羅杰，劉皓，劉楚吾，曹伏君，蘇棟杰

（廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，南海水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物增養(yǎng)殖廣東普通高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東湛江 524025）

管角螺代謝物對(duì)浮游植物增殖的影響

羅杰，劉皓，劉楚吾，曹伏君，蘇棟杰

（廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，南海水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物增養(yǎng)殖廣東普通高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東湛江 524025）

采集管角螺的糞便，烘干處理后測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分組成；并在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究了管角螺（Hemifusus tuba）代謝物對(duì)湛江等鞭金藻（Isochrysis zhanjiangensis）、牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）和亞心型扁藻（Platymonas subcordiformis）生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：管角螺糞便中含有粗蛋白質(zhì)（9.8%）、磷（0.38%）等微藻生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；管角螺的代謝物對(duì)三種單胞藻的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用（P＜0.05），三種微藻的生長(zhǎng)與代謝物的添加量呈正比相關(guān)；管角螺代謝物對(duì)不同微藻的生長(zhǎng)作用隨種類的不同而具有明顯的差異，對(duì)湛江等鞭金藻和牟氏角毛藻的增殖作用明顯高于亞心型扁藻（P＜0.05）。

管角螺；代謝物；微藻；生長(zhǎng)

近年來(lái)我國(guó)海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界第一，其中貝類產(chǎn)量在海水養(yǎng)殖產(chǎn)量中的比例逐年上升，2014年達(dá)到1 341.67萬(wàn)t，已經(jīng)成為海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)和沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)[1]。但隨著局部海區(qū)過(guò)度開(kāi)發(fā)，使得某些海區(qū)自身污染加重，生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)，養(yǎng)殖總量超過(guò)水域容納量，加上我國(guó)的養(yǎng)殖海區(qū)由于養(yǎng)殖的魚(yú)、貝排泄物以及陸地養(yǎng)殖對(duì)蝦的廢水向海區(qū)的過(guò)度排放，造成了海區(qū)的富營(yíng)養(yǎng)化，一些主要養(yǎng)殖海區(qū)赤潮發(fā)生頻繁，環(huán)境污染加劇，病害面積不斷擴(kuò)大，每年造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

蔣艾青等[2]在研究水生生物的排泄物對(duì)水中有機(jī)物影響時(shí)指出，魚(yú)類1 g排泄物產(chǎn)生的NO2-N要比飼料多，1 g排泄物所產(chǎn)生的NH3-N、COD比死魚(yú)多。在我國(guó)的一些地區(qū)采取海藻與貝類混養(yǎng)的海洋生態(tài)鏈的養(yǎng)殖模式，其主要原理是藻類可以利用海水中的碳、氮、硫、磷等物質(zhì)作為自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而貝類（主要為濾食性貝類）濾食海洋中的一些微小生物，同時(shí)其排出的廢物被藻類吸收，促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)繁殖，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境起到調(diào)節(jié)作用[3-5]。微藻是海洋中的微小浮游植物，處于海洋生物食物鏈中最底層，但卻是海洋初級(jí)生產(chǎn)者和能量的主要轉(zhuǎn)換者，它的數(shù)量變動(dòng)直接或間接地影響魚(yú)、蝦、貝及其幼體的存活和生長(zhǎng)，因而通過(guò)研究浮游植物的數(shù)量變動(dòng)可以對(duì)漁業(yè)產(chǎn)量進(jìn)行估算[6-7]。目前一些學(xué)者在研究養(yǎng)殖生物對(duì)淺海生態(tài)系統(tǒng)的影響及評(píng)估不同海域的養(yǎng)殖容量時(shí)，大多數(shù)集中在濾食性貝類和浮游植物食性魚(yú)類方面的研究[8-9]。王俊等[8]研究指出，濾食性貝類菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）、太平洋牡蠣（Crassastrea gigas）和櫛孔扇貝（Chlamys farreri）對(duì)浮游植物有明顯的促生長(zhǎng)作用，并且浮游植物的增長(zhǎng)與貝類密度呈正相關(guān)。而對(duì)肉食性貝類影響生態(tài)系統(tǒng)方面的研究報(bào)道較少。

一些肉食性貝類雖然不能直接利用水中的微小生物，但其排泄物中有一部分營(yíng)養(yǎng)成分能夠促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)。管角螺為一種腹足類軟體動(dòng)物，生活在淺海潮間帶，以肉食性為主，大小規(guī)格可影響其排氨率[10-12]，從而直接影響?zhàn)B殖水體的氨氮含量。氮是海洋植物所需的基本營(yíng)養(yǎng)元素，其在水中的含量對(duì)藻類的豐度影響較大。湛江等鞭金藻（Isochrysis zhanjiangensis）、牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）和亞心型扁藻（Platymonas subcordiformis）是自然海域中常見(jiàn)種類三種微藻，在水產(chǎn)動(dòng)物的人工育苗階段作為餌料被廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)通過(guò)采集管角螺的排泄物，烘干處理后送檢測(cè)定其糞便營(yíng)養(yǎng)成分組成，并以生態(tài)學(xué)的方法研究了管角螺代謝物對(duì)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻和亞心型扁藻三種微藻生長(zhǎng)的影響，為綜合研究肉食性貝類對(duì)海區(qū)浮游藻類數(shù)量動(dòng)態(tài)的變化，建立持續(xù)的海水養(yǎng)殖模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)用的管角螺來(lái)自人工育苗，在水泥池養(yǎng)殖6個(gè)月的幼螺。挑選活力好、外表無(wú)損傷的個(gè)體，平均殼高6.9 cm的管角螺20個(gè)，清除掉表面的附著物，放入水族箱中暫養(yǎng)一個(gè)星期，飼養(yǎng)期間投喂足量的貝類、小雜魚(yú)；每天清洗缸底后換水100%。湛江等鞭金藻、角毛藻及亞心形扁藻為廣東海洋大學(xué)藻類實(shí)驗(yàn)室一級(jí)培養(yǎng)的單胞藻，均處于指數(shù)生長(zhǎng)期。海水取自東海島海洋生物研究基地，無(wú)污染，水溫28～30.5℃，鹽度28～30，pH值為8.2。海水經(jīng)沉淀、砂濾后使用。

1 000 mL量筒、1 000 mL的三角燒瓶，經(jīng)高溫消毒后備用；15 L玻璃水槽。

1.2 方法

1.2.1 管角螺糞便采集水族箱養(yǎng)殖的管角螺，剛產(chǎn)出的糞便明顯，時(shí)間長(zhǎng)了由于海水的浸泡和水流的影響很容易散開(kāi)。因此，在換水前用吸管輕輕吸取糞便于濾紙上，然后糞便在40℃環(huán)境下干燥處理24 h。連續(xù)取樣5 d。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)分組和微藻培養(yǎng)取20 L經(jīng)過(guò)砂濾的自然海水煮沸，冷卻后在容量為15 L并經(jīng)過(guò)消毒處理的玻璃水槽中加入10 L，然后放入20個(gè)經(jīng)暫養(yǎng)消毒過(guò)的管角螺進(jìn)行養(yǎng)殖，期間不投喂餌料，24 h后取出，將養(yǎng)殖過(guò)管角螺的海水用300目篩絹過(guò)濾去除雜質(zhì)。

金藻實(shí)驗(yàn)組，用1 000 mL三角燒瓶分別量取上述飼養(yǎng)過(guò)管角螺的海水100 mL，按0%、25%、50%、75%、100%的比例加入已經(jīng)煮沸過(guò)的自然海水（不添加營(yíng)養(yǎng)鹽）與之混合，這樣調(diào)配好的海水容量分別為100、125、150、175和200 mL，對(duì)應(yīng)的編號(hào)為A、B、C、D和E，然后往編號(hào)為A、B、C、D和E的三角燒瓶接種處于指數(shù)生長(zhǎng)期的湛江等鞭金藻，并使每個(gè)瓶的金藻密度約為12.5×104cell/mL。牟氏角毛藻、亞心形扁藻實(shí)驗(yàn)組，按上述方法調(diào)配好A、B、C、D、E五瓶混合海水，然后分別接種處于指數(shù)生長(zhǎng)期的角毛藻和亞心形扁藻，密度分別為8.6×104cell/mL、5.3×104cell/mL。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè)三個(gè)平行組，結(jié)果取平均值。

1.2.3 單胞藻的管理和藻細(xì)胞密度的測(cè)定微藻培養(yǎng)的光照為正常光照時(shí)間，每天搖動(dòng)三角燒瓶2～3次，防止藻體沉積瓶底；實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后24、48、72、96、120、144和168 h，每天11：00時(shí)用移液槍各取1 mL藻液，加入適量的碘液殺死藻細(xì)胞，搖晃使藻細(xì)胞在水體中分布均勻，用移液管迅速吸出，采用血球計(jì)數(shù)板法測(cè)定細(xì)胞密度[13-14]，每個(gè)樣品重復(fù)計(jì)數(shù)3次，然后取平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并進(jìn)行多重分析比較，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義水平規(guī)定為P﹤0.05。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SE）。

相對(duì)最大生長(zhǎng)率=（最大藻細(xì)胞密度-初始藻細(xì)胞密度）/初始藻細(xì)胞密度×100%

2 結(jié)果

2.1 管角螺糞便組成

把烘干的管角螺糞便進(jìn)行檢測(cè)，糞便中的組成成分主要有粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、中性纖維、鈣、磷和纖維，還有鐵、銅等微量元素及氨基酸。在這些成分中，粗蛋白質(zhì)、磷和一些微量元素如鐵是微藻生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（見(jiàn)表1）。

2.2 管角螺對(duì)單胞藻的促長(zhǎng)作用

從圖1中可以看出，管角螺代謝物對(duì)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻和亞心型扁藻三種微藻的生長(zhǎng)具有較為明顯的促進(jìn)作用。在培養(yǎng)過(guò)管角螺一定容量的海水中，比較按0%、25%，50%、75%、100%的比例分別加入自然海水，三種微藻的生長(zhǎng)曲線基本一致，生長(zhǎng)率隨著自然海水增加量的增加而降低，同時(shí)維持生長(zhǎng)的時(shí)間也相對(duì)縮短。沒(méi)有加入自然海水（0%）一組，微藻的生長(zhǎng)速度最快，也獲得最大生長(zhǎng)率，其指數(shù)生長(zhǎng)期明顯，72 h達(dá)到生長(zhǎng)高峰，維持生長(zhǎng)的時(shí)間最長(zhǎng)，達(dá)到144 h；而加入100%自然海水組，細(xì)胞密度增長(zhǎng)不明顯，只維持生長(zhǎng)48 h或72 h其生長(zhǎng)就相對(duì)下降，然后進(jìn)入死亡期。通過(guò)分析比較，湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻和亞心型扁藻組5個(gè)系列培養(yǎng)其細(xì)胞生長(zhǎng)存在顯著差異（P﹤0.05）。

表1 管角螺糞便主要成分%

圖1 管角螺代謝物對(duì)湛江等鞭藻增長(zhǎng)的影響

圖2 管角螺代謝物對(duì)牟氏角毛藻增長(zhǎng)的影響

圖3 管角螺代謝物對(duì)亞心形扁藻增長(zhǎng)的影響

同時(shí)，管角螺代謝物對(duì)單胞藻的促長(zhǎng)作用隨種類的不同而具有較大的差異。湛江等鞭金藻組，各系列培養(yǎng)24 h細(xì)胞的生長(zhǎng)即出現(xiàn)較為明顯的差別，加入0%自然海水系列72 h達(dá)到生長(zhǎng)高峰，細(xì)胞密度為142.5×104（cells/mL），相對(duì)最大生長(zhǎng)率達(dá)1077.36%，144 h出現(xiàn)死亡期；25%，50%、75%和100%系列，相對(duì)最大生長(zhǎng)率分別為928%、645.04%、381.10%和178.4%，死亡時(shí)間為120、120、120和96 h。牟氏角毛藻，相對(duì)最大生長(zhǎng)率為1 016.28%、876.74%、697.68%、553.84%、271.28%，出現(xiàn)死亡期分別為144、120、96、96和96 h；培養(yǎng)亞心型扁藻，24 h內(nèi)藻細(xì)胞的生長(zhǎng)差別不大，但隨著培養(yǎng)時(shí)間的增長(zhǎng)，細(xì)胞增長(zhǎng)量出現(xiàn)較為明顯的差別，其相對(duì)最大生長(zhǎng)率641.51%、533.97%、437.74%、303.02%和130.19%，0%的最大生長(zhǎng)率為100%的近5倍，死亡期出現(xiàn)在144、144、144、120和96 h。分析比較，管角螺代謝物培養(yǎng)這三種單胞藻其生長(zhǎng)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P﹤0.05）。

3 結(jié)論與討論

管角螺糞便含有粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、中性纖維、鈣、磷和纖維，還有鐵、銅等微量元素及氨基酸，其溶于水體中的氮、磷是微藻生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素。管角螺代謝產(chǎn)物對(duì)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻和亞心型扁藻三種微藻都有很好的促生長(zhǎng)作用，但對(duì)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻促生長(zhǎng)效果明顯優(yōu)于亞心型扁藻。

3.1 管角螺糞便的營(yíng)養(yǎng)成分分析

天然水體中可溶性無(wú)機(jī)化合物氮、磷、硅元素在水生植物的生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中被吸收利用，成為生物體的重要組成元素，被視為水生植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)鹽。但這些元素在天然水體中的含量通常很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如構(gòu)成生物體的其他元素那樣豐富。各種微藻類所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不盡相同，營(yíng)養(yǎng)鹽的需求量隨種類的不同而有很大的差異，只有在滿足藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽需求的條件下，藻類才會(huì)有較高的增長(zhǎng)率[9，15]。在浮游植物大量繁殖季節(jié)，他們有效形態(tài)的含量甚至降至吸收臨界值之下，從而影響藻類的生長(zhǎng)繁殖，限制了水體初級(jí)生產(chǎn)的速率和產(chǎn)量。有些貝類是濾食性，主要濾食水體中的微小顆粒，包括一些微藻、細(xì)菌及有機(jī)碎屑等，而有些貝類是肉食性，如東風(fēng)螺、管角螺，主要攝食一些動(dòng)物的腐敗尸體或小型貝類，由于攝食的對(duì)象不同，產(chǎn)出的糞便所含的營(yíng)養(yǎng)成分也存在差異。柴雪良等[16]研究指出，腹足類的代謝產(chǎn)物主要有氨、尿酸、尿素、氨基酸等，其中氨占總排量的70%或更高；吳小平等[17]研究了魚(yú)類糞便營(yíng)養(yǎng)成分，其營(yíng)養(yǎng)組成成分（干物質(zhì)）組成如下：粗蛋白質(zhì)10%～13%、粗脂肪0.9%～1.6%、粗纖維24%～26%，磷0.50%～1.1%，還有鐵、銅、鋅、鉀、鉻等微量元素及二十余種氨基酸。通過(guò)對(duì)管角螺糞便檢測(cè)，粗蛋白含量為9.8%，磷為0.38%，N/P接近28，而微藻生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素主要為氮、磷，這兩種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在水中的含量直接影響微藻的繁殖生長(zhǎng)速度及豐度。

3.2 管角螺螺代謝物對(duì)微藻的促生長(zhǎng)作用

藻類分布的范圍極廣，對(duì)環(huán)境條件要求不嚴(yán)，適應(yīng)性較強(qiáng)，在只有極低的營(yíng)養(yǎng)濃度、極微弱的光照強(qiáng)度和相當(dāng)?shù)偷臏囟认乱材苌?。但是營(yíng)養(yǎng)元素的不足會(huì)限制藻類吸收營(yíng)養(yǎng)元素的速率，從而限制浮游植物的總產(chǎn)量。在培養(yǎng)液中加入藻類生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)鹽，藻細(xì)胞繁殖生長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯的特定模式：延緩期、指數(shù)生長(zhǎng)期、生長(zhǎng)相對(duì)下降期、靜止期和死亡期5個(gè)階段，期間某個(gè)時(shí)期可能持續(xù)時(shí)間很短，表現(xiàn)不是十分明顯[14]。用管角螺代謝物培養(yǎng)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻和亞心型扁藻，微藻生長(zhǎng)的上述5個(gè)階段較為明顯，特別是濃度較高的0%組，三種微藻最大生長(zhǎng)密度分別為剛接種時(shí)的11.8倍、11.2倍和7.4倍，生長(zhǎng)時(shí)間可達(dá)120 h；而加入100%自然海水的組，三種微藻生長(zhǎng)的緩慢，曲線平穩(wěn)，很快進(jìn)入靜止期，最大生長(zhǎng)密度分別為剛接種時(shí)的2.6倍、2.8倍和2.7倍。管角螺代謝物對(duì)三種微藻促長(zhǎng)作用效果不同，這主要取決于藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的需求量。很多學(xué)者認(rèn)為，單胞藻的繁殖生長(zhǎng)除取決于氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度外，還與培養(yǎng)水體中N/P比值相關(guān)，過(guò)高或過(guò)低均對(duì)微藻生長(zhǎng)不利[18-21]。林忠洲等[22]在研究不同氮磷質(zhì)量濃度下青島大扁藻和牟氏角毛藻的種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，青島大扁藻對(duì)磷有較高的需求，而牟氏角毛藻對(duì)較低的磷濃度具有更好的適應(yīng)性；孫育平等[23]研究得出亞心形扁藻最適N/P比值為17，Austin等[24]、于瑾等[25]認(rèn)為牟氏角毛藻最佳N/P比值分別為28、23，均說(shuō)明扁藻在磷濃度較高的環(huán)境下才能生長(zhǎng)好。張青田等[26]研究了水體中氮、磷含量變化及氮、磷交互作用對(duì)金藻增殖的影響，并比較了不同形態(tài)的氮鹽對(duì)該藻增殖的效應(yīng)。試驗(yàn)得出該藻生長(zhǎng)的氨氮（氯化銨）最適濃度水平為150 μmol-N/L，相應(yīng)的無(wú)機(jī)磷的最適濃度水平為10 μmol-P/L；有機(jī)氮（尿素）的最適濃度水平為250 μmol-N/L，相應(yīng)的無(wú)機(jī)磷最適濃度水平為5 μmol-P/L。本研究通過(guò)對(duì)管角螺糞便檢測(cè)，N/P接近28，水體中P的濃度相對(duì)N來(lái)說(shuō)較低，用管角螺代謝物培養(yǎng)亞心形扁藻，效果沒(méi)有湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻明顯，側(cè)面可以證明扁藻對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量遠(yuǎn)大于金藻、牟氏角毛藻，與上述學(xué)者的研究結(jié)論相吻合。一般來(lái)說(shuō)，在自然海水及水生生物糞便中，磷的含量相對(duì)低于氮的含量，該含量無(wú)法維持亞心形扁藻較長(zhǎng)時(shí)間生長(zhǎng)，在剛開(kāi)始培養(yǎng)階段雖然無(wú)明顯差別，待水體中的磷消耗殆盡時(shí)生長(zhǎng)差異就表現(xiàn)出來(lái)。

在自然生態(tài)環(huán)境中，貝類和浮游植物處于同一個(gè)生態(tài)環(huán)境中，不僅存在濾食性貝類對(duì)浮游植物的攝食和促長(zhǎng)雙重作用，而且浮游植物的數(shù)量變動(dòng)也直接影響一些貝類的發(fā)育[27]。而一些肉食性貝類，不能濾食水中的微小顆粒及浮游生物，其自身的排泄物能對(duì)浮游植物的繁殖生長(zhǎng)起促進(jìn)作用。因此，我們?cè)谝?guī)?；B(yǎng)殖時(shí)應(yīng)注意兩種貝類合理搭配，防止養(yǎng)殖海域富營(yíng)養(yǎng)化而導(dǎo)致浮游植物大量繁殖，給生產(chǎn)造成損失。

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The effects of Hemifusus tuba metabolites on proliferation of phytoplankton

Luo Jie，Liu Hao，Liu Chuwu，Cao Fujun，Su Dongjie
（Fisheries College，Guangdong Ocean University，Key Laboratory of Aquaculture in South China Sea for Aquatic Economic Animal of Guangdong Higher Education Institutes，Zhanjiang 524025，China）

Collection the dung of Hemifusus tuba，after drying treatment and measure its nutritional ingredients.And under laboratory conditions，the influence of growth to Isochrysis zhanjiangensis、Chaetoceros muelleri and Platymonas subcordiformis of Hemifusus tuba metabolites were studied.The results showed that the waste of Hemifusus tuba contains coarse protein（9.8%），p（0.38%），and other nutrients needed for the growth of microalgae；the metabolites of Hemifusus tuba could obviously promote the growth of Isochrysis zhanjiangensis、Chaetoceros muelleri and Platymonas subcordiformis（P＜0.05）.Their growth with the adding amount of the metabolites were positively related；and the effect metabolites to growth of different microalgae had obvious differences，according to the different types of Isochrysis zhanjiangensis and Chaetoceros muelleri proliferation effect was significantly higher than the Platymonas subcordiformis（P＜0.05）.

Hemifusus tuba；metabolites；microalgae；growth

10.3969/j.issn.1004-2091.2016.10.001

Q175

A

1004-2091（2016）10-0001-06

2016-04-29）

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013B020503063）

羅杰（1967-），男，教授級(jí)高工，主要從事水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物人工繁育與增養(yǎng)殖技術(shù)研究.E-mail：hydxlj163.com

劉楚吾，教授.E-mail：liucw@gdou．edu．cn