底砂粒徑對方斑東風螺生長、消化、抗氧化及底質的影響

梁晶 邢詒炫 呂布 臧戰 劉子嶺 唐賢明 於鋒 Hebert Ely Vasquez 戰欣 鄭興 顧志峰

(1 海南大學海洋學院,海口 570228; 2 海南省海洋與漁業科學院,海口 571126)

方斑東風螺(Babyloniaareolata)俗稱“花螺”,隸屬于軟體動物門(Mollusca)、腹足綱(Gastropoda)、前鰓亞綱(Prosobranchia)、新腹足目(Neogastropoda)、蛾螺科(Buccinidae)、東風螺屬(Babylonia),主要分布于我國東南沿海地區,是我國最有開發前景的優良水產養殖品種之一[1-2]。方斑東風螺營底棲生活,具有潛砂的習性,除攝食活動以外,多數時間潛埋在底砂里,因此底質的構成、狀態與其存活和生長狀態有著密切關系[3-4]。

本課題組在長期生產試驗及對養殖戶的走訪調研中發現,近年來,海南方斑東風螺養殖過程中常常發生底砂發黑發臭現象,而惡劣的底砂環境對方斑東風螺的生存和生長會造成一定的負面影響。此外,底砂本身的粒徑、酸堿度等理化性質也可能會對底棲生物造成一定的影響[5]。研究表明,河蜆(Corbiculafluminea)更傾向于選擇細砂底質及水流緩慢區域作為棲息地[6];粒徑為0.5～2.0 mm的底砂更適合于10～15 mm規格的魁蚶(Scapharcabroughtonii)稚貝養殖[7];毛蚶(S.kagoshimensis)在粒徑380～830 μm的細砂底質中潛砂行為更為活躍[8]。因此,底砂作為生境的主要組成部分之一,是底棲動物相關研究的重要對象。

目前關于方斑東風螺的研究報道主要集中在繁育技術[9]、環境脅迫應激[10-11]、養殖技術[12-13]、營養需求[14-17]、病害防治[18]等方面,鮮見關于底質本身理化因子對其生長生理影響的相關報道。為探究不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺養成效果的影響,本研究選用3種不同粒徑的養殖底砂,開展了為期30 d的方斑東風螺稚螺養殖對比試驗,以期為進一步優化方斑東風螺稚螺養成階段的養殖管理技術提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料、設施及管理

方斑東風螺稚螺由海南坤田海洋生物科技有限責任公司提供,在微流水養殖系統中暫養7 d后,挑選規格均勻、健康、活力較好的稚螺作為試驗對象。試驗稚螺的初始體質量、殼高、殼寬分別為(0.263 3±0.003 3)g、(10.67±0.11)mm、(7.06±0.15)mm。

試驗在海南省海洋與漁業科學院科研基地進行。采用微流水養殖系統,控制水位高度在30 cm。養殖用水為經沉淀、砂濾及濾袋過濾后的新鮮海水,每日換水量為660 L。試驗期間養殖系統24 h連續充氧并保證水體溶解氧在7.0 mg/L以上,水溫在22～28 ℃,鹽度為27～29,氨氮<0.02 mg/L。以新鮮牡蠣為餌料,每天傍晚(18:00)投喂1次,投喂量為螺體質量的30%。

1.2 試驗方法

試驗時間為2021年12月—2022年1月。設置3個試驗組,分別采用3種不同粒徑的養殖底砂(細砂1 mm、中砂2 mm和粗砂3 mm),底砂厚度為2.5 cm。每個試驗組設3個平行,每個平行組150尾試驗稚螺。試驗開始后,每隔6 d收集1次數據,時間標記點分別為6、12、18、24、30 d。生長數據采集及組織樣品的獲得在各時間標記點當日的日常投喂管理前進行。

1.3 檢測指標及計算方法

1.3.1 存活率

R=(Nt/N1)×100%

(1)

式(1)中,R為存活率,N1、Nt分別為試驗開始時和第t天時稚螺的數量。

1.3.2 生長性能相關指標

用分析天平稱量各時間標記點稚螺的體質量;用游標卡尺測量樣品的殼高和殼寬,測量標準如圖1所示。

圖1 方斑東風螺外殼形態指標測量模式圖

1.3.3 消化、抗氧化酶活力及膜脂過氧化物含量的檢測

在試驗各時間標記點,各試驗組測量完形態指標后,隨機取3尾稚螺的軟體部組織樣品保存在液氮中,隨后用于淀粉酶(amylase,AMS)、胃蛋白酶(pepsase,PES)、脂肪酶(lipase,LPS)、總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)和過氧化氫酶(catalase,CAT)活力的檢測,以及用于丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量測定。上述指標采用南京建成生物科技有限公司的生化試劑盒進行檢測,操作方法嚴格按照說明書的方法進行。

1.3.4 底質指標的檢測

在試驗各時間標記點分別稱取新鮮底砂10.0 g放入三角瓶中,加入100 mL 2 mol/L的氯化鉀溶液,放入搖床中,在常溫下振蕩30 min后,立即過濾在水樣瓶中,用于底質氨氮含量的測定。另外,各組稱取新鮮底砂10.0 g放入三角瓶中,加入0.1 g硫酸鈣和50 mL水,放入搖床中,在常溫下振蕩10 min,靜置5 min后,取上清液過濾,用于底砂亞硝酸鹽氮含量的測定。每個樣品重復測定3次。

1.4 數據統計分析

試驗數據均以(平均值±標準差)表示。所有數據采用EXCEL 2019和DPS 14.5軟件進行處理和統計分析。采用單因素方差分析(one-way ANOVA)進行比較 ,設P<0.05為差異顯著。

2 結果和分析

2.1 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺存活率的影響

由表1可見,養殖底砂粒徑大小對方斑東風螺稚螺存活率有一定影響,粒徑較小的底砂更利于提高養成過程稚螺的存活率。在試驗開始后的前12 d,同一時間點各試驗組的存活率之間無顯著性差異(P>0.05)。在試驗第18天時,中砂組和粗砂組存活率開始顯著降低,分別降至(76.44±9.68)%、(81.56±2.57)%,顯著低于細砂組的(96.44±2.27)%(P<0.05)。試驗結束時,細砂組稚螺的存活率為(92.67±0.94)%,顯著高于中砂組的(58.22±4.57)%和粗砂組的(48.44±1.13)%(P<0.05)。

表1 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺存活率的影響 單位:%

2.2 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺生長性能的影響

從圖2可見,隨著養殖時間的推移,各組稚螺的體質量均呈上升趨勢,但細砂組上升更為明顯。各試驗組稚螺在試驗開始后的前12 d體質量增長迅速,第12天時,細砂、中砂、粗砂組體質量分別增至(0.425 4±0.033 9)、(0.396 3±0.016 8)、(0.397 0±0.006 9)g,但各試驗組之間不存在顯著性差異(P>0.05)。在試驗12 d后,各試驗組稚螺的體質量增長幅度逐漸降低。第18天時,細砂組的體質量為(0.496 2±0.025 9)g,顯著高于中砂組的(0.430 6±0.029 0)g和粗砂組的(0.417 9±0.017 3)g(P<0.05),中砂組和粗砂組之間無顯著性差異(P>0.05)。這一差異現象維持至試驗結束。試驗結束時,細砂組稚螺的體質量為(0.560 3±0.026 3)g,顯著高于中砂組的(0.452 0±0.024 6)g和粗砂組的(0.427 5±0.019 6)g(P<0.05)。

注:不同大寫字母代表相同時間標記點不同粒徑試驗組之間存在顯著性差異(P<0.05);不同小寫字母代表相同粒徑試驗組不同養殖時間標記點之間存在顯著性差異(P<0.05)。

從圖3可見,隨著養殖時間推移,各組稚螺的殼高、殼寬均呈上升趨勢,但細砂組在18 d后明顯增長更快。在第6～18天,各試驗組稚螺的殼高、殼寬無顯著性差異(P>0.05);但第24天,細砂組稚螺的殼高、殼寬分別達到(12.57±0.09)、(8.13±0.01)mm,顯著高于中砂組的(11.91±0.18)、(7.84±0.11)mm和粗砂組的(12.04±0.26)、(7.75±0.1)mm(P<0.05),中砂組和粗砂組之間無顯著性差異(P>0.05)。試驗結束時,細砂組稚螺的殼高、殼寬分別為(12.72±0.06)、(8.50±0.16) mm,顯著高于中砂組的(12.13±0.17)、(7.91±0.13)mm和粗砂組的(12.26±0.02)、(7.90±0.18)mm(P<0.05)。

注:不同大寫字母代表相同時間標記點不同粒徑試驗組之間存在顯著性差異(P<0.05);不同小寫字母代表相同粒徑試驗組不同養殖時間標記點之間存在顯著性差異(P<0.05)。

2.3 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺消化酶活力的影響

不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺胃蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活力的影響見圖4。由圖4可見,隨著時間的推移,各試驗組稚螺的胃蛋白酶和脂肪酶活力總體上均呈現先上升后下降的趨勢。第18天時,細砂組稚螺的胃蛋白酶活力為(44.817±1.644)U/mg,顯著高于中砂組和粗砂組(P<0.05,見圖4-a)。試驗結束時,細砂組稚螺的胃蛋白酶活力為(31.959±0.764)U/mg,各組間無顯著性差異(P>0.05)。試驗第18天時,細砂組稚螺的脂肪酶活力為(41.946±0.000)U/g,顯著高于中砂組的(29.600±6.042)U/g(P<0.05),但與粗砂組差異不顯著(P>0.05,見圖4-b)。試驗第18天時,細砂組稚螺的淀粉酶活力顯著高于中砂組和粗砂組(P<0.05);試驗結束時,細砂組稚螺的淀粉酶活力為(2.983±0.013)U/mg,顯著高于中砂組的(1.429±0.009)U/mg和粗砂組的(1.302±0.068)U/mg(P<0.05,見圖4-c),而粗砂組和中砂組之間無顯著性差異(P>0.05)。

2.4 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺抗氧化酶活力及膜脂過氧化物含量的影響

方斑東風螺稚螺抗氧化酶活力及膜脂過氧化物含量受養殖底砂粒徑規格影響見圖5。隨著養殖時間的推移,各組稚螺的總抗氧化能力(T-AOC)大體上呈現先上升后下降趨勢(見圖5-a)。細砂組在試驗第12天時的T-AOC為(1.944±0.116)mmol/g,顯著高于中砂組的(1.323±0.231)mmol/g和粗砂組的(1.393±0.026)mmol/g(P<0.05);試驗結束時,細砂組稚螺的T-AOC為(1.272±0.072)mmol/g,顯著高于中砂組和粗砂組(P<0.05)。隨著養殖時間推移,各組稚螺的CAT活力大體上呈現先上升后下降趨勢。第12天時,細砂組稚螺的CAT活力為(197.122±15.74)U/mg,顯著高于中砂組的(152.457±5.139)U/mg和粗砂組的(123.285±21.756)U/mg(P<0.05,圖5-b),中砂組和粗砂組之間則沒有顯著性差異(P>0.05);在第18天時,3個試驗組間的CAT活力差異顯著(P<0.05),細砂組最高,中砂組最低。隨著時間的推移,中砂組稚螺的MDA含量呈現先上升后下降的趨勢,而粗砂組稚螺的MDA含量大體呈逐漸上升的趨勢,細砂組的MDA含量先大幅降低,隨后小幅降低。試驗結束時,粗砂組稚螺的MDA含量顯著高于細砂組和中砂組(P<0.05,圖5-c)。總體上看,粒徑較小的底砂更適合用于稚螺養成階段。

注:不同大寫字母代表相同時間標記點不同粒徑試驗組之間存在顯著性差異(P<0.05);不同小寫字母代表相同粒徑試驗組不同養殖時間標記點之間存在顯著性差異(P<0.05)。

注:不同大寫字母代表相同時間標記點不同粒徑試驗組之間存在顯著性差異(P<0.05);不同小寫字母代表相同粒徑試驗組不同養殖時間標記點之間存在顯著性差異(P<0.05)。

2.5 采用不同粒徑底砂的養殖底質中氨氮和亞硝酸鹽氮含量的變化

不同粒徑養殖底砂影響底質中氨氮和亞硝酸鹽氮含量變化情況見圖6。隨著養殖時間推移,各組底質中氨氮和亞硝酸鹽氮的質量濃度大體上呈現先升后降的趨勢。第18天時,細砂組底質中氨氮的質量濃度為(0.842 2±0.006 6)mg/L,顯著高于中砂組的(0.342 3±0.010 1)mg/L和粗砂組的(0.542 9±0.000 1)mg/L(P<0.05),中砂組和粗砂組之間也存在顯著性差異(P<0.05)。該差異現象一直維持至試驗結束。

注:不同大寫字母代表相同時間標記點不同粒徑試驗組之間存在顯著性差異(P<0.05);不同小寫字母代表相同粒徑試驗組不同養殖時間標記點之間存在顯著性差異(P<0.05)。

3 討論

3.1 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺生長性能的影響

方斑東風螺營底棲生活,有潛埋習性,因此,底砂的狀況會直接影響其生活狀態。相關研究表明,養殖底砂會直接影響底棲生物的存活、生長、行為反應及地理分布。例如,我國5個海區不同群體的毛蚶形態差異顯著[19];韓國統營與山東蓬萊、山東黃島、江蘇前三島4個地理群體的魁蚶(Scapharcabroughtonii)在殼頂寬、放射肋寬、放射肋數量上存在顯著性差異,山東蓬萊與山東黃島及江蘇前三島群體在殼高、背緣長、殼濕質量、放射肋數量上有顯著性差異[20];徐永健等[21]研究表明,三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)幼蟹養殖時采用細砂(粒徑<200 μm)底質,幼蟹存活率最高。

本研究表明,不適宜的養殖底砂粒徑會加劇方斑東風螺稚螺養成階段的死亡風險,降低存活個體的生長性能。在本試驗條件下,0～1 mm粒徑的養殖底砂(細砂)相對更利于方斑東風螺稚螺的存活和生長,而其他較粗的底砂不利于稚螺后續的生長。究其原因,可能在于養成階段所用的稚螺個體較小,其運動和消化能力不如成螺等大規格的個體,因而較細的養殖底砂相對更有利于其進行潛砂等行為,養殖底砂顆粒過大、過粗糙可能會使稚螺本身耗費巨大的體力、能量開展日常的潛砂行為,甚至在潛砂過程中易受傷而引發應激反應,不利于其后續的生長存活。

3.2 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺消化酶活力的影響

消化酶活力反映了動物對營養物質的消化吸收能力[22]。胃蛋白酶是動物胃組織中最重要的消化性蛋白酶,其功能是初步水解食物中的蛋白質。方斑東風螺為肉食性貝類,因此蛋白酶活力最能反映機體對營養物質消化吸收的效率[23-24]。脂肪酶是一類重要的甘油酯鍵水解酶,其活力的高低決定動物對脂肪酸的消化吸收能力[25]。淀粉酶是水解淀粉和糖原酶類的總稱,廣泛存在于動植物和微生物中[26]。

本研究中,在試驗前期至中期細砂組和中砂組稚螺的胃蛋白酶活力呈大幅度增長趨勢,說明較小粒徑的養殖底砂有利于促進方斑東風螺稚螺消化吸收,而粗砂組稚螺的胃蛋白酶活力相對較低,說明大規格的養殖底砂(粗砂)不利于促進稚螺消化吸收。相關研究表明,消化酶的活力受物種、生理狀態、溫度、餌料、個體規格以及養殖方式等影響[27-28]。產生以上結果的原因可能是粗砂粒徑過大,稚螺無法實現潛砂,導致休息不佳,能量大量消耗。值得注意的是,本試驗結束前6 d,當地氣溫驟降,本試驗采用微流水養殖系統,養殖水溫也受到了一定的影響。水溫的變化會引起生物機體消化能力的變化[29],這可能是養殖最后時間節點稚螺消化酶活力呈現不規則波動的原因之一。合適的養殖底砂在一定程度上具有一定的溫度波動緩沖作用,因此在后續的試驗中可開展養殖底砂與溫度波動相關性的研究。

3.3 不同粒徑養殖底砂對方斑東風螺稚螺抗氧化酶活力及膜脂過氧化物含量的影響

所有需氧生物體內均有一套抗氧化系統以應對氧化脅迫。抗氧化系統可分為非酶促和酶促系統,其功能是清除體內過量的活性氧,保護機體不受氧化損傷,因此總抗氧化能力(T-AOC)的大小常被用作評估機體抗氧化能力的重要指標[30-32]。T-AOC是機體內抗氧化能力的總體體現[33];CAT在機體內催化H2O2分解形成氧和水,從而阻斷產生活力極高的羥自由基反應,是消除H2O2對細胞毒性作用的酶[34]。研究表明,CAT等抗氧化酶活力與動物發育階段[35]、環境因子[36-37]、餌料[38]、藥物[39]等有關。MDA是脂質過氧化物分解后的重要產物,其產生量的多少能代表膜脂過氧化的程度,也可間接反映組織抗氧化能力的強弱。一般來說,MDA含量越高,生物體所受的壓力越大[40]。

本研究表明,較細的養殖底砂更適合于稚螺養成階段的環境,而較粗的養殖底砂會造成稚螺較大的應激反應,并使其在潛砂過程中受傷。該結果與王庚申等[41]對日本囊對蝦(Marsupenaeusjaponicus)養殖的相關研究結果不一致,可能是由于品種、環境因子、底質粒徑及底質類型不同所致。本試驗中,粗砂組方斑東風螺稚螺的平均MDA含量最高,說明粗砂組稚螺細胞受損的程度較高,從而導致其免疫防御能力下降。這與王庚申等[41]的研究結果一致,原因可能在于養成過程中,較細的養殖底砂相對更有利于其潛砂行為,而且在稚螺鉆砂和移動過程中,細砂能減小其身體與底質之間的摩擦力,從而不易受傷。

3.4 底質中氨氮和亞硝酸鹽氮含量的變化

底質不僅是底棲水生動物的棲息場所,還是氮、磷等生源要素的重要蓄積庫和細菌繁殖場所,承擔著凈化水體的作用,在一定條件下,其吸附的營養鹽還會在分子擴散和生物擾動等作用下重新釋放到養殖水體中[42]。氨氮是水產養殖水環境中主要的有毒物質,當其質量濃度達到一定程度后,會對養殖生物產生明顯的毒害作用。氨氮質量濃度受養殖生物糞便、分泌物、殘餌等含氮有機物分解的影響[43-44]。亞硝酸鹽氮主要是含氮有機物在微生物的作用下氧化形成的中間產物,是水產養殖中誘發暴發性疾病的重要環境因子[45]。

本研究表明,底砂粒徑對底質指標(氨氮、亞硝酸鹽氮)影響較大,細砂組養殖底質中氨氮含量基本上均顯著高于中砂組和粗砂組。筆者認為,細砂組稚螺未受到較強的環境脅迫,因此攝食良好,排泄量多,導致底質中的氨氮含量較高。譚春明等[10]研究了氨氮脅迫對方斑東風螺的影響,結果表明,在氨氮質量濃度低于200 mg/L的條件下,方斑東風螺死亡率極低。本試驗中,細砂組底質的氨氮含量雖然顯著高于其他組,但一直在養殖水質安全的濃度范圍內,因此對方斑東風螺稚螺的生長沒有造成不利影響。

4 結論

在方斑東風螺養成階段,底質對其生長、消化酶、抗氧化性能及環境氨氮、亞硝酸鹽氮含量有顯著的影響。細砂組養殖條件下方斑東風螺稚螺的存活率最高,生長速度最快,且其淀粉酶、總抗氧化能力及CAT平均活力總體均高于中砂組和粗砂組。細砂組底質中的氨氮含量雖高,但一直處于養殖動物的安全濃度范圍內。研究結果表明,粒徑1 mm規格的底砂較適合于方斑東風螺養成階段。