羅 杰，王中鐸，姚澤彬 (廣東海洋大學水產學院，南海水產經濟動物增養(yǎng)殖廣東普通高校重點實驗室，廣東湛江 524025)

貝類養(yǎng)殖是我國海水養(yǎng)殖業(yè)的支柱產業(yè)。據《中國漁業(yè)年鑒》統(tǒng)計，2019年我國海水養(yǎng)殖貝類產量達1 439萬t，其中濾食性雙殼貝類為主要養(yǎng)殖品種，占貝類總產量的90%以上。目前我國貝類養(yǎng)殖大多呈粗放型，局部地區(qū)養(yǎng)殖密度過高，增加了當地水域環(huán)境壓力，導致一些海區(qū)養(yǎng)殖總量超過水域容納量；同時，由于陸地養(yǎng)殖對蝦廢水沒有經過處理而直接向海區(qū)排放及養(yǎng)殖魚類、貝類排泄物的影響，致使某些海區(qū)污染加重、富營養(yǎng)化，從而引起海區(qū)赤潮、病害頻繁發(fā)生，每年造成巨大的經濟損失。

雙殼貝類通過鰓絲及其上著生的纖毛擺動，一方面濾食水體中單細胞藻的細小顆粒態(tài)食物，對水體起到凈化作用；另外，雙殼貝類濾食的顆粒中只選擇其中一部分消化吸收，其余的則以糞?；蛘呒偌S的形式排出，這些物質沉積到水體底部形成生物沉積物。長牡蠣()和菲律賓蛤仔()的生物沉積速率較高，每平方米內每天分別將 15.0和29.9 g的懸浮顆粒物通過濾食和排糞沉積到底層，增強了水層-底棲系統(tǒng)的耦合作用。大量的生物沉積物會增加底質中的有機物，為海參等底棲動物提供食物來源。同時，這些沉積物通過微生物降解釋放大量含碳、氮、硫、磷等元素的營養(yǎng)鹽，可以滿足底棲海草和海藻的營養(yǎng)需要，促進藻類的生長繁殖，對海洋生態(tài)環(huán)境起到調節(jié)作用。紫貽貝()、櫛孔扇貝()等具有足絲的貝類，其攝食活動可以影響水體中二甲基硫(DMS)的濃度。單細胞藻類存在于海洋中的微小浮游植物，雖然處于海洋食物鏈的最底層，但卻是海洋初級生產者和能量的主要轉換者。它在海洋中的數量直接或間接影響魚類、蝦類、貝類及其幼體的存活和生長，因此通過研究浮游植物的數量變化可以對漁業(yè)產量進行估算。海洋中浮游植物的數量與濾食性貝類關系密切。已有研究表明，櫛孔扇貝、菲律賓蛤仔和太平洋牡蠣()的密度與浮游植物的增長呈正相關，其對浮游植物有明顯的促生長作用；廣東湛江流沙灣大規(guī)模的扇貝養(yǎng)殖導致扇貝養(yǎng)殖區(qū)浮游植物、浮游動物的豐度和生物量明顯降低。關于西施舌養(yǎng)殖對淺海生態(tài)系統(tǒng)的影響及其對水質的改善、對浮游藻類的促生長作用有待進一步研究。

西施舌()屬于軟體動物門雙殼綱蛤蜊屬，廣東地區(qū)俗稱貴妃螺，為淺海埋棲性雙殼貝類，常棲息在潮間帶至潮下帶20 m左右沙灘中，是我國沿海灘涂重要的增養(yǎng)殖對象之一。它主要攝食水體中的浮游植物及微小顆粒，同時排出的沉積物經分解后釋放出氨氮。氮是海洋植物所需的基本營養(yǎng)元素，其含量對海洋藻類豐度的影響較大。亞心形扁藻()、湛江等鞭金藻()和牟氏角毛藻()是自然海域中常見的單細胞藻類。這些單胞藻是雙殼貝類的主要餌料來源，在水產動物的人工育苗階段作為餌料被廣泛應用。波吉卵囊藻()常生活在養(yǎng)殖水體中，種群穩(wěn)定、適應能力強，能有效降低水體中的氨氮、亞硝酸氮等含量，吸收養(yǎng)殖水體中生物產生的排泄物，能有效改善水質、降低水體污染及增強對蝦的抗病力。筆者通過實驗生態(tài)學方法研究了西施舌代謝物對亞心形扁藻、牟氏角毛藻、湛江等鞭金藻和波吉卵囊藻4種單細胞藻類生長的影響，旨在為綜合研究濾食性貝類對海區(qū)浮游藻類數量變化的影響、正確估算海區(qū)養(yǎng)殖容量及海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據。

1 材料與方法

試驗所用的西施舌捕自廣東省徐聞縣雷打沙島東部海域，選擇殼長2.45～6.84 cm、水管噴水有力、外殼完整的個體，把外殼表面清洗干凈后放到水泥池中暫養(yǎng)7 d，每天投喂足量的湛江等鞭金藻 、牟氏角毛藻 和亞心形扁藻，換水量80%。24 h連續(xù)充氣，海水經沉淀、砂濾，試驗期間海水溫度為28.5～30.0 ℃、 鹽度29～31、pH 8.2,光照強度為 2 850～3 300 lx。

試驗所用亞心形扁藻、牟氏角毛藻、湛江等鞭金藻及波吉卵囊藻由廣東海洋大學水產學院藻類研究室一級培養(yǎng)，均處于指數生長期。

不同規(guī)格西施舌對單胞藻生長的影響。 按規(guī)格將西施舌分為A[(2.67±0.12)cm]、B[(4.43±0.24)cm]、C[(6.42±0.27)cm]、D[(8.38±0.18)cm]和E[(10.16±0.27)cm]5組。將經砂濾的自然海水煮沸，冷卻后往消毒過的玻璃缸中加入3 L海水，然后分別放入5種規(guī)格的西施舌，養(yǎng)殖24 h后取出(在此期間不投喂餌料)；用400目篩絹(孔徑38 μm)分別抽濾200 mL養(yǎng)殖西施舌的海水裝入容量500 mL的三角燒瓶中，每組分別接種處于指數生長期的湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻，每種藻類的初始密度相同。分別測定接種24、48、72、96、120及144 h后的藻細胞數量。每組設3個平行。

不同規(guī)格西施舌與單胞藻生長的關系。測定上述規(guī)格的西施舌代謝物培養(yǎng)單胞藻至120 h時藻細胞的數量，同時計算出4種單胞藻的增長量，分析西施舌規(guī)格與4種單胞藻生長的關系。每組設3 個平行。

單胞藻的管理和藻細胞密度的測定。試驗時將三角燒瓶置于搖床上，以防藻體沉積于瓶底；試驗開始后24、48、72、96、120、144和168 h，每天11：00時用吸液槍吸取藻液，采用血球計數板法測定藻細胞的密度，每個樣品重復計數3次，取平均值。

試驗數據均以平均值±標準誤表示，使用Excel 2016軟件進行數據處理和圖形繪制，使用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行差異顯著性分析。<0.05表示差異顯著，<0.01表示差異極顯著。

按照以下公式計算相對最大生長率：相對最大生長率=(最大藻細胞密度-初始藻細胞密度)/初始藻細胞密度×100%。

2 結果與分析

從圖1可以看出，西施舌代謝物對湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻4種單胞藻具有促生長作用。不同規(guī)格西施舌對同一種單胞藻的促生長作用存在明顯差異。隨著培養(yǎng)時間的增長，各試驗組的藻細胞密度逐漸增加。用不同規(guī)格西施舌代謝物培養(yǎng)的4種單胞藻的生長量變化基本一致：藻細胞的生長量隨著西施舌規(guī)格的增大而增大，且D、E組單胞藻的生長維持時間較長，168 h還處于生長期。A組西施舌代謝物對4種單胞藻的生長維持時間不同，湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻的藻細胞生長量下降的時間分別為120、144、168和144 h，然后進入死亡期。E組湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻細胞的相對最大生長率分別為A組的2.02、1.58、1.95和1.61倍。方差分析顯示，不同規(guī)格西施舌的代謝物對湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻的生長均有極顯著影響(<0.01)(表1)。

西施舌代謝物對4種單胞藻的促生長作用隨單胞藻種類的不同而有所差異。24 h內4種單胞藻的生長速率沒有明顯差異，但隨著培養(yǎng)時間的增長，藻細胞的生長存在明顯差異。關于對湛江等鞭金藻的促生長作用，A組在培養(yǎng)96 h藻細胞達到最大密度，120 h時藻細胞開始死亡；B、C組168 h時藻細胞開始死亡，D和E組培養(yǎng)168 h時藻細胞仍處于生長期，相對最大生長率為531.3%。A、B組牟氏角毛藻培養(yǎng)120 h時藻細胞達到最大密度，144 h時藻細胞開始死亡；C組144 h時牟氏角毛藻藻細胞密度達到最大值，168 h時開始死亡；D、E組與湛江等鞭金藻變化趨勢相同，168 h時藻細胞仍處于生長期，相對最大生長率為513.3%。亞心形扁藻只有E組藻細胞一直處于生長期，其余組在培養(yǎng)144 h時藻細胞達到最大值后逐漸出現(xiàn)死亡，相對最大生長率為420.0%。波吉卵囊藻在A、B組藻細胞密度達到最大值的時間分別為120和144 h，然后進入死亡期；C、D和E組藻細胞在試驗時間內均處于增長期，相對最大生長率為406.6%。

用不同規(guī)格西施舌的代謝物分別培養(yǎng)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻4種單胞藻120 h后，計算藻細胞的增長量。從圖2可以看出，4種單胞藻的增長量隨著西施舌規(guī)格的增大而增大，西施舌規(guī)格與藻細胞的增長量呈正相關，其關系曲線可用=aln+b表示，式中為藻細胞的增長量、為西施舌規(guī)格。在一定時間范圍內，藻細胞生長速度加快，但達到一定密度后藻細胞的增長趨于平緩。

3 討論

由于水生生物在水體中生活，其一切代謝活動均在水中進行，而呼吸和排泄是動物新陳代謝的基礎生命活動。生物不斷從周圍環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質，以維持自身生存和生長的需要，同時把體內的代謝物排泄到生活環(huán)境中。由于水生生物種類和生活方式各異，從周圍環(huán)境中獲取食物的種類也有很大差別。比如濾食性貝類主要濾食水體中的微小顆粒，包括一些單細胞藻類、細菌及有機碎屑等，同時對魚糞、殘餌及網箱周圍沉降物都可攝食；有些肉食性貝類(如東風螺、管角螺等)主要攝食一些動物的腐敗尸體或小型貝類。由于攝食對象不同，產出的糞便所含的營養(yǎng)成分也存在差異。例如，腹足類的代謝產物主要有氨、尿酸、尿素、氨基酸等，其中氨排放量占總排泄量的70%以上，管角螺糞便中磷含量為0.38%、粗蛋白含量為9.8%、氮磷比接近28。吳小平等對魚類糞便中營養(yǎng)成分進行了研究，其營養(yǎng)成分組成(干物質)如下：粗脂肪0.9%～1.6%、粗蛋白10%～13%、粗纖維24%～26%，磷0.5%～1.1%，還有銅、鐵、鉀、鋅、鉻等元素及20余種氨基酸。水生植物的生長需要各種營養(yǎng)鹽，而天然水體中可溶性無機化合物氮、磷、硅元素被水生植物吸收利用，成為生物體的重要組成元素，能促進其生長繁殖。這些可溶性無機化合物主要來源于動植物腐殖質、水生動物的排泄物等，其含量影響水生植物的生長與繁殖。由于不同種類的單胞藻類對環(huán)境因子的適應性及生理特性不同，導致其生長所需的營養(yǎng)物質有所差別。在藻類處于指數生長期階段，藻細胞繁殖速度加快，所需的營養(yǎng)鹽含量必須滿足藻細胞的生長需要，否則生長繁殖會受到影響，從而影響水體初級生產的速率和產量。

注：(a).湛江等鞭金藻；(b).弁氏角毛藻；(c).亞心形扁藻；(d).波吉卵囊藻 Note：(a).Isochrysis zhanjiangensis；(b).Chaetoceros muelleri；(c).Platymonas subcordiformis；(d).Oocystis borgei圖1 西施舌代謝物對4種單細胞藻類生長的影響Fig.1 Effects of the metabolites of C.antiquata on the growth of four species of unicellular algae

表1 不同規(guī)格西施舌對4種單細胞藻類生長的影響方差分析結果

注：a.湛江等鞭金藻；b.弁氏角毛藻；c.亞心形扁藻；d.波吉卵囊藻 Note：a.Isochrysis galbana；b.Chaetoceros muelleri；c.Platymonas subcordiformis；d.Oocystis borgei圖2 不同規(guī)格西施舌與單細胞藻類生長的關系曲線Fig.2 The relationship curve between the growth of unicellular algae and different specifications of C.antiquata

藻類在自然水域分布較廣，對環(huán)境條件的適應性較強，其增長速度受水體中營養(yǎng)鹽含量的影響較大，含量較低時會限制單胞藻吸收營養(yǎng)元素的速率，從而抑制浮游植物的生長。在培養(yǎng)過程中單胞藻藻細胞的生長繁殖表現(xiàn)出特定的模式曲線，曲線可分為延緩期、 指數生長期、生長相對下降期、靜止期和死亡期 5個階段，在此期間某個階段持續(xù)時間可能會很短。用不同規(guī)格的西施舌代謝物分別培養(yǎng)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻4種單胞藻，藻細胞生長的5個階段較為明顯，24 h內藻細胞生長曲線基本相似，生長曲線變化平穩(wěn)，說明藻細胞生長緩慢、數量無明顯變化，處于5個生長階段中的延緩期。A組西施舌代謝物培養(yǎng)的上述4種單胞藻藻細胞很快進入靜止期，出現(xiàn)死亡時間分別為120、144、168和144 h，藻細胞最大密度分別為剛接種時的3.5、4.3、3.2和3.3倍；E組用西施舌代謝物分別培養(yǎng)湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻、亞心形扁藻和波吉卵囊藻，藻細胞的生長期延長，168 h時其藻細胞還在緩慢增長，試驗結束時死亡期還沒出現(xiàn)，藻細胞最大密度分別為剛接種時的6.3、6.1、5.2和5.1倍。西施舌規(guī)格越大，其代謝產物對單胞藻的促生長作用越明顯，生長期越長。不同規(guī)格的西施舌排泄量不同，個體越大，其排出的糞便等代謝物越多，單位水體中浮游植物所需營養(yǎng)鹽、氮、磷的濃度相對增加，有利于藻類的生長繁殖。該試驗結果表明，西施舌代謝物對4種單胞藻的促生長效果存在較大的差異，主要是各種單胞藻生理結構及其對環(huán)境因子的適應性不同，其對營養(yǎng)鹽的需求量也不同。大量研究表明，單胞藻的生長和繁殖除了受水體中營養(yǎng)鹽、氮、磷的影響外，還與氮磷比相關，氮磷比過高或過低對單胞藻生長均不利。林忠洲等在研究青島大扁藻和牟氏角毛藻的種間競爭關系時發(fā)現(xiàn)，青島大扁藻對磷的需求量較高，而較低的磷濃度對牟氏角毛藻生長更為有利。研究表明，亞心形扁藻最佳氮磷比為17，牟氏角毛藻最佳氮磷比為 28或23，而波吉卵囊藻的最適NO-N 和 PO-P 濃度分別為 11.32和1.29 mg/L。該試驗中用西施舌代謝物培養(yǎng)4種單胞藻，其對湛江等鞭金藻、牟氏角毛藻的促生長作用明顯優(yōu)于亞心形扁藻和波吉卵囊藻，這說明亞心形扁藻和波吉卵囊藻對營養(yǎng)物質的需求量大于湛江等鞭金藻和牟氏角毛藻，與上述學者的研究結果相一致。

濾食性貝類通過攝食水體中的浮游植物、有機碎屑等作為主要食物來維持自身的生長和繁殖，對水體起到凈化作用；其排泄物能對浮游植物的繁殖和生長起促進作用，也有可能對水體造成污染。由于養(yǎng)殖種類、密度、方式及養(yǎng)殖海域的特性不同，關于貝類對生態(tài)環(huán)境的影響有不同的結果。 因此，在貝類養(yǎng)殖時養(yǎng)殖密度要合理，防止因密度過大引起的海域富營養(yǎng)化，從而導致浮游植物大量繁殖。