馬口魚的耗氧率、氨氮排泄率和窒息點

季辰躍，駱小年*，李 姣，段友健，邢雨忻，李權(quán)森

(1.大連海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院，遼寧 大連 116023；2.遼寧省北方魚類應(yīng)用生物學(xué)與與增養(yǎng)殖重點實驗室，遼寧 大連 116023)

馬口魚(Opsariichthysbidens)，俗稱馬口，屬鯉形目(Cypriniformes)，鯉科(Cyprinidae)，馬口魚屬(Opsariichthys)。在中國南自海南島、北至黑龍江東部的江河中均有分布[1]。馬口魚肉味鮮美，深受廣大消費者喜愛，但由于近年來捕撈強度過大和生態(tài)環(huán)境改變，馬口魚野生資源銳減[2]。目前，國內(nèi)關(guān)于馬口魚的分類[3-4]、營養(yǎng)分析[5]、人工繁殖[6]和人工養(yǎng)殖[7]等方面已有較多研究，馬口魚也逐漸成為淡水養(yǎng)殖新品種。耗氧率、氨氮排泄率和窒息點是研究魚類生理代謝規(guī)律的重要研究內(nèi)容、張凱等[8]研究了體質(zhì)量為(1.22±0.31)g和(4.91±0.55)g的馬口魚的耗氧率和窒息點。由于馬口魚和刀鱭(Coiliamacrognathos)一樣具有“離水就死”的現(xiàn)象[9]，為深度了解馬口魚這些生理特性，本研究對平均體質(zhì)量為(108.37±4.75)g和 (61.72±3.80)g的馬口魚的24 h的耗氧率、氨氮排泄率及窒息點進行研究，旨在為馬口魚的養(yǎng)殖生物學(xué)研究提供基礎(chǔ)材料。

1 實驗方案

1.1 實驗地點和時間

本實驗地點在遼陽縣興大養(yǎng)殖場本部養(yǎng)殖車間，2021年12月—2022年1月在5～15 ℃室溫條件下進行馬口魚24 h的耗氧率、氨氮排泄率和窒息點實驗；2022年7—9月在20～30 ℃室溫條件下進行馬口魚窒息點實驗。

1.2 實驗魚種

實驗馬口魚魚種來源于遼陽縣興大養(yǎng)殖場全人工繁殖F2代1冬齡魚種，無病無傷無畸形，行動迅捷。實驗前在車間水泥池暫養(yǎng)20 d，2021年12月—2022年1月暫養(yǎng)水溫為(4±1)℃，2022年7—9月暫養(yǎng)水溫為(24±2)℃。測試24 h耗氧率和氨氮排泄率的實驗魚種的生長指標(biāo)見表1。

表1 測試耗氧率和氨氮排泄率的實驗魚種生長指標(biāo)

窒息點實驗用水為曝氣7 d的深井水，溶解氧質(zhì)量濃度7.0 mg/L以上。測試窒息點的實驗魚種的生長指標(biāo)見表2。

表2 窒息點實驗魚種生長指標(biāo)

1.3 實驗方法

1.3.1 耗氧率和氨氮排泄率的24 h變化測定

馬口魚的耗氧率和氨氮排泄率采用流水呼吸室法[10]進行測定，呼吸室使用5和10 L的磨口玻璃瓶。大規(guī)格組馬口魚使用10 L呼吸室，每次放入6尾；小規(guī)格組馬口魚使用5 L呼吸室，每次放入8尾。實驗時使用黑塑料袋罩住呼吸室，保持安靜狀態(tài)。每次緩慢升溫至實驗所需溫度，后控制水溫在(15.0±0.5)℃，調(diào)節(jié)水流量，使水中溶解氧質(zhì)量濃度不低于7.0 mg/L，待魚處于自然狀態(tài)時，開始計時。每2 h測一次水中的溶解氧，每4 h測一次水中氨氮濃度。氨氮濃度的測定使用納氏試劑法，水中溶解氧使用碘量法[11-12]。耗氧率和氨氮排泄率的計算如公式(1)和公式(2)所示。

OR=(A1-A2)×S/M，

(1)

式中:OR為耗氧率,mg/(g·h);A1和A2分別為進水口和出水口溶解氧質(zhì)量濃度,mg/L;S為單位時間的流量,L/h;M為實驗魚總體質(zhì)量,g。

NR=(Nt-N0)×V/(M×t),

(2)

式中:NR為氨氮排泄率,mg/(g·h);N0和Nt分別為進水口和t時刻出水口氨氮的質(zhì)量濃度,mg/L;V為t時間內(nèi)流經(jīng)呼吸室的水量,L;t為實驗時間,h。

1.3.2 水溫對窒息點影響的測定

使用靜水呼吸室法設(shè)置5、10、15、20、25、30 ℃ 6個梯度，呼吸室使用10 L(大規(guī)格組)和5 L(小規(guī)格組)的磨口玻璃瓶。2組每次都放入6尾實驗魚進行實驗，每組進行3次重復(fù)。采用緩慢升溫至所需溫度的方式使實驗魚逐漸適應(yīng)環(huán)境，待實驗魚在呼吸室中處于自然狀態(tài)時開始計時并封閉呼吸室，在50%實驗魚出現(xiàn)昏迷并失去平衡時結(jié)束實驗，此時即為馬口魚在此溫度的窒息點，測定此時實驗呼吸室的溶解氧值。

1.4 實驗數(shù)據(jù)處理和分析

利用SPSS 26.0和Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)進行分析，通過單因素方差分析檢驗不同溫度和規(guī)格對馬口魚幼魚耗氧率、氨氮排泄率和窒息點影響的顯著性，組間差異的顯著性采用LSD多重比較檢驗，其中P<0.05認(rèn)為具有顯著性差異；數(shù)據(jù)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 不同規(guī)格組馬口魚24 h耗氧率變化

在水溫(15.0±0.5)℃下，大規(guī)格組和小規(guī)格組馬口魚24 h耗氧率變化情況如圖1和圖2所示。

由圖1和圖2可知，在水溫(15.0±0.5)℃下，2組馬口魚的耗氧率存在晝夜變化規(guī)律。其中，大規(guī)格組馬口魚的耗氧率在夜晚較穩(wěn)定，在6：50—10：50耗氧率迅速升高，并在10：50達到最高值[(0.457±0.025) mg/(g·h)],隨后逐漸降低并趨于穩(wěn)定,并在6:50達到最低值[(0.160±0.007) mg/(g·h)];小規(guī)格組馬口魚的耗氧率在夜晚22:20達到最低值[(0.087±0.028)mg/(g·h)]，但在22：20—00：20(次日)有一定的回升，隨后便逐漸下降，在2：20—12：20又逐漸升高，并在12：20與16：20達到最高值[(0.333±0.028)mg/(g·h)]和[(0.333±0.032) mg/(g·h)]。

2.2 不同規(guī)格組馬口魚24 h氨氮排泄率的變化

2組馬口魚24 h氨氮排泄率變化情況如圖3和圖4所示。

由圖3可知，大規(guī)格組馬口魚的氨氮排泄率具有顯著的晝夜變化規(guī)律，氨氮排泄率在2：50—10:50逐漸升高,并在10:50達到最高值[(0.119±0.016) mg/(g·h)],而在18:50氨氮排泄率達到最小值[(0.038±0.003) mg/(g·h)]。

由圖4可知，小規(guī)格組馬口魚的氨氮排泄率在18：20—22：20達到最大值[(0.023±0.110) mg/(g·h)],隨后逐漸降低,并在次日14:20達到最小值[(0.007±0.004)mg/(g·h)]。

2.3 溫度對馬口魚窒息點的影響

實驗馬口魚在密閉的呼吸室中進行呼吸代謝活動，隨著實驗時間的延長，呼吸室內(nèi)的溶解氧逐漸降低，馬口魚呼吸頻率加快，觀察可見其頻繁沖撞呼吸室上部且躁動不安，聚集纏繞；而后隨著溶解氧進一步降低,馬口魚的頭部先失去平衡,后逐漸沉于呼吸室底部,至最終死亡。隨著水溫的不斷升高,馬口魚的呼吸頻率不斷加快。當(dāng)溫度為5 ℃時,大規(guī)格組馬口魚的呼吸頻率為(64±2)次/min，當(dāng)溫度達到30 ℃時,呼吸頻率驟然增高,達到(102±3)次/min。水溫為5～30 ℃時2組馬口魚窒息點變化情況如圖5和圖6所示。

由圖5和圖6可知,隨著溫度升高,2組馬口魚的窒息點呈N字形先升高后降低再升高的規(guī)律。在溫度為5 ℃時,2組馬口魚窒息點為最低值,大規(guī)格組馬口魚窒息點為(1.26±0.14) mg/L,小規(guī)格組馬口魚窒息點為(2.24±0.11) mg/L;當(dāng)溫度為5～10 ℃時,隨著水溫不斷上升,馬口魚的窒息點逐漸上升,并在10 ℃時達到高峰,其中,大規(guī)格組馬口魚窒息點為(2.88±0.07)mg/L，小規(guī)格組馬口魚窒息點為(3.68±0.21)mg/L；當(dāng)溫度為10～15 ℃時，2組馬口魚的窒息點隨著溫度上升而下降；而當(dāng)溫度為15～30 ℃時，2組馬口魚的窒息點隨溫度升高而逐漸上升，大規(guī)格組馬口魚窒息點的最高值出現(xiàn)在30 ℃時，為(4.80±0.22)mg/L，小規(guī)格組馬口魚窒息點最高值出現(xiàn)在10 ℃時，為(3.68±0.21)mg/L。

3 討論

3.1 馬口魚耗氧率的晝夜節(jié)律

魚類代謝活動與水中溶解氧的濃度有關(guān)，耗氧率和氨氮排泄率可直接或間接地反映新陳代謝規(guī)律，生理和生活狀況是反映魚類能量代謝的重要指標(biāo)。魚類的標(biāo)準(zhǔn)代謝水平是指魚在靜止、禁食狀態(tài)下不受干擾時的最低代謝強度。耗氧率通?？梢源眙~類代謝率，近似于標(biāo)準(zhǔn)代謝值。水生動物體中的氮化合物主要以氨的形式排泄[13]，研究證明其對水生動物的呼吸功能[14]和耗氧率[15]均有影響。魚類耗氧率是研究魚類能量代謝的重要參數(shù)，同時也是魚類養(yǎng)殖生產(chǎn)中的重要參考參數(shù)[16-17]。

魚類耗氧率晝夜變化規(guī)律通常有3種類型：1)白天大于夜間；2)夜間大于白天；3)晝夜差異不明顯。Ralph G.Clausen[18]認(rèn)為魚類耗氧率晝夜間節(jié)律性的變化代表著魚類在自然環(huán)境中的活動周期，耗氧率值大的時期表示魚正在攝食或作游泳活動。本文實驗發(fā)現(xiàn)2組馬口魚耗氧率晝夜變化差異顯著，馬口魚的耗氧率和氨氮排泄率白天顯著高于夜晚，說明馬口魚在白天活躍度高于夜晚，表明馬口魚晝夜活動有明顯差異，屬于白天大于夜間類型。馬口魚活動具有明顯的晝夜節(jié)律性，這與錦鯉(Cyprinuscarpiohaematopterus)[19]、鯽(Carassiusauratus)[20]等鯉科魚相似，但異于晝伏夜出的鱸形目魚類鴨綠沙塘鱧(Odontobutisyaluensis)[21]。這可能與馬口魚的生活習(xí)性有關(guān)，從中午至傍晚，水溫較高，此時水中的幼蟲、微生物資源較為豐富，馬口魚則在此時進行捕食活動。

由圖1和圖3可知，大規(guī)格組馬口魚耗氧率和氨氮排泄率最高值出現(xiàn)時間相同，為10：50，而小規(guī)格組馬口魚耗氧率最高值出現(xiàn)時間為12：20和16：20，與氨氮排泄率最高值出現(xiàn)時間18：20和22：20并不相同，其氨氮排泄率峰值具有一定的滯后性，這是否與小規(guī)格組馬口魚的生理消化較慢有關(guān)還有待進一步研究。

3.2 魚體大小規(guī)格和水溫對馬口魚窒息點的影響

窒息點是水生動物缺氧窒息死亡時溶解氧量的臨界點，是一個非常重要的生理指標(biāo)，既反映魚體與水體的關(guān)系，也反映魚體對低氧的耐受能力。

1)在水溫為5～30 ℃下,大規(guī)格組馬口魚窒息點在 (1.26±0.14) ～(4.8±0.22) mg/L,小規(guī)格組馬口魚窒息點 在(2.24±0.11)～(3.68±0.21)mg/L，均高于張凱等[8]文中的馬口魚[平均體質(zhì)量(1.22±0.31) g]在水溫20 ℃時的窒息點(1.149±0.110)mg/L。這可能是實驗魚種規(guī)格不同或是南北方馬口魚的地域性差異所導(dǎo)致。

2)本文比較了相似溫度條件下部分不同物種養(yǎng)殖魚類的窒息點(表3)。馬口魚的窒息點在這些魚中最高，達到1.92 mg/L，這也說明馬口魚的耐低氧能力很差。2組馬口魚的窒息點都在10 ℃時有一個小高峰，這在其他養(yǎng)殖魚類窒息點測定中很少見。具體原因可能是由于10 ℃時馬口魚體內(nèi)酶活性較高，代謝活動較強，因此，在養(yǎng)殖過程中，在這一溫度節(jié)點要維持較高的溶氧水平。

表3 馬口魚與其他常見養(yǎng)殖魚類窒息點的比較

影響水生動物窒息點的因素還有很多，窒息點不僅有種間差異，而且有種內(nèi)差異。不同品種或種群個體大小、健康狀況、鹽度[26]、飼料[27]等都可在一定程度上影響水生動物的窒息點。

4 結(jié)論

1)馬口魚的耗氧率和氨氮排泄率具有明顯的晝夜變化節(jié)律性，白天顯著大于夜間，說明馬口魚屬白天攝食類型。

2)馬口魚的窒息點高于一些其他魚類，尤其在高溫環(huán)境中的窒息點很高，大規(guī)格組馬口魚窒息點最高可達到(4.80±0.22) mg/L,但由于馬口魚屬偏涼水性魚類,其對超過30 ℃的高溫適應(yīng)能力較差,容易產(chǎn)生高溫應(yīng)激反應(yīng);同時,其窒息點在10 ℃時有突然升高現(xiàn)象,因此,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)注意此溫度下養(yǎng)殖池中的溶解氧值,避免造成缺氧死亡。