多因子對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝的影響

孫成波，馮英杰，王 剛，陳兆明，楊世平，王成桂

(廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,廣東湛江 524025)

多因子對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝的影響

孫成波，馮英杰，王 剛，陳兆明，楊世平，王成桂

(廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,廣東湛江 524025)

對(duì)不同條件下的墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:溫度、體質(zhì)量、鹽度、pH、攝食狀態(tài)和光照條件都對(duì)墨吉明對(duì)蝦磷、硝酸氮、亞硝酸氮和氨氮代謝影響顯著。在20～30℃范圍內(nèi),隨溫度升高,墨吉明對(duì)蝦磷、亞硝酸氮、氨氮代謝率均顯著升高;硝酸氮代謝率在25℃條件下最大;磷、亞硝酸氮、硝酸氮代謝率隨體質(zhì)量增加而減慢,氨氮代謝加快;鹽度在10～30范圍內(nèi),隨鹽度升高,磷、亞硝酸氮代謝率提高,硝酸氮、氨氮代謝率下降;pH在7.5～9.0范圍內(nèi),隨pH值升高,磷代謝水平明顯下降,氨氮代謝率顯著升高,亞硝酸氮代謝率在pH 8.5時(shí)出現(xiàn)最大值(0.451±0.039)μg/(g·h）;硝酸氮代謝率在pH 8.0時(shí)有最小值(1.364±0.028)μg/(g·h）;飽食狀態(tài)下墨吉明對(duì)蝦磷、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮代謝率相對(duì)于饑餓組分別提高了33.85%、68.07%、233.81%、72.22%;正常光照條件下墨吉明對(duì)蝦磷、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮代謝率相對(duì)于遮光組分別提高了130.79%、37.58%、120.23%、103.93%。

墨吉明對(duì)蝦;溫度;鹽度;pH;攝食;光照

墨吉明對(duì)蝦Penaeusmerguiensis俗稱香蕉蝦,分布廣泛,主要在東南亞和澳大利亞地區(qū)養(yǎng)殖[1],是印度、巴基斯坦等地的重要經(jīng)濟(jì)品種[2-3],因生長速度較慢,而未受到養(yǎng)殖者的重視[4]。近年南美白對(duì)蝦病害愈演愈烈,新品種的研究與選育已經(jīng)成為對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的必然趨勢(shì)。其中墨吉明對(duì)蝦養(yǎng)殖已引起了對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)重視,然而,墨吉明對(duì)蝦適合在何種溫度、鹽度等條件下養(yǎng)殖,尚缺乏理論指導(dǎo),這就可能限制墨吉明對(duì)蝦健康養(yǎng)殖的大面積推廣,所以有必要在墨吉明對(duì)蝦生物能量學(xué)和營養(yǎng)生理學(xué)方面進(jìn)行足夠的研究,降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)驗(yàn)研究了不同溫度、鹽度、pH、光照條件、攝食狀態(tài)等條件對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮、磷代謝的影響,以進(jìn)一步了解其生理生態(tài)學(xué),為墨吉明對(duì)蝦健康養(yǎng)殖提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)在廣東海洋大學(xué)無脊椎動(dòng)物工程中心完成。健康墨吉明對(duì)蝦取自廣東海洋大學(xué)東海島海洋生物研究基地。對(duì)蝦在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的溫度、鹽度、pH條件下暫養(yǎng)1周,實(shí)驗(yàn)前禁食2 d。實(shí)驗(yàn)海水取自東海島海洋生物研究基地沙濾海水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 溫度和體質(zhì)量對(duì)氮磷釋放率的影響

實(shí)驗(yàn)在10 L小桶中進(jìn)行,每個(gè)小桶放3尾蝦、2 L海水,實(shí)驗(yàn)設(shè)20℃、25℃和30℃等3個(gè)溫度梯度, 2個(gè)體質(zhì)量梯度,各溫度條件下設(shè)置3個(gè)平行組。采用恒溫電熱棒控制水體溫度,實(shí)驗(yàn)鹽度24、pH為8.4。實(shí)驗(yàn)于白天進(jìn)行,分別于實(shí)驗(yàn)開始第0 h和第6 h測(cè)定水體無機(jī)磷、亞硝酸氮、硝酸氮和氨氮的含量。

1.2.2 鹽度對(duì)氮磷釋放率的影響

實(shí)驗(yàn)在10 L小桶中進(jìn)行,每個(gè)小桶放3尾蝦、2 L海水,實(shí)驗(yàn)設(shè)置10、15、20、25、30等5個(gè)鹽度梯度,每個(gè)鹽度梯度設(shè)置3個(gè)平行組。各鹽度養(yǎng)殖水用蒸餾水、海鹽和海水調(diào)配而成。實(shí)驗(yàn)水溫29℃、pH 8.4,于白天進(jìn)行,持續(xù)6 h。對(duì)蝦平均質(zhì)量(7.732±0.042)g。

1.2.3 pH對(duì)氮磷釋放率的影響

實(shí)驗(yàn)在10 L小桶中進(jìn)行,每個(gè)小桶放3尾蝦、2 L海水,實(shí)驗(yàn)設(shè)置7.5、8.0、8.5、9.0等4個(gè)pH梯度,每個(gè)pH梯度設(shè)置3個(gè)平行組。用Na2CO3、NaHCO3和鹽酸調(diào)配不同pH值海水。實(shí)驗(yàn)于白天進(jìn)行,持續(xù)6 h。實(shí)驗(yàn)海水鹽度24、溫度29℃,對(duì)蝦平均質(zhì)量(8.729±0.122)g。

1.2.4 攝食狀態(tài)對(duì)氮磷釋放率的影響

實(shí)驗(yàn)在10 L小桶中進(jìn)行,每個(gè)小桶放3尾蝦、2 L海水,實(shí)驗(yàn)設(shè)置攝食組與饑餓組,每個(gè)處理組3個(gè)平行。攝食組實(shí)驗(yàn)開始前投喂配合飼料,停止攝食后開始實(shí)驗(yàn)。饑餓組不進(jìn)行任何投喂處理。實(shí)驗(yàn)持續(xù)6 h,水溫29℃、鹽度24、pH 8.4,蝦體平均質(zhì)量(8.14±0.72)g。

1.2.5 光照條件對(duì)氮磷釋放率的影響

實(shí)驗(yàn)在10 L小桶中進(jìn)行,每個(gè)小桶放3尾蝦、2 L海水,實(shí)驗(yàn)設(shè)置光照組與無光組,每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)平行。光照組實(shí)驗(yàn)在自然光照強(qiáng)度下進(jìn)行,遮光組置于遮陽網(wǎng)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)持續(xù)6 h,水溫30℃、鹽度24、pH 8.4,蝦體平均質(zhì)量(12.621±0.055)g。

1.3 理化因子測(cè)定

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 溫度和體質(zhì)量對(duì)氮磷代謝的影響

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,溫度和體質(zhì)量對(duì)氮磷代謝產(chǎn)生一定的影響。隨溫度升高,墨吉明對(duì)蝦磷、亞硝酸氮、氨氮代謝率均顯著升高;硝酸氮代謝率則隨溫度先升后降,25℃條件下出現(xiàn)最大值。經(jīng)方差分析,溫度對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝影響極顯著(P＜0.01)。

墨吉明對(duì)蝦磷、亞硝酸氮、硝酸氮代謝率隨體質(zhì)量增加而減慢,而氨氮代謝加快。經(jīng)方差分析,體質(zhì)量對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝影響極顯著(P＜0.01),見表1。

表1 不同溫度條件下不同體質(zhì)量墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝變化Tab.1 Themetabolic rates of N and P of P.merguiensis under different temperature and differentweight

2.2 鹽度對(duì)氮磷代謝的影響

墨吉明對(duì)蝦隨環(huán)境鹽度的升高,磷、亞硝酸氮代謝率提高,鹽度30時(shí)達(dá)到最大值;硝酸氮、氨氮代謝率下降,鹽度30時(shí)達(dá)到最小值。經(jīng)方差分析,鹽度對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝影響極顯著(P＜0.01),見表2。

表2 不同鹽度條件下墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝變化Tab.2 Themetabolic rates of N and P of P.merguiensis under different salinity

2.3 pH對(duì)氮磷代謝的影響

隨pH升高,墨吉明對(duì)蝦磷代謝水平明顯下降,pH 9.0時(shí)降到最小值;氨氮代謝率顯著升高,pH 9.0時(shí)達(dá)到最大值(5.334±0.161)μg/(g·h）;亞硝酸氮代謝率先升高又下降,pH 8.5時(shí)出現(xiàn)最大值(0.451±0.039)μg/ (g·h）;硝酸氮代謝率在pH 8.0時(shí)有最小值(1.364±0.028)μg/(g·h）隨后呈上升趨勢(shì)。經(jīng)方差分析,pH對(duì)墨吉明對(duì)蝦磷、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮影響顯著(P＜0.05),見表3。

表3 不同pH條件下墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝變化Tab.3 Themetabolic rates of N and P of P.merguiensis under different pH

2.4 攝食狀態(tài)對(duì)氮磷代謝的影響

攝食狀態(tài)對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝有明顯影響。飽食狀態(tài)下墨吉明對(duì)蝦硝酸氮、亞硝酸氮釋放率都極顯著大于饑餓組(P＜0.01),氨氮代謝率顯著大于饑餓組(P＜0.05),磷代謝率與饑餓組差異不明顯(P＞0.05)。飽食狀態(tài)下墨吉明對(duì)蝦磷、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮代謝率分別提高了33.85%、68.07%、233.81%、72.22%,見表4。

表4 不同攝食狀態(tài)下墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝變化Tab.4 Themetabolic rates of N and P of P.merguiensis under different state of ingestion

2.5 光照條件對(duì)氮磷代謝的影響

光照條件對(duì)墨吉明對(duì)蝦氮磷釋放率有明顯影響。正常光照條件下墨吉明對(duì)蝦氨氮釋放率極顯著大于遮光組(P＜0.01),亞硝酸氮顯著大于遮光組(P＜0.05),磷、硝酸氮代謝率與遮光組差異不顯著(P＞0.05)。正常光照條件下墨吉明對(duì)蝦磷、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮代謝率分別提高了130.79%、37.58%、120.23%、103.93%,見表5。

表5 不同光照條件下墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝變化Tab.5 Themetabolic rates of N and P of P.merguiensis under different light intensity

3 討論

3.1 溫度和體質(zhì)量對(duì)氮磷代謝的影響

環(huán)境溫度是對(duì)蝦生長的重要影響因子。墨吉明對(duì)蝦是淺海暖水性種類,最適生長水溫25～30℃,水溫低于20℃或高于35℃都對(duì)墨吉明對(duì)蝦生長產(chǎn)生不利影響[7]。本研究中隨著養(yǎng)殖溫度的升高墨吉明對(duì)蝦磷、亞硝酸氮、氨氮代謝率顯著升高,說明溫度顯著影響墨吉明對(duì)蝦代謝機(jī)能,在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的溫度范圍內(nèi),墨吉明對(duì)蝦隨溫度的升高代謝能力增強(qiáng),這與其他學(xué)者研究結(jié)果相似[8-10]。隨機(jī)體體質(zhì)量增加,磷、亞硝酸氮、硝酸氮代謝速度下降,這可能與機(jī)體的氮磷利用效率有關(guān)。氨氮代謝速度隨體質(zhì)量增加而加快,這與克氏原鰲蝦Procambarus clarkii[9]、羅氏沼蝦Macrobrachium rosenbergii[11]等隨體質(zhì)量增加排氨率下降的結(jié)果不符,其原因有待進(jìn)一步研究。

3.2 鹽度對(duì)氮磷代謝的影響

不同鹽度條件下,甲殼動(dòng)物用于調(diào)節(jié)滲透壓的能量分配是不同的[12]。鹽度變化顯著影響蝦蟹類能量代謝,孔祥會(huì)等[13]認(rèn)為,甲殼動(dòng)物與環(huán)境存在滲透壓時(shí),將通過鰓部鈉離子泵的不斷活動(dòng)來平衡滲透壓。PANIKKAR[14]研究發(fā)現(xiàn),蝦類通過高鹽條件下排出體內(nèi)鹽分和低鹽條件下排出多余水分兩種途徑來進(jìn)行滲透壓調(diào)節(jié)。吳凱等[15]研究認(rèn)為急性鹽度變化對(duì)凡納濱對(duì)蝦Litopenaeus vannamei仔蝦耗氧率存在顯著影響,對(duì)氨氮排泄率影響不大。VERSLYCKE等[16]也研究了鹽度對(duì)糠蝦Neomysis integer能量代謝的影響。本實(shí)驗(yàn)中,墨吉明對(duì)蝦隨環(huán)境鹽度的升高,磷、亞硝酸氮代謝率明顯提高,這與墨吉明對(duì)蝦最適生長鹽度在10～20范圍內(nèi)有關(guān),鹽度偏離等滲點(diǎn)機(jī)體耗能增加,代謝增強(qiáng)。按照滲透調(diào)節(jié)原理,蝦蟹類在等滲點(diǎn)時(shí)滲透壓力最小,代謝率最低,耗能最少。氨氮排泄率隨鹽度降低而升高,這與低鹽條件下遠(yuǎn)海梭子蟹Portunus pelagicus[17]、圣保羅對(duì)蝦Farfantepenaeus paulensis[18]和白對(duì)蝦Penaeus setiferus[19]氨氮代謝率在低鹽環(huán)境中顯著升高的研究結(jié)果一致。這可能是由于水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)糖類利用率較低,主要靠蛋白質(zhì)脫氨基作用代謝供能[20],當(dāng)外界鹽度降低時(shí),水生動(dòng)物會(huì)增加尿液的排量,同時(shí)啟動(dòng)鰓部上皮具有維持體內(nèi)Na+穩(wěn)定功能的Na+/NH4+交換系統(tǒng),調(diào)節(jié)滲透壓[21]。也有研究認(rèn)為,是外部滲透壓降低,組織中游離氨基酸濃度降低[22-23],機(jī)體氨基酸代謝速度加快導(dǎo)致排氨率升高[24]。

3.3 pH對(duì)氮磷代謝的影響

pH是重要的生理生化指標(biāo),對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中pH過高或過低都會(huì)直接或間接引起機(jī)體的不良反應(yīng)。KNUTZEN[25]報(bào)道鹽度35的海水pH在7.8～8.2,而河口等地的pH會(huì)驟降至6.9～7.8[26],不適宜的酸堿度會(huì)對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象造成損傷甚至死亡。CHIZINSKI等[27]認(rèn)為pH水平直接影響到水生動(dòng)物的正常生長和新陳代謝,pH水平對(duì)甲殼動(dòng)物的離子調(diào)節(jié)和酸堿平衡具有重要意義[28]。林小濤等[29]報(bào)道了pH高于或低于某一范圍時(shí)會(huì)影響甲殼動(dòng)物耗氧率;賴曉芳等[30]報(bào)道了當(dāng)pH為7.8～8.7時(shí),酸堿度對(duì)脊尾白蝦Exopalaemon carinicauda的氨氮排泄和磷排泄量影響較小,當(dāng)pH偏離時(shí),氨氮排泄和磷排泄出現(xiàn)顯著差異。本研究中隨pH升高磷代謝水平明顯下降,亞硝酸氮、硝酸氮分別在pH8.5、8.0時(shí)有最大和最小值,這與孫成波等[31]研究結(jié)果一致。而氨氮代謝率隨pH升高而增加,這與孫成波、賴曉芳等研究結(jié)果不符,這可能由研究對(duì)象不同導(dǎo)致。

3.4 攝食狀態(tài)對(duì)氮磷代謝的影響

攝食是機(jī)體為維持正常生命活動(dòng)的能量需要所進(jìn)行的取食行為。有研究表明[32],水生動(dòng)物攝食后氨氮排泄量會(huì)明顯上升。這是特殊動(dòng)力作用的結(jié)果,也稱體增熱。不同的蛋白質(zhì)來源也會(huì)引起氨氮排泄量的變化,NELSON[33]研究表明攝食顫蚓組脊腹褐蝦Crangon affinis氨排泄量顯著高于攝食蝦粉和魚粉組。本研究中,攝食組墨吉明對(duì)蝦氮磷代謝都明顯提高,磷、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮代謝率分別提高了33.85%、68.07%、233.81%、72.22%。溫小波等[9]研究認(rèn)為克氏原鰲蝦攝食配合飼料和水蚯蚓后,氨氮排泄率比饑餓狀態(tài)下分別增加了142.37%和204.33%;REGNAULT[34]研究表明,褐蝦在饑餓狀態(tài)下氨氮排泄量下降25%,耗氧量下降10%,均與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。

3.5 光照條件對(duì)氮磷代謝的影響

光照是水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物重要環(huán)境因子之一[35]。王芳等[36]研究認(rèn)為光照周期能夠影響中國對(duì)蝦Penaees chinensis用在蛻皮上的能量分配,但對(duì)其生長未產(chǎn)生顯著影響;張勝負(fù)等[37]報(bào)道了適宜的光照條件可以提高蝦蟹類幼體攝食率,促進(jìn)生長變態(tài)的作用;林小濤等[38]研究表明光照時(shí)間可以改變羅氏沼蝦能量分配,延長光照時(shí)間有助于提高羅氏沼蝦生長效率。本研究中自然光照組墨吉明對(duì)蝦磷、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮代謝率明顯高于遮光組,相對(duì)遮光組分別提高了130.79%、37.58%、120.23%、103.93%。王牽等[31]研究表明饑餓條件下牙鲆Paralichthys olivaceus氨氮、活性磷排泄水平在上午相對(duì)活躍,傍晚氮磷排泄量降低,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。這可能由于在是適宜的光照條件下,機(jī)體活動(dòng)活躍,使身體貯存能量的消耗速度增加,導(dǎo)致氮磷排放加快。

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Effects of Several Factors on Nitrogen and Phosphorus M etabolism in Penaeusmerguiensis

SUN Cheng-bo，F(xiàn)ENG Ying-jie，WANG Gang，et al
（Fisheries College，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524025，China）

The experiment determined the metabolic rates of nitrogen and phosphorus on Penaeus merguiensis under different conditions.The results show that temperature，weight，salinity，pH，feeding and light can effectmetabolic rates of nitrogen and phosphorus of P.merguiensis.In the range of 20-30℃，as the temperature rose，the metabolic rates of phosphorus，ammonia and nitrite nitrogen increased，nitrate nitrogen reached the maximum when temperatuer was 25℃.The metabolic rates of phosphorus，nitrite nitrogen decreased，and ammonia decreased，as the weight of P.merguiensis increased.In the range of 10-30，as the salinity increased，themetabolic rates of phosphorus and nitrite nitrogen increased，themetabolic rates of ammonia and nitrate nitrogen decreased.As the pH rose，the metabolic rates of phosphorus significantly decreased，and ammonia decreased，when pH was 8.5，the metabolic rates of nitrite nitrogen reached maximum（0.451±0.039）μg/(g·h），when pH was 8.0，themetabolic rates of nitrate nitrogen reachedminimum（1.364±0.028）μg/(g·h）.Themetabolic rates of phosphorus，nitrate nitrogen，nitrite nitrogen and ammonia increased 33.85%，68.07%，233.81%，72.22%in the condition of feeding formula foodstuff.The metabolic rates of phosphorus，nitrate nitrogen，nitrite nitrogen and ammonia increased 130.79%，37.58%，120.23%，103.93%in the condition of sunshine.

Penaeusmerguiensis；temperature；salinity；pH；feeding；light

Q493.8

A

1008-830X（2014）05-0394-06

2014-06-30

科技部星火計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2010GA800008)

孫成波(1970-),男,江蘇贛榆人,博士,教授,研究方向:對(duì)蝦健康養(yǎng)殖與病害防治.E-mail：scb248@126.com。