馬氏珠母貝混養(yǎng)紫海膽對污損生物防除效果的研究

葉孝飛 陸慧琳 曾靖 于宗赫 洪喆聰 余祥勇 王梅芳

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，廣東廣州 510642)

馬氏珠母貝(Pinctadamartensi)又稱合浦珠母貝，是我國重要的海水養(yǎng)殖貝類和珍珠生產(chǎn)的主要母貝。但是，在馬氏珠母貝養(yǎng)殖過程中，其殼表和養(yǎng)殖網(wǎng)籠很快會被污損生物覆蓋。污損生物是附著在船底、浮標(biāo)和一切人工設(shè)施上的動、植物和微生物的總稱。據(jù)估計，水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)每年因為污損生物而造成的直接經(jīng)濟損失占生產(chǎn)成本的5%～10%[1]。Ventilla[2]研究表明，纏繞盤踞在貝類殼表的污損生物會干擾貝殼的開閉。王春忠等[3]則觀察到，貝殼上附著的污損生物在特定情況下會影響貝類的生長。Wallace等[4]發(fā)現(xiàn)，污損生物能與貝類競爭養(yǎng)殖區(qū)域的溶解氧。Su等[5]則進(jìn)一步探討了污損生物附著對馬氏珠母貝攝食、耗氧和排泄物的影響。此外，污損生物的某些種類(如鑿貝才女蟲Polydoraciliata)還能鑿穿貝類的貝殼，造成細(xì)菌感染，引發(fā)貝類病害[6]。使用化學(xué)藥品處理養(yǎng)殖網(wǎng)具如涂抹防污材料三丁基錫(TBT)、有機鋁、有機砷、銅化合物等，以及定期打撈養(yǎng)殖貝籠并用高壓水槍沖洗是目前國內(nèi)外海上筏式養(yǎng)殖普遍使用的方法[7]，但是這些方法費時費力，不僅對貝類損傷較大[8]，還會污染養(yǎng)殖海域環(huán)境。近些年，利用生物法[9]，即通過食物鏈之間的關(guān)系選擇污損生物的捕食者進(jìn)行混養(yǎng)來控制污損生物的方法，因投入費用低、操作簡單、對環(huán)境友好等特點而具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

紫海膽(Anthocidariscrassispina)隸屬于棘皮動物門、海膽綱、正形目、長海膽科、紫海膽屬，在我國廣東省沿海海域有廣泛分布[10]。海膽食性雜，其主食藻類，也攝食纖毛蟲、水螅蟲、端足類、橈足類和有機碎屑，且具有很強的運動能力，幾乎能到達(dá)養(yǎng)殖網(wǎng)籠全部區(qū)域，使污損生物難以附著[11]。利用生物防治法進(jìn)行污損生物防治已經(jīng)在實踐中得到應(yīng)用。Lodeiros等[12]利用紫海膽與牡蠣混養(yǎng)，與對照組相比，網(wǎng)籠污損生物附著量減少了74%，貝殼上的污損生物減少了71%。研究表明，南海相較于渤海、黃海更適于污損生物的生長[13]。但關(guān)于在南海用生物防治法的研究，如利用海膽去除貝類養(yǎng)殖過程中的污損生物，以及混養(yǎng)紫海膽對馬氏珠母貝生長的影響等鮮有報道。基于紫海膽是南海海域常見生物，本試驗選用紫海膽與馬氏珠母貝在深圳大亞灣海域進(jìn)行混養(yǎng)試驗，通過在固定養(yǎng)殖密度的馬氏珠母貝養(yǎng)殖籠中放置不同數(shù)量的紫海膽，以馬氏珠母貝和紫海膽的生長指標(biāo)、存活率和養(yǎng)殖籠上污損生物的質(zhì)量為測量指標(biāo)，比較不同混養(yǎng)密度對馬氏珠母貝及紫海膽生長和存活的影響，以及對籠中污損生物的去除效果，以探究大亞灣海域馬氏珠母貝更加合理、高效的養(yǎng)殖模式。

1 材料和方法

1.1 試驗地點和材料

本試驗在大亞灣自然海域(東經(jīng)114.52°，北緯22.553°)馬氏珠母貝養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行。試驗用養(yǎng)殖籠具為直徑30 cm、高15 cm的6層珠母貝養(yǎng)殖籠，網(wǎng)籠孔目大小為10 mm×10 mm。養(yǎng)殖網(wǎng)籠每層之間用黑色塑料擋板避光，擋板厚3 mm，板上鉆有直徑為5 mm的小圓孔，孔間距10～15 mm。將養(yǎng)殖網(wǎng)籠懸掛在大亞灣內(nèi)灣水深5 m以上的珠母貝筏式養(yǎng)殖區(qū)。

試驗用馬氏珠母貝和紫海膽均取自大亞灣海洋生物綜合實驗站。紫海膽初始?xì)?4.00±0.12)cm，馬氏珠母貝初始?xì)らL(4.00±0.37)cm，均選擇活力旺盛、健康狀況良好的個體。

1.2 試驗方法

設(shè)置4個試驗組，即混養(yǎng)組(PA3、PA6、PA9)和對照組(P)，每組在養(yǎng)殖馬氏珠母貝30只/層的基礎(chǔ)上，分別混養(yǎng)紫海膽3、6、9、0個/層。另外，設(shè)置3個紫海膽單養(yǎng)試驗組(A3、A6、A9)，養(yǎng)殖密度分別為3、6、9個/層。以上每個處理組設(shè)置5個平行。

馬氏珠母貝和紫海膽的日常管理均參照“大亞灣馬氏珠母貝海上養(yǎng)殖工藝”[14]，按常規(guī)方法進(jìn)行。試驗時間為2020年10月—2021年2月。

1.3 數(shù)據(jù)處理

為了評估單養(yǎng)組與各混養(yǎng)組紫海膽和馬氏珠母貝的生長狀況，在試驗結(jié)束時統(tǒng)計各組紫海膽及馬氏珠母貝的存活數(shù)量、體質(zhì)量、殼長，計算各組的存活率、特定生長率、殼長日增長率、肥滿度。采用Ross等[15]的方法評估紫海膽對馬氏珠母貝養(yǎng)殖網(wǎng)籠污損生物的去除效果。試驗前，將養(yǎng)殖網(wǎng)籠完全浸沒在養(yǎng)殖海水中12 h，瀝干水分5 min后稱量，即為干凈網(wǎng)籠質(zhì)量。將養(yǎng)殖區(qū)吊養(yǎng)的試驗網(wǎng)籠撈上岸，用干凈海水沖洗掉淤泥，在日光下晾曬2 h后分別稱取質(zhì)量，此質(zhì)量減去干凈網(wǎng)籠質(zhì)量即為網(wǎng)籠污損生物的質(zhì)量。計量貝體附著污損生物的方法為：用刀刮取各組的貝體污損生物后，用干凈海水沖洗濾網(wǎng)去除淤泥，然后編號封裝，-4 ℃冷凍，帶回實驗室進(jìn)行分類鑒定并統(tǒng)計生物量。馬氏珠母貝和紫海膽相關(guān)指標(biāo)的計算公式如下。

存活率Rs(%)=(nt/n0)×100

(1)

特定生長率RSG(%/d)=100×(lnwt-lnw0)/t

(2)

殼長日平均增長率RLD(%/d)=100×(Lt-L0)/(L0·t)

(3)

(4)

式(1)～(3)中，nt為第t天時的存活個數(shù)，n0為初始存活個數(shù)，wt為第t天時的體質(zhì)量(g)，w0為初始體質(zhì)量(g)，Lt為第t天時的殼長(cm)，L0為初始?xì)らL(cm)，t為試驗時長(d)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，設(shè)P<0.05為差異顯著，采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較，用ORIGIN 2018軟件制圖。

2 結(jié)果

2.1 馬氏珠母貝和紫海膽的生長情況

各組馬氏珠母貝和紫海膽的生長指標(biāo)見圖1。結(jié)果顯示，各混養(yǎng)組及P組間馬氏珠母貝的存活率沒有顯著差異(P>0.05)，混養(yǎng)組紫海膽的存活率均接近100%，各組間無顯著差異(P>0.05)。PA6、PA9組馬氏珠母貝的特定生長率顯著大于P組(P<0.05)，而PA3組與P組間差異不顯著(P>0.05)。就馬氏珠母貝的殼長日平均增長率而言，PA3、PA9組與P組間沒有顯著差異(P>0.05)，但PA6組顯著大于P組和PA3組(P<0.05)。PA6、PA9組馬氏珠母貝的肥滿度顯著大于P組(P<0.05)，PA3與P組間無顯著差異(P>0.05)。紫海膽的特定生長率、殼長日平均增長率、肥滿度在混養(yǎng)與單養(yǎng)的各組間均無顯著性差異(P>0.05)。

注：柱狀圖上方小寫字母不同表示馬氏珠母貝相關(guān)指標(biāo)組間差異顯著(P<0.05)，小寫字母相同表示差異不顯著(P>0.05)；柱狀圖上方大寫字母不同表示紫海膽相關(guān)指標(biāo)組間差異顯著(P<0.05)，大寫字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

2.2 紫海膽對污損生物的去除效果

由圖2可見，紫海膽各混養(yǎng)組養(yǎng)殖網(wǎng)籠污損生物的覆蓋面積均小于單養(yǎng)網(wǎng)籠。特別是PA6、PA9組，其養(yǎng)殖網(wǎng)籠相比P組而言，污損生物覆蓋面積明顯減少，除了最底部隔板等紫海膽無法到達(dá)的區(qū)域外，網(wǎng)籠籠衣的清潔度都很高，基本沒有能造成網(wǎng)孔堵塞的污損生物存在。

注：a圖中從左至右依次為P、PA9、PA6、PA3組網(wǎng)籠；b圖中從左至右依次為P、PA3、PA6、PA9組網(wǎng)籠隔板。

由圖3可見，PA3、PA6、PA9組網(wǎng)籠的附著污損生物量均顯著小于P組(P<0.05)。與對照組P相比，混養(yǎng)組PA3、PA6、PA9網(wǎng)籠的污損生物量分別減少了(52.5±12.4)%、(63.3±15.7)%、(70.5±13.1)%?；祓B(yǎng)組馬氏珠母貝殼表附著的污損生物量分別減少了(45.4±9.6)%、(62.9±7.5)%、(68.1±11.9)%，其中PA6、PA9組殼表附著污損生物量顯著小于P組(P<0.05)。

注:小寫和大寫字母分別代表殼表數(shù)據(jù)組間差異和網(wǎng)籠數(shù)據(jù)組間差異情況，字母不同表示差異顯著(P<0.05)，相同表示差異不顯著(P>0.05)。

2.3 貝體殼表附著污損生物優(yōu)勢種及紫海膽對污損生物優(yōu)勢種的去除率

混養(yǎng)組網(wǎng)籠及貝體殼表附著污損生物優(yōu)勢種的去除率見圖4～圖5。P組網(wǎng)籠附著污損生物優(yōu)勢種為草苔蟲(Bugulasp.)、密鱗牡蠣(Ostreadenselamellosa)、網(wǎng)紋藤壺(Amphibalanusreticulates)、巴西埃蜚(Ericthoniusbrasiliensis)、粘附山海綿(Mycaleadhaerens)。馬氏珠母貝殼表污損生物優(yōu)勢種為草苔蟲、密鱗牡蠣、粘附山海綿、瘤海鞘(Styelasp.)、齒緣牡蠣(Dendostreafolium)、河蜾蠃蜚(Corophiumacherusicum)、巴西地鉤蝦(Podocerusbrasiliensis)。從圖4可以看出，PA3、PA6、PA9組紫海膽對P組網(wǎng)籠的污損生物優(yōu)勢種草苔蟲、巴西埃蜚、粘附山海綿均有很好的去除效果，對巴西埃蜚的去除率達(dá)到了100%。但PA3、PA6、PA9組優(yōu)勢種網(wǎng)紋藤壺的生物量與P組相比分別增加了(15.7±3.2)%、(63.9±7.2)%、(70.2±9.1)%。紫海膽對馬氏珠母貝殼表污損生物優(yōu)勢種草苔蟲、巴西地鉤蝦、河蜾蠃蜚、瘤海鞘、粘附山海綿的去除率均達(dá)到50%以上，但是PA3、PA9組密鱗牡蠣的生物量相較P組分別增加了(8.7±1.2)%、(28.6±2.7)%。

圖4 紫海膽混養(yǎng)組相比于馬氏珠母貝單養(yǎng)組網(wǎng)籠污損生物優(yōu)勢種生物量去除率

圖5 紫海膽混養(yǎng)組相比于馬氏珠母貝單養(yǎng)組殼表污損生物優(yōu)勢種生物量去除率

3 討論

3.1 紫海膽不同混養(yǎng)密度對污損生物的去除情況

大亞灣屬于亞熱帶海域，污損生物常年棲息，通常第1個污損生物高峰期在5—8月，10—12月為第2個暴發(fā)期[16]。本試驗通過連續(xù)4個月的研究觀察，發(fā)現(xiàn)在污損生物中，草苔蟲、密鱗牡蠣、網(wǎng)紋藤壺、巴西埃蜚、粘附山海綿為網(wǎng)籠附著優(yōu)勢種，草苔蟲、密鱗牡蠣、粘附山海綿、瘤海鞘、齒緣牡蠣、河蜾蠃蜚、巴西地鉤蝦為殼表污損生物優(yōu)勢種。其中草苔蟲為這個時期馬氏珠母貝養(yǎng)殖網(wǎng)籠和貝體附著污損生物絕對優(yōu)勢種，附著嚴(yán)重時甚至可以完全堵塞網(wǎng)眼，阻礙網(wǎng)籠內(nèi)外的水體交換。鄭東強等[17]對大亞灣海水養(yǎng)殖箱、籠上附著污損生物的研究也發(fā)現(xiàn)，草苔蟲是這個時期珍珠貝養(yǎng)殖的重點防除對象。

海膽通常被認(rèn)為是草食性動物，但隨著人們對其食性的深入研究，發(fā)現(xiàn)海膽有著廣泛的攝食選擇。莫寶霖等[18]利用碳氮穩(wěn)定同位素技術(shù)對大亞灣紫海膽進(jìn)行食性分析，發(fā)現(xiàn)其攝食種類包括顆粒有機物(POM)、有機沉積物(SOM)、裂葉馬尾藻、底棲硅藻、浮游動植物等。

本研究將大亞灣自然海域紫海膽與馬氏珠母貝混合養(yǎng)殖，結(jié)果表明，與馬氏珠母貝單養(yǎng)對照組(P組)相比，混養(yǎng)組PA3、PA6、PA9網(wǎng)籠附著污損生物的生物量分別減少了(52.5±12.4)%、(63.3±15.7)%、(70.5±13.1)%，而且混養(yǎng)組紫海膽對網(wǎng)籠內(nèi)馬氏珠母貝殼表污損生物的清除率也達(dá)到了(45.4±9.6)%、(62.9±7.5)%、(68.1±11.9)%，PA3、PA6、PA9組網(wǎng)籠及PA6、PA9組貝體污損生物的生物量均顯著小于P組(P<0.05)。這說明利用紫海膽能有效防除污損生物在養(yǎng)殖網(wǎng)籠和貝體的附著，且對污損生物的清除率與紫海膽混養(yǎng)密度呈正相關(guān)。但是，PA3、PA6、PA9組網(wǎng)籠上的網(wǎng)紋藤壺及PA3、PA9組貝殼表面密鱗牡蠣的生物量與P組相比反而增加了，推測原因，可能是混養(yǎng)組紫海膽將其他污損生物大量去除，導(dǎo)致網(wǎng)紋藤壺和密鱗牡蠣競爭對手減少，生存空間增大。

3.2 混養(yǎng)試驗組和對照組養(yǎng)殖馬氏珠母貝和紫海膽的生長特性

本試驗中，各混養(yǎng)組及P組間馬氏珠母貝的存活率無顯著差異(P>0.05)，而紫海膽的存活率均接近100%，組間無顯著差異(P>0.05)，表明混養(yǎng)紫海膽并不會對馬氏珠母貝和紫海膽的存活造成影響。PA6、PA9組馬氏珠母貝的特定生長率、肥滿度均顯著高于P組(P<0.05)，PA6組的殼長日平均增長率也顯著高于P組(P<0.05)，究其原因，是混養(yǎng)紫海膽后，網(wǎng)籠附著污損生物特別是絕對優(yōu)勢種草苔蟲被大量去除，使得通過網(wǎng)籠的水流加大，增加了馬氏珠母貝的食物供應(yīng)(即浮游生物、溶解氧、有機碎屑的含量更高)[19-21]，促進(jìn)了馬氏珠母貝的生長。尤其當(dāng)紫海膽混養(yǎng)密度為6、9個/層時，能顯著影響馬氏珠母貝的生長(P<0.05)。紫海膽的特定生長率、殼長日平均增長率和肥滿度在混養(yǎng)與單養(yǎng)的各組間均無顯著性差異(P>0.05)，表明混養(yǎng)不會對紫海膽的生長造成影響。綜合污損生物去除率以及馬氏珠母貝和紫海膽的生長情況，建議紫海膽的混養(yǎng)密度以6個/層為宜。