鹽度對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響

顧 宇，呂 富，鐘 蕾，胡 毅，於葉兵，張 鵬

（1.鹽城工學(xué)院海洋與生物工程學(xué)院，江蘇省海洋灘涂生物化學(xué)與生物技術(shù)重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省灘涂池塘養(yǎng)殖生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鹽城 224051；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南省特色水產(chǎn)資源利用工程技術(shù)研究中心，長沙 410128；3.射陽縣張鵬水產(chǎn)育苗有限公司，鹽城 224300）

呼吸代謝是甲殼動物進(jìn)行能量代謝的基本生理活動，不僅能反映甲殼動物新陳代謝水平、生理狀況及營養(yǎng)狀況［1］，還能反映出甲殼動物對外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力［2］。耗氧率是甲殼動物呼吸代謝的重要指標(biāo)［3］，而窒息點(diǎn)則是反映甲殼動物耐低氧能力的指標(biāo)。通過研究外部環(huán)境因子和內(nèi)在因子對耗氧率和窒息點(diǎn)的影響，有助于了解甲殼動物能量代謝的規(guī)律［4］。鹽度是影響甲殼動物新陳代謝的主要環(huán)境因素之一，也是隨季節(jié)和氣候條件變化而極易發(fā)生改變的環(huán)境因子。關(guān)于鹽度對甲殼動物呼吸代謝的影響已有大量報(bào)道，如鹽度影響蝦類在河口系統(tǒng)中的分布［5］；鹽 度 脅 迫 狀 態(tài) 下，中 國 明 對 蝦（Fenneropenaeus chinensis）［6］、凡 納 濱 對 蝦（Litopenaeusvannamei）［7］等甲殼動物出現(xiàn)耗氧率增加和排氨率上升等生理響應(yīng)；克氏原螯蝦（Procambarusclarkii）代謝率隨鹽度變化趨勢與耗氧率保持一致［8］，但有關(guān)鹽度對斑節(jié)對蝦（Penaeusmonodon）呼吸代謝影響的研究尚未見報(bào)道。

斑節(jié)對蝦俗稱草蝦、黑虎蝦，隸屬于節(jié)肢動物門，甲殼綱，十足目，對蝦屬，主要分布在印度洋 西太平洋沿岸，是對蝦種類中體型最大的一種［9－10］。因其肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者喜愛，是我國三大對蝦養(yǎng)殖品種之一［11］。目前，國內(nèi)外許多學(xué)者對斑節(jié)對蝦的研究主要集中在營養(yǎng)價(jià)值［12－13］、飼料配方［14－15］、胚胎發(fā)育［16］等方面，在生理生態(tài)學(xué)方面的研究較少。因此，研究鹽度對斑節(jié)對蝦呼吸代謝的影響具有重要的理論和實(shí)際意義。為此，本實(shí)驗(yàn)研究了不同鹽度及鹽度驟降對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響，探討斑節(jié)對蝦對鹽度及鹽度變化的適應(yīng)范圍，以期為斑節(jié)對蝦人工養(yǎng)殖的鹽度調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與馴化

斑節(jié)對蝦苗種購自海南海尚種苗培育基地有限公司，初始體長約1.0 cm，生活鹽度20±1，購回后放養(yǎng)在室內(nèi)5個(gè)規(guī)格為5 m×5 m×1.4 m的水泥池中，池水深度0.5 m、鹽度20，每個(gè)水泥池放養(yǎng)蝦苗500尾，通過添加高鹽度海水或淡水的方法，每24 h升高或降低鹽度1，分別將水體鹽度調(diào)節(jié)至25、20、15、10，鹽度馴化繼續(xù)暫養(yǎng)至平均體長達(dá)到4 cm左右時(shí)，用于測定耗氧率和窒息點(diǎn)。鹽度調(diào)節(jié)和馴養(yǎng)期間連續(xù)增氧，確保池水溶氧不低于5 mg·L－1，每天分別于6∶00、13∶00和20∶00時(shí)足量投喂商品飼料，投喂2 h后去除殘餌。商品飼料購自鹽城恒興飼料有限公司，所有用水均事先經(jīng)20 mg·L－1有效氯消毒并去除余氯。

1.2 耗氧率和窒息點(diǎn)測定

耗氧率和窒息點(diǎn)測定采用靜水密閉的方法在容積12 L的呼吸室中進(jìn)行。馴養(yǎng)結(jié)束后禁食24 h，分別從上述5個(gè)水泥池中撈取規(guī)格相近、無傷殘的對蝦各18尾，放入事先盛有相應(yīng)鹽度海水的呼吸室中，每個(gè)鹽度3個(gè)平行，每個(gè)平行6尾對蝦，以測定不同鹽度對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響。另從鹽度25的水泥池中撈取規(guī)格相近、無傷殘的對蝦72尾，分別放入事先盛有鹽度分別為25、20、15和10海水的呼吸室中，同樣為每個(gè)鹽度3個(gè)平行、每個(gè)平行6尾對蝦，以測定鹽度突變對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響。各呼吸室水溫均為（28±1）℃。為了消除實(shí)驗(yàn)蝦在轉(zhuǎn)移過程中應(yīng)激作用對耗氧率和窒息點(diǎn)的影響，實(shí)驗(yàn)蝦轉(zhuǎn)移到呼吸室中適應(yīng)2 h后再用食用油密封，密封開始時(shí)按操作規(guī)范用虹吸法取各呼吸室中水樣置于溶解氧瓶中，為消除水呼吸對耗氧率的影響，將上述所取水樣保存在與呼吸室相同的環(huán)境條件下，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3 h后再按上法取水樣。然后繼續(xù)密封待各呼吸室中有半數(shù)對蝦窒息死亡時(shí)再次按上法取水樣，用Winkler法測定各呼吸室中3次所取水樣的溶氧濃度，分別記為D1、D2和D3。第3次取水樣后，撈出對蝦并吸干體表水分，測定各呼吸室中對蝦的體質(zhì)量。

1.3 計(jì)算公式及數(shù)據(jù)分析

根據(jù)公式RO2＝（D1－D2）×V／T／W計(jì)算耗氧率，式中RO2為耗氧率［μg·（g·h）－1］，D1和D2分別為實(shí)驗(yàn)初始時(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的溶氧濃度（mg·L－1），V為呼吸室內(nèi)水體的體積（L）；T為兩次取水樣間隔的實(shí)驗(yàn)時(shí)間（h）；W為實(shí)驗(yàn)蝦的體質(zhì)量（g）。窒息點(diǎn)即為第3次所取水樣測定的溶氧濃度D3。

原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007初步整理后，采用SPSS 17.0軟件（SPSS Inc.USA）中的單因素方差分析（One Way ANOVA）對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，若達(dá)到顯著差異，則進(jìn)行Duncan’s多重比較。數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（Mean±SE，n＝3）形式表示，P＜0.05認(rèn)為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鹽度對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響

鹽度對斑節(jié)對蝦耗氧率的影響如圖1所示?？梢钥闯?，隨著鹽度的升高，耗氧率呈現(xiàn)出先降低后升高的變化趨勢，在鹽度20時(shí)，斑節(jié)對蝦的耗氧率達(dá)到最小值。鹽度10和鹽度30時(shí)，耗氧率顯著高于其他鹽度（P＜0.05），其他鹽度處理組之間差異不顯著（P＞0.05）。耗氧率與鹽度的關(guān)系可表示為y＝0.001x2－0.039 6x＋0.839 4（R2＝0.967 4），由回歸方程得出鹽度19.8時(shí)斑節(jié)對蝦的耗氧率最低。

圖1 鹽度對斑節(jié)對蝦耗氧率的影響Fig.1 Effect of salinity on oxygen consumption rate of Penaeusmonodon

斑節(jié)對蝦的窒息點(diǎn)隨著鹽度的升高先降低后上升，鹽度20時(shí)窒息點(diǎn)最低，但各鹽度處理組之間差異不顯著（P＞0.05）（圖2）。

圖2 鹽度對斑節(jié)對蝦窒息點(diǎn)的影響Fig.2 Effect of salinity on asphyxiation point of Penaeusmonodon

2.2 鹽度驟降對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響

由圖3可以看出，當(dāng)鹽度從25驟降至20時(shí)，斑節(jié)對蝦的耗氧率有所下降，但與鹽度25對照組相比變化不顯著（P＞0.05）。當(dāng)鹽度從25分別驟降至15和10時(shí)，斑節(jié)對蝦耗氧率顯著升高（P＜0.05）。

鹽度驟降對斑節(jié)對蝦窒息點(diǎn)的影響不顯著（P＞0.05），但當(dāng)鹽度從25分別驟降到15和10時(shí)，窒息點(diǎn)有上升的趨勢（圖4）。

圖3 鹽度驟降對斑節(jié)對蝦耗氧率的影響Fig.3 Effect of sudden salinity drop on oxygen consumption rate of Penaeusmonodon

3 討論

3.1 不同鹽度對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響

圖4 鹽度驟降對斑節(jié)對蝦窒息點(diǎn)的影響Fig.4 Effect of sudden salinity drop on asphyxiation point of Penaeusmonodon

鹽度是海水養(yǎng)殖甲殼動物最重要的外界環(huán)境因子，對甲殼動物生長和新陳代謝有著重要影響。一般研究認(rèn)為，甲殼動物的代謝能量由組織修復(fù)更新所需要的能量以及維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定所消耗的能量兩部分組成［17－18］。當(dāng)甲殼動物的體液達(dá)到等滲點(diǎn)時(shí)，因不需要進(jìn)行滲透壓調(diào)節(jié)以維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，因此生物體能量轉(zhuǎn)換效率高，可以提供較多的能量用于生長［1，19－20］。呼吸代謝是甲殼動物最基礎(chǔ)的代謝活動，而耗氧率是表示甲殼動物代謝活動變化的最重要指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)中，斑節(jié)對蝦在鹽度20時(shí)的耗氧率最低，因此推測斑節(jié)對蝦的等滲點(diǎn)為鹽度20。張碩和董雙林［21］研究發(fā)現(xiàn)，中國明對蝦的等滲點(diǎn)在鹽度28，此時(shí)中國明對蝦的耗氧率和排氨率最低。曹善茂等［22］研究發(fā)現(xiàn)，鹽度30為中華原鉤蝦（Eogammarussinensis）的等滲點(diǎn)，此時(shí)中華原鉤蝦代謝最小，排泄能最低，有利于攝食的利用率。因此推測可知，鹽度20是斑節(jié)對蝦的最適生長鹽度，此時(shí)斑節(jié)對蝦有著最佳的生理狀態(tài)。鹽度15和25時(shí)，斑節(jié)對蝦耗氧率均有所上升但并不顯著，在10和30鹽度時(shí)，斑節(jié)對蝦耗氧率顯著高于其他鹽度，耗氧率的升高說明當(dāng)所處環(huán)境鹽度偏離等滲點(diǎn)較大時(shí)，滲透平衡被打破，斑節(jié)對蝦為調(diào)節(jié)機(jī)體滲透壓水平而增加了代謝耗能［23－24］。因此，在斑節(jié)對蝦養(yǎng)殖過程中，應(yīng)保持鹽度在其適宜的范圍內(nèi)變化，尤其要注意強(qiáng)降雨或潮汐等造成的水體鹽度大幅波動。

研究蝦蟹類的窒息點(diǎn)，是了解蝦蟹類對水體低氧耐受性的重要參數(shù)，在養(yǎng)殖生產(chǎn)和長途運(yùn)輸過程中具有重要的實(shí)際意義［25］。本研究結(jié)果表明，斑節(jié)對蝦在鹽度20時(shí)窒息點(diǎn)最低，在鹽度30時(shí)窒息點(diǎn)最高。由此可以推斷在20鹽度下，斑節(jié)對蝦對低氧的耐受性最佳，這也與實(shí)驗(yàn)中耗氧率的結(jié)果相一致。在鹽度10～30區(qū)間，鹽度20是斑節(jié)對蝦最佳呼吸代謝的鹽度，當(dāng)鹽度在15～25之間時(shí)，斑節(jié)對蝦可以通過調(diào)整機(jī)體生理代謝活動適應(yīng)較高或較低鹽度的環(huán)境。

3.2 鹽度驟降對斑節(jié)對蝦耗氧率和窒息點(diǎn)的影響

鹽度是決定海洋生物分布及呼吸代謝的重要環(huán)境因素之一，鹽度的升高或降低都會影響水生生物的生長代謝［26－27］。自然界中潮汐運(yùn)動、降雨等自然因素或人類活動的影響都可導(dǎo)致蝦類生存環(huán)境中鹽度的變化。一般認(rèn)為當(dāng)鹽度突然改變時(shí)，動物機(jī)體為了維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，需要消耗更多的能量，且耗能的增加與環(huán)境改變的劇烈程度有關(guān)［28］。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)鹽度從25分別驟降至15和10時(shí)，斑節(jié)對蝦的耗氧率顯著上升。因此推斷，當(dāng)鹽度驟降幅度10以上時(shí)，斑節(jié)對蝦會產(chǎn)生劇烈的應(yīng)激反應(yīng)，耗氧率的升高表明機(jī)體消耗了大量能量以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。這與楊宇晴等［29］、姚學(xué)良等［30］在斜帶石斑魚（Epinephelus coioides）幼魚和豹紋鰓棘鱸（Plectropomusleopardus）幼魚上的研究結(jié)果相一致。

窒息點(diǎn)的高低可以反映甲殼動物耐氧性的強(qiáng)弱。在本實(shí)驗(yàn)中，雖然鹽度驟降對斑節(jié)對蝦窒息點(diǎn)的影響并不顯著，但當(dāng)鹽度分別驟降至15和10時(shí)，結(jié)果顯示斑節(jié)對蝦的窒息點(diǎn)有上升的趨勢。一般研究認(rèn)為，海水動物的窒息點(diǎn)要高于淡水動物［31－32］。因此，在斑節(jié)對蝦養(yǎng)殖以及苗種運(yùn)輸過程中要區(qū)別于一般的淡水蝦類，需保證水體有較高的溶解氧，保證鹽度驟降幅度不超過10。

綜上所述，鹽度變化對斑節(jié)對蝦呼吸代謝指標(biāo)有著顯著影響，斑節(jié)對蝦的最適生長鹽度在20左右，在養(yǎng)殖生產(chǎn)、活蝦運(yùn)輸過程中，要保證鹽度驟降幅度在10以內(nèi)，否則會對斑節(jié)對蝦機(jī)體造成劇烈的應(yīng)激反應(yīng)，影響其正常生長存活。