砂粒粒徑與砂層厚度對單體筐養(yǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)中三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)幼蟹攝食行為與生長特性的影響研究*

徐永健　申屠基康,　丁張妮

(1. 寧波大學海洋學院　應用海洋生物技術教育部重點實驗室　寧波　315211; 2. 寧波市海洋與漁業(yè)研究院　寧波　315010)

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)是重要的海洋經濟動物, 隸屬甲殼綱、十足目、梭子蟹科、梭子蟹屬, 分布于中國、朝鮮、日本等海域, 是我國重要的漁業(yè)資源(喬振國等, 2012)。其肉肥鮮美, 是人們所喜愛的海產品。由于生活水平的提高, 對三疣梭子蟹的需求量增加, 養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛的發(fā)展, 但仍有一些問題有待研究解決, 例如養(yǎng)殖成活率低、產量不穩(wěn)定等(喬振國等, 2012)。

當前, 國內外對梭子蟹的研究主要涉及: 養(yǎng)殖方式(郝志凱等, 2011; 張國喜等, 2012; 夏金樹等,2012)、形態(tài)特征(高保全等, 2008)、生長發(fā)育(Romanoet al, 2006; 劉磊等, 2009; Cuiet al, 2012)、飼料營養(yǎng)(Wuet al, 2007; Juliana, 2009)、養(yǎng)殖條件(Bryarset al,2006; Stickleet al, 2007; 廖永巖等, 2008; 王沖等,2010; Liuet al, 2014)及病害防治(Wanet al, 2011; Muet al, 2012; Zhanget al, 2014)等。三疣梭子蟹生性好斗, 喜以大欺小, 以強欺弱, 互相殘殺, 從而導致大量幼蟹附肢缺失, 甚至死亡或被同類捕食, 尤其是正在蛻皮的梭子蟹受攻擊的概率較大(丁天寶等, 2009)。如何從養(yǎng)殖方法和技術上突破梭子蟹養(yǎng)殖過程中的自殘問題, 提高梭子蟹的養(yǎng)殖成活率, 業(yè)界也開展過一些嘗試, 如采用單個養(yǎng)殖方式(沈烈峰等, 2013)和投放保護掩體(伊祥華, 2004)等。作者在以上這些經驗的基礎上, 發(fā)展形成了梭子蟹單體筐養(yǎng)養(yǎng)殖技術(single-crab basket-culture, SCBC), 并開展了規(guī)模化生產試驗, 較大地提高了梭子蟹的養(yǎng)殖成活率, 獲得了較好的經濟效益(王春琳等, 2013)。但在生產中也發(fā)現(xiàn)了一些新的問題, 如梭子蟹生長緩慢、性腺發(fā)育延后, 病害加劇等(與養(yǎng)殖戶交流)。

行為是生物對環(huán)境的綜合反映, 是動物福利(animal welfare)科學的主要評價指標(Ashley, 2007)。作者針對梭子蟹單體筐養(yǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)開展了系列試驗,從行為(尤其是攝食行為)角度探討三疣梭子蟹的養(yǎng)殖條件, 評估筐養(yǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)中各條件對梭子蟹攝食行為的脅迫, 進而對梭子蟹生長的影響, 對了解梭子蟹基本生物學特性, 以及更好地改進其養(yǎng)殖設施和養(yǎng)殖方法, 提高梭子蟹的養(yǎng)殖效益有指導意義。本文主要探討筐養(yǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)的重要組成保護掩體砂盒中的不同砂粒粒徑大小及砂層厚度對三疣梭子蟹幼蟹攝食行為以及生長的影響以及其機理, 分析在該系統(tǒng)中, 幼蟹飼養(yǎng)過程中所需的砂粒粒徑組成與砂層厚度, 為健全梭子蟹的單體筐養(yǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng), 提升梭子蟹的設施養(yǎng)殖技術提供參考。

1　材料與方法

1.1　梭子蟹的來源與暫養(yǎng)

試驗在寧波大學的水產養(yǎng)殖實驗基地開展。所用三疣梭子蟹幼蟹(以下簡稱幼蟹)體重為(0.89±0.14)g(Mean±SD,n=325, 下同), 殼長(23.39±1.31)mm, 殼寬(11.07±0.82)mm, 殼高(4.81±0.35)mm, 來自寧波市象山縣東陳鄉(xiāng)水產育苗場人工育苗的幼蟹并經水泥池暫養(yǎng)。幼蟹于2013年6月份活體運輸?shù)皆囼灥酿B(yǎng)殖基地, 暫養(yǎng)于15 m2、底鋪沙(底沙先經高錳酸鉀消毒, 再用清水將其漂洗干凈晾干待用)的水泥池, 加海水至 15cm, 海水鹽度 20±0.5, 水溫(26±1)°C, 連續(xù)充氣。每日更換新鮮海水, 早晨 9:00投喂食物(餌料為采購于市場的冰凍蝦仁)。適應4d后, 隨機選取四肢健全的健康幼蟹進行試驗。

1.2　試驗設計與日常管理

試驗容器為市場采購的塑料箱, 規(guī)格為L63×W45×H40 cm。本試驗包括兩個部分, 一為砂粒粒徑大小, 設4個處理: ① 大砂粒(LPS), 粒徑＞2mm; ②小砂粒(SPS), 粒徑＜0.2mm; ③ 混合砂粒(MPS): 50%LPS + 50% SPS; ④ 無砂(NS)。二為砂層厚度(砂市購,經消毒), 設 4個處理: ① 無砂(0 cm); ② 2 cm厚;③ 5 cm厚; ④ 8 cm厚。

每組設15個重復(其中5只用于酶活分析, 10只用于生長統(tǒng)計分析)。隨機選取適宜的幼蟹, 分別稱重后放入到各個試驗容器中。除砂層厚度試驗外, 各容器分別鋪5cm底沙和放15cm海水。讓幼蟹在容器中適應24h后, 次日上午9:00投餌, 開始試驗。之后的5d內, 每天上午清除殘餌, 并換50%海水后, 投喂新餌料。其它條件同暫養(yǎng)。

1.3　分析方法

試驗期間, 每天采集一只幼蟹(全蟹勻漿取上清),用于各種酶活分析, 包括三種消化酶類(淀粉酶, 蛋白酶, 脂酶)和三種保護性酶類[超氧化歧化酶(SOD),多酚氧化酶(POD), 過氧化氫酶(CAT)], 分析酶活采用試驗盒測定(南京建成生物工程公司, 中國南京)。其余 10只幼蟹用于生長統(tǒng)計分析, 包括每天的攝食量(g)、蛻皮率(%)、成活率(%), 試驗結束時統(tǒng)計各處理的體重增長率(%)等。另外, 根據(jù)每只幼蟹每天的攝食量及其體重來計算各處理中梭子蟹的單位體重的食物攝入量(food ration, g/gBW)。另, 各處理中梭子蟹的行為特性采用SONY 2216E攝像機(SONY公司)進行拍攝, 通過反復觀察視頻來區(qū)分與描述各個行為, 各行為分類見表1。

表1　梭子蟹行為分類描述Tab.1　Ethogram of P. trituberculatus activity patterns

1.4　數(shù)據(jù)分析

采用單因素方差分析(ANOVA), 對各處理的攝食量、蛻皮率、死亡率及增重率等進行差異顯著性分析, 如果P＞0.05為差異不顯著,P＜0.05則為差異顯著,P＜0.01則為差異極顯著。對各處理中的梭子蟹的行為特性及差異采用 Dunn檢驗比較分析(徐永健等,2011)。

2　結果

2.1　對攝食行為的影響

砂粒粒徑對梭子蟹幼蟹行為的影響是明顯的(表2)。在大粒徑(LPS)砂中, 幼蟹一般休息在砂面上(Rs),且不停地改變位置, 其行為方式與無砂組(NS)相似(Q≤3.36,P＞0.05)。24小時內, 有1—2次攝食行動,每次持續(xù) 30—40 min (32.7±1.77), 總進食時間為(43.0±15.79) min。在混合砂(MPS)中, 幼蟹挖砂洞休息(Rh), 饑餓時出來以游泳方式(As)尋找食物。該行為可馴化(3d), 可提前在投喂處等待投餌。1天內有2—3次進食, 每次40—60 min (46.6±6.36), 總進食時間有(116.4±12.45) min, 在攝食次數(shù)(P＜0.05)、單次進食時間(P＜0.01)及總進食時間(P＜0.01)上都大大超過LPS和NS組; 在細砂(SPS)中, 幼蟹也挖洞休息(Rh), 砂洞約 1 cm 深, 蟹體與砂面呈 30—45°角潛入, 僅露眼睛及觸角在外。一天有3—6次進食, 總進食時間為(142.7±22.52) min, 在攝食次數(shù)(P＜0.05)與總進食時間(P＜0.05)上都高于MPS組。

砂層厚度對幼蟹行為的影響也是明顯的(表2)。在不鋪砂容器中, 幼蟹停留在容器底面(Rs), 各行為方式與LPS組相似。2 cm組, 幼蟹有挖砂洞動作, 但最終休息在砂面上(Rs)或略埋砂中(整個背甲露于外)。1天內有 1—3次進食, 每次約 40 min (38.6±11.73), 總進食時間有(68.3±19.57) min。在攝食次數(shù)、單次進食時間與無砂組(NS)無差異(P＞0.05), 僅在總進食時間上稍長于NS組(P＜0.05); 5 cm組與8 cm組間, 幼蟹各方面的表現(xiàn)相似; 且各有關參數(shù)表現(xiàn)也相似于MPS組。

表2　砂粒粒徑及砂層厚度對幼蟹攝食行為的影響Tab.2　Comparison in feeding behavior among different treatments

2.2　對幼蟹攝食量的影響

砂粒粒徑大小對幼蟹攝食量的影響見圖1。各組平均攝食量分別為: 無砂(NS)組, (0.1151±0.0143) g/gBW;粗砂(LPS)組, (0.1327±0.0185) g/gBW; 混合砂(MPS)組, (0.1974±0.0076) g/gBW; 細砂(SPS)組, (0.2427±0.0137) g/gBW。經分析, 前兩者間差異不顯著(P＞0.05), 與后兩者差異極顯著(P＜0.01), 而后兩者間也存在顯著差異(P＜0.05)。

砂層厚度對幼蟹攝食量也有影響(圖1)。各組平均攝食量分別為: 無砂組, (0.1151±0.0143) g/gBW;2 cm 組, (0.1494±0.0133) g/gBW; 5 cm 組, (0.2076±0.0105) g/gBW; 8 cm組, (0.2087±0.0046) g/gBW。經分析, 前兩者間略有差異(P＜0.05), 后兩者間卻無差異(P＞0.05); 無砂組與后兩組間有極顯著差異(P＜0.01), 而2 cm組與后兩組間僅略有差異(P＜0.05)。各項數(shù)據(jù)表明2 cm組是無砂組到高砂組的過渡。

2.3　對幼蟹蛻皮與成活率的影響

砂粒的粒徑差異影響到幼蟹的蛻皮率及成活率(圖2)。試驗期間, NS組與LPS組, 分別有4只和3只幼蟹死亡, 而 MPS與 SPS組都沒有死亡; 而蛻皮情況剛相反, NS、LPS分別有2只和3只蛻皮, 而MPS與SPS組幾乎全都蛻皮。從4個處理看, MPS與SPS組中幼蟹的體重增長最快, 分別增加了(0.768±0.124)g和(0.814±0.113)g, 體重增長率分別為86.3%±4.88%和 91.5%±3.43%, 該兩個組間無差異(P＞0.05), 但比 NS [(0.198±0.312)g, 22.25%±35.38%]及 LPS [(0.227±0.299)g, 25.52%±27.97%]高出 2—4 倍(P＜0.01)(圖2)。餌料系數(shù)(FCR)在各處理中分別為:NS 11.33± 3.36; LPS 8.64±1.21; MPS 1.45±0.32; SPS 1.17±0.11。前兩者間差異顯著(P＜0.05), 并與后兩有極顯著差異(P＜0.01), 后兩者間差異不顯著(P＞0.05)。

圖1　砂粒粒徑及砂層厚度對幼蟹平均攝食量的影響Fig.1　The average food ration of the juveniles in different treatments

砂層厚度也對幼蟹的蛻皮率和成活率有影響(圖2)。0 cm(NS)組與2 cm組, 幼蟹死亡4只和3只, 而5 cm與8 cm組都無死亡; 蛻皮情況, 0 cm、2 cm、5 cm及8 cm各組分別有20%、40%、100%、100%蛻皮。此外, 有關幼蟹增重率, 與蛻皮有密切關系, 在5 cm及8 cm組中增重最多, 分別增加了(0.776±0.118) g和(0.791±0.121) g, 體重增長率分別為 87.3%±3.58%和88.9%±3.74%, 該兩組間無差異(P＞0.05), 但比 0 cm[(0.198±0.312) g, 22.25%±35.38%]及 2 cm [(0.426±0.217)g, 47.87%±18.27%]高出 2—4 倍(P＜0.01)(圖2)。餌料系數(shù)(FCR)在各處理中分別為 0 cm, 11.33±3.36;2 cm, 6.64±1.34; 5 cm, 1.44±0.34; 8 cm, 1.37±0.23。前兩者間差異顯著(P＜0.01), 并與后兩有極顯著差異(P＜0.01), 后兩者間差異不顯著(P＞0.05)。

圖2　各處理幼蟹脫皮率、死亡率及體重增長率Fig.2　The moulting and mortality rates and body weight gain in different treatments

2.4　對梭子蟹酶活的影響

砂粒粒徑及砂層厚度對梭子蟹幼蟹體內的酶活都有影響(圖3)。圖中柱狀顯示值為每個處理中5天酶活測定的平均值。三種保護性酶類(SOD, POD,CAT)活性隨著砂粒粒徑變小和砂層厚度增加而降低。在粒徑試驗中, 細砂組(SPS)對幼蟹脅迫最少, SOD、CAT低于MPS組(P＜0.05), SPS與MPS也低于LPS與NS, 而LPS與NS間差異不顯著; POD在MPS、LPS及NS間無差異(P＞0.05)。在厚度試驗中, 5 cm與8 cm組間三種保護酶類活性差異不顯著, 并低于2 cm及0 cm組(P＜0.05), 除CAT外, 2 cm及0 cm組間該三酶活性差異不顯著, 且變化幅度大。三種消化酶類(淀粉酶, 蛋白酶, 脂酶)活性則表現(xiàn)與保護性酶類相反特性。不同粒徑組的活性表現(xiàn)為SPS＞MPS＞LPS=NS; 不同厚度組的活性表現(xiàn)為: 5 cm組與8 cm組無差異(P＞0.05), 蛋白酶和淀粉酶活性大于2 cm組(P＜0.05), 脂酶活性相似; 2 cm組中淀粉酶和脂酶的活性大于0 cm組(P＜0.05), 但蛋白酶活性與0 cm組無差異(P＞0.05)。

3　討論

在試驗及生產中都發(fā)現(xiàn): 三疣梭子蟹具有潛砂的習性, 無砂層棲息的三疣梭子蟹, 不但互殘現(xiàn)象嚴重而且死亡率高。潛沙(即有保護掩體)不僅可以躲避敵害,更是休息和減少能量消耗的最佳方式(葉佳琳, 2007)。三疣梭子蟹蛻殼時, 也需要躲藏起來(宋鵬東, 1982)。本試驗從行為角度, 發(fā)現(xiàn)掩體砂的特性(粒徑、厚度)能影響到梭子蟹幼蟹的攝食行為, 進而影響到其攝食量,以及用于生長的能量貯備。試驗結果表明, 砂粒粒徑以及砂層厚度都對梭子蟹幼蟹的養(yǎng)殖成活率產生影響。

圖3　各處理中幼蟹體中消化酶及保護性酶類活性的變化Fig.3　Variations in enzyme activity of the juvenile crabs in different treatments

3.1　砂粒粒徑對攝食行為與生長的影響

幼蟹在無砂及粗砂中, 其行為特性和活動方式有了較大的改變(以靜息為主、外出活動減少), 導致攝食量下降; 表明無砂和粗砂的養(yǎng)殖方式對其行為的脅迫比較大, 進而會影響到了其正常生長。當在混合沙中, 幼蟹的行為恢復常態(tài), 攝食量也相應增加了。而當在細沙中, 幼蟹的攝食量明顯增加, 給予外界刺激, 反映敏感很快潛入砂中(在粗砂中也有類似潛砂動作, 或緊貼于砂面靜止不動, 但相對的反應時間要長得多)。類似結果也有報道, 臧維玲等(2003)試驗了粒徑1—2 mm的粗砂和粒徑70μm左右的細沙,發(fā)現(xiàn)幼蝦更喜歡細沙; 林雄生(1996)也指出三疣梭子蟹養(yǎng)殖中底質為細砂最佳。這不但與甲殼類的攝食行為有關, 作者推測可能還與甲殼類蛻皮及表面防御污損生物附著有關。試驗發(fā)現(xiàn): 在粗砂與細砂中, 蛻皮后兩者留下的砂坑深淺不同, 粗砂中較深而細砂中淺, 甲殼類蛻皮時動作激烈, 需要有一定的緩沖能力而又能著力的底質, 顯然粗砂不如細砂著力效果好, 粗砂被彈飛多而坑更深, 也許在粗砂中蛻皮化費的能量也更多; 此外, 細砂對蛻皮間期的梭子蟹的體表抗污損效果更好(潛砂物理摩擦作用)。因此, 根據(jù)上述結果, 可以認為梭子蟹幼蟹養(yǎng)殖時采用細砂(粒徑＜200μm)的效果更好。

3.2　砂層厚度對生長的影響

沙層厚度也對幼蟹的行為特性和活動方式產生影響(如無砂組), 影響攝食量、影響生產, 以及造成死亡等。但是最少有效厚度(與甲殼高有關)如何, 沒有檢索到相關的文獻報道。作者認為, 砂層厚度應該與上述提及的“甲殼類蛻皮及表面防御污損生物附著”作用有關。尤其是抗污損, 甲殼類抗污損需有硬質底(Wahl, 1989; Daviset al, 1994; Beckeret al, 1996),還有作者也推測, 潛埋是抗污損的最好方式(Svavarssonet al, 1994)之一, 蛻皮也是(Beckeret al, 1996)。蛻皮與潛埋都需要有一定厚度的砂層存在才能起作用,本試驗發(fā)現(xiàn), 2 cm厚度還是有效厚度(蟹殼高0.5 cm),而＞5 cm的砂厚度就能很好地起作用。關于最少有效厚度問題以及成蟹的砂層厚度等問題, 還有待更深入開展研究。

3.3　攝食行為研究對養(yǎng)殖方式和養(yǎng)殖技術的影響

動物通過攝食獲得能量物質, 是生長的基礎。梭子蟹的生長是一個復雜的過程, 是不連續(xù)的生長(高保全等, 2008; 劉磊等, 2009)。其蛻皮成功一次, 就快速生長一次, 一次蛻皮體重可增長一倍(圖2)。蛻皮(蛻殼)是一個復雜的生理過程, 需要消耗大量的能量,也需要大量能量維持舊殼中物質再吸收(Romanoet al, 2006; Stickleet al, 2007; 王沖等, 2010)。因此, 梭子蟹需要在蛻皮間期增加攝食量, 儲存足夠的營養(yǎng)物質, 從而滿足其蛻皮生長的需要。環(huán)境脅迫導致幼蟹攝食能量不足及付出更多能量抵抗脅迫(Bryarset al, 2006; Stickleet al, 2007)。本試驗把攝食量(攝食行為)與蛻皮率(生長速率)密切聯(lián)系起來, 攝食行為正常時, 梭子蟹生長正常(蛻皮與增重); 而攝食行為異常, 梭子蟹死亡率高。因此, 在梭子蟹的養(yǎng)殖過程中,滿足其生長條件, 維持正常的行為特性, 可促進梭子蟹的快速生長。這就需要不斷地改進梭子蟹的養(yǎng)殖設施和條件, 提高養(yǎng)殖方法和技術。而對其適宜生長條件的了解與掌握, 可通過對梭子蟹的日常行為(如:攝食行為)方式的觀察與分析, 并在此基礎上不斷地改進梭子蟹的養(yǎng)殖方式和逐步提高養(yǎng)殖技術而達到。這就是動物福利(animal welfare)科學, 可以從行為角度開展研究。

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