孫成波 ，李 婷 ，李義軍 ，，王 平

（1.廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東湛江 524088；2.廣東高校熱帶無脊椎動(dòng)物養(yǎng)殖工程研究中心，廣東湛江 524088；3.海南省昌江南疆生物技術(shù)有限公司，海南三亞 572000）

斑節(jié)對(duì)蝦Penaeus monodon俗名草蝦、黑虎蝦、鬼蝦，是個(gè)體最大的對(duì)蝦品種，廣泛分布于印度洋和西太平洋的大部分海區(qū)，中國從南海到東海都有分布，是世界上最主要的養(yǎng)殖對(duì)蝦之一，也是我國南方沿海諸省的重要養(yǎng)殖對(duì)象[1-2]，其生長快、食性雜、離水耐活力強(qiáng)，售價(jià)高，利潤空間大，已日益受到養(yǎng)殖業(yè)者的重視。但是對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，其養(yǎng)殖水體中未被對(duì)蝦利用而存留于池塘中的大量富集的氨氮、無機(jī)磷、有機(jī)質(zhì)等，造成了池塘和近海水域的富營養(yǎng)化[3]。國內(nèi)關(guān)于這方面的研究有李松青等[4]的攝食對(duì)凡納濱對(duì)蝦Litopenaeus vannamei氮磷排泄率的影響，宋協(xié)法等[5]的溫度和鹽度對(duì)凡納濱對(duì)蝦氮磷排泄率的影響，王興強(qiáng)[6]的凡納濱對(duì)蝦生長和生物能量學(xué)的初步研究，劉鵬[7]的溫度和鹽度雙因子交互作用對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長、代謝的影響研究。本文從溫度、體重、鹽度、pH和攝食狀態(tài)等多個(gè)因子對(duì)斑節(jié)對(duì)蝦N、P排泄率的影響展開研究，探索斑節(jié)對(duì)蝦的一些重要生理生態(tài)學(xué)規(guī)律，研究斑節(jié)對(duì)蝦代謝強(qiáng)度的變化，為養(yǎng)殖生產(chǎn)上投餌和水質(zhì)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用斑節(jié)對(duì)蝦均來源于海南三聯(lián)對(duì)蝦養(yǎng)殖基地的斑節(jié)對(duì)蝦池塘，為健康活潑的個(gè)體，在設(shè)計(jì)的溫度、鹽度和pH下馴養(yǎng)5 d，并于實(shí)驗(yàn)前停食2 d。實(shí)驗(yàn)用海水取自三聯(lián)基地蓄水池。

1.2 溫度和體重對(duì)N、P釋放率的影響

實(shí)驗(yàn)于5 L小桶中進(jìn)行，每個(gè)小桶中各放2尾蝦、1 L海水，實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)20℃、25℃和30℃3個(gè)梯度，體重設(shè)3個(gè)規(guī)格，各溫度體重條件下均設(shè)3組平行，同時(shí)設(shè)置空白實(shí)驗(yàn)對(duì)照，實(shí)驗(yàn)在白天持續(xù)6 h，實(shí)驗(yàn)過程中使用恒溫電熱棒控制溫度，實(shí)驗(yàn)鹽度為17、pH為8.5。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定水中的無機(jī)磷、亞硝酸氮、硝酸氮和氨氨的含量。

1.3 鹽度對(duì)N、P釋放率的影響

在鹽度10～31范圍內(nèi)設(shè)置10、17、24、31等4個(gè)梯度，用蒸餾水和海鹽加正常海水配制不同鹽度的海水。實(shí)驗(yàn)水溫為25℃、pH為8.5，對(duì)蝦平均體重為(6.723±0.035)g，每一鹽度下設(shè)置3個(gè)重復(fù)，實(shí)驗(yàn)持續(xù)6 h。

1.4 pH對(duì)N、P釋放率的影響

在 pH 為 7.5～9.0 范圍內(nèi)設(shè)置 7.5、8.0、8.5、9.0 等 4 個(gè)梯度，用 Na2CO3、NaHCO3、HCl調(diào)配不同 pH 值的海水。實(shí)驗(yàn)水溫為25℃、鹽度為17，對(duì)蝦平均體重為(6.730±0.032)g，每個(gè)pH條件下設(shè)置3個(gè)重復(fù)，實(shí)驗(yàn)持續(xù)6 h。

1.5 攝食狀態(tài)對(duì)N、P釋放率的影響

饑餓2 d后的對(duì)蝦投喂配合飼料，停止攝食后立即進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)水溫為25℃、鹽度為17、pH為8.5，對(duì)蝦平均體重為(6.719±0.033)g，設(shè)置3個(gè)重復(fù)，實(shí)驗(yàn)持續(xù)6 h。

1.6 理化因子的測(cè)定

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度和體重對(duì)N、P釋放率的影響

隨溫度的上升，斑節(jié)對(duì)蝦磷的釋放率降低，亞硝酸氮、氨氮的釋放率有所提高，硝酸氮的釋放率在25℃時(shí)最高。經(jīng)方差分析，在20～30℃范圍內(nèi)，溫度對(duì)斑節(jié)對(duì)蝦磷、亞硝酸氮的釋放率影響顯著(P＜0.05)，對(duì)硝酸氮、氨氮的釋放率影響極顯著(P＜0.01)，見表1。

隨體重的增加，斑節(jié)對(duì)蝦磷、硝酸氮的釋放率下降，而亞硝酸氮、氨氮的釋放率上升。經(jīng)方差分析，體重對(duì)磷、亞硝酸氮、硝酸氮、氨氮的釋放率影響極顯著(P＜0.01)，見表1。

表1 不同溫度下不同體重的斑節(jié)對(duì)蝦N、P的釋放率變化Tab.1 The changes of N,P release rates in P.monodon at different temperatures and weights

2.2 鹽度對(duì)N、P釋放率的影響

隨鹽度的增加，斑節(jié)對(duì)蝦磷、亞硝酸氮的釋放率提高，而硝酸氮、氨氮的釋放率均降低。經(jīng)方差分析，鹽度對(duì)磷、亞硝酸氮釋放率的影響顯著(P＜0.05)，對(duì)硝酸氮、氨氮釋放率的影響極顯著(P＜0.01)，見表2。

表2 不同鹽度條件下斑節(jié)對(duì)蝦N、P的釋放率變化Tab.2 The changes of N,P release rates in P.monodon at different salinity

2.3 pH對(duì)N、P釋放率的影響

隨pH的增加，斑節(jié)對(duì)蝦磷的釋放率明顯下降，亞硝酸氮、氨氮的釋放率在pH為8.5時(shí)達(dá)到最大，后又呈下降趨勢(shì)，硝酸氮的釋放率在pH為8.0時(shí)達(dá)到最小，后又呈上升趨勢(shì)。經(jīng)方差分析，pH對(duì)磷、亞硝酸氮、硝酸氮、氨氮釋放率的影響均極顯著(P＜0.01)，見表3。

表3 不同pH值條件下斑節(jié)對(duì)蝦N、P的釋放率變化Tab.3 The changes of N,P release rates in P.monodon at different pH

2.4 攝食狀態(tài)對(duì)N、P釋放率的影響

攝食狀態(tài)對(duì)斑節(jié)對(duì)蝦的代謝有明顯的影響。攝食組的磷、亞硝酸氮、硝酸氮和氨氮釋放率均極顯著大于饑餓組(P<0.01)。攝食配合飼料，飽食狀態(tài)下磷、亞硝酸氮、硝酸氮、氨氮的釋放率比饑餓狀態(tài)下分別提高了143.07%、420.0%、78.55%、71.74%見表4。

表4 不同攝食狀態(tài)下斑節(jié)對(duì)蝦N、P的釋放率變化Tab.4 The changes of N,P release rates in P.monodon under feeding and fasting

3 討論

3.1 溫度和體重與氮磷釋放率的關(guān)系

隨溫度的上升，斑節(jié)對(duì)蝦亞硝酸氮、硝酸氮、氨氮的釋放率均有所提高，這說明隨著溫度的升高，對(duì)蝦同其他變溫動(dòng)物一樣，組織器官的活動(dòng)性提高，體內(nèi)的各種生化反應(yīng)速度加快，致使呼吸和代謝加快，對(duì)能量的消耗增大，這與其他學(xué)者的研究結(jié)果相似[9-11]，但其對(duì)磷的釋放率下降，這與其他蝦類磷的代謝情況是相反的，其原因還無法解釋，有待深入探討。

隨著體重的增加，斑節(jié)對(duì)蝦磷、硝酸氮的釋放率極顯著下降。而其亞硝酸氮、氨氮的釋放率是與體質(zhì)量呈正相關(guān)的，這與林小濤等[12]在羅氏沼蝦Macrobrachium rosenbergii親蝦的能量代謝研究過程中，發(fā)現(xiàn)羅氏沼蝦的NH3-N排泄率與體質(zhì)量呈曲線負(fù)相關(guān)的結(jié)果是不同的。這可能是因?yàn)殡S著斑節(jié)對(duì)蝦體重的增長，其攝食量與能量代謝均大于其他對(duì)蝦。

3.2 鹽度對(duì)氮磷釋放的影響

當(dāng)外界鹽度發(fā)生變化時(shí)，對(duì)蝦通過改變代謝狀況，借助于離子調(diào)節(jié)和細(xì)胞內(nèi)游離氨基酸庫的啟動(dòng)或關(guān)閉，調(diào)節(jié)體內(nèi)的滲透濃度，實(shí)現(xiàn)有機(jī)體與海水之間的水交換以及細(xì)胞和組織之間的水分平衡，以適應(yīng)不同的鹽度環(huán)境[13-14]。Dallavia[15]曾報(bào)道小長臂蝦Dalaemonetees antennarius在體液達(dá)到等滲點(diǎn)時(shí)，其耗氧率最小，此時(shí)代謝所需要的能量也是最少的。對(duì)蝦在不同鹽度下的耗氧率和排氨率也與其對(duì)該鹽度的適應(yīng)情況有關(guān)[15-16]。施正峰等[17]也證明淡水生活的日本沼蝦Macrobrachium niponense在鹽度3時(shí)其代謝和排泄耗能最少，因而有利于提高攝食能量的利用率。

本實(shí)驗(yàn)在鹽度10～31范圍內(nèi)進(jìn)行，隨著鹽度的升高無機(jī)磷、亞硝酸氮的釋放量增大。這是由于斑節(jié)對(duì)蝦對(duì)鹽度的適應(yīng)范圍為5～25，且越接近10生長越快，故當(dāng)對(duì)蝦處于最適鹽度范圍時(shí)能量消耗減少，攝入能量的利用率提高，無機(jī)磷、亞硝酸氮的釋放量少。

氨氮釋放率隨鹽度的改變說明蛋白質(zhì)的代謝情況。CHEN等[18-19]和LEI等[20]報(bào)道日本囊對(duì)蝦Marsupenaeus japonicus、中國對(duì)蝦Fenneropenaeus chinensis和斑節(jié)對(duì)蝦在5～35的鹽度范圍內(nèi)，排氨率隨鹽度下降而增大，并認(rèn)為由于外界環(huán)境滲透壓的減少，導(dǎo)致蝦體內(nèi)自由氨基酸的濃度提高。SPAARGAREN[21]提出在低鹽環(huán)境下，日本囊對(duì)蝦滲透液的NH4+濃度隨著尿素產(chǎn)物的增加而升高，NH4+主要是替代堿離子Na+和K+，董雙林等[16]也報(bào)道過日本沼蝦存在著離子泵作用。CHEN等[19]證實(shí)中國對(duì)蝦(0.76±0.05)g在鹽度15～30之間的尿素排泄量隨鹽度的升高而增大。本實(shí)驗(yàn)斑節(jié)對(duì)蝦在鹽度10～31范圍內(nèi)氨氮釋放率隨鹽度的下降而增加，表明蛋白質(zhì)的代謝強(qiáng)度隨鹽度的下降而增大。這說明斑節(jié)對(duì)蝦可能具有上述的離子調(diào)節(jié)機(jī)制。

3.3 pH對(duì)氮磷釋放的影響

蝦池水正常pH范圍為7.5～8.5，最理想范圍為8.0～8.6。當(dāng)pH過高時(shí)，蝦體氨氮代謝增加，會(huì)使水中的氨氮量增加，使水體惡化，不利于蝦體生長。而當(dāng)pH過低時(shí)，蝦體血液中pH也會(huì)下降，血液中氧的分壓降低，造成運(yùn)輸氧氣的蛋白質(zhì)功能障礙，使蝦組織細(xì)胞內(nèi)缺氧，造成蝦的呼吸困難，吃食量減少，嚴(yán)重時(shí)引起死亡，還會(huì)引起硫化氫含量增加。同時(shí)，pH的高低與氮磷的排泄也存在一定的聯(lián)系。

由表3可知，隨著pH的增加，斑節(jié)對(duì)蝦磷的釋放率明顯下降，亞硝酸氮、氨氮的釋放率在pH為8.5時(shí)達(dá)到最大，后又呈下降趨勢(shì)，硝酸氮的釋放率在pH為8.0時(shí)達(dá)到最小，后又呈上升趨勢(shì)。目前關(guān)于pH對(duì)氮磷釋放的作用機(jī)制的研究較少，還有待進(jìn)一步的研究探討。

3.4 攝食狀態(tài)對(duì)氮磷釋放的影響

攝食水平是影響蝦類生長和能量收支的一個(gè)重要因素。攝食引起的代謝增加稱為特殊動(dòng)力作用，也稱為體增熱，表現(xiàn)為體熱的增加，是在攝入的食物轉(zhuǎn)化為體內(nèi)可利用的能源物質(zhì)過程中的能量消耗。由于特殊動(dòng)力作用主要是蛋白質(zhì)代謝引起的，食物中的蛋白質(zhì)含量對(duì)體增熱具有相當(dāng)大的影響，攝食高蛋白質(zhì)食物的代謝率大于攝食低蛋白質(zhì)食物的代謝率。NELSON等研究表明羅氏沼蝦稚蝦有特殊動(dòng)力作用，認(rèn)為攝食顫蚓后的代謝率比標(biāo)準(zhǔn)代謝率增加39.4%，攝食2種配合飼料的代謝率比標(biāo)準(zhǔn)代謝率分別增大了19.7%和7.1%。張碩等[23]認(rèn)為中國對(duì)蝦攝食沙蠶和配合飼料的耗氧率比饑餓狀態(tài)時(shí)分別增大8.319%和2.913%，而排氨率分別增大131.8%和93.6%，明顯看出排氨率的增加大于耗氧率的變化，反映出中國對(duì)蝦的特殊動(dòng)力作用主要是蛋白質(zhì)代謝造成的，而且動(dòng)物餌料的特殊動(dòng)力作用大于配合飼料。

本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，攝食狀態(tài)斑節(jié)對(duì)蝦的氮磷代謝極顯著大于饑餓組(P<0.01)。攝食組的斑節(jié)對(duì)蝦在攝食后氮磷釋放率明顯提高，這一增加的部分稱外源氮、磷排泄率，外源氮、磷排泄率主要受到食物的營養(yǎng)組成、日糧水平和投飼方式等的影響。李松青等[4]在研究攝食對(duì)凡納濱對(duì)蝦耗氧率和氮、磷排泄率的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)凡納濱對(duì)蝦攝食后的氮排泄率平均升高40%以上。吳立新等[24]在研究饑餓和再投喂對(duì)日本囊對(duì)蝦代謝率的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)日本囊對(duì)蝦在饑餓時(shí)，完全靠消耗自身的蛋白質(zhì)來維持生命，其代謝降低。這些結(jié)論均與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相符。

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