附著基對(duì)分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)種群密度及水體化學(xué)要素的影響

王凱, 李坤明, 胡文靖, 邵君鳳, 洋雯, 李敏

附著基對(duì)分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)種群密度及水體化學(xué)要素的影響

王凱*, 李坤明, 胡文靖, 邵君鳳, 洋雯, 李敏

魯東大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 煙臺(tái) 264025

以分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)為研究對(duì)象, 對(duì)比室內(nèi)養(yǎng)殖條件下添加附著基與否對(duì)分叉小猛水蚤的種群密度的影響, 并同步分析水體化學(xué)要素(亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨氮和磷酸鹽)與橈足類種群密度的關(guān)系。研究結(jié)果表明, 加入附著基并未達(dá)到增加橈足類種群密度的效果, 反而有一定的抑制作用。對(duì)水體三氮一磷的分析表明亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮和磷酸鹽含量均與橈足類種群密度呈極顯著正相關(guān), 而氨氮濃度與橈足類種群密度間沒有相關(guān)性, 這與之前研究結(jié)果一致, 進(jìn)一步驗(yàn)證了現(xiàn)有養(yǎng)殖方法的可靠性。此外, 添加附著基養(yǎng)殖池中快速升高的亞硝氮含量可能抵消了附著基的積極作用, 因此, 后續(xù)相關(guān)研究需要綜合考量上述因素。

分叉小猛水蚤; 橈足類; 附著基; 種群密度; 水體化學(xué)要素

1 前言

橈足類(Copepods)是海洋浮游動(dòng)物中的一類小型甲殼動(dòng)物, 分布廣泛, 遍及世界各大洋、湖泊、河流和鹽沼等各種水生生態(tài)系統(tǒng)。上世紀(jì)八十年代以來, 橈足類作為水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)動(dòng)物魚、蝦、蟹育苗的優(yōu)良餌料[1–3], 在我國水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛。特別是近些年, 隨著一些高價(jià)值海水魚類如石斑魚、大黃魚、海馬等養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn), 橈足類已成為魚苗優(yōu)質(zhì)餌料中的最佳選擇之一。目前, 用于人工養(yǎng)殖的橈足類主要是猛水蚤目(Harpacticoida)、哲水蚤目(Calanoida)、劍水蚤目(Cyclopoida)中的一些種類。

猛水蚤攝食方式為碎屑食性, 主要通過刮取表面的有機(jī)物來攝食,養(yǎng)殖容器的表面積是限制猛水蚤種群數(shù)量的關(guān)鍵因素[4], 因此, 在體積小、表面積大的水體中養(yǎng)殖猛水蚤更有利于提高生產(chǎn)力[5]。在底棲性猛水蚤的大規(guī)模養(yǎng)殖過程中, 通過向養(yǎng)殖水體中增加附著基來提高水體的表面積與體積的比值,進(jìn)而提高水體中橈足類種群的容納量可能會(huì)成為一個(gè)行之有效的途徑。此外, 研究證實(shí)海參池中大量繁殖的橈足類多為猛水蚤[6], 能夠迅速繁殖并成為海參池中的優(yōu)勢種, 這可能與其底棲貼壁的生活習(xí)性以及海參筐內(nèi)眾多筐片可以提供更多的棲息場所有關(guān)。為驗(yàn)證上述觀點(diǎn)的可靠性, 進(jìn)一步優(yōu)化橈足類室內(nèi)大規(guī)模養(yǎng)殖技術(shù), 本研究在前期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)分叉小猛水蚤的室內(nèi)大規(guī)模、高密度、可持續(xù)養(yǎng)殖的基礎(chǔ)上[8–10], 選用海參養(yǎng)殖筐作為附著基進(jìn)行分叉小猛水蚤的高密度養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn); 同時(shí), 監(jiān)測并分析水體三氮一磷(亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨氮和磷酸鹽)對(duì)其種群密度的影響, 為橈足類大規(guī)模養(yǎng)殖技術(shù)提供理論指導(dǎo), 同時(shí)為豐富魚類育苗和養(yǎng)殖的優(yōu)質(zhì)餌料提供可行的養(yǎng)殖方案。

2 材料與方法

2.1養(yǎng)殖材料及養(yǎng)殖條件

養(yǎng)殖的橈足類為來自煙臺(tái)近海以分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)為優(yōu)勢種的本地橈足類。

試驗(yàn)于 2015 年 4—5 月在魯東大學(xué)農(nóng)學(xué)院養(yǎng)殖科研基地進(jìn)行。室內(nèi)選擇體積為 18 m3(5 m× 3.6 m×1.0 m)的水泥池養(yǎng)殖橈足類。每個(gè)養(yǎng)殖池實(shí)際加水至 0.8 m, 水體總體積為 12.8 m3。每池均勻布置 8個(gè)氣石, 整個(gè)養(yǎng)殖過程不間斷通氣。養(yǎng)殖用水為近海經(jīng)過沙濾并加溫至 22 ℃ 的海水, 室內(nèi)用暖風(fēng)機(jī)維持溫度穩(wěn)定在 21 ℃左右; 鹽度維持在 31‰—34‰ 之間, 與所用近海海水鹽度相近; 溶氧濃度范圍在5.7—6.6 mg·L–1之間; pH 變化范圍在 7.72—8.02 之間。利用自然光照, 平均光照強(qiáng)度 700—1500 lx。

2.2復(fù)合飼料原料及配比

復(fù)合飼料原料包括馬尾藻粉、扇貝邊粉、海參配合飼料、高活性干酵母以及玉米粉, 并按照固定的配比定時(shí)投放[8–9]。此外, 養(yǎng)殖池每周還需加入一定量的微擬球藻藻液, 以維持池中水體生態(tài)平衡[8–9]。

2.3實(shí)驗(yàn)方案

2.3.1 不同養(yǎng)殖方式

實(shí)驗(yàn)采取加附著基和不加附著基 2 種養(yǎng)殖方式, 其中加附著基的養(yǎng)殖池中共放置 24 個(gè)海參養(yǎng)殖筐, 每 3 個(gè)筐上下疊加在一起。每種養(yǎng)殖方式設(shè)3 個(gè)養(yǎng)殖池。所有養(yǎng)殖池均采用相同的清池、肥水和接種方式[8–9]。2.3.2 日常養(yǎng)殖

實(shí)驗(yàn)周期為25d, 隔天投餌1次; 鑒于橈足類晚上活動(dòng)及攝食強(qiáng)于白天[11–12], 投餌時(shí)間選在下午6點(diǎn); 餌料經(jīng)過兩天的發(fā)酵; 各池每周加入微擬球藻藻液50ml; 每天巡池, 檢測橈足類的生長情況, 并記錄橈足類的種群密度[8–9]。

(1)網(wǎng)絡(luò)密度(density)：網(wǎng)絡(luò)密度是衡量旅游經(jīng)濟(jì)整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的緊密程度，用網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際存在的關(guān)系數(shù)量與理論可能存在的關(guān)系數(shù)量的比值表示。其取值范圍為[0，1]，密度值越大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)育越完備，各節(jié)點(diǎn)間旅游經(jīng)濟(jì)聯(lián)系越密切。

2.4水體指標(biāo)測定方法

每天下午 2 點(diǎn)分別使用便攜式溶氧儀(JPB-607A,上海雷磁)測量池水體溫度和溶氧; 手持式鹽度計(jì)(MATER-S28α, ATAGO)測量水體鹽度。水體三氮一磷(亞硝酸氮、硝酸氮、氨氮、磷酸鹽)分別參照國標(biāo)《海洋調(diào)查規(guī)范》第四部分: 海水化學(xué)要素調(diào)查(GB/ T12763.4—2007)中的重氮-偶聯(lián)法、鋅鎘還原法、次溴酸鈉氧化法以及磷鉬藍(lán)分光光度法, 并結(jié)合紫外分光光度計(jì)(UV-3300, 上海美譜達(dá))進(jìn)行測定。

2.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 16.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)2種養(yǎng)殖方式中的橈足類種群密度進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析; 分別對(duì)水體氮、磷濃度與橈足類的種群密度進(jìn)行二元變量相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1附著基對(duì)分叉小猛水蚤生長的影響

以每 6天(6 d)的橈足類種群密度數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本 T 檢驗(yàn)分析。如圖 1 所示, 前 6 d 橈足類密度均低于接種密度, 這是由于分叉小猛水蚤具有底棲、貼壁的生活習(xí)性, 而橈足類計(jì)數(shù)時(shí)只計(jì)算水體和筐上橈足類的數(shù)量; 第 6 d 和第 12 d 不加附著基池中的橈足類密度均顯著高于加附著基的, 第18 d 后兩組養(yǎng)殖池中的橈足類種群密度雖差異不顯著, 但加附著基池中的橈足類密度一直略低于不加附著基的。上述結(jié)果提示, 向養(yǎng)殖池增加附著基并不能增加分叉小猛水蚤的種群密度。

3.2水體中亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨氮和磷酸鹽濃度與橈足類種群密度的關(guān)系

兩種養(yǎng)殖條件下, 分叉小猛水蚤種群密度均與水體亞硝態(tài)氮濃度均呈極顯著的正相關(guān)性(圖 2)。兩組水體中分叉小猛水蚤的種群密度均隨養(yǎng)殖時(shí)間的增加逐漸升高, 并在第 25 d 達(dá)到最高值, 分別為312 只·L–1和 256 只·L–1。此外, 加附著基水體中亞硝酸氮含量增加速度明顯快于不加附著基的。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中, 不加附著基水體中亞硝態(tài)氮濃度小于0.4 mg·L–1, 而加附著基水體中亞硝態(tài)氮濃度在第12 d 后便超過 0.4 mg·L–1, 并持續(xù)上升; 兩組水體中亞硝態(tài)氮濃度在第 25 d 達(dá)到最高, 不加附著基和加附著基的濃度分別為 0.13 mg·L–1和 1.39 mg·L–1。

圖1 附著基對(duì)分叉小猛水蚤種群密度的影響Fig. 1 Effects of adhering substance on population density of indoor-cultured Tisbe furcata

圖 2 兩組水體中亞硝態(tài)氮濃度與橈足類密度間的相關(guān)性分析Fig. 2 The relationship between nitrite concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

如圖 3 所示, 兩組水體中硝態(tài)氮濃度與橈足類密度均呈極顯著正相關(guān)性。不加附著基水體中硝態(tài)氮濃度始終維持在 0.32 mg·L–1以下, 而加附著基水體的硝態(tài)氮濃度呈快速上升趨勢, 并在第 24 d達(dá)到最高值 3.15 mg·L–1。

如圖 4 所示, 兩組水體的氨氮濃度與橈足類密度均無相關(guān)性。兩組水體中氨氮濃度均在養(yǎng)殖第3 d、9 d 和 17 d 出現(xiàn)峰值, 且不加附著基水體中的濃度略高于加附著基的。整個(gè)養(yǎng)殖過程中, 兩組水體中的氨氮濃度均低于 0.13 mg·L–1。

如圖 5 所示, 分叉小猛水蚤的種群密度與磷酸鹽濃度均呈極顯著正相關(guān)性。兩種養(yǎng)殖方式中的磷酸鹽濃度在整個(gè)養(yǎng)殖過程中持續(xù)增加, 第 25 d達(dá)到最高值, 不加附著基和加附著基的濃度分別為1.27 mg·L–1和 1.47 mg·L–1。

綜上所述, 對(duì)于以分叉小猛水蚤為優(yōu)勢種的本地橈足類而言, 加附著基的養(yǎng)殖效果略差差于不加附著基的。此外, 兩種養(yǎng)殖方式中橈足類的種群密度與水體化學(xué)要素間的相關(guān)關(guān)系較為一致, 即橈足類的種群密度均與水體亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮濃度和磷酸鹽濃度均呈極顯著正相關(guān)性, 與氨氮濃度沒有相關(guān)性。

圖3 兩組水體中硝態(tài)氮濃度與橈足類密度間的相關(guān)性分析Fig. 3 The relationship between nitrate concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

圖4 兩組水體中氨氮濃度與橈足類密度間的相關(guān)性分析Fig. 4 The relationship between ammonia nitrogen concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

圖5 兩組水體中磷酸鹽濃度與橈足類密度間的相關(guān)性分析Fig. 5 The relationship between phosphate concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

4 討論與結(jié)論

本研究在前期實(shí)現(xiàn)北方室內(nèi)的大規(guī)模、高密度養(yǎng)殖分叉小猛水蚤的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索附著基對(duì)于增加橈足類種群密度的影響。養(yǎng)殖過程中溫度、鹽度、溶氧、pH 等水體指標(biāo)均較為穩(wěn)定, 達(dá)到了分叉小猛水蚤室內(nèi)大規(guī)模養(yǎng)殖的要求[8–10,13]。與加附著基的養(yǎng)殖池對(duì)比, 不加附著基池中的橈足類種群密度始終較高, 這提示向養(yǎng)殖水體中增加附著面積對(duì)增加橈足類種群密度沒有積極作用, 反而還可能在一定程度上抑制橈足類的種群密度。

兩種養(yǎng)殖方式水體中三氮一磷的分析結(jié)果顯示,橈足類的生長狀況與水體亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮濃度以及磷酸鹽濃度呈極顯著正相關(guān)性, 與氨氮濃度沒有相關(guān)性, 這與之前研究結(jié)果一致[8], 進(jìn)一步驗(yàn)證了現(xiàn)有養(yǎng)殖方法的可靠性。

亞硝態(tài)氮是氨氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物[14], 對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物具有較強(qiáng)的毒害作用[15–16]。不加附著基的養(yǎng)殖池中亞硝態(tài)氮一直維持在 0.4 mg·L–1以下, 這與之前研究結(jié)果一致[8–9]; 養(yǎng)殖水體中增加附著基后, 在養(yǎng)殖 12 d 后就達(dá)到并超過 0.4 mg·L–1, 這可能是密集的附著基阻礙了池底有機(jī)物及附著基上橈足類排泄糞便的充分氧化轉(zhuǎn)而進(jìn)行厭氧分解造成的[17–18]。由于猛水蚤對(duì)水體因積累的含氮廢物分解產(chǎn)生的有害物質(zhì)的耐受性比較強(qiáng)[5,19], 因此加附著基養(yǎng)殖池中較高的亞硝態(tài)氮沒有顯著抑制橈足類的種群密度, 但這也可能是其中橈足類種群密度始終低于不加附著基的主要原因。研究證實(shí)硝態(tài)氮作為氨氮的最終氧化形式對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物沒有危害[20],本研究中硝態(tài)氮濃度與橈足類生長呈極顯著正相關(guān)性恰好反映出橈足類種群數(shù)量增多和排泄產(chǎn)物增多以及殘餌積累間的關(guān)系[8]。與之前研究相比, 本研究中氨氮濃度最高不超過 0.12 mg·L–1遠(yuǎn)低于已有報(bào)道中橈足類的毒害濃度[21], 因此不會(huì)對(duì)橈足類的生長產(chǎn)生太大影響。此外, 磷酸鹽是甲殼動(dòng)物殼體的主要成分之一, 對(duì)橈足類的生長具有促進(jìn)作用[22],本研究中橈足類的種群密度與磷酸鹽的濃度具有極顯著正相關(guān)性, 說明復(fù)合飼料的成分兼顧了橈足類對(duì)磷酸鹽的需求[8]。總之, 本研究中附著基的添加并沒有對(duì)橈足類的種群密度產(chǎn)生積極影響, 養(yǎng)殖過程中亞硝氮含量的快速升高可能抵消了附著基的積極作用, 因此后續(xù)研究需要綜合考量上述因素。

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Effects of attached substance on population density of Tisbe furcata and water chemical elements during the mass culture

WANG Kai*, LI Kunming, HU Wenjing, SHAO Junfeng, YANG Wen, LI MinSchool of Agriculture,Ludong University,Yantai264025,China

Tisbe furcatawas cultured in indoor cement ponds in research base of Ludong University. The population density was compared under both adding and non-adding attached substances conditions. Then the relationships between population density and water chemical elements, nitrite, nitrate, ammonia nitrogen and phosphate were analyzed. The results showed that adding adhering substances could not increase the population density ofT. furcata. The population density ofT. furcatain substances-adding ponds was lower than that in ponds without adding substances. The concentrations of the nitrite, nitrate and phosphate were positively correlated with the copepods population density except for the concentration of the ammonia nitrogen. It is consistent with our previous results, which can verify the validity of the current mass culturing method. Moreover, the concentration of the ammonia nitrogen increases rapidly in substances-adding ponds, and it may decrease the positive effects of adding substances in the ponds. Therefore, further study might be needed.

Tisbe furcata; copepods; adhering substance; population density; water chemical elements

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.05.026

Q145

A

1008-8873(2016)05-194-06

王凱, 李坤明, 胡文靖, 等. 附著基對(duì)分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)種群密度及水體化學(xué)要素的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2016, 35(5): 194-199.

WANG Kai, LI Kunming, HU Wenjing, et al. Effects of attached substance on population density ofTisbe furcataand water chemical elements during the mass culture[J]. Ecological Science, 2016, 35(5): 194-199.

2016-02-25;

2016-03-04

國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(81302233); 煙臺(tái)市科技發(fā)展計(jì)劃(2016YT06000174); 魯東大學(xué)科研啟動(dòng)基金(ZR2013CM026)

王凱(1981—), 男, 博士, 講師, 主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖、病害及生態(tài)學(xué)研究, E-mail: wangkyt@163.com

*通信作者: 王凱