泥沙比例對不同規(guī)格菲律賓蛤仔幼貝潛沙行為的影響

孫詩萌,王曄,楊鳳、2,霍忠明、2

(1.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,遼寧大連116023;2.遼寧省貝類良種繁育工程技術(shù)研究中心,遼寧大連116023)

泥沙比例對不同規(guī)格菲律賓蛤仔幼貝潛沙行為的影響

孫詩萌1,王曄1,楊鳳1、2,霍忠明1、2

(1.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,遼寧大連116023;2.遼寧省貝類良種繁育工程技術(shù)研究中心,遼寧大連116023)

為探明不同泥沙比例的底質(zhì)對不同規(guī)格菲律賓蛤仔Ruditapes philippinarum潛沙的影響,在水溫13～15℃的室內(nèi)實驗室條件下,研究了4種規(guī)格 (殼長為13、17、23、25 mm)的蛤仔幼貝在5種泥沙比例的底質(zhì) (泥沙比為全沙、3∶7、1∶1、7∶3、全泥)中的潛沙情況。結(jié)果表明:4種規(guī)格蛤仔在5種底質(zhì)中的48 h潛沙率以全沙組最高,其他含泥組均比全沙組明顯降低 (P＜0.05),且含泥組間無顯著性差異 (P＞0.05);底質(zhì)相同時,規(guī)格越小蛤仔的潛沙速度越快,平均48 h潛沙率越高;方差分析表明,蛤仔規(guī)格、底質(zhì)及兩者的交互作用均對蛤仔的潛沙率有顯著影響 (P＜0.05);底質(zhì)中總有機碳含量與48 h潛沙率呈極顯著直線負(fù)相關(guān) (P＜0.01),說明底質(zhì)的粒徑和化學(xué)成分共同影響蛤仔的潛沙速度。研究表明,灘涂養(yǎng)殖時選擇10～15 mm蛤仔苗種,投放在沙比例較大的海區(qū)將利于蛤仔快速潛沙。

菲律賓蛤仔;潛沙;規(guī)格;泥沙比例

菲律賓蛤仔Ruditapes philippinarum是中國單種產(chǎn)量最高的埋棲型海水經(jīng)濟貝類[1],簡稱蛤仔。埋棲貝類通過足的挖掘鉆入底質(zhì)中生活,這一過程通常稱為潛沙。潛沙快的貝類能夠迅速轉(zhuǎn)入埋棲生活,潛沙慢的貝類則有可能被水流帶走或者被敵害捕食。研究表明,貝類規(guī)格[2-4]、底質(zhì)[5-7]、理化因子 (溫度、鹽度、pH)[4,6-10]、 流速[4-5,11-12]、 有機和無機污染物[13-17]等因素均會對埋棲貝類的潛沙行為產(chǎn)生影響。

目前,國內(nèi)外關(guān)于蛤仔的研究多集中在健康養(yǎng)殖技術(shù)及環(huán)境生態(tài)生理學(xué)等方面[1,18],關(guān)于潛沙的研究多集中在重金屬[14]、有毒有機污染物[16]和常規(guī)理化因子[4]的影響等方面,也有關(guān)于潛沙生理方面的報道[19]。楊鳳等[4]研究了小規(guī)格蛤仔幼貝對潛沙的影響,Shin等[14]研究了粒徑不同的底質(zhì)條件下幾種重金屬對蛤仔成貝潛沙的影響。而不同泥沙比例底質(zhì)條件下不同規(guī)格的蛤仔幼貝潛沙行為的研究尚未見報道。近年來,隨著蛤仔養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,過高的養(yǎng)殖密度和近岸環(huán)境污染,導(dǎo)致養(yǎng)殖海區(qū)淤泥日漸較多,底質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化,灘涂養(yǎng)殖蛤仔大量死亡的事例時有發(fā)生。探明不同規(guī)格的蛤仔在不同泥沙比例底質(zhì)中的潛沙效果,評價底質(zhì)中有機物對蛤仔潛沙的影響,將對蛤仔養(yǎng)殖時苗種規(guī)格和底質(zhì)的選擇具有重要的參考價值。本研究中,比較了4種規(guī)格蛤仔在不同泥沙比例底質(zhì)中的潛沙效率,以期為蛤仔的健康增養(yǎng)殖和蛤仔幼貝潛沙行為學(xué)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

受試生物為遼寧省貝類良種繁育工程技術(shù)研究中心繁育的1齡菲律賓蛤仔。試驗前分成13、17、23、25 mm 4個殼長規(guī)格,具體測量值為 (12.62± 0.33)、(17.06±0.46)、(22.68±0.15)、(25.36± 0.28)mm。

試驗用水為大連市黑石礁近岸經(jīng)沉淀和沙濾的天然海水,鹽度為30～31,水溫為13～15℃,pH 為7.9～8.1。試驗用沙取自大連市星海公園海邊,試驗用泥取自黑石礁西尖山公園富含有機質(zhì)的表層泥土。

1.2 方法

1.2.1 底質(zhì)的配制 將泥和沙過40目篩絹后用水洗去上浮雜質(zhì),然后配制成泥沙比例 (體積比)分別為10∶0(全沙)、3∶7、1∶1、7∶3和0∶10(全泥)等5種底質(zhì)用于試驗。試驗所用5種底質(zhì)的粒徑組成和總有機碳 (TOC)含量見表1,均屬于細(xì)沙底質(zhì)。

表1 試驗中所用底質(zhì)的粒徑組成和總有機碳含量Tab.1 Grain size composition and total organic carbon(TOC)content of sediments used in the experiment

1.2.2 水化學(xué)指標(biāo)的測定 按照 《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB-17378.4-1998)[20]進行測定,其中亞硝酸氮、溶解氧、氨氮含量分別用重氮-偶氮光度法、碘量法、次溴酸鈉氧化法測定,底質(zhì)中總有機碳含量用TOC測定儀測定。

1.2.3 試驗設(shè)計 試驗于2014年4—5月在遼寧省貝類良種繁育工程技術(shù)研究中心進行。本試驗中,采用5種泥沙比例 (泥沙比為全沙、3∶7、1∶1、7∶3、全泥)和4種規(guī)格 (殼長為13、17、23、25 mm)進行雙因子設(shè)計。每個處理組設(shè)4個平行,共計80(4×4×5)組。試驗在2 L的塑料桶中進行,將桶底鋪入配好的5～7 cm厚的底質(zhì),加入充分曝氣的上覆水10 cm以上。每組試驗取相同規(guī)格的蛤仔10只,放入小桶中開始計時。分別觀察記錄第一只蛤仔的豎殼時間 (本試驗中占總樣本數(shù)的10%,記為豎殼ET10)、第一只蛤仔完全潛沙的時間 (記為潛沙ET10)、50%蛤仔豎殼時間(記為豎殼ET50)、50%蛤仔完全潛沙時間 (記為潛沙ET50)和100%蛤仔完全潛沙時間 (記為潛沙ET100)[4,13-14]。試驗持續(xù)48 h,為避免底質(zhì)再懸浮影響觀察,期間不充氣、不換水。試驗結(jié)束時,記錄各試驗組潛沙蛤仔數(shù)量,計算48 h潛沙率,并取不同底質(zhì)的水樣測定pH、氨氮、亞硝酸氮和溶解氧含量。潛沙率計算公式為

48 h潛沙率=48 h后潛沙蛤仔個數(shù)/受試蛤仔總數(shù)×100%,

半數(shù)潛沙率=達(dá)到半數(shù)潛沙的試驗組數(shù)/總試驗組數(shù)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2007和SPSS 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析處理,使用TUKEY方法進行多重比較,顯著性水平設(shè)為0.05,極顯著性水平設(shè)為0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 底質(zhì)和幼貝殼長對其潛沙時間的影響

5種底質(zhì)條件下,4種規(guī)格蛤仔幼貝的豎殼ET10、潛沙ET10、豎殼 ET50和潛沙 ET50結(jié)果見表2,雙因素方差分析結(jié)果見表3。

2.1.1 底質(zhì)和幼貝殼長對豎殼ET10和潛沙ET10的影響 從表2可見,相同底質(zhì)條件下,隨著規(guī)格的增大,蛤仔的豎殼ET10和潛沙ET10均呈增大趨勢。方差分析表明 (表3),幼貝殼長對豎殼ET10和潛沙ET10有極顯著性影響 (P＜0.01)。多重比較結(jié)果表明 (表4):25 mm蛤仔的平均豎殼ET10顯著大于13、17 mm蛤仔 (P＜0.05),其他組間無顯著性差異 (P＞0.05);25 mm蛤仔的平均潛沙ET10顯著大于13、17、23 mm蛤仔 (P＜0.05),其他組間無顯著性差異 (P＞0.05)。

由表2和表5可見,泥沙比分別為全沙、3∶7、1∶1、7∶3和全泥的底質(zhì)中,以全沙底質(zhì)的豎殼ET10和潛沙ET10最小,全泥底質(zhì)中最大。方差分析表明 (表3),底質(zhì)對豎殼ET10和潛沙ET10影響極顯著 (P＜0.01)。多重比較結(jié)果表明 (表5),全泥底質(zhì)中蛤仔的平均豎殼ET10僅顯著大于全沙底質(zhì) (P＜0.05),而全泥底質(zhì)中蛤仔的平均潛沙ET10顯著大于其他底質(zhì) (P＜0.05)。

雙因素方差分析表明 (表3),底質(zhì)和幼貝殼長的交互作用對豎殼ET10和潛沙ET10的影響不顯著 (P＞0.05)。

表2 不同底質(zhì)條件下不同殼長蛤仔的潛沙時間Tab.2 Burrowing time of Manila clam Ruditapes philippinarum with various shell length in the different sediments min

表3 底質(zhì)和殼長對蛤仔潛沙影響的雙因素方差分析Tab.3 Two factor variance analysis of the sediment and sizes on the burrowing of Manila clam

表4 不同殼長蛤仔的平均潛沙時間Tab.4 Average burrowing time of Manila clam with various shell length in different sediments min

2.1.2 底質(zhì)和幼貝殼長對豎殼ET50和潛沙ET50的影響 由表2可見,試驗結(jié)束時,25 mm蛤仔在泥沙比3∶7的底質(zhì)中未見半數(shù)潛沙,23、25 mm蛤仔在泥沙比7∶3的底質(zhì)中未見半數(shù)潛沙,17、23、25 mm蛤仔在全泥底質(zhì)中未見半數(shù)潛沙。半數(shù)潛沙率隨著殼長的增長和泥沙比例的增加呈下降趨勢。殼長為13、17、23、25 mm幼貝的平均半數(shù)潛沙率依次為75.0%、65.0%、60.0%、30.0%;泥沙比為全沙、3∶7、1∶1、7∶3和全泥的平均半數(shù)潛沙率依次為 100%、31.2%、62.5%、43.8% 和50.0%。

表5 不同底質(zhì)中蛤仔的平均潛沙時間Tab.5 The average burrowing time of Manila clam in different sediments min

殼長對蛤仔的豎殼ET50影響顯著 (P＜0.05)(表3)。13、17、23、25 mm蛤仔的平均豎殼ET50依次為 (22.9±2.93)、 (22.8±3.44)、 (34.2± 3.02)、(26.9±4.97)min,以殼長23 mm蛤仔的豎殼ET50最大,且顯著大于13、17 mm蛤仔 (P＜0.05)(表4)。

底質(zhì)對蛤仔潛沙 ET50有極顯著影響 (P＜0.001,表3)。泥沙比分別為全沙、3∶7、1∶1、7∶3和全泥的底質(zhì)中,蛤仔的平均潛沙ET50依次為(32.6±237.9)、 (47.2±393.4)、 (1520.4±329.9)、(31.9±417.3)、(2409.5±403.2)min,以全泥底質(zhì)中的潛沙ET50最大,且顯著大于全沙、3∶7和7∶3底質(zhì) (P＜0.05)(表5)。

底質(zhì)和殼長的交互作用對蛤仔豎殼ET50和潛沙ET50的影響均不顯著 (P＞0.05)(表3)。

2.2 底質(zhì)和蛤仔殼長對48 h潛沙率的影響

從表6可知:全部試驗組中只有13 mm的蛤仔在全沙底質(zhì)中100%潛沙,隨著規(guī)格的增大蛤仔幼貝的平均潛沙率呈下降趨勢;13、17、23、25 mm 4種規(guī)格的蛤仔在5種底質(zhì)中的總體48 h平均潛沙率依次為 63.20%、56.80%、47.20% 和31.80%,多重比較結(jié)果表明,除13 mm與17 mm, 17 mm與23 mm組蛤仔組間差異不顯著外 (P＞0.05),其他組間均有顯著性差異 (P＜0.05)。

隨著泥沙比例的增大蛤仔幼貝的平均潛沙率呈下降趨勢,泥沙比分別為全沙、3∶7、1∶1、7∶3和全泥的總體 48 h平均潛沙率依次為 80.0%、40.0%、44.4%、42.5%和41.9%,以全沙底質(zhì)的48 h平均潛沙率最高。多重比較結(jié)果表明,全沙底質(zhì)的48 h平均潛沙率顯著高于其他4種底質(zhì)(P＜0.05),其他4種底質(zhì)組間則無顯著性差異(P＞0.05)(表6)。

方差分析表明,底質(zhì)、殼長對48 h潛沙率均有極顯著性影響 (P＜0.001),兩者的交互作用對潛沙率影響顯著 (P＜0.05) (表3)。回歸分析表明,底質(zhì)中TOC含量與48 h潛沙率呈極顯著直線負(fù)相關(guān) (48 h潛沙率=0.668-0.117TOC,n=20, P＜0.01)。

表6 不同殼長蛤仔在不同底質(zhì)中的48 h潛沙率Tab.6 Turrowing rate of Manila clam with different shell length in various sediments in 48 h %

3 討論

3.1 殼長對蛤仔幼貝潛沙的影響

本試驗表明,隨著殼長的增大,蛤仔幼貝的豎殼ET10、潛沙 ET10、豎殼ET50、潛沙ET50均呈增大趨勢 (表4),而48 h潛沙率則呈下降趨勢 (表6)。方差分析表明,殼長對蛤仔幼貝的初潛時間(豎殼ET10、潛沙ET10)和48 h潛沙率影響極顯著(P＜0.01和P＜0.001),對豎殼ET50影響顯著(P＜0.05),說明在13～25 mm殼長范圍內(nèi),隨著殼長的增大蛤仔幼貝的潛沙能力明顯下降。

由于蛤仔幼貝的豎殼ET10和潛沙ET10受個體差異影響較大,若干試驗組的豎殼 ET50和潛沙ET50未觀察到相關(guān)數(shù)據(jù),不宜相互比較,所以采用48 h潛沙率來比較潛沙能力的大小。由48 h潛沙率 (表6)可以推出,蛤仔幼貝的潛沙能力為13 mm＞17 mm＞23 mm＞25 mm。其中殼長為13 mm的蛤仔組潛沙能力顯著高于23～25 mm組。

St-Onge等[5]研究表明,隨著殼長的增加,砂海螂幼貝開始潛沙 (MPI)或完成潛沙 (MPC)的平均比例減少;John等[10]研究發(fā)現(xiàn),一種河口貝類Villorita cyprinoides的幼貝 (2.0、2.4 cm)比成貝 (3.0、3.9 cm)潛沙速度快;孫虎山[2]的研究表明,殼長為3.5～5.6 mm的長竹蟶明顯比殼長6～7 mm的潛沙快;以上研究結(jié)果與本試驗結(jié)果一致。周瑋等[3]對魁蚶的研究發(fā)現(xiàn),殼長0.5～3.0 cm范圍內(nèi),規(guī)格越小潛沙時間越長,潛沙率越小;此結(jié)果與本試驗結(jié)果相反。物種不同、同一物種發(fā)育階段不同和試驗條件的不同,可能是導(dǎo)致殼長對貝類潛沙影響不同的原因。

楊鳳等[4]研究發(fā)現(xiàn),細(xì)沙底質(zhì)中,較小規(guī)格蛤仔幼貝 (殼長為6、9、12 mm)的潛沙速度隨殼長的增大而增大;本研究表明,相近條件下(細(xì)沙底質(zhì)),較大規(guī)格的蛤仔幼貝 (殼長為13、17、23、25 mm),其潛沙速度隨規(guī)格的增大而減小。說明處于不同發(fā)育階段的蛤仔幼貝,殼長對其潛沙能力的影響規(guī)律不同。

3.2 泥沙比例對蛤仔幼貝潛沙的影響

大多數(shù)研究表明,雙殼貝類普遍對中沙、細(xì)沙的適應(yīng)性較好,如魁蚶[6]、斧蛤[21-22]、文蛤[7]等。Shin等[14]在研究鎘對蛤仔潛沙影響時發(fā)現(xiàn),在粗沙 (2000～500 μm)、中沙 (500～250 μm)、細(xì)沙 (250～62 μm)、粉沙 (＜62 μm)4種底質(zhì)條件下,蛤仔成貝的潛沙率無顯著性差異。調(diào)查顯示,菲律賓蛤仔喜歡生活在含沙量為70%～80%的海區(qū),在含沙量很少的泥灘和含泥量極少的沙地或礫石地帶分布較少[1]。

本試驗中,選用有機質(zhì)含量較豐富的泥土和細(xì)沙 (20～420 μm),按體積比混合配制成不同泥沙比例及不同TOC含量的試驗用底質(zhì)。結(jié)果表明,泥沙比例對蛤仔潛沙有極顯著影響,全沙底質(zhì)的48 h平均潛沙率達(dá)80%,極顯著高于其他4種底質(zhì) (39.4%～44.2%)。周珊珊等[6]研究表明,魁蚶稚貝在泥底質(zhì)的潛沙率小于沙底質(zhì),與本試驗結(jié)果相同。

導(dǎo)致本試驗中含泥組潛沙率比全沙組明顯下降的原因,一方面可能是添加的泥土粒徑細(xì)小,使底質(zhì)粒徑減小,質(zhì)地更加致密,加之有機物的存在可能對底質(zhì)中的沙粒有黏合作用,從而增加了幼貝潛沙的阻力;另一方面,水中的理化因子 (溫度、鹽度、pH等)能夠影響蛤仔的潛沙行為[4],本試驗中48 h水質(zhì)監(jiān)測顯示,各含泥組的DO和pH比全沙組下降明顯,總氨和亞硝酸氮變化無規(guī)律。將pH、DO、總氨和亞硝酸氮與潛沙率回歸,未發(fā)現(xiàn)明顯的相關(guān)關(guān)系。

3.3 泥沙比例和殼長的交互作用對蛤仔幼貝潛沙的影響

雙因素方差分析表明 (表3),殼長和泥沙比例的交互作用對初期潛沙時間 (豎殼ET10、潛沙ET10)和半數(shù)潛沙時間 (豎殼 ET50、潛沙 ET50)影響不顯著,但對受試48 h后的潛沙率影響顯著(P＜0.05)。在本試驗條件下,不同規(guī)格蛤仔的個體短期潛沙行為 (＜40 min)隨泥沙比例的增大變化不大,但較長時間的群體潛沙行為 (48 h潛沙率)卻隨泥沙比例的增加而明顯不同。具體表現(xiàn)為在全沙和全泥底質(zhì)中,隨著蛤仔殼長的增大潛沙速率逐漸下降,但在泥沙混合組該規(guī)律表現(xiàn)不明顯(表6)?；貧w分析表明,底質(zhì)中TOC含量與48 h潛沙率呈極顯著直線負(fù)相關(guān) (P＜0.01)。說明底質(zhì)中有機質(zhì)的存在顯著降低了蛤仔幼貝的群體潛沙能力。有關(guān)底質(zhì)中有機物對蛤仔潛沙的確切影響機制有待進一步研究。

本試驗條件下,全部試驗組中,殼長13 mm的蛤仔在全沙底質(zhì)中潛沙速度最快,平均3 min第一個蛤仔豎殼,6 min第一個蛤仔完成潛沙,22 min 50%蛤仔潛沙,40 min內(nèi)100%蛤仔潛沙。楊鳳等[4]前期研究表明,12 mm蛤仔較6、9 mm潛沙快。綜上所述,養(yǎng)殖生產(chǎn)中選擇10～15 mm較大規(guī)格蛤仔苗種投放,將利于蛤仔快速潛沙。在選擇蛤仔放養(yǎng)海區(qū)時,應(yīng)該避開水交換不好且有機質(zhì)含量豐富的淤泥底質(zhì)。

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Effects of ratio of mud to sand on burrowing behavior of Manila clam Ruditapes philippinarum with various sizes

SUN Shi-meng1,WANG Ye1,YANG Feng1,2,HUO Zhong-ming1,2

(1.College of Fisheries and Life Science,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China;2.Engineering Research Center of Shellfish Culture and Breeding in Liaoning Province,Dalian 116023,China)

The burrowing behavior of Manila clam Ruditapes philippinarum with shell length of 13,17,23 and 25 mm was investigated in sediments with a ratio of sand to mud of 1∶0(Group A),3∶7(Group B),1∶1(Group C),7∶3(Group D)and 0∶1(Group E)at water temperatures of 13-15℃ in laboratory conditions to explore the effect of different substrate with various sand sizes on burrowing behavior of Manila clam.The results showed that the maximal burrowing rate was observed in the Manila clam in Group A in 48 h,significantly higher than that in the other groups(P＜0.05),and without significant difference in the substrates containing mud(P＞0.05).In the same substrate,however,the smaller clams had rapid burrowing speed and higher rate than the larger clams did. Statistical analysis revealed that effects of shell length,substrates and both interaction on burrowing rates of clams were significant(P＜0.05).A linear negative correlation between total organic carbon level(TOC)and burrowing rate in 48 h(P＜0.01)indicated that the particle sizes and chemical components of substrate influenced burrowing speed of the clam.The findings provide reference with intertidal mudflat culture and behavior of Manila clam.

Ruditapes philippinarum;burrowing;shell length;ratio of sand to mud

S917.4

:A

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.01.007

2095-1388(2017)01-0038-06

2016-04-12

國家貝類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(CARS-48)

孫詩萌 (1991—),女,碩士研究生。E-mail:1036876863@qq.com

楊鳳(1962—),女,教授。E-mail:yangfeng@dlou.edu.cn