砂粒粒徑對日本囊對蝦存活、生長及行為特性的影響

王庚申，謝建軍，施 慧，何 杰，汪 瑋，許文軍

( 1.浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江 舟山 316021; 2.浙江省海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 舟山 316021 )

日本囊對蝦(Marsupenaeusjaponicus)俗稱花蝦、車蝦、竹節(jié)蝦等，隸屬甲殼綱、十足目、游泳亞目、對蝦科、囊對蝦屬，在中國、日本、東南亞、澳大利亞、非洲及紅海等海區(qū)均有分布，是我國重要的蝦類養(yǎng)殖品種[1-2]。其味道鮮美，營養(yǎng)豐富，市場價(jià)格高，且具生長快、耐低溫、耐干露等特點(diǎn)，養(yǎng)殖潛力巨大，深受消費(fèi)者和養(yǎng)殖業(yè)者的喜愛。我國20世紀(jì)80年代開展全人工養(yǎng)殖以來，沿海各省市均有養(yǎng)殖，并形成一定的規(guī)模[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全國日本囊對蝦養(yǎng)殖面積2.57×104hm2，產(chǎn)量5.25×104t，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益[4]。近年來，日本囊對蝦養(yǎng)殖技術(shù)不斷得到完善和提高，池底覆砂的工廠化養(yǎng)殖和高位池精養(yǎng)模式已成為主要養(yǎng)殖模式[5]。

底質(zhì)是養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，不僅能夠提供營養(yǎng)、穩(wěn)定水質(zhì)及改變水環(huán)境，同時(shí)也可以作為養(yǎng)殖生物和微生物生長繁殖的場所[6]。在工廠化和高密度精養(yǎng)模式下，養(yǎng)殖環(huán)境與對蝦的自然生境差異較大，養(yǎng)殖密度增加會限制對蝦特有的一些行為，從而導(dǎo)致對蝦部分行為的缺失或異常。動(dòng)物的行為和功能與其生存、適應(yīng)環(huán)境的關(guān)系十分密切，行為的缺失或異常會影響動(dòng)物對環(huán)境變化的調(diào)節(jié)與整合，也就無法通過其特有的行為來維持體內(nèi)平衡，致使機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，添加底質(zhì)則可以中和由于養(yǎng)殖密度增加而帶來的不良影響[7-9]。對蝦絕大部分時(shí)間與底質(zhì)接觸，因此，底質(zhì)的選擇在對蝦分布、尋食、躲避攻擊和棲息地選擇等過程中均至關(guān)重要[10-12]。當(dāng)前，國內(nèi)外對日本囊對蝦的研究主要涉及群體差異[13-16]、生理生化[17-18]、爭勝行為[19-20]、病害防治[21-23]、免疫與營養(yǎng)[24-25]、遺傳育種[26-27]等，對其底質(zhì)選擇等基礎(chǔ)生物學(xué)研究較少。日本囊對蝦有很強(qiáng)的潛砂習(xí)性，對底質(zhì)要求較高，一些學(xué)者的研究僅涉及不同底質(zhì)類型對日本囊對蝦存活和生長的影響[28-29]，而有關(guān)砂粒粒徑對日本囊對蝦影響的研究尚未見報(bào)道。劉勇克[30]研究了三疣梭子蟹(Portunustriuberbuculatus)在不同砂粒粒徑底質(zhì)中的潛砂頻率；徐永健等[31]研究表明，砂粒粒徑對梭子蟹幼蟹的攝食行為和生長特性均有明顯的影響。本研究通過在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置不同規(guī)格砂粒底質(zhì)，研究砂粒粒徑對日本囊對蝦存活、生長及行為特性的影響，探討日本囊對蝦對砂粒粒徑的選擇和偏好，以期更加全面地了解日本囊對蝦的行為習(xí)性，為日本囊對蝦的精養(yǎng)模式提供理論參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年7月22日—8月12日在浙江省海洋水產(chǎn)研究所試驗(yàn)場開展，所用試驗(yàn)蝦取自試驗(yàn)場日本囊對蝦精養(yǎng)塘，平均體長(2.76±0.18) cm，平均體質(zhì)量(0.27±0.03) g，于室內(nèi)水泥池中暫養(yǎng)7 d。暫養(yǎng)期間，微充氣，日換水量30%，每日定時(shí)過量投喂對蝦配合飼料，及時(shí)清除殘餌和糞便。試驗(yàn)砂購于市場，預(yù)先經(jīng)不同規(guī)格的篩網(wǎng)篩選，并用高錳酸鉀消毒，清水沖洗，晾干后使用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)容器為160 L塑料水槽，共設(shè)3個(gè)砂粒粒徑組：細(xì)砂組(粒徑<0.5 mm)、中砂組(粒徑1～2 mm)、粗砂組(粒徑>2.5 mm)，砂層厚度為10 cm，以無砂組為對照組，每組3個(gè)平行。暫養(yǎng)結(jié)束，每組放入規(guī)格一致的健康日本囊對蝦幼蝦40尾，適應(yīng)24 h后開始正式試驗(yàn)。試驗(yàn)周期為20 d。

1.3 試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)與分析

1.3.1 生長指標(biāo)

成活率/%=n2/n1×100%

特定生長率/%·d-1=(lnm2-lnm1)/t×100%

蛻皮頻率/次·(尾·d)-1=n3/(n0×t)

式中，n1和n2分別為試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)試驗(yàn)蝦的數(shù)量

(尾)，m1和m2分別為試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)試驗(yàn)蝦的濕質(zhì)量(g)，n3為試驗(yàn)時(shí)間t(d)內(nèi)試驗(yàn)蝦的蛻皮次數(shù)(次)，n0為試驗(yàn)蝦尾數(shù)(尾)。

紅軍在進(jìn)入川西北地區(qū)之初，就這樣爭取少數(shù)民族的支持并使之投身革命斗爭，從封建壓迫下解放出來的問題，進(jìn)行了仔細(xì)的研究，顯示出中央對這一問題的極大關(guān)注，意識到了群眾工作的重要性。

1.3.2 行為特性

尋食蝦比率/%=n4/n0×100%

運(yùn)動(dòng)率/%=n5/n0×100%

攻擊頻率/次·(尾·h)-1=n6/(n0×t)

潛砂時(shí)間/s=t1/n

式中，n0為試驗(yàn)蝦數(shù)量(尾)，n4為尋食蝦數(shù)量(尾)，n5為處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的試驗(yàn)蝦數(shù)量(尾)，n6為時(shí)間t(h)內(nèi)試驗(yàn)蝦發(fā)生攻擊行為的次數(shù)(次)，t1為試驗(yàn)蝦潛砂消耗的時(shí)間之和(s)，n為潛砂總次數(shù)(次)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 20.0分析數(shù)據(jù)，利用單因素方差分析和Duncan多重比較法檢驗(yàn)不同處理組間的差異，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對體色和表觀形態(tài)的影響

通過觀察發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)第4 d，無砂組日本囊對蝦體色出現(xiàn)明顯變化，淺綠色或透明，與正常蝦黃褐色不同，但活力良好、攝食正常；隨后在第7～10 d，3個(gè)砂粒底質(zhì)組個(gè)體也出現(xiàn)體色改變。至試驗(yàn)結(jié)束，無砂組對蝦體色改變比例最高，其次是粗砂組和中砂組，細(xì)砂組最低(P<0.05)。

表觀形態(tài)變化定義為日本囊對蝦的第二觸角是否斷裂，以第二觸角完整比例計(jì)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，細(xì)砂組日本囊對蝦第二觸角完整比例最高，分別是中砂組、粗砂組和無砂組的129.10%、141.75%和357.00%。多重比較結(jié)果表明，中砂組和粗砂組差異不顯著(P>0.05)，其他組之間差異顯著(P<0.05)。

表1 不同處理組日本囊對蝦體色和表觀形態(tài)的比較 %

注：當(dāng)對蝦第二觸角長度≥體長時(shí)，視為完整.同行不同上標(biāo)字母表示差異顯著(P<0.05).下同.

2.2 對生長指標(biāo)的影響

日本囊對蝦的成活率、特定生長率和蛻皮頻率見表2。試驗(yàn)第4 d，無砂組日本囊對蝦出現(xiàn)死亡，而中砂組、粗砂組和細(xì)砂組分別在第6 d、第8 d和第9 d出現(xiàn)死亡個(gè)體；第10 d后，各組試驗(yàn)蝦的死亡頻率明顯增加，但日死亡數(shù)量≤3尾。細(xì)砂組成活率最高，顯著高于其他組(P<0.05)；無砂組成活率最低，與粗砂組差異不顯著(P>0.05)。

各組日本囊對蝦的特定生長率差異顯著，細(xì)砂組特定生長率最高，顯著高于無砂組(P<0.05)，但與中砂組和粗砂組無顯著差異(P>0.05)。無砂組的特定生長率最低，分別是細(xì)砂組、中砂組和粗砂組的77.23%、80.00%和80.41%。

日本囊對蝦第1次蛻皮在試驗(yàn)第3 d，分別為粗砂組和無砂組，中砂組和細(xì)砂組分別在第4 d和第5 d；第5 d各組出現(xiàn)第1次蛻皮高峰，隨后2 d蛻皮蝦數(shù)量快速下降，直至第9～10 d和15～16 d再次出現(xiàn)蛻皮高峰。至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，無砂組蛻皮頻率最高，分別是細(xì)砂組、中砂組和粗砂組的242.52%、238.00%和165.48%，顯著高于其他組(P<0.05)，但細(xì)砂組、中砂組和粗砂組之間差異不顯著(P>0.05)。

表2 不同處理組日本囊對蝦生長指標(biāo)的比較

2.3 對行為特征的影響

各處理組日本囊對蝦的行為特征見表3。投喂前，各組試驗(yàn)蝦的運(yùn)動(dòng)率在無砂組中最高，顯著高于3個(gè)砂粒底質(zhì)組(P<0.05)。尋食蝦比率則在粗砂組中最低，顯著低于細(xì)砂組和無砂組(P<0.05)，但與中砂組無顯著差異(P>0.05)。攻擊頻率在無砂組最高，顯著高于3個(gè)砂粒底質(zhì)組(P<0.05)；中砂組最低，與粗砂組無顯著差異(P>0.05)。

投喂后，無砂組運(yùn)動(dòng)率顯著高于3個(gè)砂粒底質(zhì)組(P<0.05)，而在砂粒底質(zhì)組中，粗砂組運(yùn)動(dòng)率顯著高于細(xì)砂組(P<0.05)，但與中砂組差異不顯著(P>0.05)。尋食蝦比率則在細(xì)砂組中最高，顯著高于其他3組(P<0.05)；中砂組和無砂組之間差異不顯著(P>0.05)。無砂組試驗(yàn)蝦攻擊頻率最高，粗砂組最低，與中砂組之間差異不顯著(P>0.05)。

相比之下，各砂粒組投喂后對蝦的運(yùn)動(dòng)率低于投喂前，而投喂后攻擊頻率和尋食蝦比率則高于投喂前。投喂后細(xì)砂組、中砂組、粗砂組和無砂組的運(yùn)動(dòng)率分別是投喂前的15.66%、46.38%、44.83%和55.34%，而尋食蝦比率分別是投喂前的485.19%、462.22%、541.80%和330.76%，攻擊頻率分別是投喂前的292.16%、319.14%、239.43%和335.92%。

不同砂粒底質(zhì)對日本囊對蝦的潛砂時(shí)間影響顯著，細(xì)砂組潛砂時(shí)間最長，顯著高于其他組(P<0.05)。觀察還發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)蝦在3種砂粒底質(zhì)中的埋棲深度不同，細(xì)砂組日本囊對蝦完全埋棲或僅露出第一觸角，而中砂組日本囊對蝦會露出整個(gè)額角或1/3頭胸甲，粗砂組日本囊對蝦則露出大于1/2或整個(gè)頭胸甲。

表3 不同砂質(zhì)組日本囊對蝦行為特征的比較

3 討 論

3.1 砂粒粒徑對日本囊對蝦體色和表觀形態(tài)的影響

對蝦的甲殼中含有蝦青素,煮熟或氧化后變?yōu)榧t色，對蝦體色主要決定于蝦青素的含量[32]。蝦青素是一種類胡蘿卜素，一般不能在動(dòng)物體內(nèi)合成，只能在體內(nèi)積累[33]。有研究表明，蝦青素的含量與光照及水環(huán)境密切相關(guān)[34]，當(dāng)對蝦受光照刺激時(shí)間增加時(shí)，蝦青素含量提高，對蝦體色即表現(xiàn)出適應(yīng)性變化。本研究中，無砂組對蝦的體色改變比例高于3個(gè)砂粒底質(zhì)組，與羅氏沼蝦(Macrobrachiumrosenbergii)幼蝦[35]在無底質(zhì)組出現(xiàn)明顯的體色改變一致。3個(gè)砂粒底質(zhì)組中，細(xì)砂組對蝦體色改變比例最低，與粗砂組和中砂組差異顯著。由本研究結(jié)果可知，不同粒徑砂粒的添加影響了日本囊對蝦的潛砂行為，改變了其受光照刺激的時(shí)間，從而引起體色的適應(yīng)性變化，即明顯的體色改變。表觀形態(tài)變化定義為第二觸角的斷裂，通常是由對蝦的爭勝行為所致。當(dāng)缺少底質(zhì)遮蔽物(無砂)時(shí)，日本囊對蝦爭勝行為發(fā)生頻繁，其附肢殘缺比例隨之升高。3個(gè)砂粒底質(zhì)組中，第二觸角完整比例隨著砂粒粒徑的增大而降低，說明試驗(yàn)蝦在細(xì)砂中埋棲程度最深，減少了爭勝行為的發(fā)生。綜合試驗(yàn)結(jié)果可知，添加底質(zhì)對日本囊對蝦的體色和表觀形態(tài)均有顯著影響，其中細(xì)砂組對蝦體色改變比例最低，而第二觸角完整比例最高，這表明細(xì)砂更有利于保持日本囊對蝦正常的體色和表觀形態(tài)。

3.2 砂粒粒徑對日本囊對蝦生長指標(biāo)的影響

目前砂粒粒徑對甲殼類生長和存活的研究報(bào)道較少，徐永健等[31]研究表明，砂粒粒徑對單體筐養(yǎng)三疣梭子蟹的質(zhì)量增加和成活影響顯著，細(xì)砂粒組和混合砂粒組成活率、體質(zhì)量增長率和蛻皮次數(shù)均顯著高于粗砂粒組和無砂組。本研究中，無砂組日本囊對蝦的蛻皮頻率高于各砂粒組，而特定生長率則明顯低于各砂粒組，這可能與無砂組試驗(yàn)蝦受長時(shí)間光照使蛻皮周期縮短有關(guān)，而蛻皮過程需要消耗大量的能量，頻繁蛻皮可能會影響對蝦的生長[36-37]。3個(gè)砂粒組中，細(xì)砂組成活率和特定生長率均最高，蛻皮頻率則最低，其中成活率顯著高于中砂組和粗砂組，而特定生長率和蛻皮頻率無顯著差異。由本研究結(jié)果可知，添加砂粒可明顯提高日本囊對蝦的成活率和特定生長率，這與小褐蝦(Crangonuritai)[38]的研究一致。在不同砂粒組中，隨著砂粒粒徑的增大，日本囊對蝦成活率下降。這可能是因?yàn)樯傲M足了日本囊對蝦的潛砂特性，同時(shí)為其活動(dòng)及蛻皮提供了隱蔽場所；當(dāng)砂粒粒徑過大時(shí)，對蝦埋棲深度變淺，易暴露，砂底的遮蔽作用減弱，導(dǎo)致對蝦成活率下降。

3.3 砂粒粒徑對日本囊對蝦行為特征的影響

行為是生物應(yīng)對外界環(huán)境變化的表觀反應(yīng)，在外界環(huán)境變化時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)和整合，以保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行[39]。而底質(zhì)是對蝦主要的生長和棲息環(huán)境，在養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用，與對蝦的攝食、攻擊、潛砂等行為特征密切相關(guān)。臧維玲等[28]試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，日本囊對蝦幼蝦有底質(zhì)組的攝食積極性及攝食頻率均低于無底質(zhì)組。張沛東等[6]也指出，中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)在有底質(zhì)組的尋食蝦比率和運(yùn)動(dòng)率均高于無底質(zhì)組，攻擊頻率則低于無底質(zhì)組。本研究發(fā)現(xiàn)，投喂后各組試驗(yàn)蝦的運(yùn)動(dòng)率明顯低于投喂前，而投喂后的攻擊頻率和尋食蝦比率則高于投喂前，這說明日本囊對蝦攝食積極，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)蝦數(shù)量下降，同時(shí)在攝食中爭勝行為發(fā)生頻率更高。投喂前后，日本囊對蝦在無砂組的運(yùn)動(dòng)率、攻擊頻率均顯著高于3個(gè)砂粒底質(zhì)組，而尋食蝦比率則低于細(xì)砂組，但高于中砂組和粗砂組，與中國明對蝦[6]的研究不同，可能與日本囊對蝦更強(qiáng)的潛砂習(xí)性有關(guān)，也可能是因?yàn)樵囼?yàn)所設(shè)置的底質(zhì)不同。在砂粒底質(zhì)組中，投喂前試驗(yàn)蝦的運(yùn)動(dòng)率無明顯規(guī)律，投喂后運(yùn)動(dòng)率隨著砂粒粒徑增大而升高，而尋食蝦比率和攻擊頻率在投喂前后均隨著砂粒粒徑的增大而下降，說明日本囊對蝦在細(xì)砂組攝食積極性更高，但由尋食而引起的攻擊行為也更頻繁。

本研究還發(fā)現(xiàn)，日本囊對蝦的潛砂時(shí)間隨著砂粒粒徑的增大而減少，埋棲深度則隨著砂粒粒徑增大而變淺，這與臧維玲等[28]觀察日本囊對蝦幼蝦[平均體長(1±0.1) cm]在細(xì)砂中易潛入，在2～3 mm砂粒中不潛入的結(jié)果不同。分析可能是由于試驗(yàn)蝦規(guī)格差異導(dǎo)致對砂粒粒徑的適應(yīng)性不同，一般認(rèn)為，隨著對蝦規(guī)格的增大，潛砂能力增強(qiáng)，對砂粒粒徑的適應(yīng)能力也增強(qiáng)。

本研究結(jié)果表明，砂粒底質(zhì)的添加更有利于日本囊對蝦生長與存活，保持正常的體色和表觀形態(tài)，同時(shí)適宜的底質(zhì)也能促進(jìn)其行為的調(diào)節(jié)，如促進(jìn)潛砂、提高攝食積極性等。綜合比較而言，3種砂粒粒徑底質(zhì)中，日本囊對蝦更偏好砂粒粒徑<0.5 mm的細(xì)砂。另外，本研究所選取的試驗(yàn)蝦為單一規(guī)格，因此在將來的研究中，進(jìn)一步探討不同規(guī)格試驗(yàn)蝦對砂粒粒徑的選擇，可以更加全面地為日本囊對蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)提供參考。