溫度、體重對(duì)斑石鯛耗氧率、排氨率的影響及晝夜節(jié)律變化?

宋協(xié)法， 程亞偉， 邢道超，彭 磊， 翟介明， 李 波， 董登攀

(1.中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，山東 青島 266003； 2.山東萊州明波水產(chǎn)有限公司，山東 煙臺(tái) 261418)

溫度、體重對(duì)斑石鯛耗氧率、排氨率的影響及晝夜節(jié)律變化?

宋協(xié)法1， 程亞偉1， 邢道超1，彭 磊1， 翟介明2， 李 波2， 董登攀1

(1.中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，山東 青島 266003； 2.山東萊州明波水產(chǎn)有限公司，山東 煙臺(tái) 261418)

采用密閉流水式呼吸實(shí)驗(yàn)方法，研究了不同體重組((50.94±5.50) g、(103.61±10.48) g、(154.58±7.56) g、(194.56±14.56) g)斑石鯛(Oplegnathuspunctatus) 在3個(gè)不同溫度(20、25和30℃)下的耗氧率和排氨率，以及斑石鯛耗氧率、排氨率的晝夜節(jié)律變化。研究表明，3個(gè)溫度條件下斑石鯛耗氧率和排氨率隨溫度的升高而升高，隨體重的增大而降低，斑石鯛白天平均耗氧率為(2.535±0.204) μg·(g·min)-1，夜間平均耗氧率為(2.531±0.064) μg·(g·min)-1，其耗氧率的晝夜差異不明顯。白天平均排氨率為(0.104±0.007) μg·(g·min)-1，夜間平均排氨率為(0.083±0.007) μg·(g·min)-1，白天平均排氨率明顯大于夜間。投喂飼料后斑石鯛耗氧率最高點(diǎn)出現(xiàn)在投喂飼料后1～3 h，最低點(diǎn)出現(xiàn)在投喂飼料后19～23 h，耗氧率呈逐漸降低的趨勢(shì)，排氨率呈先升高后降低的趨勢(shì)，溫度升高使斑石鯛排氨率達(dá)到峰值的時(shí)間提前。

斑石鯛；溫度；體重；耗氧率；排氨率；晝夜節(jié)律

斑石鯛(Oplegnathuspunctatus)屬鱸形目(Perciformes)石鯛科(Oplegnathidae)石鯛屬(Oplegnathus)，俗稱黑金鼓、斑鯛。主要分布于中國(guó)和日本的溫?zé)釒ШＳ?，是目前新興的水產(chǎn)品種，具有重要的市場(chǎng)前景和價(jià)值[1]。國(guó)內(nèi)在斑石鯛人工育苗和養(yǎng)殖方面起步較晚，目前對(duì)斑石鯛的研究主要集中在早期發(fā)育階段的發(fā)育生物學(xué)方面，對(duì)斑石鯛的呼吸和排泄等新陳代謝的研究尚屬空白。

呼吸和排泄是魚類新陳代謝活動(dòng)的重要生理指標(biāo)[2]，研究環(huán)境因素對(duì)魚類代謝率的影響是研究魚類生物能量學(xué)的重要內(nèi)容。了解魚類的耗氧及排氨能力能直接或間接地反映其代謝規(guī)律、特點(diǎn)以及生理、生存狀況，其中氧氮比(O∶N)(蛋白質(zhì)供能比值)能夠反映生物代謝中能源物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì), 氧氮比(O∶N)的大小表示蛋白質(zhì)與脂肪和碳水化合物提供給生物體能量的比率，Q10(溫度系數(shù))作為溫度變化對(duì)魚類代謝影響的指標(biāo)之一，反應(yīng)了生物體內(nèi)反應(yīng)速率和溫度的關(guān)系[3]。斑石鯛代謝率的研究對(duì)其能量學(xué)研究及飼料營(yíng)養(yǎng)配制具有更直接的指導(dǎo)作用。目前對(duì)于魚類呼吸代謝的研究報(bào)道很多，如侯曉飛[4]對(duì)許氏平鮋(Sebastesschlegeli)氮磷排泄的研究，王剛等[5-6]研究了溫度、鹽度、pH、流速、體重和放養(yǎng)密度等環(huán)境因子對(duì)卵形鯧鲹(Trachinomsovatus)代謝的影響，閆茂倉(cāng)等[3]研究了溫度、鹽度和體重對(duì)條石鯛(Oplegnathusfasciatus)耗氧率和排氨率的影響。本研究探討了不同溫度對(duì)不同體重的斑石鯛耗氧率和排氨率的影響及斑石鯛代謝率的晝夜節(jié)律變化，旨在為斑石鯛循環(huán)水養(yǎng)殖過(guò)程中的水質(zhì)調(diào)控、鮮活運(yùn)輸以及飼料營(yíng)養(yǎng)配制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)時(shí)間和條件

實(shí)驗(yàn)于2016年4—5月在萊州明波水產(chǎn)有限公司進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)用水為經(jīng)過(guò)沉淀、砂濾后的自然海水和電廠熱水勾兌。自然海水溫度為(20±1)～(23±1) ℃，電廠熱水溫度為(32±2) ℃，鹽度32，pH=7.5±0.2。

1.2 實(shí)驗(yàn)用魚

實(shí)驗(yàn)用魚為人工苗種，來(lái)自萊州明波水產(chǎn)有限公司，體重50～200 g，選擇體色正常、無(wú)病無(wú)傷、行動(dòng)迅速、生命力強(qiáng)的個(gè)體作為實(shí)驗(yàn)用魚。實(shí)驗(yàn)前于實(shí)驗(yàn)魚池內(nèi)馴養(yǎng)7 d，待其狀態(tài)穩(wěn)定攝食正常后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)魚的初始體重分組如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)魚的初始體重分組

Note：①Group；②Body weight；③Number of samples

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用密閉流水式實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖見(jiàn)圖1。呼吸室為玻璃鋼魚池(120 L)，在魚池上方加設(shè)透明有機(jī)玻璃，密封處理。設(shè)置1個(gè)高位蓄水池平衡實(shí)驗(yàn)水壓，保持水流穩(wěn)定(流量控制在1 500 mL/min左右，以避免水體缺氧和氨氮積累)，水池內(nèi)放置一支溫度計(jì)隨時(shí)記錄溫度，蓄水池內(nèi)充氧。如圖2所示，養(yǎng)殖池設(shè)4個(gè)體重組，每組設(shè)3個(gè)平行，加2個(gè)空白對(duì)照(呼吸室無(wú)魚)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前每天升高1 ℃逐漸將水溫調(diào)至實(shí)驗(yàn)溫度。每日7：00、16：00各投喂一次，投喂飼料后半小時(shí)清除桶底殘餌糞便。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前逐尾稱量體重。

實(shí)驗(yàn)當(dāng)天7：00投喂飼料，半小時(shí)后清除殘餌糞便，用量筒于出水口測(cè)量流量，8：00開(kāi)始每2 h對(duì)養(yǎng)殖池進(jìn)出水口溶氧和氨氮測(cè)定一次，共12次。溶氧的測(cè)定采用AZ-8403型溶氧儀(實(shí)驗(yàn)前與碘量法GB 17378.4-2007進(jìn)行對(duì)比測(cè)定，并對(duì)溶氧儀進(jìn)行鹽度系數(shù)校正)，氨氮測(cè)定采用次溴酸鹽氧化法(GB 17378.4-2007)。根據(jù)進(jìn)出水口溶氧和氨氮的變化計(jì)算斑石鯛耗氧率和排氨率。次日不投餌，8：00開(kāi)始每4 h對(duì)養(yǎng)殖池進(jìn)出水口溶氧和氨氮測(cè)定一次，根據(jù)進(jìn)出水口溶氧和氨氮的變化計(jì)算斑石鯛耗氧率和排氨率。每個(gè)溫度梯度實(shí)驗(yàn)做完后正常投餌，每天升溫1 ℃逐漸升溫至下一個(gè)溫度梯度，斑石鯛的運(yùn)動(dòng)和攝食正常后重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。

(1.自然海水；2.電廠熱水；3.溢流口；4.增氧氣盤；5.蓄水池；6.魚池進(jìn)水；7.密封蓋；8.魚池出水；9.養(yǎng)殖魚池；10.排污口。1.Sea water；2.Hot water(power plant)；3.Overflow port；4.Aerobic plate；5.Reservoir；6.Inlet;7.Sealing cover；8.Outlet；9.Tank；10.Sewage outlet.)

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

Fig.1 Schematic diagram of experimental device

圖2 實(shí)驗(yàn)裝置平面圖

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算和處理

耗氧率和排氨率的計(jì)算公式如下

RO=(CDO0-CDO1)×Q/W，

(1)

RN=(CN1-CN0)×Q/W。

(2)

式中：RO為耗氧率( μg·(g·min)-1)；CDO0為流入呼吸室的海水溶氧量(mg/L)；CDO1為流出呼吸室的海水溶氧量(mg/L)；RN為排氨率( μg·(g·min)-1)；CN0為流入呼吸室的海水氨氮濃度(mg/L)；CN1為流出呼吸室的海水氨氮濃度(mg/L)；Q為海水經(jīng)過(guò)呼吸室的水

流量(mL/min)；W為實(shí)驗(yàn)魚體重(g)。

溫度系數(shù)(Q10)表示溫度每升高10 ℃動(dòng)物的呼吸或排泄的變化比率，溫度系數(shù)的計(jì)算公式為

Q10=(R2/R1)10/(T2-T1)。

(3)

氧氮比(O∶N)為耗氧率和排氨率的克原子之比，氧氮比的計(jì)算公式為

O∶N=RO/RN。

(4)

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度和體重對(duì)斑石鯛耗氧率排氨率的影響

2.1.1 溫度對(duì)斑石鯛耗氧率、排氨率的影響 4組體重下斑石鯛耗氧率在不同溫度條件下的變化如圖3所示，在3個(gè)溫度條件下，隨著溫度的升高，斑石鯛耗氧率呈逐漸升高的趨勢(shì)，其中A組、C組和D組體重的斑石鯛在20 ℃時(shí)的耗氧率與其他溫度有極顯著差異(P<0.01)，25與30 ℃之間差異不顯著(P>0.05)，B組體重的斑石鯛在3個(gè)溫度條件下的耗氧率存在極顯著差異(P<0.01)。經(jīng)單因素方差分析結(jié)果顯示，溫度對(duì)斑石鯛耗氧率的影響差異極顯著(P<0.01) 。

圖3 溫度對(duì)斑石鯛耗氧率的影響

同樣，隨著溫度的升高，4個(gè)體重組的斑石鯛排氨率也是逐漸增大(見(jiàn)圖4)。溫度對(duì)各體重組斑石鯛排氨率的影響差異極顯著(P<0.01)。其中D組斑石鯛中，20與25 ℃的差異不顯著(P>0.05)，與30 ℃之間差異極顯著(P<0.01)。其他體重組各溫度之間均有極顯著差異(P<0.01)。

2.1.2 體重對(duì)斑石鯛耗氧率、排氨率的影響 體重對(duì)斑石鯛耗氧率的影響如圖5所示，3個(gè)溫度條件下隨著斑石鯛體重的增加，耗氧率均呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。經(jīng)單因素方差分析得出，20 ℃時(shí)體重對(duì)斑石鯛耗氧率的影響差異不顯著(P>0.05)，25和30 ℃時(shí)體重對(duì)斑石鯛耗氧率的影響存在極顯著差異(P<0.01)。其中25 ℃時(shí)A組與B、C、D組之間存在極顯著差異(P<0.01)，B、C、D組之間差異不顯著(P>0.05)，30 ℃時(shí)A組與B、C、D組之間存在極顯著差異(P<0.01)，B組與C組之間存在顯著差異(P<0.05)。體重與耗氧率之間的回歸關(guān)系可用冪函數(shù)RO=aWb表示，3個(gè)溫度下，體重與耗氧率的回歸關(guān)系方程分別為：y= 2.310 6x-0.19(R2= 0.958 7)；y= 2.310 6x-0.19(R2= 0.958 7)；y= 3.481 8x-0.228(R2= 0.989 3)。

圖4 溫度對(duì)斑石鯛排氨率的影響

圖5 體重對(duì)斑石鯛耗氧率的影響

體重對(duì)斑石鯛排氨率的影響如圖6所示，排氨率隨魚體重的增加而降低，其中20 ℃變化趨勢(shì)不明顯。經(jīng)單因素方差分析得出，體重對(duì)斑石鯛排氨率的影響存在極顯著差異(P<0.01)。20 ℃時(shí)A組與B、C、D組之間存在極顯著差異(P<0.01)，B、C、D組之間差異不顯著(P>0.05)，25 ℃時(shí)A組與C組間存在顯著差異(P<0.05)，A組與D組存在極顯著差異(P<0.01)，B組與D組之間存在顯著差異(P<0.05)。30 ℃時(shí)A組與D組之間存在極顯著差異(P<0.01)。3個(gè)溫度下，體重與排氨率的相關(guān)關(guān)系可用如下多項(xiàng)式來(lái)表示，分別為：y= 0.006x2- 0.034 4x+ 0.088 7(R2= 0.936 1)；y=-0.001 1x2-0.01x+0.120 3(R2= 0.987)；y=-0.002 9x2- 0.005 1x+ 0.175 4(R2= 0.976)。

圖6 體重對(duì)斑石鯛排氨率的影響

2.2 溫度和體重對(duì)斑石鯛Q10值和O∶N的影響

不同溫度和體重下斑石鯛呼吸和排泄的Q10值和O∶N如表2和3所示。

由表2可知，體重50.94～194.56 g的斑石鯛在20～30 ℃時(shí)，呼吸Q10的范圍是1.126～1.869，平均值為1.494，排泄Q10的范圍是1.975～5.787，平均值為3.123。4個(gè)體重組的斑石鯛在20～30 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的增加，呼吸Q10和排泄Q10逐漸減小，不同體重間的呼吸Q10變化較小，排泄Q10呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。

表2 不同溫度和體重下斑石鯛呼吸和排泄的Q10值

Note： ①Body weight group；②Temperature；③Respiration；④Excretion

由表3可知，體重50.94～194.56 g的斑石鯛在20～30 ℃時(shí)，O∶N的范圍是18.948～47.647，平均值為31.578，隨著溫度的升高，O∶N逐漸降低，溫度對(duì)O∶N的影響極顯著(P<0.01)，體重對(duì)O∶N的影響并不顯著(P=0.98)。

表3 不同溫度和體重下斑石鯛的氧氮比(O∶N)

Note： ①Body weight group；②Temperature

2.3 斑石鯛耗氧率和排氨率的晝夜節(jié)律變化

2.3.1 斑石鯛耗氧率的晝夜節(jié)律變化 停食1 d后，斑石鯛在20～30 ℃時(shí)耗氧率的晝夜節(jié)律變化如圖7所示，最高耗氧率出現(xiàn)在30 ℃時(shí)的8:00，為(3.917±0.596) μg·(g·min)-1，最低耗氧率出現(xiàn)在20 ℃的凌晨4:00，為(1.817±0.286) μg·(g·min)-1。20 ℃時(shí)耗氧率變化幅度為0.299 μg·(g·min)-1，25 ℃時(shí)變化幅度為0.951 μg·(g·min)-1，30 ℃時(shí)變化幅度為1.269 μg·(g·min)-1。8:00至18:00劃分為白天，20:00至次日8:00劃分為夜間，白天平均耗氧率為(2.535±0.204) μg·(g·min)-1，夜間平均耗氧率為(2.531±0.064) μg·(g·min)-1，其耗氧率的晝夜差異不明顯。

圖7 斑石鯛耗氧率的晝夜節(jié)律變化

2.3.2 斑石鯛排氨率的晝夜節(jié)律變化 停食1 d后斑石鯛在20～30 ℃時(shí)排氨率的晝夜節(jié)律變化如圖8所示，最高排氨率出現(xiàn)在30 ℃時(shí)的8:00，為(0.179±0.049) μg·(g·min)-1，最低排氨率出現(xiàn)在20 ℃的次日8:00，為(0.027±0.009) μg·(g·min)-1。20 ℃時(shí)排氨率變化幅度為0.032 μg·(g·min)-1，25 ℃時(shí)變化幅度為0.032 μg·(g·min)-1，30 ℃時(shí)變化幅度為0.078 μg·(g·min)-1。白天平均排氨率為(0.104±0.007) μg·(g·min)-1，夜間平均排氨率為(0.083±0.007) μg·(g·min)-1，白天平均排氨率明顯大于夜間。

圖8 斑石鯛排氨率的晝夜節(jié)律變化

2.3.3 投喂飼料后斑石鯛耗氧率的變化 投喂飼料之后斑石鯛在20～30 ℃時(shí)耗氧率的變化如圖9所示，3個(gè)溫度條件下斑石鯛耗氧率均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，最高點(diǎn)出現(xiàn)在投喂飼料后1～3 h，最低點(diǎn)出現(xiàn)在投喂飼料后19～23 h，投喂飼料后1～12 h的平均耗氧率為(4.099±0.348) μg·(g·min)-1，13～24 h的平均耗氧率為(3.085±0.272) μg·(g·min)-1，顯著低于1～12 h時(shí)的平均耗氧率。20 ℃時(shí)斑石鯛耗氧率的變化幅度為1.669 μg·(g·min)-1，25 ℃時(shí)變化幅度為1.942 μg·(g·min)-1，30 ℃時(shí)變化幅度為1.637 μg·(g·min)-1，3個(gè)溫度下耗氧率的變化幅度明顯高于停食1 d后的晝夜變化。

圖9 投喂飼料后斑石鯛耗氧率的變化

2.3.4 投喂飼料后斑石鯛排氨率的晝夜變化 投喂飼料后斑石鯛在20～30 ℃時(shí)排氨率的變化如圖10所示，3個(gè)溫度條件下斑石鯛排氨率均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，20 ℃時(shí)排氨率峰值出現(xiàn)在投喂飼料后7 h時(shí)，為(0.314±0.060) μg·(g·min)-1，最低點(diǎn)出現(xiàn)在23 h時(shí)，為(0.046±0.014) μg·(g·min)-1，變化幅度達(dá)到0.269 μg·(g·min)-1，25 ℃時(shí)峰值出現(xiàn)在3 h時(shí)，為(0.387±0.035) μg·(g·min)-1，最低點(diǎn)出現(xiàn)在23 h時(shí)，為(0.126±0.046) μg·(g·min)-1，變化幅度達(dá)到0.261 μg·(g·min)-1，30 ℃峰值出現(xiàn)在3 h時(shí)，為(0.484±0.094) μg·(g·min)-1，最低點(diǎn)出現(xiàn)在15 h時(shí)，為(0.108±0.017) μg·(g·min)-1，變化幅度達(dá)到0.376 μg·(g·min)-1，3個(gè)溫度條件下投喂飼料后排氨率的晝夜變化范圍明顯高于停食1 d后排氨率的晝夜變化范圍。投喂飼料后，隨溫度增加斑石鯛排氨率達(dá)到峰值的時(shí)間提前。

圖10 投喂飼料后斑石鯛排氨率的變化

3 討論

3.1 溫度對(duì)斑石鯛耗氧率和排氨率的影響

水溫是影響魚類生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝的重要環(huán)境因子，魚類的體溫隨水溫而變動(dòng)，魚體內(nèi)的代謝是一系列的酶促反應(yīng)，水溫的變化會(huì)影響酶的活性，因此代謝率會(huì)隨之而變化[7]。已有的研究結(jié)果表明，魚類的耗氧率和排氨率與水溫有密切的關(guān)系，沈勤[8]、張兆琪[9]、劉鵬[10]、劉偉成[11]、戴慶年[12]等，通過(guò)對(duì)花鱸(Lateolabraxjaponicus)、牙鲆(Paralichthysolivaceus)、大菱鲆(Scophthalmusmaximus)、真鯛(Pagrasamusmajor)、石斑魚(Epinephelusawoara)的研究，認(rèn)為魚類在適宜溫度范圍內(nèi)，耗氧率和排氨率隨溫度的升高而升高。本研究結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)溫度條件下，斑石鯛耗氧率和排氨率隨著溫度的升高而升高，與以上研究結(jié)果相似，符合魚類耗氧率和排氨率隨水溫的上升而增加的一般規(guī)律。宋蘇祥[13]認(rèn)為，這是因?yàn)殡S著水溫的升高，維持生命的腦、心、肝等重要組織器官的活性增強(qiáng)，各種酶活性提高，魚類活動(dòng)強(qiáng)度增大，基礎(chǔ)代謝旺盛，表現(xiàn)出的耗氧和氨氮代謝升高的現(xiàn)象。徐奇友[14]認(rèn)為，溫度是影響魚類生長(zhǎng)及生理生化活動(dòng)最重要的環(huán)境因素之一，不同溫度條件下魚類對(duì)蛋白質(zhì)的需求量不同，飼料蛋白質(zhì)水平顯著影響魚類代謝、蛋白質(zhì)合成等。本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，從20 ℃升溫到25 ℃時(shí)，4個(gè)體重組的斑石鯛均出現(xiàn)攝食迅速，活動(dòng)頻繁的現(xiàn)象，從25 ℃升溫到30 ℃時(shí)，其中C組和D組出現(xiàn)呼吸急促的現(xiàn)象，可能是因?yàn)?0 ℃超過(guò)了斑石鯛適宜溫度范圍。

溫度系數(shù)(Q10)也可以反映溫度與魚類代謝速率之間的關(guān)系，是溫度變化對(duì)魚類代謝的影響指標(biāo)之一。在適溫范圍內(nèi)，水溫每升高10 ℃，一般魚類的耗氧率增加2.3倍，即平均Q10值為2.3[15]。通常認(rèn)為魚類的Q10越大，說(shuō)明其生理活動(dòng)受溫度變化的影響程度越大[16-17]。王波等[18]研究了牙鲆在10.8～21.5 ℃時(shí)耗氧率Q10為2.336。James和Robert[19]研究了大眼梭鱸(Stizostedionvvitreum)在20～25 ℃時(shí)的排氨率為2.57。閆茂倉(cāng)[3]等報(bào)道了條石鯛在20～25 ℃時(shí)呼吸和排泄的Q10分別為1.335和1.345。本研究中斑石鯛呼吸Q10平均是1.494，排泄Q10平均為3.123，均在正常范圍內(nèi)。由表2可知，20～25 ℃時(shí)呼吸Q10和排泄Q10均大于25～30 ℃時(shí)，表明25～30 ℃條件下，斑石鯛生理活動(dòng)受溫度變化的影響程度小于20～25 ℃時(shí)，印證了斑石鯛最適生長(zhǎng)溫度在25～30 ℃范圍內(nèi)，且30 ℃超出斑石鯛適宜溫度范圍。

3.2 體重對(duì)斑石鯛耗氧率和排氨率的影響

體重是影響水生動(dòng)物耗氧率和排氨率的重要因素之一。本研究中，體重對(duì)斑石鯛的耗氧率和排氨率有顯著的影響，體重小的斑石鯛耗氧率和排氨率比體重大的要高，這與其他魚類研究結(jié)果類似[3,5,9-10,13]。姜祖輝[20]等認(rèn)為這可能與水生動(dòng)物在生長(zhǎng)過(guò)程中的組織、臟器的比重有關(guān)，直接維持生命的組織和臟器如腎臟、肝臟等的新陳代謝高于非直接維持生命的其他組織如肌肉、脂肪等。在動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程中，這2種組織的比率隨之減小，即肌肉和脂肪等積累增多，從而引起隨個(gè)體增大而單位重量的耗氧率和排氨率降低的現(xiàn)象。

3.3 供能物質(zhì)分析

魚類體內(nèi)的主要能源物質(zhì)為蛋白質(zhì)和脂肪，而O∶N的大小表示蛋白質(zhì)與脂肪和碳水化合物提供給生物能量的比率，利用O∶N能分析其代謝過(guò)程中能源利用的化學(xué)本質(zhì)[21]。國(guó)內(nèi)外對(duì)此做過(guò)許多研究，當(dāng)完全以蛋白質(zhì)為氧化基質(zhì)提供能量時(shí)，其O∶N為7～10[22]；當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)和脂肪共同提供能量時(shí)，其O∶N為24[23]；隨著脂肪和碳水化合物被利用的比例升高，其O∶N也隨之增大，當(dāng)完全以脂肪或碳水化合物為能源物質(zhì)時(shí)，其O∶N將無(wú)限大[24]。陳宣雄等[25]研究指出了條石鯛 (Oplegnathusfasciatus)也遵循這一規(guī)律，在10～35 ℃范圍內(nèi)條石鯛幼魚平均O∶N=72.083，表明10～35 ℃時(shí)條石鯛幼魚主要以脂肪和碳水化合物為能源，蛋白質(zhì)次之。本研究中，體重50.94～194.56 g的斑石鯛在20～30 ℃時(shí)平均O∶N分別為42.56、31.24和20.94，表明在20～30 ℃范圍內(nèi)，斑石鯛由脂肪和碳水化合物為主要能源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)和脂肪共同提供能量，隨著溫度的升高，O∶N逐漸降低，而體重對(duì)O∶N的影響并不顯著。

3.4 斑石鯛耗氧率和排氨率的晝夜節(jié)律變化

一般將魚類代謝水平的晝夜差異分為三種類型：(1)白天大于夜間，如平鯛(Rhabdosargussarba)[26]；(2)夜間大于白天，如青石斑魚[12]；(3)晝夜差異不明顯，如黑鯛(Sparusmacrocephlus)[27]。晝夜節(jié)律性是生物體內(nèi)生物鐘作用的結(jié)果，是通過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，生物對(duì)這種周期性的環(huán)境變化所產(chǎn)生的適應(yīng)，即所謂生物周期[10]。

本研究中，斑石鯛耗氧率晝夜差異不明顯，屬于第三種類型，可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中水溫穩(wěn)定且位于室內(nèi)，不受光線的影響，因此斑石鯛的活動(dòng)周期沒(méi)有晝夜節(jié)律的變化，因此耗氧率晝夜差異不明顯。Clausen[28]認(rèn)為魚類耗氧率有規(guī)律的晝夜變化，耗氧率高時(shí)表示魚類進(jìn)食或進(jìn)行其他活動(dòng)，由圖7可知斑石鯛耗氧率較高的時(shí)刻為8:00、20:00和4:00，這些時(shí)刻可能是斑石鯛在自然環(huán)境中的攝食時(shí)間。排氨率白天大于夜間，屬于第一種類型，可能是晝夜間環(huán)境因子的周期變化導(dǎo)致斑石鯛生理狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化，也可能與潮汐等氣象條件的周期性響應(yīng)有關(guān)，具體原因還需進(jìn)一步的研究。

投喂飼料后斑石鯛在3個(gè)溫度條件下的耗氧率呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，排氨率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。投喂飼料后斑石鯛攝食運(yùn)動(dòng)劇烈，呼吸系統(tǒng)迅速響應(yīng)，造成耗氧率迅速達(dá)到最大值。排氨率經(jīng)過(guò)2～6 h達(dá)到峰值，且溫度較高時(shí)排氨率達(dá)到峰值的時(shí)間提前，說(shuō)明在20～30 ℃范圍內(nèi)，隨溫度的升高，各種消化酶的活性提高，組織代謝加快，其排氨率更快達(dá)到最大值。

3.5 斑石鯛代謝對(duì)水質(zhì)的影響

魚類的耗氧率因種而異，這與各種魚類的生態(tài)習(xí)性不同有關(guān)[29]。一般而言，棲息于水域中上層的游泳快速的魚類耗氧率較高，而棲息于底層，活動(dòng)程度較少的魚類如鰕虎魚類等則較低[9]；同時(shí)，魚類的耗氧率還跟食性相關(guān)，通常肉食性魚類的耗氧率較高，溫和食性魚類則較低[30]。斑石鯛系溫?zé)釒ЫＱ匕吨邢聦郁~類，并且屬于肉食性魚類[1]，其耗氧率大于大多數(shù)底層魚類[9,12]和溫和食性魚類[7]，但略低于某些肉食性魚類[30]，表明養(yǎng)殖過(guò)程中應(yīng)該同其他中上層肉食性魚類一樣，養(yǎng)殖水體中應(yīng)保持較高的溶解氧。

4 結(jié)語(yǔ)

在20～30 ℃條件下，斑石鯛的耗氧率和排氨率隨溫度升高而升高，其生理活動(dòng)受溫度變化的影響程度逐漸變小，耗氧率變化范圍為(0.179±0.203)～(3.513±0.165) μg·(g·min)-1，排氨率變化范圍為(0.041±0.002)～(0.167±0.010) μg·(g·min)-1，斑石鯛最適生長(zhǎng)溫度在25～30 ℃范圍內(nèi)，且30 ℃超出其鯛適宜溫度。在20～30 ℃時(shí)，溫度升高，斑石鯛由脂肪和碳水化合物為主要能源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)和脂肪共同提供能量，隨著溫度的升高，O∶N逐漸降低。

斑石鯛耗的氧率和排氨率隨體重的增加而降低，但體重對(duì)O∶N影響并不顯著，表明在實(shí)驗(yàn)魚體重范圍內(nèi)，斑石鯛無(wú)食性轉(zhuǎn)化。

本研究中，斑石鯛耗氧率晝夜差異不明顯，排氨率的晝夜差異白天大于夜間。投喂飼料后斑石鯛耗氧率最高點(diǎn)出現(xiàn)在投喂飼料后1～3 h，最低點(diǎn)出現(xiàn)在投喂飼料后19～23 h，呈逐漸降低的趨勢(shì)，排氨率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，溫度升高導(dǎo)致斑石鯛排氨率達(dá)到峰值的時(shí)間提前。

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Abstract: Through closed water breathing experiment, we evaluated the oxygen consumption rate and ammonium excretion rate ofOplegnathuspunctatusand their circadian rhythms under the effects of water temperature (20、25 and 30 ℃) and different body weights( (50.94±5.50), (103.61±10.48), (154.58±7.56) and (194.56±14.56)g). The results indicated that the oxygen consumption and ammonium excretion rates ofO.punctatusincreased with temperature and weight but were inversely proportional to weight, The data showed that daily average oxygen consumption rate during the day was (2.535±0.204) μg·(g·min)-1and the average oxygen consumption rate in the night was (2.531±0.064) μg·(g·min)-1. Therefore, the oxygen consumption rate of day and night is not different significantly. Moreover, we found that the average of ammonium excretion rate in the day was (0.104±0.007) μg·(g·min)-1and the averageof ammonia excretion rate in the night was (0.083±0.007) μg·(g·min)-1, and the average of ammonium excretion rate in the daytime was obviously higher. Our further studies found a trend of gradual reduction of the oxygen consumption rate ofO.punctatusafter feeding with the highest appeared between 1 and 3 h and the lowest between 19 and 23 h, and ammonium excretion rate increased first and then decreased. In addition, we also found that the highest rate of ammonia excretion time advanced when the temperature increased.

Key words:Oplegnathuspunctatus； temperature; weight; oxygen consumption rate; ammonium excretion rate; circadian rhythm

責(zé)任編輯 朱寶象

Influences of Temperature and Weight on Oxygen Consumption Rate and Ammonium Excretion ofOplegnathuspunctatusand Their Circadian Rhythms

SONG Xie-Fa1, CHENG Ya-Wei1, XING Dao-Chao1, PENG Lei1, ZHAI Jie-Ming2, LI Bo2, DONG Deng-Pan1

(1. College of Fisheries, Ocean University of China, Qingdao 266003, China；2. Laizhou Mingbo Aquatic Co. Ltd, Yantai 261418, China)

青島市海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目資助 Supported by the Regional Demonstration Project of Qingdao Marine Economy Innovation and Development

2016-11-10；

2017-02-08

宋協(xié)法(1964-)，男，博士，教授，主要從事設(shè)施漁業(yè)和養(yǎng)殖污水處理研究工作。E-mail: yuchuan@ouc.edu.cn

S917.4；S965.399

A

1672-5174(2017)09-021-09

10.16441/j.cnki.hdxb. 20160380

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