.East China Sea Fisheries Research Institute， Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of East China Sea and Deep-Sea Fishery Resources Development and Utilization， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Shanghai ?200090， China； 2.Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences， Haikou ?571126， China）

Abstract： The effects of dissolved oxygen and nitrite on the incubation time of Charybdis feriatus egg were studied. The results showed that the concentration of dissolved oxygen and nitrite had a significant impact on the incubation time of Charybdis feriatus egg； when the dissolved oxygen content in seawater was within the range of 2～12 mg/L， Charybdis feriatus could be incubated normally. Within this range， as the dissolved oxygen content in seawater increased， the incubation time of Charybdis feriatus egg gradually decreased； nitrite concentration had a significant impact on the incubation duration of Charybdis feriatus egg. When the concentration was lower than 50 mg/L， it was suitable for the incubation of Charybdis feriatus egg. When the concentration of nitrite was lower than 25 mg/L， the incubation duration of Charybdis feriatus egg in each stage was shorter.

Key words： dissolved oxygen； nitrite； Charybdis feriatus egg； incubation time； reproductive capacity； seawater

銹斑蟳（Charybdis feriatus）是一種食用蟹［1］，其肉質鮮美、營養價值高，具有較高的經濟價值，是暖水海洋的主要經濟蟹類，是海洋漁業的重要組成部分［2］，主要分布于中國東海與南海海域。銹斑蟳多采用人工育苗與放流增殖的養殖方式［3］，合適的生存環境對于其繁殖具有重要影響。

吳曉峰等［4］研究發現在空間角度上長江口中游中華絨螯蟹規格高于下游；在時間角度上，采樣區域的差異性導致蟹規格也存在顯著差異性。汪倩等［5］研究表明蟹體現金屬鉻元素的檢出率與質量分數均值分別為75.6%和0.125 mg/kg；陽澄湖與長蕩湖中中華絨螯蟹輕度污染比例分別達到7.7%和20.0%。大多主要針對于蟹自身進行研究，而當前針對蟹類的卵孵育研究內容較少。因此本試驗研究溶解氧與亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育時間的影響。溶解在液相內的分子態氧即為溶解氧［6］，其為銹斑蟳生存提供必要條件，是水域生態環境分析的關鍵指標，對水域生物的生存與繁殖產生重要影響。在水體內溶解氧含量較高的條件下，可有效提升水域生物生命力、繁殖力與對細菌病毒的抵抗能力［7］；相反則會降低水域生物的生命力與繁殖力等。亞硝酸鹽易溶于水，是影響水體質量的主要污染物［8］，其含量升高是導致水域生物生活環境質量下降的主要因素。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 銹斑蟳 銹斑蟳購自南海海域周邊的某水產品市場，銹斑蟳均要保障附肢齊全、活力強，并且胸甲寬和長分別為（120±20）mm、（55±10）mm，體重為（210±30）g的個體，暫養于海水內，且在海水中充入氧氣，運至研究所備用。

1.1.2 海水 所用海水均為南海海域海水，采用400目篩絹對海水進行過濾處理［9］，并通過曝氣1 d后的自來水與海水晶調鹽度至32‰后待用。

1.1.3 餌料 銹斑蟳所食用餌料為在水產品市場購買的牡蠣，需確保牡蠣新鮮度，食用前需人工去殼。

1.2 方法

研究分為兩個組，分別為溶解氧組與亞硝酸鹽組。觀察周期均為30 d，銹斑蟳卵孵育過程中具有抱卵孵化的特征［10］，抱卵完成時間與孵化完成時間相同［11］。銹斑蟳的卵孵育時間定義為由銹斑蟳產卵至孵化完成為止。

1.2.1 溶解氧對銹斑蟳卵孵育時間的影響 購買5個尺寸相同的塑料桶用于儲存海水，尺寸為80 cm×60 cm×45 cm，桶內海水高度為25 cm，桶內安裝7個網籃，各網籃內養殖1只銹斑蟳。通過亞硫酸鈉降低海水溶解氧濃度，利用散氣石氣量調節溶解氧濃度，分為5個等級，分別為12、8、4、2、1 mg/L，誤差控制在0.2 mg/L范圍內。

確定海水的溫度、鹽度以及pH。以2 h為時間間隔，采用溶氧儀確定海水溶解氧濃度［12］，確保銹斑蟳卵孵育過程中海水溶解氧濃度的穩定性。觀察銹斑蟳的存活情況及卵孵育時間，并詳細記錄。

研究前3 d，每半小時觀察1次；第四天至第七天每2 h觀察1次；第八天開始每6 h觀察1次。餌料投食時間為每天8：00，每次投喂量為8 g/只。每日換水1次，換水時將海水調節至相應溶解氧溶度。

1.2.2 亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育時間的影響 將亞硝酸鹽濃度設定為7個等級，分別為400、200、100、50、25、10、0 mg/L，不同濃度亞硝酸鹽的海水內養殖5只銹斑蟳。亞硝酸鹽濃度是以采集的自然海水內亞硝酸鹽濃度為基礎，利用亞硝酸鈉進行調節［13］。不同亞硝酸鹽濃度等級中，海水溫度、鹽度、pH以及溶解氧濃度均保持一致。

研究前3 d，每半小時觀察1次；第四天至第七天每2 h觀察1次；第八天開始每6 h觀察1次。餌料投食時間為每天8：00，每次投喂量為8 g/只。每日換水1次，換水時將海水調節至相應溶解氧溶度。

1.3 數據分析

以溶解氧濃度與亞硝酸鹽濃度為自變量，銹斑蟳卵孵育時間為因變量，通過式（1）至式（3）曲線擬合：

[H=aYb] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

[H=aY-δb] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

[H=aY-δ] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

式中，[H]和[Y]分別表示銹斑蟳產卵至孵化所需時間和卵孵育期間的溶解氧濃度均值/亞硝酸鹽濃度均值，[a]和[b]分別表示常數與生物學零度，[δ]表示1個偏移量，用于調整[Y]對[H]影響的起始點。

作為冥函數表達式，式（1）中[a]、[b]分別發揮調節振幅與描述曲線曲度的功能［14］；式（2）中被定義為生物學零度；式（3）能夠定義為是式（2）中[b]為-1條件下的表達式。

式（1）至式（3）中，銹斑蟳產卵至孵化所需的時間均滿足正態分布，標準差為[σ]。各式內參數均通過最大可能性法確定［15］。不同公式中AIC（Akaike信息標準）值最小公式即為用于分析溶解氧與亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育時間影響的最優公式。

數據均采用SPSS12.0軟件進行單因子方差分析與多重對比。將P小于0.05定義為不同溶解氧/亞硝酸鹽濃度間差異顯著，通過Sigmaplot 10完成擬合曲線作圖。

2 結果與分析

2.1 溶解氧對銹斑蟳卵孵育時間的影響

不同溶解氧濃度條件下銹斑蟳卵孵育時間均值的變化情況如表1所示。隨著海水中溶解氧濃度的提升，銹斑蟳卵孵育時間逐漸下降。當海水中溶解氧濃度為1 mg/L時，銹斑蟳3 d死亡，即未能孵育；而海水中溶解氧濃度為12 mg/L時，銹斑蟳卵孵育時間達11.25 d。同時，在溶解氧濃度為1 mg/L的條件下，銹斑蟳活動量較低，并且對所投喂的餌料食用較少3 d死亡；在溶解氧濃度為12 mg/L的條件下，銹斑蟳腹部的抱卵塊脫落效率較快。

不同溶解氧濃度條件下銹斑蟳卵孵育時間均值方差分析結果如表2所示。溶解氧濃度對銹斑蟳卵孵育時間的影響差異顯著（P＜0.05）。

溶解氧濃度與銹斑蟳卵孵育時間的相關性如圖1所示。圖1所示為式（1）和式（3）的擬合曲線與觀察值分布情況。當溶解氧濃度為2～12 mg/L時，銹斑蟳均可正常孵育。同時，海水中溶解氧濃度越高，銹斑蟳卵孵育時間越短。

利用式（1）至式（3）模擬計算，由于式（3）為式（2）在特定情況下公式描述，因此忽略式（2），得到：

[D=154 758.95T-2.85σ=1.22， AIC=219.52] ? ? ? ? ? （4）

[D=154.19T-15.79σ=0.83， AIC=198.93] ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

式（5）所得的AIC為198.93，低于式（4）的結果，得到式（3）描述海水內溶解氧濃度與銹斑蟳卵孵育時間均值相關性的最優模型。

2.2 亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育時間的影響

不同亞硝酸鹽濃度條件下銹斑蟳卵孵育時間均值的變化情況如表3所示。7組亞硝酸鹽濃度梯度條件下，除濃度為400 mg/L時外，銹斑蟳卵均能正常孵育。方差分析結果顯示，在亞硝酸鹽濃度分別為25、50、100、200 mg/L的條件下，銹斑蟳卵孵育時間具有明顯差異（P＜0.05）。而亞硝酸鹽濃度分別為0、10 mg/L的條件下，銹斑蟳卵孵育時間均值未產生明顯差異（P＜0.05）。

從圖2中可以看出，亞硝酸鹽濃度與銹斑蟳卵孵育時間具有非線性特征，在亞硝酸鹽濃度低于25 mg/L的條件下，銹斑蟳卵孵育時間變化并不明顯；而在亞硝酸鹽濃度高于25 mg/L的條件下，銹斑蟳卵孵育時間變化明顯。

2.3 亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育階段持續時間的影響

銹斑蟳卵孵育可分為卵裂期、囊胚期、原腸期、無節幼體期、原溞狀幼體期。以0、50和200 mg/L濃度為例，分析不同亞硝酸鹽濃度對銹斑蟳卵孵育各階段的持續時間產生一定影響，不同亞硝酸鹽濃度對銹斑蟳卵孵育各階段的持續時間結果如圖3所示。

1）銹斑蟳卵處于卵裂期時，不同亞硝酸鹽濃度對銹斑蟳各期卵發育持續時間的影響不存在顯著差異（P＞0.05）；10、50、200 mg/L濃度的持續時間分別為22、29、34 h。

2）銹斑蟳卵處于囊胚期時，亞硝酸鹽濃度為10和50 mg/L時，銹斑蟳卵孵育持續時間分別為35和37 h，差異不顯著（P＞0.05）；而亞硝酸鹽濃度為200 mg/L時銹斑蟳卵孵育持續時間為51 h，與亞硝酸鹽濃度為10 mg/L時相比顯著差異（P＜0.05）。

3）銹斑蟳卵處于原腸期時，亞硝酸鹽濃度為10和50 mg/L時，銹斑蟳卵孵育持續時間分別為52和54 h，差異不顯著（P＞0.05）；而亞硝酸鹽濃度為200 mg/L時銹斑蟳卵孵育持續時間為68 h，與前兩者相比顯著差異（P＜0.05）。

4）銹斑蟳卵處于無節幼體期時，亞硝酸鹽濃度為10 和50 mg/L時，銹斑蟳卵孵育持續時間分別為67和72 h，差異不顯著（P＞0.05）；而亞硝酸鹽濃度為200 mg/L時銹斑蟳卵孵育持續時間為92 h，與前兩者相比存在顯著差異（P＜0.05）。

5）銹斑蟳卵處于原溞狀幼體期時，亞硝酸鹽濃度為10和50 mg/L時，銹斑蟳卵孵育持續時間分別為126和133 h，差異不顯著（P＞0.05）；而亞硝酸鹽濃度為200 mg/L時銹斑蟳卵孵育持續時間為147 h，與前兩者相比顯著差異（P＜0.05）。

綜上所述，亞硝酸鹽濃度低于200 mg/L的條件較為適合銹斑蟳卵孵育，同時當亞硝酸鹽濃度低于50 mg/L時，銹斑蟳卵孵育各階段的持續時間較短。亞硝酸鹽濃度對于銹斑蟳卵孵育持續時間產生顯著影響。

2.4 溶解氧與亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育率的影響

溶解氧與亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育率的影響如表4、表5所示。在溶解氧濃度為8 mg/L的條件下，銹斑蟳孵化率產生明顯變化；在溶解氧濃度為1 mg/L的條件下，銹斑蟳卵無法正常孵化，3 d死亡。在亞硝酸鹽濃度為25 mg/L的條件下，銹斑蟳孵化率開始明顯變化；在亞硝酸鹽濃度為400 mg/L的條件下， ?2 d死亡。

3 結論

本試驗研究了溶解氧與亞硝酸鹽對銹斑蟳卵孵育時間的影響，溶解氧濃度對銹斑蟳卵孵育時間的影響差異顯著，海水中溶解氧濃度越高，銹斑蟳卵孵育時間越短；亞硝酸鹽濃度對銹斑蟳卵孵育持續時間產生顯著影響。在溶解氧濃度為1 mg/L的條件下，銹斑蟳卵無法正常孵化；而亞硝酸鹽濃度為200 mg/L的條件下，畸形率高達91%，而孵化率僅為4.7%。

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