溫度、鹽度和規(guī)格對毛蚶濾水率的影響

王沖 ，孫同秋 ，曾海祥 ，王志忠 ，王玉清 ，鄭述河

（1.濱州市海洋與漁業(yè)研究所，山東 濱州 256600；2.山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟南 250013）

毛蚶Scapharca subcrenata俗稱毛蛤、麻蚶、瓦楞子等[1]，是蚶科中主要的養(yǎng)殖種類，也是我國北方沿海重要的漁業(yè)資源之一。毛蚶營養(yǎng)豐富、肉味鮮美，具有食用和一定的藥用價值，深受消費者喜愛。近年來，大量采捕和環(huán)境污染等原因使自然資源日益減少。毛蚶的資源保護及增殖放流已引起重視，有必要加強對毛蚶生態(tài)養(yǎng)殖的相關(guān)研究。

毛蚶濾食海水中的浮游生物和有機碎屑。濾水率（Filtration rate，F(xiàn)R）指濾食性貝類在單位時間內(nèi)所濾過水的總體積，是反映濾食性貝類攝食和生理狀態(tài)的動態(tài)指標(biāo)，估算海區(qū)養(yǎng)殖容量的重要參數(shù)，在貝類攝食和能量學(xué)研究和養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有重要意義[2]。貝類濾水率隨內(nèi)在因素（如體內(nèi)營養(yǎng)和能量需求等）和外在因素（如環(huán)境）的變化而變化[3]，其中，溫度、鹽度、pH、餌料密度、規(guī)格等因素是影響濾水率的主要因子。目前，關(guān)于貝類濾水率已有大量研究，如橄欖蚶Estellarca olivacea[4]、泥蚶Tegillarca granosa[5]、黃邊糙鳥蛤 Trachycardium flavum[6]、尖紫蛤 Soletellina acuta[7,8]、大竹蟶 Solen grandis[9]、企鵝珍珠貝Pteria penguin[10]、香港巨牡蠣Crassostrea hongkongensis[11]、合浦珠母貝 Pinctada fucata[12]、文蛤 Meretrix meretrix[13]、螠蟶 Sinonovacula constricta[3]和青蛤Cyclina sinensis[14]等。但有關(guān)毛蚶濾水率的研究未見報道。本文通過研究溫度、鹽度和規(guī)格對毛蚶濾水率的影響，以期為毛蚶的資源恢復(fù)和增殖放流、能量收支、養(yǎng)殖容量研究與海洋生態(tài)修復(fù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗用毛蚶采自山東省濱州海域，清洗表面附著物，在工廠化養(yǎng)殖池內(nèi)暫養(yǎng)1周后，挑選外殼無損傷、健康的毛蚶進行實驗。暫養(yǎng)期間，海水鹽度為（22.0±0.5），溫度（16.0±1.0）℃，溶解氧（DO）＞8.0mg/L，pH（8.2±0.3）,每日定時換水，24h 充氣。餌料為球等鞭金藻Isochrysis galbana、叉鞭金藻Dicrateria sp.和扁藻Platymonas subcordiformis的等體積比（1∶1∶1）混合餌料。

1.2 方法

1.2.1 不同規(guī)格毛蚶濾水率實驗

實驗在5L的聚乙烯水箱充氣靜水系統(tǒng)中進行，選取殼長 26.24～33.99mm（小，A）、39.67～43.63 mm（中，B）和 49.55～50.94mm（大，C）3 種規(guī)格的毛蚶，每組設(shè)3個重復(fù)和1個空白對照。每個實驗水箱中盛放過濾海水3L，投放小、中、的規(guī)格毛蚶各6、3和2個。每隔6h測定1次餌料濃度，12h添加1次餌料，實驗持續(xù)24h。實驗期間，水溫15.8～16.3℃，鹽度 21.5～22.0，pH 8.2～8.4，溶解氧（DO）＞8.0 mg/L。實驗結(jié)束時，用游標(biāo)卡尺測量毛蚶的殼高、殼長、殼寬（精確到0.01mm），然后解剖取其軟體組織，80℃烘干至恒重，用電子天平稱量軟體部干重和殼干重（精確到0.01g）。

1.2.2 溫度對毛蚶濾水率的影響實驗

用恒溫加熱棒控制水溫在20℃、24℃、28℃和32℃4個梯度，日升降幅度±1℃，達到預(yù)定溫度后3d開始實驗。每個水箱投放小（D）4個、中（E）3個和大規(guī)格（F）毛蚶2個，空白組不投放。每隔3h測定1次餌料濃度，實驗持續(xù)6h。其他方法同1.2.1。

1.2.3 鹽度對毛蚶濾水率的影響實驗

用砂濾海水、海鹽和曝氣自來水配制16、20、24、28和32共5個鹽度梯度，鹽度日升降幅為±2，達到預(yù)定鹽度后3d開始實驗。每個實驗水箱投放小規(guī)格毛蚶3個，每隔3h測定餌料濃度，實驗持續(xù)6h。其他方法同1.2.1。

1.3 餌料濃度的測定

餌料濃度以海水中葉綠素a（Chl a）的含量作測定指標(biāo)。Chl a測定：在40kPa下，用0.45 μm的醋酸纖維濾膜抽濾水樣100 mL，90%丙酮抽提，4℃黑暗條件下放置24 h，4 000 r/min離心10min，取上清液在TU-1810分光光度計上，用1cm光程比色皿，分別在 750nm、664nm、647nm、630nm處比色，以 90%丙酮浸泡的空白濾膜為空白對照。

按下式計算葉綠素a的含量[15]：

式中，V1和V2為樣品提取液和海水樣品體積（L）；d為比色皿光程（cm）；換算成 g/L。

1.4 濾水率的計算

用Coughlan[16]的公式計算濾水率FR：

式中，F(xiàn)R 為單位體質(zhì)量濾水率（L·g-1·h-1）；V 為實驗水體（L）；W 為實驗貝的軟體干重（g）；t為實驗持續(xù)時間（h）；C0和Ct分別是實驗開始和結(jié)束時的葉綠素 a 濃度（g/L）；C0′和 Ct′分別是實驗開始和結(jié)束時對照組的葉綠素a濃度（g/L）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準差（mean±SD）表示。采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析（ANOVA），P＜0.05為差異顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同規(guī)格毛蚶的濾水率

在規(guī)格對毛蚶濾水率的影響實驗中，每個梯度所用毛蚶的生物學(xué)數(shù)據(jù)為3個重復(fù)組的平均值（表1）。

3種規(guī)格毛蚶24h內(nèi)的濾水率如圖1所示。由圖1可知，隨著時間的增長，毛蚶的濾水率先下降后升高再下降，6～12h時濾水率最低，顯著低于其他時段（P＜0.05）。小、中、大規(guī)格毛蚶的濾水率變化范 圍 分 別 為 0.0933～0.3586L·g-1·h-1、0.0759～0.3140L·g-1·h-1和0.0538～0.2673L·g-1·h-1。各時間段中，小規(guī)格毛蚶的濾水率顯著高于大規(guī)格（P＜0.05），除0～6h和6～12h外，其他時間段小規(guī)格毛蚶濾水率顯著高于中規(guī)格組（P＜0.05）；12～18h時，中規(guī)格組濾水率與大規(guī)格組間存在顯著差異（P＜0.05）。

回歸分析表明，毛蚶的單位體質(zhì)量濾水率與軟體部干重（W，其后的數(shù)字為時間）呈負冪函數(shù)關(guān)系，在不同時間段的回歸方程分別為：FR=0.3128W6-0.1653（R2=0.9503）、FR=0.0732W12-0.3052（R2=0.9051）、FR=0.1795W18-0.4259（R2=0.9861）、FR=0.1516W24-0.4268（R2=0.9800），即毛蚶的單位體質(zhì)量濾水率隨個體規(guī)格增大而減小。

圖1 規(guī)格對毛蚶濾水率的影響Fig.1 Effects of different sizes on the filtration rate of ark shell S.subcrenata

2.2 不同溫度下毛蚶的濾水率

在溫度對毛蚶濾水率的影響實驗中，每個溫度梯度所用毛蚶的生物學(xué)數(shù)據(jù)為3個重復(fù)組的平均值（表2）。

不同溫度對毛蚶濾水率的影響見圖2。由圖2可知，3種規(guī)格毛蚶在不同溫度下濾水率的變化趨勢基本一致，即隨著溫度的升高，濾水率先升高后降低，在24℃時濾水率最大，小、中、大規(guī)格毛蚶分別為 （1.5740±0.2852）L·g-1·h-1、（1.2963±0.2200）L·g-1·h-1和（0.6972± 0.0764）L·g-1·h-1，在 32℃時最小。在不同時間段內(nèi)，0～3h時3種規(guī)格毛蚶的濾水率高于3～6h。方差分析（ANOVA）表明，3種規(guī)格毛蚶的濾水率在 24℃和 28℃時差異不顯著（P＞0.05），與 32℃時差異顯著（P＜0.05）。經(jīng)計算，溫度（x）對毛蚶濾水率（y）影響的關(guān)系可擬合為：D規(guī)格組 y=-0.0135x2+0.6826x-7.4887（R2=0.8955），E 規(guī)格組 y=-0.0099x2+0.5107x-5.6174（R2=0.9692），F(xiàn) 規(guī)格組 y=-0.0065x2+0.33x-3.5833（R2=0.9844）。

表1 實驗用不同規(guī)格毛蚶的生物學(xué)數(shù)據(jù)Tab.1 Biological measurements of various sizes of ark shell S.subcrenata in the experiment（mean ± SD）

表2 溫度實驗所用毛蚶的生物學(xué)數(shù)據(jù)Tab.2 Biological measurements of ark shell S.subcrenata in the temperature experiment（mean ± SD）

圖2 溫度對毛蚶濾水率的影響Fig.2 Effects of temperature on the filtration rate of ark shell S.subcrenata

表3 鹽度實驗所用毛蚶生物學(xué)數(shù)據(jù)Tab.3 Biological measurements of ark shell S.subcrenata in the salinity experiment（mean ± SD）

2.3 不同鹽度下毛蚶的濾水率

在鹽度對毛蚶濾水率的影響實驗中，每個鹽度梯度所用毛蚶的生物學(xué)數(shù)據(jù)為3個重復(fù)組的平均值（表3）。

不同鹽度對毛蚶濾水率的影響如圖3所示。圖3表明，隨著鹽度的升高，毛蚶濾水率先升高后降低。在0～3h，鹽度24時毛蚶濾水率最大，為（0.3663±0.0160）L·g-1·h-1，顯著高于其他鹽度組（P＜0.05）；鹽度 32 時，濾水率最低，為（0.2421±0.0383）L·g-1·h-1。在3～6h，鹽度28時濾水率最大，為（0.4003±0.0309）L·g-1·h-1，顯著高于其他鹽度組（P＜0.05）。在不同時間段相同鹽度下，除鹽度32組間差異不顯著外（P＞0.05），其他鹽度組間差異顯著（P＜0.05）。經(jīng)計算，鹽度（x）對毛蚶濾水率（y）影響的關(guān)系可擬合為：y=-0.0016x2+0.0769x-0.5872（R2=0.7571）。

圖3 鹽度對毛蚶濾水率的影響Fig.3 Effects of salinity on the filtration rate of ark shell S.subcrenata

3 討論

3.1 規(guī)格對毛蚶濾水率的影響

規(guī)格是影響貝類濾水率的重要因素之一，年齡、體質(zhì)量與干肉重等因素的差異使貝類的濾水率呈規(guī)律性變化。濾水率與體質(zhì)量之間的關(guān)系可用公式FR=aWb表述，a、b值與貝類種類、餌料種類、溫度等環(huán)境因素有關(guān)。據(jù)報道，雙殼貝類濾水率的b介于 0.6～0.94 之間[17]，不同貝類的 b 不同[6,8，9,11,18]。如黃邊糙鳥蛤的b為 0.856[6]；大竹蟶的b為0.7309[9]。本實驗中，0～6h 時毛蚶的 b-1=-0.1653，則b為0.8347，在不同時間段內(nèi)，b平均為0.6692，在上述范圍內(nèi)，與其他貝類的研究結(jié)果一致。毛蚶個體濾水率隨體質(zhì)量的增加而增大，單位體質(zhì)量濾水率則隨體質(zhì)量的增加而減小，與黃洋等[8]對尖紫蛤、廖文崇等[11]對香港巨牡蠣及馬慶濤等[18]對波紋巴非蛤Paphia undulata的研究結(jié)果一致。

3.2 溫度對毛蚶濾水率的影響

濾食性貝類通過鰓絲上3種纖毛（上前纖毛、側(cè)前纖毛和前纖毛）的運動來攝取食物，產(chǎn)生水流的主要動力靠側(cè)纖毛的擺動，而側(cè)纖毛的擺動頻率與溫度呈正相關(guān)，即溫度升高濾水率增加[19]；溫度升高可以減小海水的粘滯性，增加濾水率[20]。多研究表明，在適宜的溫度范圍內(nèi)，貝類濾水率隨溫度的升高而增大，在某一溫度時達最大值，隨著溫度繼續(xù)升高濾水率下降[12,8-10,21]。本研究結(jié)果與上述結(jié)論一致，在20～32℃范圍內(nèi)，毛蚶的濾水率隨溫度升高呈先升后降的變化趨勢，在24℃時濾水率達最大值，這與沈和定等[22]對毛蚶攝食單胞藻的濾除率研究結(jié)果相似。在0～3h和3～6h時間段，毛蚶的濾水率變化趨勢相同，0～3h的濾水率高于3～6h，表明在0～3h時毛蚶的攝食活動強于3～6h。在20～24℃范圍內(nèi)，小、中規(guī)格毛蚶的濾水率變化幅度大于大規(guī)格毛蚶，表明在一定溫度范圍內(nèi)，小、中規(guī)格貝攝食更旺盛，濾水能力更強，這與對皺肋文蛤 Meretrix lyrata[23]、菲律賓蛤仔 Ruditapes philippinarum[24]、劍狀矛蚌 Lanceolaria gladiola[25]及馬氏珠母貝Pinctada martensii[26]的研究結(jié)果一致，表明小規(guī)格的濾食性貝類對溫度變化比大規(guī)格更為敏感。

3.3 鹽度對毛蚶濾水率的影響

鹽度主要影響貝類的滲透壓，改變貝類與外界的水流交換和濾水率。在適宜的鹽度范圍內(nèi)，貝類的濾水率隨鹽度的升高而增大，在某一鹽度下達到峰值，隨著鹽度繼續(xù)升高，濾水率逐漸降低[4,6,7,13,23]。本研究中，在鹽度16～32范圍內(nèi)，毛蚶濾水率隨鹽度升高先升后降，與上述結(jié)論相似。在0～3h時間段，鹽度24時濾水率最大，在3～6h，鹽度28時濾水率達最大值，且差異不顯著（P＞0.05），說明鹽度24～28是毛蚶適宜鹽度范圍，與毛蚶生活的自然海區(qū)鹽度基本一致。這一結(jié)果與張媛等[4]對橄欖蚶、Navarro[27]對合唱殼彩蛤 Choromytilus chorus、Palmer等[28]對墨西哥灣扇貝Argopecten irradians concentricus和美洲牡蠣Crassostrea virginica的研究結(jié)果相似。在鹽度16～20時，毛蚶的濾水率上升平緩，變化幅度小于鹽度20～32時，表明毛蚶對高鹽度更為敏感，在低鹽度下攝食生理活動遲緩，與對尖紫蛤[7]、企鵝珍珠貝[10]及文蛤[13]的研究結(jié)果一致。不同種貝類的最適攝食鹽度范圍差異較大，尖紫蛤為10～14[7]、企鵝珍珠貝為25～34[10]、波紋巴非蛤為28～32[29]，縊蟶為15～25[30]，這種差異可能與種間長期生活在不同鹽度環(huán)境有關(guān)。