三角帆蚌耗氧率和排氨率的晝夜變化及不同餌料濃度下的攝食節律

孫明龍，白志毅，傅百成，何志然，郭思鵬

（1.上海海洋大學農業農村部淡水水產種質資源重點實驗室，上海 201306；2.上海海洋大學，上海水產養殖工程技術研究中心，上海 201306；3.浙江佰瑞拉農業科技公司，浙江 紹興 311800）

耗氧率和排氨率是衡量動物生理代謝的重要指標，濾食性貝類攝食和這方面的生理代謝已有較多研究[1,2]。海水貝類，如青蛤Cyclina sinesis、華貴櫛孔扇貝Chlamys nobilis 和馬氏珠母貝Pinctada martensii 等[3,4]工廠化人工育苗技術較成熟，已達到規模化和產業化養殖，并且這些貝類攝食和代謝生理研究也較多，而淡水貝類的耗氧率、排氨率和攝食節律研究還較少。

三角帆蚌Hyriopsis cumingii 屬雙殼綱、真瓣鰓目、蚌科、帆蚌屬，是我國主要淡水育珠貝類之一。中國珍珠產量約為世界總產量的80%，總淡水珍珠產量的95%，但是，我國珍珠的總產值卻不足世界珍珠銷售份額的10%[7，8]。我國淡水珍珠養殖還是傳統養殖模式，引發了一系列的環境問題：濫用家畜糞便和化肥使養殖水體富營養化，養殖尾水通常直排或未達標排放，造成水環境污染[9]，珍珠養殖產業迫切需要升級轉型，尋找綠色生態養殖模式才是出路。工廠化循環水養殖模式是生態環保節水養殖模式，同時淡水珍珠高附加值的特點也滿足工廠化養殖模式品種要求；因此，淡水珍珠工廠化循環水養殖模式是一種值得開發的模式。目前本實驗聯合相關企業對工廠化淡水珍珠蚌養殖已有探索，也取得了一定研究成果[10]。本實驗在室內環境條件下研究了三角帆蚌的日代謝規律和攝食節律，可為工廠化養殖三角帆蚌的投喂管理提供一定的基礎數據。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗蚌取自浙江佰瑞拉農業科技有限公司養殖基地，隨機選取健康、規格相近的一齡三角帆蚌60 只，體尺參數分別為殼長（72.42±11.64）mm，殼寬（11.62±2.67）mm，體質量（18.43±4.21）g，清洗干凈其表面附著物后，放入20 L 圓形塑料桶內暫養。暫養用水為曝氣的自來水，溶氧量＞5 mg·L-1，氨氮含量＜0.020 mg·L-1，亞硝酸鹽氮含量＜0.005 mg·L-1，實驗廂房內裝有空調，用恒溫棒控制水溫在27℃。實驗水體用增氧機增氧，3 d 換一次水，換水量30%。實驗期間每天早上6 點投喂小球藻Chlorella sp.，使養殖水體小球藻濃度達1.0×109ind·L-1，適應飼養環境7 d 后，開始實驗。

投喂的小球藻采自浙江佰瑞拉農業科技有限公司藻種池，用721 分光光度計、采用光密度法檢測藻液濃度[11]。

實驗結束時，用游標卡尺測量蚌的殼長、殼寬（精確到0.01mm）；將蚌表面附著的雜物清理干凈后，拭干水分稱量蚌的體質量（精確到0.01g）。

1.2 方法

1.2.1 三角帆蚌耗氧率和排氨率的晝夜變化試驗

將60 只蚌分為3 個重復組，置于3 個20 L 塑料桶內，其中對照組為不放蚌的空白組，每個桶內加入15 L 的自來水。試驗開始前先將桶內充分曝氣，實驗早上6:00 開始，用恒溫棒控制水溫在27℃，采用靜水法養殖，每隔2 h 檢測水體溶氧含量以及氨氮含量，連續檢測3 d。采取虹吸法取底部水樣，夜間檢測時用黑紗擋光。采用Winkler 碘量法測定實驗水體的溶解氧量，采用奈氏比色法測定水體的氨氮濃度。

計算耗氧率以及排氨率，測量方法參考唐賢明等[12]。耗氧率（OR）=[（DOn-DOn+2-△DO空白）V]·（wt）-1，排氨率（NR）=[（Nn+2-Nn-△N空白）V]·（wt）-1，式中，DOn和DOn+2分別為實驗n h 時和（n+2）h 時水體DO 含量（mg·L-1），△DO空白是n 到n+2 時2 h 內空白對照組溶氧量變化值，Nn和Nn+2 分別是實驗開始n h 時和（n+2）h 時水體氨氮含量（mg·L-1），△N空白是n 到n+2 時2 h 內空白對照組氨氮含量值變化量，V 為實驗水體體積，w 代表擦干后三角帆蚌總的濕重，t 為兩次測量間隔的時間（h）。

1.2.2 不同餌料濃度下三角帆蚌晝夜攝食節律試驗

實驗蚌放入20 L 塑料桶內，按耗氧率和排氨率的晝夜變化試驗分組進行4d 試驗，根據預實驗結果，設置投喂小球藻初始濃度依次為第1 d 1.9×109ind·L-1、第2 d 3.2×109ind·L-1、第3 d 4.1×109ind·L-1和第4 d 5.0×109ind·L-1，溫度控制在27 ℃，pH 控制在7～8 之間，增氧保持桶內溶氧充足，每個濃度設3 個重復組，對照組只投喂小球藻、不放蚌。每天早晨6:00 投喂，每次投喂后測出實驗水體中小球藻的濃度，投喂后每2 h 后測量一次。連續記錄24 h，每天試驗后換水重新投餌。

攝食率指單位時間內的平均攝食率（IR）,計算公式為:IR＝[（On-On+2-△O）V]·（w×t）-1。式中：On為實驗開始n h 測量的小球藻濃度，On+2代表實驗開始（n+2）h 測量的小球藻濃度，△O 為n h 至（n+2）h之內空白對照組的濃度變化，V 為實驗水體體積，w代表擦干后三角帆蚌總的濕重，t 為兩次測量間隔的時間（h）。

1.3 統計分析

實驗數據以平均值±標準差（Mean±SD）表示，差異顯著性采用SPSS 19.0 分析。

2 結果與分析

2.1 三角帆蚌的晝夜耗氧率和排氨率變化

實驗期間，實驗蚌的存活率為100%。由圖1 可知，3 個實驗組蚌的平均耗氧率連續3d 的變化情況基本相同,同時間點的耗氧率重復組差異不顯著（P＞0.05），三角帆蚌耗氧率出現兩次波動，最低谷出現在中午12 點，然后逐漸提升，至夜間20 點出現第一次高峰，然后逐步下降，至凌晨0—2 點之間處于第二個低谷期，凌晨4 點出現第二次高峰。3d的最低值依次為（3.44±0.31）μg·（g·h）-1、（2.86±0.29）μg·（g·h）-1和（3.34±0.34）μg·（g·h）-1,夜間20點的耗氧率依次為（5.28±0.18）μg·（g·h）-1、（4.93±0.71）μg·（g·h）-1和（5.19±0.53）μg·（g·h）-1,凌晨4點的耗氧率依次為（5.14±0.28）μg·（g·h）-1、（4.65±0.57）μg·（g·h）-1和（5.14±0.73）μg·（g·h）-1。

圖1 一齡三角帆蚌24 h 耗氧率的變化Fig.1 Change in 24 h oxygen consumption rate of oneyear-old freshwater mussel Hyriopsis cumingii

由圖2 可知，實驗組蚌連續3d 相同時間點的排氨率無顯著差異（P＞0.05），此外三角帆蚌排氨率同樣出現兩次波動，最低谷出現在中午12 點，然后逐漸提升，至夜間20 點出現第一次高峰，然后逐步下降，至凌晨0 點至2 點之間處于第二個低谷期，凌晨4 點出現第二次高峰。12 點的排氨率依次為（0.44±0.10）μg·（g·h）-1、（0.41±0.12）μg·（g·h）-1和（0.43±0.04 μg·（g·h）-1，20 點的排氨率依次為（0.68±0.11）μg·（g·h）-1、（0.63±0.09）μg·（g·h）-1和（0.62±0.09）μg·（g·h）-1，凌晨4 點的排氨率依次為（0.66±0.09）μg·（g·h）-1、（0.60±0.07）μg·（g·h）-1和（0.66±0.09）μg·（g·h）-1。

圖2 一齡三角帆蚌24 h 排氨率的變化Fig.2 Change in 24 h ammonia excretion rate of one-yearold freshwater mussel Hyriopsis cumingii

2.2 不同餌料濃度下三角帆蚌晝夜攝食率的變化

圖3 投喂四種濃度小球藻后一齡三角在帆蚌不同時間的攝食率Fig.3 The food intake rate of one-year-old freshwater mussel Hyriopsis cumingii fed four concentrations of green alga Chlorella at different time

圖4 一齡三角帆蚌攝食四種濃度小球藻時24 h 平均攝食率的變化Fig.4 Variation in average 24 h intake rate of one-year-old freshwater mussel Hyriopsis cumingii fed four different concentrations of green alga Chlorella

由圖3 可知：小球藻初始濃度為1.87×109cells·L-1和4.11×109cells·L-1時，三角帆蚌攝食率差異顯著（P＜0.05），其他濃度無顯著差異（P＞0.05）；攝食高峰在夜間20 點和凌晨4 點，低谷在上午10 點。四組濃度下，三角帆蚌24 h 平均攝食率按投喂濃度遞增依次為：（1.25±0.01）×106cells·（g·h）-1、（1.56±0.03）×106cells·（g·h）-1、（1.78±0.01）×106cells·（g·h）-1和（1.40±0.02）×106cells·（g·h）-1；初始濃度為4.11×109（cells·L-1）時，24 h 平均攝食率最高（圖4）。

3 討論

3.1 貝類晝夜代謝變化規律

有氧呼吸能反映水生生物的生理代謝強度，研究貝類的耗氧率可為工廠化大規模養殖確定合理密度提供基礎數據[13]。影響貝類生理代謝活動的因素有許多，胡夢紅等[14]發現不同藻類環境下三角帆蚌的代謝底物不同，其中綠藻環境下呼吸代謝底物主要為蛋白質，處于不受脅迫的良好生長狀態，所以投喂單胞藻小球藻較為適宜。本實驗中，氧氮比（O∶N）變化在7.03～8.34 之間，低氧氮比表明三角帆蚌處于不受脅迫的正常狀態。不同規格和溫度下，三角帆蚌的呼吸代謝活動不同，耗氧率隨單位體質量的增加而下降；24～28℃時耗氧率最高[15]。溫度變化影響許氏帆蚌Hyriopsis schlegerii 代謝的底物，代謝率在一定溫度范圍內隨溫度的升高而增加，超出這個范圍，貝類的生理活動產生異常，甚至死亡[16]。靜水法測量耗氧率時會有溶解氧含量（DO）分層,所以本實驗采用虹吸法吸取底層水樣進行測量以減小誤差。

有報道表明：三角帆蚌夜間生理代謝活動高于白天[17]，晝夜時間段的確存在代謝規律。濾水率也能反映貝類的生理活動，閔棱鈞等[18]發現在凌晨4：30 和夜間19:30 時三角帆蚌濾水率處于高峰，在白天10:30 時濾水率最低。Mccorkle 等[19]也認為，光照強度影響貝類耗氧代謝，白天隨著光照增強，代謝活動減弱；夜間光照減弱，代謝活動增強。與三角帆蚌同屬珠蚌科的紫黑翼蚌Potamilus alatus，二者的晝夜呼吸代謝節律也較為接近[20]。

3.2 貝類攝食晝夜節律及其對藻類濃度的攝食反饋

貝類的攝食不僅與其規格、放養密度有關，還和餌料種類、濃度、溫度及水流速度等水環境因素密切相關[21]。本攝食率實驗研究中，投喂藻類的初始濃度參考了朱愛民等[1]、高建華等[22]的研究。費志良等[23]發現，藻類的密度為106個·mL-1左右時，三角帆蚌對藻類清除效果最佳。合浦珠母貝Pinctada martensii 和大珠母貝Pinctada maxima 稚貝的攝食率都在夜間0:00 時最高，在早上6:00 時最低，這可能與淡水珍珠貝類和海水珍珠貝類的生存環境不同有關[24]。

不同貝類對藻類的攝食選擇性與食物顆粒大小及種類密切相關，食物的營養價值和濃度也會影響貝類攝食行為和進入進水管的水流速度，此外貝類的鰓對一些食物也有選擇性[25]。餌料的濃度變化顯著影響縊蟶Sinonovacula constricta 對球等鞭金藻Isochrysis sphaerica 的攝食[26]。餌料濃度過高時，一部分食物進入消化系統被消化吸收，另一部分沒有被消化，最終以“假糞”的形式排出體外，說明貝類攝食存在一定的閾值，即其單位時間內能夠消化的餌料量存在上限[27]。本實驗中，小球藻濃度在1.9×109cell·L-1、3.25×109cell·L-1和4.11×109cell·L-1時，水底部未發現假糞，表明三角帆蚌代謝正常；當濃度達到5.05×109cells·L-1時水底部開始出現假糞，表明一齡三角帆蚌對小球藻攝食的閾值可能在4.11×109cell·L-1至5.05×109cells·L-1之間。若投餌量過低，貝類捕獲餌料顆粒的機會變少，攝食能力受到限制，不能保障正常生長發育需要的能量，而當濃度超出一定值，餌料會以假糞的形式排出體外，既造成餌料浪費，同時也影響貝類正常生長。