青蝦Macrobrachium nipponense 對堿度及低溫的耐受力

任帥帥，孫博，羅亮，張立民，常玉梅，梁利群

（1.中國水產(chǎn)科學研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，黑龍江 哈爾濱 150070；2.天津農(nóng)學院水產(chǎn)學院，天津 300384）

青蝦Macrobrachium nipponense（又名日本沼蝦、河蝦）廣分布于我國黃河、長江、黑龍江等流域的江河、湖泊、泡沼中。青蝦生長快、繁殖力高、食性雜、抗逆性強，皮薄肉嫩、營養(yǎng)豐富、味道鮮美而深受市場歡迎，是淡水養(yǎng)殖最重要的甲殼類之一[1,2]。青蝦養(yǎng)殖的主產(chǎn)區(qū)在我國長江下游一帶[3]，全國青蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量已超過25 萬t[4]。在我國北部尤其是東北地區(qū)甲殼類養(yǎng)殖主要種類為中華絨螯蟹Eriocheir sinensis H.Milne-Edwards，有些地區(qū)開展了南美白對蝦Penaeus vannamei（又名凡納濱對蝦）養(yǎng)殖，但青蝦人工養(yǎng)殖卻罕見報道。

我國東北地區(qū)有廣闊的鹽堿水（地）資源，其中部分用于稻漁（魚、蟹）種養(yǎng)，但受溫度的影響，魚、蟹當年達不到商品規(guī)格。篩選短期內(nèi)獲得較高收益的水產(chǎn)經(jīng)濟動物品種是稻漁綜合種養(yǎng)模式所急需；北方以魚為主的池塘養(yǎng)殖品種結(jié)構(gòu)急需調(diào)整。本研究通過對青蝦對低溫和鹽堿水質(zhì)耐受性開展研究，以期為高緯度、高鹽堿地區(qū)青蝦人工養(yǎng)殖提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗用青蝦“太湖2 號”幼蝦平均體長（2.76±0.66）cm，平均體質(zhì)量（0.26±0.22）g，購于中國水產(chǎn)科學研究院淡水漁業(yè)研究中心。實驗開始前24h 青蝦停喂。堿度耐受實驗在42.6cm×28.4cm×28.4cm的長方體透明水族箱中進行。低溫實驗在SPX-15085H-Ⅱ無氟環(huán)保型生化培養(yǎng)箱內(nèi)的24.8cm×17.8cm×9.8cm 的長方形塑料水槽中完成。實驗用水為經(jīng)24h 曝氣的自來水，平均溶氧為（7.2±0.30）mg·L-1，pH=（7.75±0.12），鹽度為（0.62±0.27），總堿度為0.93mmol·L-1。

1.2 方法

1.2.1 堿度耐受實驗

根據(jù)預(yù)實驗，堿度大于10mmol·L-1時，青蝦開始死亡。實驗設(shè)置5 個堿度組，分別為12mmol·L-1、14mmol·L-1、16mmol·L-1、18mmol·L-1和20mmol·L-1，用NaHCO3（購于天津市致遠化學試劑有限公司，分析純）調(diào)節(jié)實驗用水堿度，由低到高逐步調(diào)至實驗所需的堿度，每個堿度三個重復(fù)，同時設(shè)空白對照組。每組隨機放置健康青蝦20 尾，觀察各組青蝦96h 的生存率，期間連續(xù)充氧，以青蝦失去游泳能力為死亡標志，若對照組出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，根據(jù)公式p=（p'-c）/（1-c）計算各組校正后死亡百分數(shù)，其中，p為校正后的死亡百分數(shù)，p' 為試驗組觀察所得死亡百分數(shù)，c 為對照組的死亡百分數(shù)[5]。最終以實驗青蝦半數(shù)死亡時所對應(yīng)的堿度來評定青蝦正常生存時的堿度閾值。

1.2.2 低溫耐受實驗

根據(jù)預(yù)實驗，幼蝦在水溫10℃以上時生存狀況良好，5℃時大批量死亡。本實驗在水溫5～10℃之間逐步降至10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃，每個溫度設(shè)置三個重復(fù)，同時設(shè)置一個水溫20～25℃的對照組。每組隨機放置健康實驗青蝦20 尾，在相應(yīng)溫度下12h 內(nèi)，期間連續(xù)充氧，停喂，以青蝦失去游泳能力為死亡標志，若對照組出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，按上述公式處理。

若青蝦在超出設(shè)定堿度、溫度范圍外的環(huán)境下仍能正常生存，可依據(jù)實際生長情況對設(shè)定溫度、堿度適當做出調(diào)整。

1.3 水質(zhì)測定與數(shù)據(jù)分析

1.3.1 堿度耐受實驗的水質(zhì)測定及數(shù)據(jù)分析

實驗期間，堿度依據(jù)水產(chǎn)行業(yè)標準SC/T 9406-2012 進行檢測[6]；水溫、溶氧、pH、鹽度、氨氮指標用水質(zhì)分析儀測定。水溫控制在（23.1±1.48）℃、pH=（8.9±0.30）、溶氧量為（7.2±0.30）mg·L-1。各組實驗用水每隔24h 更換50%新水，并重新進行測定。確保水質(zhì)良好，各實驗組堿度均處于設(shè)定范圍內(nèi)。在實驗開始后的12h、24h、48h、72h 和96h 統(tǒng)計、記錄各組實驗蝦的死亡情況。實驗數(shù)據(jù)使用SPSS19.0 統(tǒng)計軟件的概率單位回歸法進行回歸分析，各組的死亡率轉(zhuǎn)化為概率單位，得出死亡概率與堿度之間的回歸方程、半致死堿度（LD50）以及對應(yīng)堿度的95%置信限度[7]。安全濃度采用CS=48hLC50×0.3/（24hLC50/48hLC50）2計算得出[8]。

1.3.2 低溫耐受實驗的水質(zhì)測定及數(shù)據(jù)分析

實驗期間水溫、溶氧、pH、鹽度、氨氮等指標使用水質(zhì)分析儀測定；分別在實驗組、對照組放置溫度計進行實時水溫監(jiān)測。實驗開始12h 后統(tǒng)計并記錄幼蝦的死亡數(shù)量，實驗結(jié)束后使用SPSS19.0 統(tǒng)計軟件的概率單位回歸法進行回歸分析，各組的死亡率轉(zhuǎn)化為概率單位，得出死亡概率與溫度之間的回歸方程、半致死低溫（LC50）以及對應(yīng)低溫的95%置信限度[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 青蝦堿度耐受力

各堿度組青蝦剛放入水族箱時，均快速游動，頻繁撞擊水族箱內(nèi)壁，1.5h 后各組青蝦活動逐漸恢復(fù)正常，3h 后青蝦開始出現(xiàn)死亡；6h 后對照組中的青蝦開始死亡（爭斗致死），12h 時，根據(jù)各組青蝦的死亡數(shù)及存活數(shù)，采用SPSS19.0 分析系統(tǒng)中的機率單位回歸法，得出青蝦在12h 時的半數(shù)致死堿度為27.66mmol·L-1；青蝦在24h、48h、72h 和96h 時的半致死堿度依次為26.94mmol·L-1、22.51mmol·L-1、15.00mmol·L-1和14.42mmol·L-1，安全濃度為4.71 mmol·L-1。96h 時各組青蝦在均有部分存活（表1）。

2.2 青蝦低溫耐受力

各溫度組青蝦在剛放入低溫水環(huán)境時，均快速游動、撞擊水槽內(nèi)壁等異常顯現(xiàn)，但均能在1.5h 內(nèi)恢復(fù)平靜狀態(tài)。12h 后，10℃、9℃、8℃、7℃、6℃和5℃的青蝦死亡率依次為：1.67%、8.33%、31.67%、40.00%、61.67%和93.33%，對照組中的青蝦無死亡。使用SPSS19.0 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中的機率單位回歸法對此次實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析得出，青蝦的半致死低溫（LC50）為6.706℃。青蝦的低溫耐受力實驗結(jié)果見表2。

3 討論

3.1 青蝦的堿度耐受力

水中高堿度極大影響對水生動物的生存，魚類對堿度的耐受力研究較多。雷衍之等[9]研究表明：pH8.65 時，草魚Ctenopharyngodon idellus 24h 的半致死堿度為82.2mmol·L-1；pH8.74 時，鰱Hypophthalmichthys molitrix 24h 的半致死堿度為95mmol·L-1；pH9.14 時，鳙Aristichthys nobilis 24h 的半致死堿度為65.7mmol·L-1。池炳杰等[10]研究表明，pH（8.5±0.5）、NaCl 濃度為3.1～7.4g/L 時，灘頭雅羅魚Tribolodon brandti Dybowski 幼魚的12h、24h、48h、72h和96h 的LC50分別為98.79mmol·L-1、89.31mmol·L-1、79.34mmol·L-1、78.45mmol·L-1和68.44mmol·L-1，安全值為18.79mmol·L-1。王卓[11]等研究表明，全長（4.42±0.02）cm、體質(zhì)量（0.84±0.01）g 的青海湖裸鯉Gymnocypris przewalskii 幼魚能夠很好地適應(yīng)64mmol·L-1的高堿度環(huán)境。

蝦類對堿度耐受力的研究也很多。楊富億等[12]研究了凡納濱對蝦對東北地區(qū)碳酸鹽型鹽堿水域的急性毒性。結(jié)果表明，在pH8.11～8.72 時，凡納濱對蝦的24h 半致死堿度為12.40mmol·L-1，安全濃度為2.77mmol·L-1。柳飛[13]研究了碳酸鹽堿度對脊尾白蝦Palaemon（Exopalaemon）carinicaud 的生長和繁殖的影響，最終確定脊尾白蝦可在碳酸鹽堿度為3.5mmol·L-1的環(huán)境下正常生長繁殖，但當碳酸鹽堿度高于5mmol·L-1時不適合脊尾白蝦的正常生長繁殖。房文紅等[14]研究了碳酸鹽堿度對中國對蝦Penaeus chinensis 幼蝦的致毒效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中國對蝦幼蝦在pH 為8.6、9.0、9.3 和9.5 時，24h 半致死堿度分別為22.00mmol·L-1、11.66mmol·L-1、6.57mmol·L-1和3.28mmol·L-1，且隨著堿度升高中國對蝦的成活率降低；堿度和pH 對幼蝦的致毒效應(yīng)具有協(xié)同作用。本課題組2018年在堿度為10mmol·L-1鹽堿稻田中開展稻蝦種養(yǎng)試驗。結(jié)果表明，青蝦在此堿度水質(zhì)條件下仍能正常生存。在前期預(yù)實驗中，幼蝦在堿度大于10mmol·L-1時開始出現(xiàn)集中死亡。本實驗數(shù)據(jù)顯示，青蝦幼蝦12h、24h、48h、72h 和96h 的半致死堿度分別為27.66mmol·L-1、26.94 mmol·L-1、22.51mmol·L-1、15.00mmol·L-1和14.42mmol·L-1,安全濃度為4.71mmol·L-1。與上述蝦類相比，青蝦幼蝦具有更強的耐堿能力，可以在適當鹽堿水中養(yǎng)殖。但與大部分淡水魚類相比，青蝦幼蝦對碳酸鹽堿度的耐堿能力遠不如淡水魚類[15]。

表1 不同堿度下青蝦的死亡率、半致死堿度及安全濃度Tab.1 Mortality,half-lethality and safe concentration of juvenile freshwater shrimp in different alkalinities

表2 不同溫度下青蝦的死亡率及半致死低溫Tab.2 Mortality and half-lethal low temperature of freshwater shrimp at different temperatures

鹽堿水中鉀離子及其他主要離子的含量不穩(wěn)定[6]，對各種水生生物的正常生長繁殖有重大影響。Robertson[16]認為，鉀離子對維持甲殼動物神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的效能起重要作用。張立田等[17]研究認為，鉀離子對凡納濱對蝦成活率、體長和體重增加及體內(nèi)ATP 酶活性均具有顯著影響。楊金芳[18]通過在低鹽度水體單獨添加或與飼料同時添加鉀離子發(fā)現(xiàn)，鉀離子可顯著影響凡納濱對蝦的生長，增重率、特定生長率和蛋白質(zhì)效率均隨著水體中鉀離子的增加先升高后降低。因此，探明青蝦對鹽堿水中鉀離子的適應(yīng)能力將是未來的工作重點。

3.2 青蝦幼蝦的低溫耐受力

由于東北地區(qū)屬于溫帶季風氣候，冬季寒冷漫長、夏季暖濕短暫，水生動物抗寒能力直接影響其在東北地區(qū)的生長及繁殖。已有諸多水生動物抗寒能力的相關(guān)研究。

在魚類抗寒研究方面，邵彥翔[19]研究了云紋石斑魚Epinephelus moara♀×鞍帶石斑魚E.lanceolatus的雜交種（俗稱云龍石斑魚），斜帶石斑魚E.coioides♀×鞍帶石斑魚E.lanceolatus的雜交種（俗稱青龍石斑魚），棕點石斑魚（E.fuscoguttatus♀）×鞍帶石斑魚E.lanceolatus的雜交種（俗稱珍珠龍膽）3 種雜交石斑魚的低溫耐受能力。結(jié)果表明：云龍石斑魚、珍珠龍膽石斑魚及青龍石斑魚的半致死溫度分別為8℃、11℃及9.5℃。王化榮等[20]認為，當水溫為1℃時，可使魚類處于麻痹狀態(tài)；低于-3℃時草魚、鰱死亡。蔡磊等[21]研究了大口黑鱸Micropterus salmoides 北方亞種（N）、佛羅里達亞種（F）及其正交子代和反交子代幼魚的低溫耐受能力。結(jié)果表明，北方亞種的抗寒能力最強，其半致死低溫為（3.10±0.17）℃，正、反交子代介于兩親代群體之間，分別為（4.80±0.06）℃和（4.20±0.17）℃，佛羅里達亞種的抗寒能力最弱，其半致死低溫為（5.05±0.21）℃。

蝦類抗寒研究方面，王明珠[22]認為中國對蝦的水溫耐受范圍是4～38℃，同時對中國對蝦的耐低溫性狀的遺傳參數(shù)進行了評估。王興強等[23]認為，凡納濱對蝦的生存低溫極限也為4℃。董存有[24]研究發(fā)現(xiàn)，珠江口的脊尾白蝦可在2～38℃的水溫范圍內(nèi)正常生活，在1℃時停止攝食，0.5℃時出現(xiàn)假死現(xiàn)象。本實驗得出青蝦“太湖2 號”幼蝦的半數(shù)致死低溫（LT50）為6.706℃。與上述蝦類及魚類相比，其低溫耐受能力較弱。因此，在高緯度地區(qū)養(yǎng)殖時，應(yīng)特別注意。而篩選培育適于低溫、鹽堿水養(yǎng)殖青蝦新品種、探明青蝦對鹽堿水中鉀離子的適應(yīng)能力、建立相應(yīng)的養(yǎng)殖技術(shù)與模式將是未來研究的重點。