張延青, 李文亞, 高霄龍, 徐建平, 李 賢, 劉 鷹, 3

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皺紋盤鮑排氨率變化特征及代謝產(chǎn)物對水質(zhì)的影響研究

張延青1, 李文亞1, 高霄龍2, 徐建平1, 李 賢2, 劉 鷹2, 3

(1. 青島理工大學(xué), 山東青島 266033; 2. 中國科學(xué)院海洋研究所, 山東青島 266071; 3. 大連海洋大學(xué), 遼寧大連 116023)

為研究不同規(guī)格皺紋盤鮑(Ino)的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對養(yǎng)殖水質(zhì)的影響, 于鮑攝食后的3、6、9、12、18、24 h時取水樣對主要水質(zhì)因子的變化情況進(jìn)行測定, 并根據(jù)總氨氮(TAN)濃度計算各規(guī)格組鮑的排氨率。實驗結(jié)果表明, 隨著鮑體質(zhì)量的增加, TAN濃度也隨之增加(<0.05), 大規(guī)格組和小規(guī)格組中TAN濃度均在9 h時出現(xiàn)第一個波峰。大、中、小規(guī)格組鮑的單位體質(zhì)量排氨率最大值依次為16.79、29.96、48.56 μg/(g·h)。且小規(guī)格組鮑的排氨率顯著高于大、中等規(guī)格組(<0.05), 各規(guī)格組中的NO2–-N和PO43–-P濃度均在24 h時達(dá)到最大值, 且除0 h外, 大規(guī)格組中的NO2–-N和PO43–-P濃度均顯著高于中、小規(guī)格組(<0.05)。9 h時, 大規(guī)格組中的NO3–-N濃度達(dá)到最大值, 而中等規(guī)格組則在24 h時達(dá)到最大值。18 h時, 中等規(guī)格和小規(guī)格組COD均達(dá)到最大值, 而大規(guī)格組則是在24 h時濃度達(dá)到最大。因此, 基于皺紋盤鮑的排氨率變化特征和TAN等在水體中的累積情況, 可以預(yù)測水質(zhì)變化規(guī)律并根據(jù)實際情況及時采取換水等相關(guān)操作, 對促進(jìn)養(yǎng)殖生物健康生長、降低病害發(fā)生風(fēng)險、提高養(yǎng)殖效益等均有借鑒意義。

皺紋盤鮑(Ino); 規(guī)格; 排氨率; 水質(zhì)指標(biāo)

皺紋盤鮑(Ino), 隸屬于軟體動物門、腹足綱, 是分布在中國黃、渤海的一種具有較高經(jīng)濟(jì)價值的海產(chǎn)貝類, 是中國北方的重要養(yǎng)殖品種[1-2]。隨著中國鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展, 特別是集約化、工廠化、規(guī)?；B(yǎng)鮑業(yè)的興起, 高密度養(yǎng)殖條件下的水體環(huán)境越來越難以滿足鮑正常生長、發(fā)育的需要。水質(zhì)狀況不佳導(dǎo)致的生長變緩、病害頻發(fā), 已成為制約皺紋盤鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一[3]。因此, 本實驗擬通過研究不同規(guī)格皺紋盤鮑攝食后的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對養(yǎng)殖水質(zhì)指標(biāo)(總氨氮TAN、亞硝酸鹽氮NO2–-N、硝酸鹽氮NO3–-N、活性磷酸鹽PO43–-P和化學(xué)需氧量COD)的影響, 以期初步查明其基礎(chǔ)代謝的日變化規(guī)律, 進(jìn)而為工廠化養(yǎng)殖皺紋盤鮑的水環(huán)境調(diào)控和優(yōu)化提供理論依據(jù)。

攝食是生物為滿足生存、生長和繁殖等生理過程的物質(zhì)和能量需求而進(jìn)行的重要活動[4]。攝食后的殘餌和自身代謝產(chǎn)生的糞便等是鮑養(yǎng)殖水體污染的主要來源之一。在14~20℃環(huán)境下, 對皺紋盤鮑()攝食新鮮海帶()后個體能量收支的研究發(fā)現(xiàn), 鮑攝入的能量中大約34.6%~ 48.6 %轉(zhuǎn)化為糞能[5]。貝類的排泄產(chǎn)物中含有大量C、N、P等營養(yǎng)物質(zhì), 主要為氨、尿酸、尿素、蛋白質(zhì)等, 其中氨占總排泄量的比例高達(dá)70 %[6], 而代謝產(chǎn)物的分解更會增加養(yǎng)殖水體中N、P和C含量。養(yǎng)殖水環(huán)境營養(yǎng)鹽及有機(jī)污染指標(biāo)主要包括TAN、NO2–-N、NO3–-N、PO43–-P、COD等,TAN、NO3–-N、NO2–-N等主要來源于水生動物的排泄產(chǎn)物和有機(jī)代謝產(chǎn)物在微生物作用下的分解[7], 其中總氨氮和亞硝酸鹽氮對貝類均有較大的毒性[8-9]。目前, 國內(nèi)對皺紋盤鮑()代謝方面的研究主要集中在環(huán)境因子和內(nèi)源性因子對耗氧率和排氨率的影響上[5, 10-11], 對皺紋盤鮑攝食后的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對養(yǎng)殖水體環(huán)境影響的研究報道卻較少。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗于2016年6月在中國科學(xué)院海洋研究所內(nèi)開展, 實驗所用皺紋盤鮑()購自山東省威海市長青海洋科技股份有限公司, 均為貝殼完好無損、足部伸縮有力的健康個體, 帶回實驗室后洗刷去除表面附著物, 暫養(yǎng)于事先已充分曝氣24 h的水族箱內(nèi)(70 L, 54 cm×40 cm×32 cm)。

1.2 實驗方法

實驗所用皺紋盤鮑首先在自然光照下暫養(yǎng)15 d, 水族箱內(nèi)置黑色波紋板作為附著基, 水溫19℃, 鹽度為29±1, pH為7.8。暫養(yǎng)期間每天上午10:00清除殘餌、糞便并更換新鮮海水, 換水量為100%。18:00投喂新鮮裙帶菜(Suringar), 投喂量以鮑濕體質(zhì)量的4%計算。暫養(yǎng)結(jié)束后根據(jù)殼長將鮑分為大、中、小3個不同規(guī)格組, 其具體生物學(xué)數(shù)據(jù)見表1。

表1 不同規(guī)格皺紋盤鮑生物學(xué)數(shù)據(jù)

注: 數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤,=6。不同字母表示不同處理組間差異顯著(< 0.05)

每個規(guī)格組設(shè)置6個重復(fù)。實驗開始后, 每組實驗隨機(jī)將同一規(guī)格的鮑依次放置于大小相同的水族箱內(nèi)(10 L, 30 cm×21 cm×19 cm), 每一水族箱內(nèi)放一只鮑。18:00在每一水族箱內(nèi)分別投喂等量的新鮮裙帶菜(), 投喂量以鮑濕體質(zhì)量的4%計算。分別于投喂后3、6、9、12、18、24 h時取水樣, 測定各時間點(diǎn)水體中的TAN、NO2–-N、NO3–-N、PO43–-P、COD等濃度的變化情況, 并根據(jù)總氨氮濃度計算排氨率。實驗開始前, 鮑均需饑餓24 h。實驗所用海水均經(jīng)砂濾處理, 溫度、鹽度和pH值等與暫養(yǎng)期間一致。

1.3 指標(biāo)和測定方法

總氨氮(TAN)采用納氏試劑分光光度法[12], 亞硝酸鹽氮(NO2–-N)采用萘乙二胺分光光度法[13], 硝酸鹽氮(NO3–-N)采用紫外分光光度法[14], 活性磷酸鹽(PO43–-P)采用磷鉬藍(lán)分光光度法[13], 化學(xué)需氧量(COD)采用烘箱加熱高錳酸鉀法[15]。

排氨率的計算公式為:

=[(–)×1000×(–)]/[16]

式中,代表排氨率,和分別代表實驗結(jié)束和開始時水體中的總氨氮濃度,代表實驗用水族箱體積,代表不同規(guī)格鮑的體積,為實驗持續(xù)時間。

其中鮑的體積的計算公式為:

(m–m) /d

式中,m為鮑在空氣中的質(zhì)量,m為鮑在海水中的質(zhì)量,d代表海水的密度(1.025 g/cm3)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)用SPSS16.0 軟件進(jìn)行單因素(One- ANOVA)方差分析, 當(dāng)顯著性差異存在時使用Duncan進(jìn)行多重比較分析。實驗結(jié)果均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean ± SD), 顯著性水平為<0.05。

2 結(jié)果

2.1 總氨氮(TAN)濃度變化

隨著時間延長, 各規(guī)格組水體中的總氨氮濃度均呈上升趨勢, 且隨著皺紋盤鮑體質(zhì)量的增加, 總氨氮濃度也隨之增加(圖1)。大規(guī)格組水體中的總氨氮濃度在9 h時出現(xiàn)波峰, 且此時間點(diǎn)總氨氮濃度顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。中等規(guī)格組水體中的總氨氮濃度則在18 h時出現(xiàn)波峰, 且在18 h時顯著高于小規(guī)格組(<0.05)。在小規(guī)格組中, 總氨氮濃度波峰也出現(xiàn)在9 h時, 最大值出現(xiàn)在24 h時, 達(dá)到0.072 mg/L。

2.2 排氨率變化

各規(guī)格組鮑的排氨率均有隨時間延長而逐漸升高的趨勢, 且實驗后期發(fā)現(xiàn)隨著鮑個體增大, 其單位體質(zhì)量排氨率顯著下降(圖2)。各時間點(diǎn), 小規(guī)格組鮑的排氨率均顯著高于大規(guī)格和中等規(guī)格組(<0.05), 且在24 h時達(dá)到最大值, 為48.56 μg/(g·h)。在3、18、24 h時, 中等規(guī)格組鮑的排氨率均顯著高于大規(guī)格組, 而在其他時間點(diǎn)二者間并沒有顯著性差異(>0.05), 最大值出現(xiàn)在18 h, 為29.96 μg/(g·h)。24 h時, 大規(guī)格組鮑的排氨率達(dá)到最大值, 為16.79 μg/(g·h), 但顯著小于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。

圖1 不同規(guī)格組總氨氮(TAN)濃度變化情況

圖中不同字母表示不同規(guī)格在同一時間點(diǎn)上差異顯著(<0.05)。下同

Different letters on diagram mean significant difference in different size groups at the same time(<0.05). The same as below.

圖2 不同規(guī)格組排氨率變化情況

2.3 亞硝酸鹽氮濃度變化

隨著時間延長, 各規(guī)格組水體中亞硝酸鹽氮濃度也逐漸升高, 且除0 h外, 各時間點(diǎn)大規(guī)格組水體中的亞氮濃度均顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(圖3,<0.05)。中等規(guī)格和小規(guī)格組中, 亞氮濃度均在24 h時達(dá)到最大值, 分別為0.010 7 mg/L和0.005 8 mg/L。18 h和24 h時, 中等規(guī)格組亞氮濃度均顯著高于小規(guī)格組(<0.05), 而在其他時間點(diǎn)兩規(guī)格組間并沒有顯著性差異(>0.05)。

圖3 不同規(guī)格組亞氮濃度變化情況

2.4 硝酸鹽氮濃度變化

實驗期間, 大、中、小規(guī)格組水體中硝酸鹽氮濃度變化范圍分別為0.542~0.679 mg/L, 0.443~0.660 mg/L, 0.498~0.571 mg/L(圖 4)。9 h時, 大規(guī)格組中硝酸鹽氮濃度達(dá)到最大值, 且顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。12 h時, 中等規(guī)格組硝酸鹽氮濃度顯著升高, 達(dá)到0.618 mg/L, 且與小規(guī)格組相比差異顯著(<0.05), 18 h后, 中等規(guī)格組均大于大規(guī)格組和小規(guī)格組, 但二者并沒有顯著性差異(>0.05)。3 h和6 h時, 小規(guī)格組亞硝酸鹽氮濃度均顯著高于中等規(guī)格組(<0.05), 且在6 h時達(dá)到最大值, 而后逐漸降低, 至24 h時與其他兩個規(guī)格組相比并沒有顯著性差異(>0.05)。

圖4 不同規(guī)格組硝酸鹽氮濃度變化情況

2.5 磷酸鹽濃度變化

各規(guī)格組磷酸鹽濃度均隨時間而逐漸升高, 且都在24 h時達(dá)到最大值, 分別為0.037 mg/L、0.02 mg/L、0.013 9 mg/L。各時間點(diǎn), 中等規(guī)格和小規(guī)格組中的磷酸鹽濃度均沒有顯著性差異(圖 5,>0.05)。除0 h外, 各時間點(diǎn)大規(guī)格組磷酸鹽濃度均顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。

圖5 不同規(guī)格組磷酸鹽濃度變化情況

2.6 COD濃度變化

各規(guī)格組COD濃度具有相似的變化趨勢, 隨時間延長濃度不斷升高(圖 6)。12 h前, 各規(guī)格組間COD濃度值均沒有顯著性差異(>0.05)。18 h時, 中等規(guī)格和小規(guī)格組COD濃度均達(dá)到最大值, 6 h至24 h,小規(guī)格組大于中規(guī)格組, 但二者并沒有顯著性差異(>0.05)。24 h時, 大規(guī)格組COD濃度達(dá)到最大值, 為1.528 mg/L, 且顯著高于中等規(guī)格和小規(guī)格組(<0.05)。中等規(guī)格和小規(guī)格組24 h時COD濃度均有下降的趨勢, 但二者間并沒有顯著性的差異(>0.05)。

圖6 不同規(guī)格組COD濃度變化情況

3 討論

在貝類能量學(xué)研究中, 代謝一般分為標(biāo)準(zhǔn)代謝、活動代謝和特殊動力代謝。因為活動代謝和特殊動力代謝在測定時難以分開, 所以常將兩者合并稱為常規(guī)代謝[17]。攝食后引起的代謝屬于常規(guī)代謝, 鮑在攝取食物后不斷將代謝廢物排放到水體中, 其排氨率會呈現(xiàn)出一定的變化趨勢, 進(jìn)而也對水體中的可溶性營養(yǎng)鹽和COD等造成影響。

3.1 攝食后總氨氮濃度及排氨率變化情況

排泄是水生動物最基本的新陳代謝活動之一, 氨態(tài)氮是排泄的主要含氮化合物[4], 其濃度高低不僅是評價養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一, 而且還可能對水生生物的生長產(chǎn)生直接或間接的影響。實驗過程中隨著時間延長, 總氨氮濃度逐漸增加, 其中大規(guī)格組和小規(guī)格組均在9 h時出現(xiàn)第一個波峰, 說明此時消化、代謝活動較為活躍, 餌料等經(jīng)消化分解后以總氨氮的形式排放到水體中。同時發(fā)現(xiàn), 大規(guī)格組和小規(guī)格組總氨氮濃度多在夜間變化幅度較大, 這可能與鮑晝伏夜出的習(xí)性有關(guān)。各規(guī)格組中, 總氨氮平均濃度依次為: 大規(guī)格組0.118 mg/L, 中規(guī)格組0.065 mg/L, 小規(guī)格組0.050 mg/L, 即隨著鮑體質(zhì)量的增加, 水體中總氨氮濃度也隨之升高。這可能是由于鮑殼長、體質(zhì)量的增加, 其日攝食量逐漸增大, 進(jìn)而導(dǎo)致代謝產(chǎn)物也隨之增多[18]。

排氨率指生物在單位時間內(nèi)的氨氮排泄量, 是反映代謝活動強(qiáng)弱的一個重要指標(biāo)[19]。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn), 隨著鮑個體增大其排氨率顯著降低, 該現(xiàn)象與櫛孔扇貝()[20]、彩虹明櫻蛤()[21]、皺肋文蛤()[22]、馬氏珠母貝() [23]等的排氨率變化規(guī)律類似, 也與畢遠(yuǎn)溥等[11]關(guān)于體質(zhì)量對皺紋盤鮑()排氨率的影響研究結(jié)果相一致。究其原因可能是直接維持水生動物生命的腎臟、肝臟組織的代謝活力高于非直接維持生命的肌肉與脂肪等組織, 且隨著鮑個體增大, 肌肉與脂肪等組織較腎臟、肝臟等臟器的積累更多, 從而使個體規(guī)格增大而其單位體質(zhì)量的排氨率呈下降趨勢[16, 24-25]。

通過排氨率和總氨氮濃度的對比發(fā)現(xiàn)二者的變化趨勢基本一致。各規(guī)格組鮑的排氨率均在3、18、24 h時出現(xiàn)顯著性差異, 大規(guī)格組的排氨率在9 h時出現(xiàn)第一個波峰, 與該時刻總氨氮濃度出現(xiàn)波峰相一致。但在此時刻, 中、小規(guī)格組均未出現(xiàn)該現(xiàn)象。而是分別在18 h時中等規(guī)格組排氨率和總氨氮濃度均達(dá)到最大值, 小規(guī)格組在24 h時二者達(dá)到最大值。中、小規(guī)格組個別時刻出現(xiàn)了排氨率下降的現(xiàn)象, 分析原因可能為外部水體中總氨氮的不斷累積導(dǎo)致鮑相應(yīng)的排氨受阻[26]。

3.2 攝食后亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、磷酸鹽、化學(xué)需氧量變化情況

氮循環(huán)在養(yǎng)殖水體的營養(yǎng)鹽流動和平衡過程中起到非常重要的作用。目前對雙殼貝類氮排泄產(chǎn)物的研究報道較多, 而單殼貝類排泄特征的研究相對較少。Cockcroft[27]在對淺海區(qū)兩種雙殼貝類和的氮排泄調(diào)查中發(fā)現(xiàn), 20℃或25℃時, 其排泄產(chǎn)物總?cè)芙獾械腘O3–-N 含量小于1%, 且未檢測出亞硝酸鹽氮。Nakamura等[28]報道, 在日本中等鹽度的瀉湖中, 27℃時雙殼蛤()不排泄硝酸鹽和亞硝酸鹽。同時也有其他研究表明, 貝類排泄物中包含有NO3–-N、NO2–-N兩類物質(zhì), 但比例都相對較小[29-30]。與雙殼貝類的氮排泄物類似, 皺紋盤鮑排泄產(chǎn)物中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的濃度也較低。

亞硝酸鹽被視為水生生物的致病根源, 是氨硝化作用的中間產(chǎn)物, 其在水中的不斷累積會影響?zhàn)B殖生物的生理狀況, 長期作用會抑制生長、破壞組織器官, 導(dǎo)致死亡率升高[31]。所以, 亞硝酸鹽含量的監(jiān)測是皺紋盤鮑養(yǎng)殖水體水質(zhì)調(diào)控的一個關(guān)鍵因素。本實驗過程中, 亞硝酸鹽含量隨時間延長不斷增加, 其含量在實驗后期表現(xiàn)出明顯差異, 大、中、小規(guī)格組中的平均濃度分別為0.013 2、0.006 7、0.004 2 mg/L。各規(guī)格組中的亞硝酸鹽氮濃度均在24 h時達(dá)到峰值, 說明在養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中, 亞硝酸鹽氮濃度是一個不斷累積升高的過程, 對其濃度的適時監(jiān)測和分析, 對保證養(yǎng)殖生物的健康, 降低養(yǎng)殖風(fēng)險是十分重要的。硝酸鹽的積累對貝類的影響相對較小, 但也有研究認(rèn)為其逐漸富集會影響魚類的滲透壓和血細(xì)胞運(yùn)輸氧的能力[32]。本實驗的大、中、小規(guī)格組中硝酸鹽氮的平均濃度分別為0.616、0.536、0.543 mg/L, 硝酸鹽濃度變化與鮑的規(guī)格大小無顯著相關(guān)性。實驗前期和后期各規(guī)格組中硝酸鹽濃度變化均較平緩, 波動時間主要集中在攝食后的6~12 h。其中大規(guī)格組在9 h時出現(xiàn)第一個波峰; 而中規(guī)格組在12 h時顯著增大, 在18 h后硝氮濃度均大于大規(guī)格組和小規(guī)格組; 小規(guī)格組則在12 h時顯著下降, 24 h時又稍有上升。中、小規(guī)格組相較大規(guī)格組波動性大, 規(guī)律性不強(qiáng), 這是由于一方面皺紋盤鮑新陳代謝活動加劇, 產(chǎn)生更多的糞便等有機(jī)代謝產(chǎn)物在硝化細(xì)菌分解作用下增加了硝酸鹽的量, 而另一方面硝氮又可以在反硝化細(xì)菌脫氮作用下不斷削減, 故硝酸鹽在養(yǎng)殖水體內(nèi)復(fù)雜的微生物環(huán)境下變化不穩(wěn)定。

皺紋盤鮑與魚類等其他水生動物類似, 磷主要從食物中獲取, 而水體中的磷主要來自于飼料及糞便等的分解[33]。排泄在養(yǎng)殖水體中的磷主要以磷酸鹽(PO43–-P)形式存在[34], 某些魚類等水生生物排泄物中磷酸鹽占總磷排泄量的 85%~95%[35], 故水體中的磷酸鹽含量也可以在一定程度上表征磷的總排泄量。實驗過程中磷酸鹽總體濃度較低, 其含量也隨時間和個體規(guī)格的增加而增加, 大、中、小規(guī)格組中的平均濃度分別為0.030、0.015、0.011 mg/L。在6 h時, 大規(guī)格組中的磷酸鹽濃度出現(xiàn)第一個波峰, 9~18 h時其值隨時間延長呈下降趨勢。中、小規(guī)格組磷酸鹽濃度整體變化趨勢一致, 在6 h時達(dá)到最低而后逐漸升高。在6 h時, 大規(guī)格組和中、小規(guī)格組磷酸鹽濃度呈現(xiàn)截然相反的變化趨勢, 分析原因可能是磷酸鹽在水-沉積物(沉降物)界面發(fā)生了活躍的吸附-解吸行為[36]。鮑排泄后水體中含有一定量的糞便、殘餌等微粒和其他非液態(tài)(如黏液)物質(zhì), 溶解在水體中的磷極易被這些物質(zhì)所吸附, 被吸附的磷在一定條件下又會重新溶解到水中, 然而該過程存在時滯性, 最終導(dǎo)致了不同規(guī)格組磷酸鹽濃度在某些時刻呈現(xiàn)相反的波動特點(diǎn)[37]。

殘餌和糞便中含有大量有機(jī)質(zhì)顆粒等還原性物質(zhì), 其含量對表征水體有機(jī)物相對含量的COD產(chǎn)生影響。水體中COD濃度過高會增加水生動物病害發(fā)生的機(jī)率, 因此COD可作為養(yǎng)殖過程中的一個重要水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)。隨著時間延長, 各規(guī)格組水體中COD濃度具有相似的變化趨勢, 即隨著養(yǎng)殖時間和皺紋盤鮑個體規(guī)格的增加, 殘餌和糞便等代謝產(chǎn)物逐漸累積并形成顆粒有機(jī)碳, 使得水體中的COD濃度升高。這與馬建新等[38]在中國明對蝦()養(yǎng)殖池塘水體中COD的研究結(jié)果類似。實驗發(fā)現(xiàn)在6 h后, 小規(guī)格組COD濃度大于中規(guī)格組, 二者差異不顯著, 這是由于相較于大規(guī)格組, 中、小規(guī)格組體質(zhì)量差異較小, 小規(guī)格鮑新陳代謝速率大于中規(guī)格組, 6 h后, 單位時間內(nèi)小規(guī)格鮑糞便等有機(jī)物積累總量可能大于中規(guī)格組, 隨即對COD濃度造成影響。

綜上所述, 根據(jù)皺紋盤鮑攝食后水體中營養(yǎng)鹽、有機(jī)污染指標(biāo)COD和其排氨率等的變化規(guī)律可知, 隨著時間延長TAN、NO2–-N、PO43–-P等均在水體中逐步累積, 且TAN、NO2–-N、PO43–-P的濃度變化與鮑的規(guī)格大小成正相關(guān)。因此, 在實際生產(chǎn)過程中基于不同規(guī)格皺紋盤鮑攝食后的排氨率變化特征和代謝產(chǎn)物對養(yǎng)殖水體的污染程度, 可根據(jù)鮑的實際放養(yǎng)情況預(yù)估各水質(zhì)指標(biāo)在水體中的變化趨勢, 對皺紋盤鮑工廠化養(yǎng)殖的水質(zhì)調(diào)控和疾病預(yù)防具有良好的指導(dǎo)意義。

[1] 王進(jìn)可, 嚴(yán)正凜. 鮑養(yǎng)殖現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2012, 31(12): 749-753. Wang Jingke, Yanzhenglin. Current status and development trend of abalone culture[J]. Fisheries Science, 2012, 31(12): 749-753.

[2] 唐保軍, 王慧. 我國鮑養(yǎng)殖研究現(xiàn)狀及展望[J]. 漁業(yè)現(xiàn)代化, 2009, 36(1): 30-34. Tang Baojun, Wang hui. Current research situation and prospect on abalone culture in China-a review[J]. Fishery Modernization, 2009, 36(1): 30-34.

[3] 李世英, 張明, 高緒生. 我國北方養(yǎng)鮑業(yè)持續(xù)發(fā)展的思考[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 1999, 18(2): 47-48. Li Shiying, Zhang Ming, Gao Xusheng. Consideration of northern abalone industry in sustainable development[J]. Fisheries Science, 1999, 18(2): 47-48.

[4] 李治, 謝小軍, 曹振東. 攝食對南方鲇耗氧和氨氮排泄的影響[J]. 水生生物學(xué)報, 2005, 29(3): 247-252. Li Zhi, Xie Xiaojun, Cao Zhendong. Effects of feeding on oxygen consumption and ammonia excretion in. Acta Hydrobiologica Sinica, 2005, 29(3): 247-252.

[5] 常亞青, 王子臣. 皺紋盤鮑的個體能量收支[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 1998, 9(5): 64-69. Chang Yaqing, Wang Zicheng. An energy budget for individual pacific abalone (Ino)[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 1998, 9(5): 64-69.

[6] Bayne B L, Newell R C. Physiological energeties of marine mollusks[M]. New York: Academic Press. 1983: 407-515.

[7] Hall P O J, Holby O, Kollberg S, et al. Chemical fluxes and mass balance in a marine fish cage farm: IV. Nitrogen[J]. Marine Ecology Progress Series, 1992, 89: 81-91.

[8] 蔡繼晗, 沈奇宇, 鄭向勇, 等. 氨氮污染對水產(chǎn)養(yǎng)殖的危害及處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 浙江海洋學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010, 29(2): 167-172, 195. Cai Jihan, Shen Qiyu, Zheng Xiangyong, et al. Advancement in researches of ammonia pollution hazards on aquaculture and its treatment technology[J]. Journal of Zhejiang Ocean University (Natural Science), 2010, 29(2): 167-172, 195.

[9] 董玉波, 戴媛媛. 亞硝酸鹽氮對水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物毒性影響的研究概況[J]. 水產(chǎn)養(yǎng)殖, 2011, 32(4): 28-32. Dong Yubo, Dai Yuanyuan. Research survey of toxic effects of nitrite to aquatic animals.[J]. Journal of Aquaculture, 2011, 32(4): 28-32.

[10] 任黎華, 張繼紅, 王文琪, 等. 餌料對不同規(guī)格皺紋盤鮑能量收支的影響[J]. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 2011, 32(5): 51-57. Ren Lihua, Zhang Jihong, Wang Wenqi, et al. Effects of three dietary treatments on the energy budget of different sizedIno[J]. Progress in Fishery Sciences, 2011, 32(5): 51-57.

[11] 畢遠(yuǎn)溥, 蔣雙, 劉海映, 等. 溫度、體重對皺紋盤鮑耗氧量和排氨量的影響[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報, 2000, 6(5): 444-446. Bi Yuanpu, Jiang Shuang, Liu Haiying, et al. Effects of temperature and weight on oxygen consumption rate and ammonia excretion rate of[J]. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology, 2000, 6(5): 444-446.

[12] 閆修花, 王桂珍, 陳迪軍, 等. 納氏試劑比色法直接測定海水中的氨氮[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測, 2003, 19(6): 8-10. Yan Xiuhua, Wang Guizhen, Chen Dijun, et al. To determine NH4+-N directly in sea-water using nessler’s reagent-colorimetry[J]. Environmental Monitoring in China, 2003, 19(6): 8-10.

[13] GB17378.4-2007. 海洋監(jiān)測規(guī)范第4部分: 海水分析[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008. GB17378.4-2007. The specification for marine monitoring Part 4: Sea water analysis[S]. Beijing: Standards Press of China, 2008.

[14] 楊素霞, 黃瓊軍. 紫外分光光度法測定海水中硝酸鹽氮[J]. 黑龍江環(huán)境通報, 2006, 30(4): 35-36. Yang Suxia, Huang Xiongjun. Determining nitrate nitrogen in seawater with ultraviolet spectrophotometric method[J]. Heilongjiang Environment Journal, 2006, 30(4): 35-36.

[15] 沈加正, 侯沙沙, 劉鷹, 等. 海水化學(xué)需氧量烘箱加熱測定方法的研究[J]. 海洋科學(xué), 2011, 35(8): 1-4. Shen Jiazheng, Hou Shasha, Liu Ying, et al. Determination of seawater chemical oxygen demand by oven heating[J]. Marine Sciences, 2011, 35(8): 1-4.

[16] Ahmed F, Segawa S, Yokota M, et al. Effect of light on oxygen consumption and ammonia excretion in,,and their hybrids[J]. Aquaculture, 2008, 279: 160-165.

[17] 王玲, 陳愛華, 楊大佐, 等. 雙齒圍沙蠶晝夜代謝規(guī)律的初步研究[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2005, 29(1): 48-54. Wang Ling, Chen Aihua, Yang Dazuo, et al. Preliminary studies on the diurnal variation of metabolism of[J]. Journal of Fisheries of China, 2005, 29(1): 48-54.

[18] Barkai R, Griffiths C L. An energy budget for the south African abaloneLinnaeus. Journal of Molluscan Studies. 1988, 54(1): 43-51.

[19] 劉建業(yè), 喻達(dá)輝, 李金碧. 鹽度和pH對合浦珠母貝 () 耗氧率和排氨率的影響[J]. 海洋與湖沼, 2011, 42(4): 603-607. Liu Jianye, Yu Dahui, Li Jinbi. Effects of salinity and pH on oxygen consumption and ammonia excretion rates in[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2011, 42(4): 603-607.

[20] 王俊, 姜祖輝, 唐啟升. 櫛孔扇貝耗氧率和排氨率的研究[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2002, 13(9): 1157-1160. Wang Jun, Jiang Zuhui, Tang Qisheng. Oxygen consumption and ammonia-N excretion rates of[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2002, 13(9): 1157-1160.

[21] 董志國, 李曉英, 孟學(xué)平, 等. 彩虹明櫻蛤的耗氧率與排氨率研究[J]. 臺灣海峽, 2006, 25(4): 503-508. Dong Zhiguo, Ji Xiaoying, Meng Xueping, et al. Studies on oxygen consumption rate and ammonia-N excretion rate of[J]. Journal of Oceanography In Taiwan Strait, 2006, 25(4): 503-508.

[22] 栗志民, 劉志剛, 徐法軍, 等. 體重、溫度和鹽度對皺肋文蛤耗氧率和排氨率的影響[J]. 海洋科學(xué)進(jìn)展, 2011, 29(4): 512-520. Li Zhimin, Liu Zhigang, Xu Fajun, et al.Effects of body weight, temperature and salinity on oxygen consumption and ammonia excretion rates of[J]. Advances in Marine Science, 2011, 29(4): 512-520.

[23] 栗志民, 劉志剛, 謝麗, 等. 體重和溫度對馬氏珠母貝耗氧率和排氨率的影響[J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報, 2009, 29(6): 23-27. Li Zhimin, Liu Zhigang, Xie Li, et al. Effects of body weight and temperature on oxygen consumption rate andammonia excretion rate of(Dunker)[J]. Journal of Guangdong Ocean University, 2009, 29(6): 23-27.

[24] 姜祖輝, 王俊, 唐啟升. 菲律賓蛤仔生理生態(tài)學(xué)研究Ⅰ. 溫度、體重及攝食狀態(tài)對耗氧率及排氨率的影響[J]. 海洋水產(chǎn)研究, 1999, 20(1): 40-44. Jiang Zuhui, Wang Jun, Tang Qisheng. Studies on phy-siological ecology of short-necked clam (). I. Effects of Temperature, body weight and feeding state on oxygen consumption rate and ammonia excretion rate[J]. Marine Fisheries Research, 1999, 20(1): 40-44.

[25] Gao X L, Zhang M, Tian H Q, et al. Effect of LED light quality on respiratory metabolism and activities of related enzymes of[J]. Aquaculture, 2016, 452: 52-61.

[26] Colt J E, Armstrong D A. Nitrogen toxicity to crustaceans, fish and molluscs [C] // Allen J L, Kinney E C. Proceedings of the Bio-Engineering Symposium for Fish Culture. Bethesda, Maryland: Fish Culture Section, American Fisheries Society, Northeast Society of Conservation Engineers: 34-47.

[27] Cockcroft A C. Nitrogen excretion by the surf zone bivalvesand[J]. Marine Ecology Progress Series, 1990, 60: 57-65.

[28] Nakamura M, Yamamuro M, Ishikawa M, et al. Role of the bivalvein the nitrogen cycle in a mesohaline lagoon[J]. Marine Biology, 1988, 99(3): 369-374.

[29] 蔣紅, 崔毅, 陳碧鵑, 等. 乳山灣菲律賓蛤仔可溶性氮、磷排泄及其與溫度的關(guān)系[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2006, 13(2): 237-242. Jiang Hong, Cui Yi, Chen Bijuan, et al. Excretions of dissolved nitrogen and phosphorus in Ruditapes philippinarum at different water temperatures in the Rushan Bay[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2006, 13(2): 237-242.

[30] 周毅, 楊紅生, 何義朝, 等. 四十里灣幾種雙殼貝類及污損動物的氮、磷排泄及其生態(tài)效應(yīng)[J]. 海洋與湖沼, 2002, 33 (4): 424-431. Zhou Yi, Yang Hongsheng, He Yichao, et al. Nitrogen and phosphorus excretion and its ecological effect by several bivalves and fouling animals [J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2002, 33 (4): 424-431.

[31] 余瑞蘭, 聶湘平, 魏泰莉, 等. 分子氨和亞硝酸鹽對魚類的危害及其對策[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 1999, 6(3): 73-77. Yu Ruilan, Nie Xiangping, Wei Taili, et al. Toxicity of molecular ammonia &nitrite to fishes and the control measures[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 1999, 6(3): 73-77.

[32] 卜雪峰. 貝藻處理海水養(yǎng)殖廢水的應(yīng)用研究[D]. 青島: 中國海洋大學(xué), 2004, 1-70. Bu Xuefeng. The applied study of wastewater treatment in marine culture by filter-feeding bivalves and algae[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2004, 1-70.

[33] 賈后磊, 舒廷飛, 溫琰茂. 養(yǎng)殖水環(huán)境中磷的循環(huán)與平衡[J]. 水利漁業(yè), 2002, 22(1): 37-39.Jia Houlei, Shu Tingfei, Wen Yanmao. Cycle and budget balance of phosphorus in the cultivated water[J]. Reservoir Fisheries, 2002, 22(1): 37-39.

[34] Thomas S L, Piedrahita R H. Apparent ammonia-ni- trogen production rates of white sturgeon () in commercial aquaculture systems[J]. Aquacultural Engineering. 1998, 17(1): 45-55.

[35] 阮景榮. 三種魚的磷排泄及其在微型生態(tài)系統(tǒng)磷再循環(huán)中的作用[J]. 水生生物學(xué)報, 2005, 29(1): 55-60. Ruan Jingrong. Phosphorus excretion of three species of fish and its role in the recycling of phosphorus in freshwater microcosms[J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2005, 29(1): 55-60.

[36] 宋金明. 中國近海沉積物-海水界面化學(xué)[M]. 北京: 海洋出版社, 1997. Song Jinming. Chemistry of sediment- seawater interface of the China seas[M]. Beijing: China Ocean Press, 1997.

[37] 葛長字. 魚類養(yǎng)殖對水體磷酸鹽的影響: 源、匯的半現(xiàn)場實驗例證[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理, 2010, 35(7): 29-32, 45. Ge Changzi. Effects of pisciculture on phosphate concentration of water body: one source or one sink, a semi-field experiment example[J]. Environmental Science and Management, 2010, 35(7): 29-32, 45.

[38] 馬建新, 劉愛英, 宋愛芹. 對蝦病毒病與化學(xué)耗氧量相關(guān)關(guān)系研究[J]. 海洋科學(xué), 2002, 26 (3): 68-71. Ma Jianxin, Liu Aiying, Song Aiqin. A study on the relationship between COD and shrimp viral disease[J]. Marine Sciences, 2002, 26 (3): 68-71.

Ammonia excretion rate ofand effects of metabolite on water quality

ZHANG Yan-qing1, LI Wen-ya1, GAO Xiao-long2, XU Jian-ping1, LI Xian2, LIU Ying2, 3

(1. Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China; 2. Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 3. Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

Ammonia excretion rates ofof different sizes and the effect of its metabolites on water quality were investigated by collecting water samples at 3, 6, 9, 12, 18, and 24 h after food intake to determine the changes in important water quality factors and calculate the ammonia excretion rate of each group based on TAN concentration. Experimental results showed that TAN concentration of large- and small-sized abalone groups reached the first peak at 9 h and increased with the body mass of abalone. The maximum ammonia excretion rates per unit weight of the large, medium, and small size groups were 16.79, 29.96, and 48.56 μg/(g·h), respectively. The ammonia excretion rate of the small-sized group was significantly higher than that of the medium- and large-sized groups. PO43–-P and NO2–-N concentrations of the small-, medium-, and large-sized groups reached the maximum value at 24 h, and the PO43–-P and NO2–-N concentrations of the large-sized group were significantly higher than those of the small- and medium-sized groups. NO3–-N concentration of the large-sized group reached the maximum value at 9 h, whereas NO3–-N concentration of the medium-sized group reached the maximum value at 24 h. COD concentration of the small- and medium-sized groups reached the maximum value at 18 h, whereas COD concentration of the large-sized group reached the maximum value at 24 h. Therefore, water exchange and other related processes after the food intake by the abalonebased on its ammonia excretion rate and water quality index accumulation in the water body will be somewhat referential to the promotion of the healthy growth of aquaculture organisms, reduction of disease incidence risk, and improvement of aquaculture efficiency.

Abalone; Size; Ammonia excretion rate; Water quality indexes

(本文編輯: 梁德海)

S917.4

A

1000-3096(2017)07-0023-08

10.11759/hykx20160811003

2016-11-20;

2017-02-21

國家自然科學(xué)基金(No. 41306152, 31472312, 31402283); 國家貝類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-48); 農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實驗室開放課題(2013-SDMFMA-KF-1); 江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計劃項目(BE2015325)

[Natural Science Fundation, No. 41306152, No. 31472312, No. 31402283; National Shellfish Industry Technology System Project, No. CARS-48; The Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, No. 2013-SDMFMA-KF-1; Key Research and Development Program of Jiangsu Province, No. BE2015325]

張延青(1963-), 女, 山東青島人, 博士, 教授, 主要從事水處理技術(shù)研究與教學(xué), 電話: 0532-84962166, E-mail: zyq_luck@163.com;劉鷹(1969-), 通信作者, 男, 教授, 主要從事水產(chǎn)工程及生態(tài)學(xué)研究, E-mail: yingliu@dlouedu.cn

Nov. 20, 2017