崔春燕，陳德舉，韓曉磊，徐建榮

（常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇　常熟　215500）

水蚯蚓繁殖條件優(yōu)化試驗(yàn)

崔春燕，陳德舉，韓曉磊，徐建榮

（常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇常熟215500）

doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2016.06.003

水蚯蚓是環(huán)節(jié)動(dòng)物中水棲寡毛類中的一大類群，又名紅絲蟲、水絲蚓、赤線蟲、絲蚯蚓等［1］，體長(zhǎng)60～121 mm，體質(zhì)量0.7～4.0 g，多生活在江河流域的岸邊或河底的污泥中［2-9］。水蚯蚓一年四季都可繁殖，其繁殖是通過(guò)異體受精方式來(lái)進(jìn)行的［10］。每年7—9月份繁殖最快，其生長(zhǎng)、繁殖適溫范圍為20～32℃，適宜水深3～5 cm，要求水質(zhì)清新、溶氧豐富，pH值以5.6～9.0為宜，養(yǎng)殖池最好保持微流水狀態(tài)［11-13］。水蚯蚓2個(gè)月左右達(dá)到性成熟，卵粒包藏在透明膠質(zhì)膜構(gòu)成的囊狀蚓繭中。一般一個(gè)蚓繭內(nèi)含卵1～4粒，多則7粒［3］。生殖期每一成體可排出蚓繭2～6個(gè)。水溫在22～32℃時(shí)，孵化期一般為10～15 d，人工培養(yǎng)的壽命約3個(gè)月［14-16］。水蚯蚓營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高（干物質(zhì)中含粗蛋白62%，必需氨基酸總和達(dá)35%），是許多水生動(dòng)物苗種期喜食的開口餌料，更是鱘、 、鯉、鯽、鰍、娃娃魚及黃鱔等底棲魚的主要餌料［17-18］。近年來(lái)，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，水蚯蚓作為活餌越來(lái)越受到廣大養(yǎng)殖者的青睞。因此，積極開發(fā)養(yǎng)殖水蚯蚓前景廣闊。該研究重在對(duì)水蚯蚓繁殖條件的優(yōu)化進(jìn)行探索，為人工養(yǎng)殖水蚯蚓和提高水蚯蚓養(yǎng)殖產(chǎn)量提供一定的參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在常熟理工學(xué)院水生生物試驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)所用水蚯蚓由鰻魚養(yǎng)殖場(chǎng)提供。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1水蚯蚓的培養(yǎng)溫度：設(shè)置10、20、25、30℃四個(gè)溫度梯度，由水浴鍋和冷水機(jī)調(diào)控溫度。密度：在50 mL燒杯中用滴管加入2、4、6、8條大小相近的水蚯蚓，水蚯蚓密度設(shè)置為2、4、6、8尾/杯。氧氣：將燒杯放入氧氣袋中，分別間隔2、5、8 d進(jìn)行通氧（每次通入等量氧氣）用橡皮筋扎緊，再設(shè)置一個(gè)不通氧氣的作為對(duì)照（將燒杯暴露于空氣中）。

每個(gè)燒杯中加入25 mL水，貼好標(biāo)簽后進(jìn)行恒溫培養(yǎng)3個(gè)星期。

在培養(yǎng)過(guò)程中，每天下午對(duì)各個(gè)燒杯中的水蚯蚓進(jìn)行換水，每天用溫度計(jì)測(cè)量燒杯內(nèi)水的溫度，每周投食1次（稀釋的腐殖質(zhì)），觀察并統(tǒng)計(jì)水蚯蚓卵繭個(gè)數(shù)。

1.2.2單因素試驗(yàn)分別考察溫度（10、20、25、30℃）、密度（2、4、6、8條/25 mL）、溶氧（2、5、8 d和不通氧）對(duì)水蚯蚓繁殖的影響。

1.2.3正交試驗(yàn)根據(jù)單因素的試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)的因素水平，如表1優(yōu)化水蚯蚓繁殖的條件。

1.3數(shù)據(jù)處理

表1　正交試驗(yàn)因素與水平

參考計(jì)算依據(jù)及公式為：總偏差平方和（Total Bias Squares，SK）：

因子偏差平方和（Factor Bias Squares，S）：

均方和（Mean Squares，MS）：

MS=S因/f因

純偏差平方和（Pure Bias Squares，S純）：S純=S因-f因×MSE

貢獻(xiàn)率（Contribution Percentage，P因）：P因=S純/SK

2　結(jié)果與分析

2.1單因素分析

2.1.1溫度對(duì)水蚯蚓繁殖的影響在密度為4條/ 25 mL時(shí)，不通入氧氣，溫度分別為10、20、25、30℃時(shí)，培養(yǎng)3周，水蚯蚓繁殖產(chǎn)生的卵繭統(tǒng)計(jì)如圖1。

圖1　溫度對(duì)水蚯蚓繁殖的影響

由圖1可知，隨著溫度的升高，水蚯蚓繁殖量先增加后降低，水蚯蚓培養(yǎng)溫度在22～28℃時(shí)，對(duì)其繁殖較有利。

2.1.2密度對(duì)水蚯蚓繁殖的影響在溫度為25℃，不通入氧氣，密度分別為2、4、6、8條/25mL時(shí)，培養(yǎng)3周，水蚯蚓繁殖產(chǎn)生的卵繭統(tǒng)計(jì)如圖2。

由圖2可以看出，密度對(duì)水蚯蚓繁殖影響較大，在一定范圍內(nèi)，水蚯蚓個(gè)數(shù)越多，產(chǎn)出的卵繭個(gè)數(shù)越多。

2.1.3通氧對(duì)水蚯蚓繁殖的影響在溫度為25℃，每2、5、8天通入氧氣和不通氧，密度分別為4條/25 mL時(shí)，培養(yǎng)3周，水蚯蚓繁殖產(chǎn)生的卵繭統(tǒng)計(jì)如圖3。

圖2　密度對(duì)水蚯蚓繁殖的影響

圖3　通氧對(duì)水蚯蚓繁殖的影響

由圖3可以得出，在一定范圍內(nèi)，通入氧氣越多，對(duì)水蚯蚓繁殖越有利，頻率為間隔0～4 d通一次氧較合適。

2.2正交試驗(yàn)

為了確定在多因素條件下水蚯蚓繁殖的最優(yōu)條件，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇合適的參數(shù)范圍，對(duì)溫度（A）、密度（B）、通氧（C）采用L16（45）進(jìn)行正交試驗(yàn)，見(jiàn)表2。

2.2.1試驗(yàn)結(jié)果及分析極差分析法：首先分析因子A（溫度），把因子A取1水平的4次試驗(yàn)（1、2、3、4號(hào)）的試驗(yàn)結(jié)果取平均值，并記為k1，即：k1=（1+ 4+6+2）/4=3.250。

同理得因子A取2水平的k2=8.000，取3水平的k3=9.500，取4水平的k4=8.000。

表2　L16（45）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

由于正交表設(shè)計(jì)的特殊性，k1反應(yīng)因子A取1水平4次，及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響，k2反應(yīng)因子A取2水平4次，及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響，k3反應(yīng)因子A取3水平4次，及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響，k4反應(yīng)因子A取4水平4次，及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響。從而比較k1、k2、k3、k4可以得出各因子影響力的強(qiáng)弱，k1、k2、k3、k4之間的差異是由于因子A取不同水平產(chǎn)生的。

比較各因子極差大小。極差越大說(shuō)明該因子水平變動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果的變動(dòng)越大，從而可以按極差的大小來(lái)決定因子的主次順序。分析得：RA＞RC＞RB，所以因素重要性為A→C→B。

確定較適宜的配比。k1、k2、k3、k4反應(yīng)了因子各水平對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，因而最大的k值對(duì)應(yīng)了最高的水平，對(duì)應(yīng)該試驗(yàn)最佳的試驗(yàn)條件為A3B3C1。

方差分析法：是試驗(yàn)分析中的傳統(tǒng)方法，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析的方法排除試驗(yàn)誤差的干擾，得出比較科學(xué)的試驗(yàn)結(jié)論。但方差分析由于計(jì)算復(fù)雜，所以在多因子試驗(yàn)中主要用于判別因子作用的顯著性這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于該試驗(yàn)，正交試驗(yàn)的方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。

在觀測(cè)變量偏差平方和中，如果偏差平方和所占比例較大，則說(shuō)明觀測(cè)變量的變動(dòng)主要是由控制變量引起的，可以主要由控制變量來(lái)解釋，控制變量給觀測(cè)變量帶來(lái)了顯著影響；反之，如果偏差平方和所占比例小，則說(shuō)明觀測(cè)變量的變動(dòng)不是主要由控制變量引起的，不可以主要由控制變量來(lái)解釋，控制變量的不同水平?jīng)]有給觀測(cè)變量帶來(lái)顯著影響，觀測(cè)變量值的變動(dòng)是由隨機(jī)變量因素引起的。由于F0.05（3，6）=4.757，F(xiàn)0.01（3，6）=9.780。一般F因子＞F0.05，就稱這個(gè)因子的作用是顯著的，一般F因子＞F0.05，就稱這個(gè)因子的作用是高度顯著的。因?yàn)镕A＞F0.05（3，6），F(xiàn)B＞F0.05（3，6），F(xiàn)C＞F0.05（3，6），所以因子A、B、C都是顯著的，在水蚯蚓繁殖過(guò)程中必須嚴(yán)格控制，最佳的試驗(yàn)條件為A3B3C1。

3　討論

3.1溫度對(duì)水蚯蚓繁殖的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度對(duì)水蚯蚓繁殖影響最大。圖1是水蚯蚓繁殖與單因素溫度的曲線關(guān)系，由圖1可知，隨著溫度的升高，水蚯蚓繁殖量先增加后降低，水蚯蚓培養(yǎng)溫度在22～28℃時(shí)，對(duì)其繁殖較有利。當(dāng)溫度升高時(shí)（小于28℃），新陳代謝較快，促進(jìn)了水蚯蚓生長(zhǎng)繁殖，使產(chǎn)出的卵繭個(gè)數(shù)增加，當(dāng)溫度再升高時(shí)（大于28℃），水體中含氧量降低，水蚯蚓易死亡。

3.2密度對(duì)水蚯蚓繁殖的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，密度對(duì)水蚯蚓繁殖有影響。由圖2可以看出，在一定范圍內(nèi)，水蚯蚓個(gè)數(shù)越多，產(chǎn)出的卵繭個(gè)數(shù)越多。水蚯蚓雌雄同體，異體交配繁殖，因此水蚯蚓數(shù)量多，繁殖量大，其最大密度量有待進(jìn)一步探索。

3.3氧氣對(duì)水蚯蚓繁殖的影響

氧氣對(duì)水蚯蚓的養(yǎng)殖也有重要影響，水體中氧氣含量較小時(shí)，水蚯蚓消耗氧氣主要用于自身生命活動(dòng)的維持，生長(zhǎng)代謝緩慢，此種情況下水蚯蚓易死亡，繁殖很少；溶氧越大時(shí)，水蚯蚓代謝旺盛，其繁殖速度加快，其產(chǎn)出的卵繭個(gè)數(shù)增多，該試驗(yàn)條件下充氧頻率為間隔0～4 d通一次氧較合適。

單因素試驗(yàn)結(jié)果表明在25℃、密度為8條/25 mL、通氧間隔天數(shù)為2 d時(shí)對(duì)水蚯蚓繁殖最為有利，即水蚯蚓繁殖最適宜條件為A3B4C1，而正交試驗(yàn)結(jié)果為A3B3C1，原因是在試驗(yàn)氧氣對(duì)水蚯蚓繁殖的影響時(shí)所用的水蚯蚓為4條/25 mL，當(dāng)在C1條件下水蚯蚓密度增加，水蚯蚓繁殖能力會(huì)減弱。

表3　L16（45）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化條件方差分析

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江蘇省海洋與漁業(yè)局水產(chǎn)三新工程項(xiàng)目（2014-18）；江蘇省海洋與漁業(yè)局水產(chǎn)三新工程項(xiàng)目（D2013-4）；常熟市科技局農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目（CN201410）

徐建榮（1962-），男，教授，主要從事水產(chǎn)繁殖、養(yǎng)殖與種質(zhì)資源保護(hù)研究.E-mail:xujrcs@163.com

（2015-11-07）