麻艷群,曲照球,司楠,董升輝,胡文廣,孫悅欣,江林源
(1.廣西大學動物科學技術學院,廣西 南寧 530004;2.廣西壯族自治區(qū)水產技術推廣站,廣西 南寧 530012)
呼吸代謝是生物能量學研究的重要內容之一,耗氧率、氨氮排泄及其變化規(guī)律的研究是呼吸代謝研究最重要的內容,能夠直接或間接地反映出魚類對環(huán)境變化的適應能力[3-4]。早期已有一些學者對鯉、草魚、鰱、鳊、鯔、梭鱸幼魚、黃鱔等多種魚類的呼吸代謝進行了研究[5-8]。魚類是變溫動物,易受外界環(huán)境溫度的影響。在不同的水溫狀態(tài)下,魚體的生理機能會發(fā)生顯著變化。在我國南方,魚類養(yǎng)殖期間有可能會受到冷空氣的影響。低溫下,魚體活動能力降低,食欲降低,生長速度減緩,養(yǎng)殖效率下降,甚至引起疾病爆發(fā),給廣大養(yǎng)殖戶造成不必要的損失。研究水溫對魚類呼吸代謝方面的影響,有助于掌握該魚在不同環(huán)境條件下的代謝強度及魚體生理活動規(guī)律,為在養(yǎng)殖實踐中進行魚苗培育,在運輸過程中提高存活率,進一步擴大規(guī)?;B(yǎng)殖等提供有效的基礎理論數據。
試驗采用流水密閉式試驗裝置,使用普通規(guī)格的水族箱,分為儲水箱(上),呼吸箱(中),收集箱(下)3 部分。呼吸箱是具塞廣口瓶,體積為2.5 L。每個呼吸箱設2 個重復,即呼吸室。3 個水箱子處于不同高度,三者之間用膠管相連,采用虹吸法將其連接到一起。試驗裝置見圖1。氨氮排泄率測定時規(guī)定出水口水流量為100 mL/min,耗氧率測定規(guī)定出水口水流量為120 mL/min。
圖1 斑點叉尾耗氧率和氨氮排泄率測定試驗裝置
試驗設計3 個溫度梯度組(18 ℃組、22 ℃組和26 ℃對照組),每組均下設2 個重復(呼吸室)。待水溫恒定后,每個重復內放進15 尾試驗魚。讓其在規(guī)定的溫度下適應一段時間后,開始正式試驗。各組試驗用魚的基礎數據見表1。各組間無顯著差異(P>0.05),試驗過程中觀察記錄試驗魚的活動情況。
表1 各組試驗魚的體長和體質量
每隔2 h 取各個出水口與進水口水樣,用溫克勒(Winkler)碘量法測定水中的溶解氧含量。耗氧率計算公式如下:
耗氧率[mg/(kg·h)]=(A1-A2)×V/W
式中:A1、A2——進、出水口的ρ(溶氧),mg/L;
V——單位時間的流量,L/h;
W——魚體質量,kg。
與耗氧率同時進行,亦每隔2 h 測定一次。水中的氨氮測定采用納氏試劑比色法。氨氮排泄率的計算公式如下:
式中:N——排泄率,mg/(g·h);
Nt——t 時刻呼吸室中的氨氮質量濃度,mg/L;
N0——進水口氨氮的質量濃度,mg/L;
V——t 時間內流經呼吸室的水量,L;
W——魚體質量,g;
t——試驗時間,h。
數據以平均值±標準誤差(X±SE)表示。所有數據用SPSS18.0 軟件進行統計分析,結合Duncan 多重比較法,顯著水平采用P<0.05。
表2 各組斑點叉尾幼魚各時間段的平均耗氧率 mg(/kg·h)
表2 各組斑點叉尾幼魚各時間段的平均耗氧率 mg(/kg·h)
取樣時間 18 ℃溫度組 22 ℃溫度組 26 ℃溫度組11:00 152.20 123.77 128.32 13:00 121.68 139.41 205.21 15:00 166.50 51.62 249.34
續(xù)表
圖2 不同溫度下斑點叉尾幼魚各時間段的氨氮排泄率
表3 各組斑點叉尾幼魚各時間段的氨氮排泄率 mg(/kg·h)
表3 各組斑點叉尾幼魚各時間段的氨氮排泄率 mg(/kg·h)
取樣時間 18 ℃溫度組 22 ℃溫度組 26 ℃溫度組11:00 0.12 0.15 0.26 13:00 0.18 0.23 0.37 15:00 0.33 0.40 0.49 17:00 0.48 0.51 0.61 19:00 0.54 0.55 0.74 21:00 0.56 0.59 0.79 23:00 0.60 0.63 0.82平均氨氮排泄率 0.40±0.01b 0.44±0.01b 0.58±0.01a
魚類耗氧率是魚類代謝活動的重要指標,不僅反映魚類的生理狀況,也反映出魚類在外界條件影響下呼吸強度的變化情況[14]。魚類耗氧率的變化情況與水溫密切相關。閆杰[15]研究發(fā)現,在適宜的溫度范圍內,麥穗魚的耗氧率隨著溫度的增加而增加。朱祥宇等[16]報道草魚的耗氧率隨溫度增加而顯著增加(P<0.05)。田勝秀等[17]也發(fā)現,泥鰍在25 ℃時的耗氧量和耗氧率均>20 ℃條件下的。淡水類的鱖魚、短須裂腹魚、北方須鰍等,海水類的大瀧六線魚、豹紋鰓棘鱸、鮭點石斑魚、魚、龍虎斑、條石鯛和半滑舌鰨等也有類似的報道[18-21]。
該試驗結果與前人的報道基本一致,在適宜溫度下(22~26 ℃),斑點叉尾幼魚的耗氧率隨著溫度的升高而升高。這可能有2 方面的原因:一是在一定氧飽和狀態(tài)下,冷水比溫水溶解有更多的氧氣,魚在溫水中為了得到在冷水中等量的氧氣,必須使更多的溫水通過鰓部[22];二是魚體直接維持生命的多種組織,如腎、肝胰臟、鰓、腦、心等,其每千克體質量每小時耗氧率較高,非直接維持生命的多種組織,如骨骼、骨骼肌、脂肪等,它們每千克體質量每小時耗氧率較低,隨著水溫升高,維持生命的腦、心、肝等重要組織器官的活性增強,各種酶的活性提高,魚類的活動強度增大,基礎代謝旺盛,耗氧率升高[23]。
邱成功等[24]研究發(fā)現,褐菖鲉幼魚的耗氧率隨溫度的升高先上升后下降。在該次試驗中,低溫18 ℃下斑點叉尾的耗氧率升高,這可能是因為低溫應激導致的魚體代謝增強,影響肝中糖原代謝,肝中神經活動增加,細胞內ATP 加快分解供能[25],而糖原代謝和ATP 快速分解需要大量氧氣,因此耗氧率上升。
氨氮排泄率是衡量魚體代謝生理的重要指標,尤其在高密度工業(yè)化養(yǎng)殖條件下,飼料中氮素營養(yǎng)的流失不僅造成資源浪費,也是封閉養(yǎng)殖水體污染的主要來源[26-28]。魚類的氮排泄物主要有氮、尿素和尿酸,對魚類來說,氨是最主要的排泄物。硬骨魚類排泄的氨占總氮的70%~90%。一般氨氮主要通過鰓排出,氨氮在水中極不穩(wěn)定,以離子態(tài)(NH4+)和非離子態(tài)(NH3)2 種形式存在,其解離平衡受溫度、pH 值、氧氣等因子的影響[29]。
水溫作為影響魚類生長代謝的最重要因子之一[30],通過影響魚類代謝而對魚體的氨氮排泄產生影響。國內外已有關于水溫對養(yǎng)殖魚類氨氮排泄影響的研究成果。況莉等[31]研究發(fā)現,溫度升高可引起饑餓狀態(tài)下的南方鲇魚氨氮排泄率的升高。Cui 等[32]認為溫度對氨排泄的影響為線性關系。李勇等[33]發(fā)現瓦氏黃顙魚氨氮排泄率與水溫正相關,呈冪函數關系;Sun 等[34]對軍曹魚的氨氮排泄率與水溫的研究發(fā)現軍曹魚的氨氮排泄率與水溫呈正相關。