低溫對不同規(guī)格刺參幼參生長與耗氧率的影響

趙 斌,李成林,胡 煒,吳志宏,譚林濤,王鵬飛

(1.山東省海水養(yǎng)殖研究所,山東 青島 266002; 2.乳山市水產(chǎn)技術(shù)推廣站,山東 乳山 264500)

刺參(Apostichopus japonicusSelenta)屬棘皮動(dòng)物門 Echinodermata、海參綱 Holo-throidea,是產(chǎn)自我國黃、渤海海域的具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的棘皮動(dòng)物,目前已成為北方沿海最重要的養(yǎng)殖品種之一。近年來,刺參工廠化養(yǎng)殖在我國北方多種養(yǎng)殖刺參模式中的比重日趨上升[1-2],其中,刺參的室內(nèi)越冬是養(yǎng)殖過程中的重要階段,隨著工廠化刺參養(yǎng)殖規(guī)模的迅猛發(fā)展,在養(yǎng)殖過程中體表潰爛、排臟和大規(guī)模死亡的現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重,成為制約工廠化刺參養(yǎng)殖健康發(fā)展的瓶頸。

研究發(fā)現(xiàn),在越冬期刺參養(yǎng)殖環(huán)境的水溫、鹽度、溶解氧、pH值等理化因子當(dāng)中,低溫是影響刺參生長的重要因子[3-4]。目前,在國內(nèi)有關(guān)溫度對刺參生理生態(tài)學(xué)影響的研究側(cè)重點(diǎn)多集中于夏眠期階段[5-7],而對于在溫度極低的越冬期中刺參受環(huán)境因子影響的研究報(bào)道尚不多見。本實(shí)驗(yàn)對低溫下刺參幼參生長和呼吸代謝進(jìn)行了初步研究,旨在探明低溫對不同規(guī)格刺參幼參的相關(guān)生理指標(biāo)的影響,以期為刺參工廠化健康養(yǎng)殖技術(shù)的完善提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)用不同規(guī)格的刺參幼參來自本課題組在青島膠南龍灣生物科技有限公司培育的刺參苗種,于2009年11月在16℃海水中經(jīng)馴化暫養(yǎng)15 d后,選取(0.50±0.07)g(A)、(2.53±0.42)g(B)、(23.87±2.46)g(C)3種不同規(guī)格的表現(xiàn)正常、伸展自如、活力強(qiáng)、肉刺硬直的刺參個(gè)體用于實(shí)驗(yàn)。

1.2 方法

1.2.1 分組設(shè)計(jì)

根據(jù)工廠化刺參養(yǎng)殖越冬期常見水溫范圍,設(shè)置 6℃(I)、8℃(II)、10℃(III)、13℃(IV)4 個(gè)溫度組,均低于之前相關(guān)研究中刺參幼參階段生長適宜水溫15~20℃的下限溫度,用控溫儀將各水族箱水溫調(diào)整至目標(biāo)溫度,波動(dòng)幅度為< 1 ℃/d。3種不同規(guī)格的刺參幼參在實(shí)驗(yàn)前經(jīng) 2℃/d的變溫調(diào)整,過渡到 4個(gè)不同溫度組的實(shí)驗(yàn)溫度,然后分別置于各溫度處理下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每個(gè)溫度處理設(shè) 3個(gè)重復(fù)。刺參幼參飼養(yǎng)在塑料整理箱(64 cm×48 cm×50 cm)中,實(shí)驗(yàn)持續(xù) 30 d。

1.2.2 測定方法

測定體質(zhì)量: 實(shí)驗(yàn)開始前1 d停止投喂,測其體質(zhì)量初始值,實(shí)驗(yàn)30 d結(jié)束時(shí)同樣停止投喂1 d,測其末體質(zhì)量。測定值為活體排水后體質(zhì)量,稱重時(shí)輕壓刺參使其排出體腔中水分,之后用干毛巾輕拭體表,測定其質(zhì)量。

刺參耗氧率采用董云偉等[8]改進(jìn)的靜止法,每隔8 h用虹吸法取一次水樣,持續(xù)24 h,取測定結(jié)果的平均值。每次實(shí)驗(yàn)設(shè)1個(gè)空白樣,水樣中的溶解氧用Winkler氏碘量法測定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)期間刺參特定生長率(RSG)采用以下公式計(jì)算:

式中,W0為體質(zhì)量初始值(g),Wt為測定值(g),t為實(shí)驗(yàn)時(shí)間(d)。

以單位質(zhì)量耗氧率Rwr表示耗氧率,計(jì)算公式為:

式中,C0、Ct分別為空白樣和實(shí)驗(yàn)代謝瓶中的溶氧質(zhì)量濃度(mg/L),V為樣品瓶體積(mL),W為刺參濕體質(zhì)量(g),t為實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間(h)。

數(shù)據(jù)采用SPSS11.0、Microsoft Office Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,先做方差齊性檢驗(yàn),利用單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan多重比較分析不同處理之間生長與耗氧率的差異。

1.2.4 日常管理

實(shí)驗(yàn)采用工廠化養(yǎng)殖車間提供的深水井海水,鹽度為27~29,pH為7.9~8.2,每天17:00時(shí)投喂一次自配人工飼料: 其中,市售配合飼料占40%,鼠尾藻干粉占 30%,馬尾藻干粉占 10%,蝦糠占 8%,螺旋藻粉占 5%,水產(chǎn)酵母占 3%,誘食酵母占 2%,電解多維與免疫多糖粉各占1%。同時(shí)按照飼料與海泥質(zhì)量比為 1: 10的比例進(jìn)行投喂,投喂后停止充氣 0.5 h。每天全量換水,換水時(shí)將箱底的排泄物與殘餌清除干凈。光照周期為14L∶10D。

2 結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)30 d內(nèi)不同規(guī)格刺參幼參成活率如表1所示。在低溫條件下各處理組刺參個(gè)體均有死亡現(xiàn)象,C組在13℃條件下的成活率最高,達(dá)96.7%; 最低為A組,6℃條件下為73.3%。

實(shí)驗(yàn)中觀察到刺參幼參在低溫條件下體態(tài)伸展差別較大,隨溫度降低刺參身體逐漸收縮,身體及肉刺逐漸變硬,攝食率降低,活動(dòng)能力減弱,體色黯淡,經(jīng)常體被殘餌及糞便形成的網(wǎng)狀物。在低溫組中,死亡的刺參首先出現(xiàn)在口部附近或身體背部的皮膚潰爛,隨之潰爛蔓延至整個(gè)體表,最終產(chǎn)生自溶現(xiàn)象。

表1 溫度對不同規(guī)格刺參成活率的影響Tab.1 The survival rates of Apostichopus japonicus of different sizes

低溫條件對于不同規(guī)格刺參幼參生長的影響結(jié)果見表2。不同規(guī)格刺參在各低溫處理組經(jīng)30 d后的生長狀況出現(xiàn)顯著性差異。經(jīng)方差分析可得,不同規(guī)格刺參在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的體質(zhì)量差異顯著(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)A組與B組在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)組內(nèi)個(gè)體之間質(zhì)量差異不顯著(P>0.05),C組實(shí)驗(yàn)刺參中,條件Ⅰ(6℃)和Ⅳ(13℃)的個(gè)體質(zhì)量出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)。低溫對刺參幼參RSG的影響同樣明顯,在條件Ⅰ(6℃)、Ⅱ(8℃)、Ⅲ(10℃)的A組和B組刺參體質(zhì)量均出現(xiàn)負(fù)增長,除 AⅡ與 AⅢ之間外其余各規(guī)格刺參之間的RSG差異均顯著(P<0.05)。C組刺參在低溫處理組Ⅲ(10℃)中的RSG呈正值。

方差分析結(jié)果表明,不同低溫處理對各規(guī)格刺參幼參耗氧率的影響顯著(P<0.05)(圖 1)。各溫度處理組中,隨刺參規(guī)格的增大其單位質(zhì)量耗氧率隨之降低。但相同規(guī)格刺參在不同溫度處理組中的耗氧率差異不顯著(P>0.05)。A組刺參的耗氧率在各溫度處理組中均顯著高于其他組(P<0.05),在條件Ⅰ(6℃)中B組刺參的耗氧率與C組刺參差異顯著(P<0.05),其余各低溫條件下B組和C組刺參耗氧率差異均不顯著(P>0.05)。

3 討論

溫度是制約刺參生長的關(guān)鍵環(huán)境因子[9],過高和過低均會(huì)導(dǎo)致刺參休眠,乃至死亡[10]。在對成參最適生長溫度研究中,于東祥等[11]認(rèn)為其適宜溫度范圍為 10～15℃; 陳遠(yuǎn)等[12]認(rèn)為 14℃是最適溫度; 孫毅等[13]認(rèn)為刺參成體最適生長水溫范圍為 12～18℃,超過 20℃則進(jìn)入夏眠狀態(tài)[5,14],水溫低于 15℃時(shí)的刺參生理生態(tài)學(xué)研究至今很少見到報(bào)道,僅有于明志等[15]報(bào)道低溫對于刺參幼參的某些生理現(xiàn)象的影響。當(dāng)溫度過低時(shí),刺參會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)停止、生長停止、代謝下降等現(xiàn)象,體質(zhì)量為(268.01 ±1.77)g刺參在冬眠36 d后耗氧率下降71.68%[16]。本實(shí)驗(yàn)選用的3種不同規(guī)格的刺參是體型小于成參的個(gè)體,質(zhì)量最大的 C組刺參個(gè)體也僅相當(dāng)于 1齡幼參,因此在低溫實(shí)驗(yàn)中對水溫的適應(yīng)呈現(xiàn)特殊性和復(fù)雜性。體質(zhì)量0.5~2.5g的幼參在水溫低于 10℃時(shí)出現(xiàn)負(fù)增長,本研究認(rèn)為主要是由于幼參的攝食率、食物吸收和轉(zhuǎn)化率受低溫條件的影響較大,維持生命功能的能量大于攝入能量,致使生長受到抑制,而體質(zhì)量 23 g以上的 1齡參在 10℃時(shí)仍能維持正常的能量代謝,其RSG也高于其他各組小規(guī)格的刺參。

表2 不同溫度處理對刺參幼參生長的影響Tab.2 Effects of different temperature treatments on the growth of Apostichopus japonicus

圖1 溫度對不同規(guī)格刺參幼參呼吸代謝的影響Fig.1 Effects of different temperatures on the oxygen consumption rates of different sizes of seacucumbers

在刺參的能量分配模式中,呼吸能占比例最大[10]。李寶泉[17]曾報(bào)道溫度變化對小規(guī)格的刺參耗氧率影響較小。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同的低溫條件下,質(zhì)量較小的刺參單位質(zhì)量耗氧率高于質(zhì)量較大的刺參,說明水溫較低時(shí)個(gè)體小的刺參呼吸強(qiáng)度高于個(gè)體大的刺參,此結(jié)果也有可能意味著水溫降低到一定程度時(shí),個(gè)體較大的刺參出現(xiàn)“冬眠”現(xiàn)象,呼吸代謝作用降低。在水溫降低到6℃時(shí),個(gè)體較小的A規(guī)格和 B規(guī)格的刺參耗氧率也出現(xiàn)顯著差異,表明在這一水溫條件下,規(guī)格在2.5 g左右的刺參同樣出現(xiàn)了呼吸代謝明顯降低的情況。從圖 1中可以看出相同規(guī)格的各組刺參個(gè)體在各低溫處理組中的單位質(zhì)量耗氧率差異均不顯著,說明水溫在這一較低階段變化時(shí),相同規(guī)格的刺參個(gè)體對溫度變化的敏感度趨向一致。

王印庚等[18]研究發(fā)現(xiàn),越冬保苗期幼參和養(yǎng)成期刺參均可感染化皮病,但幼參的感染率、發(fā)病率和死亡率都高于成參。這一結(jié)論與本實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)各規(guī)格組刺參幼參的成活率結(jié)果基本相符。每年的 1~3月份水溫較低時(shí)是工廠化養(yǎng)殖刺參出現(xiàn)“化皮”現(xiàn)象的頻發(fā)階段,本研究結(jié)果表明,對于規(guī)格在 23 g以下的刺參幼參在工廠化養(yǎng)殖越冬時(shí)的水溫最好保持在 8℃以上,不宜長時(shí)間低于 6℃,否則養(yǎng)殖刺參不僅會(huì)出現(xiàn)生長停滯,而且出現(xiàn)疾病的幾率也會(huì)大幅增加?？紤]到在工廠化養(yǎng)殖刺參的實(shí)際生產(chǎn)中,越冬期的供暖設(shè)備的成本經(jīng)常投入較大,如何在保證將養(yǎng)殖水體的溫度維持在刺參正常生理活動(dòng)的基礎(chǔ)上盡量節(jié)省成本,今后可在實(shí)際生產(chǎn)中結(jié)合本實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論探索一套相對平衡的方案。

[1]李成林,宋愛環(huán),胡煒,張艷萍,趙斌,李翹楚,麻丹萍.山東省刺參養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與可持續(xù)發(fā)展對策[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展2010,31(4): 126-132.

[2]牟紹敦,李元山,劉 崗,王穎.山東省刺參增養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].海洋湖沼通報(bào),2000,2: 63-65.

[3]Ji T T,Dong Y W,Dong S L,Growth and physiological responses in the sea cucumber,Apostichopus japonicus(Selenka): aestivation andtemperature [J].Aquaculture,2008,283: 180-187.

[4]An Z H,Dong Y W,Dong S L,2007.Effects of high temperatureand ration on the growth of juvenile sea cucumberApostichopus japonicus(Selenka) [J].Aquaculture,2007,272: 644-648.

[5]劉永宏,李馥馨,宋本詳.刺參(Apostichopus japonicusSelenka) 夏眠習(xí)性研究Ⅰ——夏眠生態(tài)特點(diǎn)的研究[J].中國水產(chǎn)科學(xué),1996,3(2): 41-48.

[6]Yang H S,Yuan X T,Zhou Y,et al.Effects of body size and watertemperature on food consumption and growth in the sea cucumberApostichopus japonicus(Selenka)with special reference to aestivation.[J].Aquaculture Research,2005,36: 1085-1092.

[7]陳 勇,高 峰,劉國山,邵麗萍,石國鋒.溫度、鹽度和光照周期對刺參生長及行為的影響[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2007,31(5): 687-691.

[8]董云偉,董雙林,田向利.不同水溫對刺參幼參生長、呼吸及體組成的影響[J].中國水產(chǎn)科學(xué),2005,12(1): 33-37.

[9]Lyytikaeinen T,Jobling M.Effects of thermal regime on energy and nitrogen budgets of an early juvenile arctic charr,Salvelinus alpinus,from Lake Inari [J].Environ Biol Fish,1999,54(2): 219-227.

[10]董云偉,董雙林.刺參對溫度適應(yīng)的生理生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2009,39(5): 908-912.

[11]于東祥,宋本祥.池塘養(yǎng)殖刺參幼參的成活率變化和生長特點(diǎn)[J].中國水產(chǎn)科學(xué),1999,6(3): 109-110.

[12]陳遠(yuǎn),陳沖.刺參幼參冬季陸上養(yǎng)殖試驗(yàn)[J].水產(chǎn)科學(xué),1992,11(4): 1-3.

[13]孫 毅,唐日峰.蝦池養(yǎng)殖刺參實(shí)用技術(shù)[J].中國水產(chǎn),2002,6(6): 52-53.

[14]肖樹旭,顧功超.刺參室內(nèi)節(jié)約化養(yǎng)殖探討[J].海洋漁業(yè),1982,4(4): 172-173.

[15]于明志,常亞青.低溫對不同群體仿刺參幼參某些生理現(xiàn)象的影響[J].大連水產(chǎn)學(xué)院院報(bào),2008,23(1): 31-36.

[16]包杰.環(huán)境因子對青刺參和紅刺參(Apostichopus japonicus)代謝與生長及其機(jī)制的影響: [D].青島:中國海洋大學(xué),2008.

[17]李寶泉,楊紅生,張濤.溫度和體質(zhì)量對刺參呼吸和排泄的影響[J].海洋與湖沼,2002,33(2): 182-187.

[18]王印庚,榮小軍,張春云,孫素鳳.養(yǎng)殖海參主要疾病及防治技術(shù)[J].海洋科學(xué),2005,29(3): 1-7.