三角帆蚌耗氧率和排氨率的晝夜變化及不同餌料濃度下的攝食節(jié)律

孫明龍，白志毅，傅百成，何志然，郭思鵬

（1.上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201306；2.上海海洋大學(xué)，上海水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，上海 201306；3.浙江佰瑞拉農(nóng)業(yè)科技公司，浙江 紹興 311800）

耗氧率和排氨率是衡量動(dòng)物生理代謝的重要指標(biāo)，濾食性貝類攝食和這方面的生理代謝已有較多研究[1,2]。海水貝類，如青蛤Cyclina sinesis、華貴櫛孔扇貝Chlamys nobilis 和馬氏珠母貝Pinctada martensii 等[3,4]工廠化人工育苗技術(shù)較成熟，已達(dá)到規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化養(yǎng)殖，并且這些貝類攝食和代謝生理研究也較多，而淡水貝類的耗氧率、排氨率和攝食節(jié)律研究還較少。

三角帆蚌Hyriopsis cumingii 屬雙殼綱、真瓣鰓目、蚌科、帆蚌屬，是我國(guó)主要淡水育珠貝類之一。中國(guó)珍珠產(chǎn)量約為世界總產(chǎn)量的80%，總淡水珍珠產(chǎn)量的95%，但是，我國(guó)珍珠的總產(chǎn)值卻不足世界珍珠銷售份額的10%[7，8]。我國(guó)淡水珍珠養(yǎng)殖還是傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式，引發(fā)了一系列的環(huán)境問(wèn)題：濫用家畜糞便和化肥使養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化，養(yǎng)殖尾水通常直排或未達(dá)標(biāo)排放，造成水環(huán)境污染[9]，珍珠養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)迫切需要升級(jí)轉(zhuǎn)型，尋找綠色生態(tài)養(yǎng)殖模式才是出路。工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式是生態(tài)環(huán)保節(jié)水養(yǎng)殖模式，同時(shí)淡水珍珠高附加值的特點(diǎn)也滿足工廠化養(yǎng)殖模式品種要求；因此，淡水珍珠工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式是一種值得開(kāi)發(fā)的模式。目前本實(shí)驗(yàn)聯(lián)合相關(guān)企業(yè)對(duì)工廠化淡水珍珠蚌養(yǎng)殖已有探索，也取得了一定研究成果[10]。本實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)環(huán)境條件下研究了三角帆蚌的日代謝規(guī)律和攝食節(jié)律，可為工廠化養(yǎng)殖三角帆蚌的投喂管理提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)蚌取自浙江佰瑞拉農(nóng)業(yè)科技有限公司養(yǎng)殖基地，隨機(jī)選取健康、規(guī)格相近的一齡三角帆蚌60 只，體尺參數(shù)分別為殼長(zhǎng)（72.42±11.64）mm，殼寬（11.62±2.67）mm，體質(zhì)量（18.43±4.21）g，清洗干凈其表面附著物后，放入20 L 圓形塑料桶內(nèi)暫養(yǎng)。暫養(yǎng)用水為曝氣的自來(lái)水，溶氧量＞5 mg·L-1，氨氮含量＜0.020 mg·L-1，亞硝酸鹽氮含量＜0.005 mg·L-1，實(shí)驗(yàn)廂房?jī)?nèi)裝有空調(diào)，用恒溫棒控制水溫在27℃。實(shí)驗(yàn)水體用增氧機(jī)增氧，3 d 換一次水，換水量30%。實(shí)驗(yàn)期間每天早上6 點(diǎn)投喂小球藻Chlorella sp.，使養(yǎng)殖水體小球藻濃度達(dá)1.0×109ind·L-1，適應(yīng)飼養(yǎng)環(huán)境7 d 后，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

投喂的小球藻采自浙江佰瑞拉農(nóng)業(yè)科技有限公司藻種池，用721 分光光度計(jì)、采用光密度法檢測(cè)藻液濃度[11]。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量蚌的殼長(zhǎng)、殼寬（精確到0.01mm）；將蚌表面附著的雜物清理干凈后，拭干水分稱量蚌的體質(zhì)量（精確到0.01g）。

1.2 方法

1.2.1 三角帆蚌耗氧率和排氨率的晝夜變化試驗(yàn)

將60 只蚌分為3 個(gè)重復(fù)組，置于3 個(gè)20 L 塑料桶內(nèi)，其中對(duì)照組為不放蚌的空白組，每個(gè)桶內(nèi)加入15 L 的自來(lái)水。試驗(yàn)開(kāi)始前先將桶內(nèi)充分曝氣，實(shí)驗(yàn)早上6:00 開(kāi)始，用恒溫棒控制水溫在27℃，采用靜水法養(yǎng)殖，每隔2 h 檢測(cè)水體溶氧含量以及氨氮含量，連續(xù)檢測(cè)3 d。采取虹吸法取底部水樣，夜間檢測(cè)時(shí)用黑紗擋光。采用Winkler 碘量法測(cè)定實(shí)驗(yàn)水體的溶解氧量，采用奈氏比色法測(cè)定水體的氨氮濃度。

計(jì)算耗氧率以及排氨率，測(cè)量方法參考唐賢明等[12]。耗氧率（OR）=[（DOn-DOn+2-△DO空白）V]·（wt）-1，排氨率（NR）=[（Nn+2-Nn-△N空白）V]·（wt）-1，式中，DOn和DOn+2分別為實(shí)驗(yàn)n h 時(shí)和（n+2）h 時(shí)水體DO 含量（mg·L-1），△DO空白是n 到n+2 時(shí)2 h 內(nèi)空白對(duì)照組溶氧量變化值，Nn和Nn+2 分別是實(shí)驗(yàn)開(kāi)始n h 時(shí)和（n+2）h 時(shí)水體氨氮含量（mg·L-1），△N空白是n 到n+2 時(shí)2 h 內(nèi)空白對(duì)照組氨氮含量值變化量，V 為實(shí)驗(yàn)水體體積，w 代表擦干后三角帆蚌總的濕重，t 為兩次測(cè)量間隔的時(shí)間（h）。

1.2.2 不同餌料濃度下三角帆蚌晝夜攝食節(jié)律試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)蚌放入20 L 塑料桶內(nèi)，按耗氧率和排氨率的晝夜變化試驗(yàn)分組進(jìn)行4d 試驗(yàn)，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置投喂小球藻初始濃度依次為第1 d 1.9×109ind·L-1、第2 d 3.2×109ind·L-1、第3 d 4.1×109ind·L-1和第4 d 5.0×109ind·L-1，溫度控制在27 ℃，pH 控制在7～8 之間，增氧保持桶內(nèi)溶氧充足，每個(gè)濃度設(shè)3 個(gè)重復(fù)組，對(duì)照組只投喂小球藻、不放蚌。每天早晨6:00 投喂，每次投喂后測(cè)出實(shí)驗(yàn)水體中小球藻的濃度，投喂后每2 h 后測(cè)量一次。連續(xù)記錄24 h，每天試驗(yàn)后換水重新投餌。

攝食率指單位時(shí)間內(nèi)的平均攝食率（IR）,計(jì)算公式為:IR＝[（On-On+2-△O）V]·（w×t）-1。式中：On為實(shí)驗(yàn)開(kāi)始n h 測(cè)量的小球藻濃度，On+2代表實(shí)驗(yàn)開(kāi)始（n+2）h 測(cè)量的小球藻濃度，△O 為n h 至（n+2）h之內(nèi)空白對(duì)照組的濃度變化，V 為實(shí)驗(yàn)水體體積，w代表擦干后三角帆蚌總的濕重，t 為兩次測(cè)量間隔的時(shí)間（h）。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）表示，差異顯著性采用SPSS 19.0 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 三角帆蚌的晝夜耗氧率和排氨率變化

實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)蚌的存活率為100%。由圖1 可知，3 個(gè)實(shí)驗(yàn)組蚌的平均耗氧率連續(xù)3d 的變化情況基本相同,同時(shí)間點(diǎn)的耗氧率重復(fù)組差異不顯著（P＞0.05），三角帆蚌耗氧率出現(xiàn)兩次波動(dòng)，最低谷出現(xiàn)在中午12 點(diǎn)，然后逐漸提升，至夜間20 點(diǎn)出現(xiàn)第一次高峰，然后逐步下降，至凌晨0—2 點(diǎn)之間處于第二個(gè)低谷期，凌晨4 點(diǎn)出現(xiàn)第二次高峰。3d的最低值依次為（3.44±0.31）μg·（g·h）-1、（2.86±0.29）μg·（g·h）-1和（3.34±0.34）μg·（g·h）-1,夜間20點(diǎn)的耗氧率依次為（5.28±0.18）μg·（g·h）-1、（4.93±0.71）μg·（g·h）-1和（5.19±0.53）μg·（g·h）-1,凌晨4點(diǎn)的耗氧率依次為（5.14±0.28）μg·（g·h）-1、（4.65±0.57）μg·（g·h）-1和（5.14±0.73）μg·（g·h）-1。

圖1 一齡三角帆蚌24 h 耗氧率的變化Fig.1 Change in 24 h oxygen consumption rate of oneyear-old freshwater mussel Hyriopsis cumingii

由圖2 可知，實(shí)驗(yàn)組蚌連續(xù)3d 相同時(shí)間點(diǎn)的排氨率無(wú)顯著差異（P＞0.05），此外三角帆蚌排氨率同樣出現(xiàn)兩次波動(dòng)，最低谷出現(xiàn)在中午12 點(diǎn)，然后逐漸提升，至夜間20 點(diǎn)出現(xiàn)第一次高峰，然后逐步下降，至凌晨0 點(diǎn)至2 點(diǎn)之間處于第二個(gè)低谷期，凌晨4 點(diǎn)出現(xiàn)第二次高峰。12 點(diǎn)的排氨率依次為（0.44±0.10）μg·（g·h）-1、（0.41±0.12）μg·（g·h）-1和（0.43±0.04 μg·（g·h）-1，20 點(diǎn)的排氨率依次為（0.68±0.11）μg·（g·h）-1、（0.63±0.09）μg·（g·h）-1和（0.62±0.09）μg·（g·h）-1，凌晨4 點(diǎn)的排氨率依次為（0.66±0.09）μg·（g·h）-1、（0.60±0.07）μg·（g·h）-1和（0.66±0.09）μg·（g·h）-1。

圖2 一齡三角帆蚌24 h 排氨率的變化Fig.2 Change in 24 h ammonia excretion rate of one-yearold freshwater mussel Hyriopsis cumingii

2.2 不同餌料濃度下三角帆蚌晝夜攝食率的變化

圖3 投喂四種濃度小球藻后一齡三角在帆蚌不同時(shí)間的攝食率Fig.3 The food intake rate of one-year-old freshwater mussel Hyriopsis cumingii fed four concentrations of green alga Chlorella at different time

圖4 一齡三角帆蚌攝食四種濃度小球藻時(shí)24 h 平均攝食率的變化Fig.4 Variation in average 24 h intake rate of one-year-old freshwater mussel Hyriopsis cumingii fed four different concentrations of green alga Chlorella

由圖3 可知：小球藻初始濃度為1.87×109cells·L-1和4.11×109cells·L-1時(shí)，三角帆蚌攝食率差異顯著（P＜0.05），其他濃度無(wú)顯著差異（P＞0.05）；攝食高峰在夜間20 點(diǎn)和凌晨4 點(diǎn)，低谷在上午10 點(diǎn)。四組濃度下，三角帆蚌24 h 平均攝食率按投喂?jié)舛冗f增依次為：（1.25±0.01）×106cells·（g·h）-1、（1.56±0.03）×106cells·（g·h）-1、（1.78±0.01）×106cells·（g·h）-1和（1.40±0.02）×106cells·（g·h）-1；初始濃度為4.11×109（cells·L-1）時(shí)，24 h 平均攝食率最高（圖4）。

3 討論

3.1 貝類晝夜代謝變化規(guī)律

有氧呼吸能反映水生生物的生理代謝強(qiáng)度，研究貝類的耗氧率可為工廠化大規(guī)模養(yǎng)殖確定合理密度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[13]。影響貝類生理代謝活動(dòng)的因素有許多，胡夢(mèng)紅等[14]發(fā)現(xiàn)不同藻類環(huán)境下三角帆蚌的代謝底物不同，其中綠藻環(huán)境下呼吸代謝底物主要為蛋白質(zhì)，處于不受脅迫的良好生長(zhǎng)狀態(tài)，所以投喂單胞藻小球藻較為適宜。本實(shí)驗(yàn)中，氧氮比（O∶N）變化在7.03～8.34 之間，低氧氮比表明三角帆蚌處于不受脅迫的正常狀態(tài)。不同規(guī)格和溫度下，三角帆蚌的呼吸代謝活動(dòng)不同，耗氧率隨單位體質(zhì)量的增加而下降；24～28℃時(shí)耗氧率最高[15]。溫度變化影響許氏帆蚌Hyriopsis schlegerii 代謝的底物，代謝率在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度的升高而增加，超出這個(gè)范圍，貝類的生理活動(dòng)產(chǎn)生異常，甚至死亡[16]。靜水法測(cè)量耗氧率時(shí)會(huì)有溶解氧含量（DO）分層,所以本實(shí)驗(yàn)采用虹吸法吸取底層水樣進(jìn)行測(cè)量以減小誤差。

有報(bào)道表明：三角帆蚌夜間生理代謝活動(dòng)高于白天[17]，晝夜時(shí)間段的確存在代謝規(guī)律。濾水率也能反映貝類的生理活動(dòng)，閔棱鈞等[18]發(fā)現(xiàn)在凌晨4：30 和夜間19:30 時(shí)三角帆蚌濾水率處于高峰，在白天10:30 時(shí)濾水率最低。Mccorkle 等[19]也認(rèn)為，光照強(qiáng)度影響貝類耗氧代謝，白天隨著光照增強(qiáng)，代謝活動(dòng)減弱；夜間光照減弱，代謝活動(dòng)增強(qiáng)。與三角帆蚌同屬珠蚌科的紫黑翼蚌Potamilus alatus，二者的晝夜呼吸代謝節(jié)律也較為接近[20]。

3.2 貝類攝食晝夜節(jié)律及其對(duì)藻類濃度的攝食反饋

貝類的攝食不僅與其規(guī)格、放養(yǎng)密度有關(guān)，還和餌料種類、濃度、溫度及水流速度等水環(huán)境因素密切相關(guān)[21]。本攝食率實(shí)驗(yàn)研究中，投喂藻類的初始濃度參考了朱愛(ài)民等[1]、高建華等[22]的研究。費(fèi)志良等[23]發(fā)現(xiàn)，藻類的密度為106個(gè)·mL-1左右時(shí)，三角帆蚌對(duì)藻類清除效果最佳。合浦珠母貝Pinctada martensii 和大珠母貝Pinctada maxima 稚貝的攝食率都在夜間0:00 時(shí)最高，在早上6:00 時(shí)最低，這可能與淡水珍珠貝類和海水珍珠貝類的生存環(huán)境不同有關(guān)[24]。

不同貝類對(duì)藻類的攝食選擇性與食物顆粒大小及種類密切相關(guān)，食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和濃度也會(huì)影響貝類攝食行為和進(jìn)入進(jìn)水管的水流速度，此外貝類的鰓對(duì)一些食物也有選擇性[25]。餌料的濃度變化顯著影響縊蟶Sinonovacula constricta 對(duì)球等鞭金藻Isochrysis sphaerica 的攝食[26]。餌料濃度過(guò)高時(shí)，一部分食物進(jìn)入消化系統(tǒng)被消化吸收，另一部分沒(méi)有被消化，最終以“假糞”的形式排出體外，說(shuō)明貝類攝食存在一定的閾值，即其單位時(shí)間內(nèi)能夠消化的餌料量存在上限[27]。本實(shí)驗(yàn)中，小球藻濃度在1.9×109cell·L-1、3.25×109cell·L-1和4.11×109cell·L-1時(shí)，水底部未發(fā)現(xiàn)假糞，表明三角帆蚌代謝正常；當(dāng)濃度達(dá)到5.05×109cells·L-1時(shí)水底部開(kāi)始出現(xiàn)假糞，表明一齡三角帆蚌對(duì)小球藻攝食的閾值可能在4.11×109cell·L-1至5.05×109cells·L-1之間。若投餌量過(guò)低，貝類捕獲餌料顆粒的機(jī)會(huì)變少，攝食能力受到限制，不能保障正常生長(zhǎng)發(fā)育需要的能量，而當(dāng)濃度超出一定值，餌料會(huì)以假糞的形式排出體外，既造成餌料浪費(fèi)，同時(shí)也影響貝類正常生長(zhǎng)。