劉慧玲，郭文浚，譚振華，楊世平，孫成波，吳坤平

（廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524088）

pH、亞硝酸鹽和氨氮對(duì)雙齒圍沙蠶耗氧率和排氨率的影響

劉慧玲，郭文浚，譚振華，楊世平，孫成波，吳坤平

（廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524088）

在實(shí)驗(yàn)室條件下研究不同pH（5.0、6.0、7.0、8.0、9.0）、亞硝酸鹽濃度（0、0.036、0.357、0.714、1.429mmol/L）和氨氮濃度（0、0.036、0.357、0.714、1.429mmol/L）對(duì)雙齒圍沙蠶（Perinereis aibuhitensis）耗氧率和排氨率的影響。結(jié)果表明，在不同pH條件下各組雙齒圍沙蠶的耗氧率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）；pH為7.0時(shí)，沙蠶的排氨率較低（2.37±0.51 μg·g-1·h-1），pH為9.0時(shí)，排氨率最低（0.44±0.13 μg·g-1·h-1）（P ＜ 0.05）。隨著亞硝酸鹽氮濃度的升高，其耗氧率僅在0.714mmol/L組升高，與其他各組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05），而排氨率0.036mmol/L組升高，之后急速下降，1.429mmol/L組最低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05）。隨氨氮濃度的增加，雙齒圍沙蠶耗氧率呈下降趨勢(shì)，當(dāng)氨氮濃度0.714～1.429mmol/L時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

雙齒圍沙蠶；耗氧率；排氨率；pH；亞硝酸鹽；氨氮

雙齒圍沙蠶（Perinereis aibuhitensis）隸屬于環(huán)節(jié)動(dòng)物門（Annelida），多毛綱（Polychaeta），游走目（Errantia），沙蠶科（Nereididae），圍沙蠶屬（Perinereis）。其適應(yīng)能力強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高［1］。研究發(fā)現(xiàn)，沙蠶可以增加對(duì)蝦產(chǎn)量［2］，且由于含有豐富的EPA和DHA，可促進(jìn)對(duì)蝦性腺發(fā)育，提高受精卵質(zhì)量［3-4］，因而常用作對(duì)蝦飼料。其誘食性較佳，被稱作“萬(wàn)能釣餌”［1］。據(jù)有關(guān)資料表明，近年來(lái)日本僅休閑垂釣業(yè)沙蠶年需求量在3 000 t以上［5］，國(guó)際市場(chǎng)供不應(yīng)求。但由于過(guò)度捕撈，沙蠶資源逐漸衰退，難以滿足市場(chǎng)需求。為此，學(xué)界開(kāi)展了沙蠶親體培育、人工育苗和灘涂養(yǎng)殖技術(shù)等研究［6-9］。環(huán)境因子的變化會(huì)影響沙蠶的生理和能量代謝，目前關(guān)于環(huán)境因子對(duì)沙蠶耗氧率和排氨率影響的報(bào)道僅見(jiàn)溫度和鹽度方面［10-12］。沙蠶為底棲生物，底泥中有機(jī)物的積累會(huì)導(dǎo)致底質(zhì)的pH下降，氨氮和亞硝酸鹽含量增加，進(jìn)而影響底棲生物的代謝。筆者研究不同 pH、亞硝酸鹽和氨氮濃度對(duì)于雙齒圍沙蠶排氨率和耗氧率的影響，為沙蠶的人工養(yǎng)殖和底質(zhì)調(diào)控提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

雙齒圍沙蠶體質(zhì)量（2.10±0.38）g，取自湛江騰飛實(shí)業(yè)有限公司的東海島沙蠶養(yǎng)殖基地，挑選健康無(wú)損傷個(gè)體，帶回實(shí)驗(yàn)室泡沫箱中暫養(yǎng)。暫養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)用海水均為過(guò)濾后自然海水，pH 8.1，鹽度25，海水中亞硝酸鹽和氨氮均未檢出。暫養(yǎng)期間連續(xù)充氧，不投餌，實(shí)驗(yàn)前用過(guò)濾海水沖洗沙蠶體表。

1.2 方法

實(shí)驗(yàn)在注滿海水的300mL錐形瓶中進(jìn)行。設(shè)置pH為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等5個(gè)pH梯度（用1 mol/L的HCl或NaOH調(diào)節(jié)），每個(gè)梯度設(shè)3個(gè)平行組和1個(gè)空白對(duì)照組，每組放入個(gè)體規(guī)格相近的雙齒圍沙蠶3尾，以未放沙蠶實(shí)驗(yàn)瓶為空白對(duì)照組。放入沙蠶后，立即用保鮮膜和橡皮筋將瓶口封緊，持續(xù) 4 h，整個(gè)過(guò)程中不得有氣泡產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)期間水溫 29℃。實(shí)驗(yàn)前稱量沙蠶的質(zhì)量，測(cè)定實(shí)驗(yàn)前后溶氧和氨氮含量。pH值用酸度計(jì)測(cè)定（上海梅特勒，F(xiàn)E20K），溶氧含量用雷磁 JPSJ-605型溶氧儀測(cè)定，氨氮含量用靛酚藍(lán)法測(cè)定［13］，亞硝酸鹽用鹽酸萘乙二胺法測(cè)定［14］。

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置亞硝酸鹽濃度為 0、 0.036、0.357、0.714、1.429mmol/L等5個(gè)梯度，以亞硝酸鈉調(diào)節(jié)。其他操作和方法同pH實(shí)驗(yàn)。

設(shè)置氨氮濃度為0、0.036、0.357、0.714、1.429mmol/L等5個(gè)梯度，以氯化銨調(diào)節(jié)。其他操作和方法同pH實(shí)驗(yàn)。

耗氧率R（mg·g-1·h-1）計(jì)算公式為

其中，D0為空白對(duì)照瓶中水樣的溶解氧（mg/L），Dt為實(shí)驗(yàn)組水樣中的溶解氧（mg/L），V為實(shí)驗(yàn)瓶的體積（L），m為沙蠶的總質(zhì)量（g），t 為實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間（h）。

排氨率N（μg·g-1·h-1）計(jì)算公式為

其中，Nt為實(shí)驗(yàn)組水體的氨氮質(zhì)量濃度（mg/L），N0為對(duì)照組水體的氨氮質(zhì)量濃度（mg/L）。

氧氮原子比（nO/ nN）的計(jì)算公式：

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用 SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析和Ducan's多重比較，P＜0.05時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 pH對(duì)雙齒圍沙蠶代謝的影響

不同pH條件下沙蠶耗氧率見(jiàn)圖1。圖1表明，在pH為6.0和8.0時(shí)，沙蠶耗氧率平均值略高于pH為7.0時(shí)，但各組間耗氧率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05）。

圖1 不同pH與雙齒圍沙蠶耗氧率的關(guān)系Fig.1 Relationship between oxygen consumption rate of Perinereis aibuhitensis and pH

不同pH條件下沙蠶的耗氧率見(jiàn)圖2。圖2可見(jiàn)，沙蠶的排氨率隨著pH的升高而呈現(xiàn)先下降后上升再下降趨勢(shì)。pH為7.0時(shí)，沙蠶的排氨率處于一個(gè)較低峰值（2.37±0.51 μg·g-1·h-1），在pH為9.0時(shí)，排氨率最低（0.44±0.13 μg·g-1·h-1），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05）。

圖2 不同pH條件下雙齒圍沙蠶排氨率的關(guān)系Fig.2 Relationship between ammonia-N excretion rate of Perinereis aibuhitensis and pH

圖3表明，在pH為5～8時(shí)，沙蠶的氧氮比較為穩(wěn)定，各組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05），而pH為9時(shí)，氧氮比急劇升高，與其他組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05）。

圖3 不同pH條件下雙齒圍沙蠶氧氮比Fig.3 Ratio of O to N of Perinereis aibuhitensis at different pH

2.2 亞硝酸鹽濃度對(duì)雙齒圍沙蠶代謝的影響

沙蠶的耗氧率隨亞硝酸鹽濃度的上升而呈先上升后下降趨勢(shì)（圖 4）。在亞硝酸鹽濃度 0.714mmol/L時(shí)耗氧率（0.069±0.007 μg·g-1·h-1）高于其他各組（P ＜ 0.05），其他各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）。

隨著亞硝酸鹽濃度升高，沙蠶的排氨率呈先升高、后下降、再相對(duì)平穩(wěn)、然后又下降的趨勢(shì)（圖5）。在亞硝酸鹽濃度為0.036mmol/L時(shí)，沙蠶的排氨率升至最高值3.67±1.17 μg·g-1·h-1。亞硝酸鹽濃度為0和0.036mmol/L組的沙蠶排氨率高于其他各組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05）。

圖4 不同濃度亞硝酸鹽與雙齒圍沙蠶耗氧率的關(guān)系Fig.4 Relationship between oxygen consumption rate of Perinereis aibuhitensis and the concentration of nitrite-N

圖5 不同濃度亞硝酸鹽與雙齒圍沙蠶排氨率的關(guān)系Fig.5 Relationship between ammonia-N excretion rate of Perinereis aibuhitensis and the concentration of nitrite-N

不同亞硝酸鹽濃度下沙蠶氧氮比見(jiàn)圖 6。在亞硝酸鹽濃度為0～0.714mmol/L范圍內(nèi)，沙蠶氧氮比較為穩(wěn)定，各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05），當(dāng)亞硝酸鹽濃度為1.429mmol/L時(shí)，氧氮比升高，與其他各組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05）。

圖6 不同濃度亞硝酸鹽條件下雙齒圍沙蠶氧氮比Fig.6 Number ratio of O to N of Perinereis aibuhitensis at different concentration of nitrite-N

2.3 氨氮對(duì)雙齒圍沙蠶耗氧率的影響

不同氨氮濃度條件下沙蠶的耗氧率見(jiàn)圖 7。沙蠶耗氧率隨氨氮濃度的升高有降低趨勢(shì)，氨氮濃度為0.714mmol/L時(shí)，沙蠶耗氧率低于0mmol/L組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。0.714與1.429組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）。

圖7 不同濃度氨氮與雙齒圍沙蠶耗氧率的關(guān)系Fig.7 Relationship between oxygen consumption rate of Perinereis aibuhitensis and different concentration of ammonium-N

3 討 論

3.1 pH對(duì)雙齒圍沙蠶代謝的影響

pH值是水生生物養(yǎng)殖環(huán)境中非常重要的理化指標(biāo)之一，pH值變化會(huì)直接影響水生生物代謝、生長(zhǎng)和存活等。李達(dá)［15］研究發(fā)現(xiàn)，pH 對(duì)雙齒圍沙蠶受精和胚胎發(fā)育影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05），pH為 7.5 時(shí)受精率和孵化率均最高。Simcic等［16］研究發(fā)現(xiàn)，酸性條件會(huì)直接影響3種甲殼動(dòng)物的電子傳遞系統(tǒng)，增加它們的耗氧率。唐保軍等［17］研究 pH對(duì)細(xì)角螺（Hemifusus ternatanus）耗氧率的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，pH為8時(shí)，細(xì)角螺耗氧率最高，pH的升高或降低，細(xì)角螺耗氧率均顯著降低。尖紫蛤（Soletellina acuta）［18］和日本沼蝦（Macrobrachium nipponensis）［19］等水生生物有類似結(jié)果。Buckingha等［20］在研究田螺（Viviparus contectoides）時(shí)發(fā)現(xiàn)，其耗氧率在pH為7.1 和8.9 時(shí)出現(xiàn)峰值，而在pH繼續(xù)降低或升高時(shí)，其耗氧率均下降。而本研究結(jié)果顯示在pH為5.0～9.0時(shí)，雙齒圍沙蠶的耗氧率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05），可能與實(shí)驗(yàn)時(shí)，沙蠶的個(gè)體差異有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步探索。

本實(shí)驗(yàn)中，pH對(duì)沙蠶排氨率的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05），在pH 7.0時(shí)，排氨率較低，pH為6.0和8.0時(shí)，其排氨率明顯升高，說(shuō)明雙齒圍沙蠶對(duì)pH的適應(yīng)能力較強(qiáng)，可適應(yīng)pH 6.0～8.0范圍，最適pH可能在7.0左右。祁銘華［21］發(fā)現(xiàn)，菲律賓蛤仔在實(shí)驗(yàn)室條件下養(yǎng)殖 60 d時(shí)，各組底質(zhì)pH由7.772分別降為6.663、6.671、6.673、6.671［21］。沙蠶主要生活在有機(jī)物豐富的潮間帶灘涂，以有機(jī)物、藻類為食［22］，這些區(qū)域有機(jī)物含量較高，pH值較低，因此，雙齒圍沙蠶的最適pH為7.0左右也反映了其對(duì)環(huán)境有機(jī)物的適應(yīng)。

3.2 亞硝酸鹽濃度對(duì)雙齒圍沙蠶代謝的影響

亞硝酸鹽是水產(chǎn)養(yǎng)殖中一種常見(jiàn)污染物，是糞便和殘餌中蛋白質(zhì)分解后氨氮的硝化和脫氮作用過(guò)程的重要中間產(chǎn)物［23］。養(yǎng)殖環(huán)境中亞硝酸鹽含量過(guò)高會(huì)對(duì)養(yǎng)殖的魚、蝦、蟹等產(chǎn)生危害，降低魚類血液輸送氧氣的能力和抗氧化能力［24-26］。本實(shí)驗(yàn)中，雙齒圍沙蠶耗氧率隨著亞硝酸鹽濃度升高而呈先升高后降低趨勢(shì)，與亞硝酸鹽對(duì)鳊魚（Parabramis pekinensis）耗氧率的影響規(guī)律相似［26］。隨著養(yǎng)殖水體亞硝酸鹽濃度升高，魚類表現(xiàn)為活動(dòng)增加，為抵抗亞硝酸鹽的毒性，降低亞硝酸鹽對(duì)機(jī)體的危害，魚體需要更多的能量，因而耗氧率增加［27］。隨著亞硝酸鹽濃度的升高，鳊魚和草魚（Ctenopharyngodon idellus）的耗氧率也出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)［26-27］。本研究發(fā)現(xiàn)，在亞硝酸鹽濃度在 0.036～0.357mmol/L時(shí)，雙齒圍沙蠶的耗氧率隨著亞硝酸鹽濃度的增加，當(dāng)亞硝酸鹽濃度為1.429mmol/L時(shí)，耗氧率才又開(kāi)始下降。且排氨率在亞硝酸鹽濃度為0.036～0.357mmol/L時(shí)出現(xiàn)顯著下降后，在0.357 ～0.714mmol/L時(shí)表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定，在濃度為1.429mmol/L時(shí)，排氨率又降至最低。當(dāng)亞硝酸鹽為在0.036～0.714mmol/L的范圍內(nèi)，雙齒圍沙蠶的氧氮比無(wú)明顯差異，而當(dāng)濃度為1.429mmol/L時(shí)，氧氮比急劇升高，說(shuō)明其能量代謝途徑發(fā)生了根本性變化，較難維持機(jī)體的正常代謝［17］。

3.3 氨氮濃度對(duì)雙齒圍沙蠶代謝的影響

水環(huán)境中，由于養(yǎng)殖生物密度過(guò)大，以及水生動(dòng)物的代謝、藻類的衰亡和有機(jī)物積累等因素，水體氨氮會(huì)增加。其中NH3不帶電荷，易通過(guò)細(xì)胞膜，對(duì)水生生物毒性較大，甚至導(dǎo)致死亡［28］。呂富等［29］研究發(fā)現(xiàn)，在相同鹽度下，雙齒圍沙蠶的死亡率隨氨氮濃度升高和作用時(shí)間的延長(zhǎng)而升高。氨氮對(duì)單環(huán)刺螠（Urechis unicinctus）、日本沼蝦和河蚌（Anodonta woodiana）耗氧率均會(huì)產(chǎn)生影響［30-32］。本研究表明，氨氮濃度為0.714 和1.419mmol/L時(shí)，雙齒圍沙蠶耗氧率低于對(duì)照組（P ＜ 0.05），這可能與氨氮對(duì)沙蠶產(chǎn)生毒性，進(jìn)而導(dǎo)致其代謝機(jī)能減弱有關(guān)。

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［32］葛長(zhǎng)字，秦耿，彭小經(jīng).氨氮濃度對(duì)不同體重河蚌（Anodonta woodiana）耗氧率的影響［J］.淡水漁業(yè)，2011，41（2）:82-87.

（責(zé)任編輯：劉慶穎）

Effects of pH，Ammonia and Nitrite on Oxygen Consumption and Ammonia Excretion of Perinereis aibuhitensis

LIU Hui-ling，GUO Wen-jun，TAN Zhen-hua，YANG shi-ping，SUN Cheng-bo，WU Kun-ping
（Fisheries College of Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China）

Oxygen consumption rate and ammonia excretion rate of Perinereis aibuhitensis at different pH levels（5.0，6.0，7.0，8.0，9.0），nitrite-N concentration（0，0.036，0.357，0.714，1.429mmol/L） and ammonia-N concentration（0，0.036，0.357，0.714，1.429mmol/L） were measured in the laboratory.The results showed that there was no statistically significant differences in oxygen consumption rate（OCR）between groups under the conditions of different pH（P ＞ 0.05），and ammonia excretion rate（AER） of P.aibuhitensis were significantly higher at pH 6.0 and 8.0 than that at pH 7.0，the difference between them were statistically significant（P ＜ 0.05）.With the increase of nitrite-N concentration，the OCR increased when nitrite-N concentration was 0.714mmol/L（P ＜ 0.05），and the difference between the other groups were not statistically significant（P ＞ 0.05），and AER increased in group of 0.036mmol/L（P ＜ 0.05），then decreased rapidly，and reached the minimum in the group of 1.429mmol/L（P ＜ 0.05）.Significant difference in OCR was not found when the ammonia-N concentration ranging from 0 to 0.357mmol/L（P ＞ 0.05），and OCR decreased when ammonia-N concentration changing from 0.714 to 1.419mmol/L（P ＜ 0.05）.

Perinereis aibuhitensis； oxygen consumption rate； ammonia excretion rate； pH； nitrite；ammonia

Q959.192.5

A

1673-9159（2016）03-0052-05

10.3969/j.issn.1673-9159.2016.03.009

2015-11-03

廣東科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013B020415002）和湛江市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013A03021）

劉慧玲（1976-），女，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)樗a(chǎn)養(yǎng)殖及水產(chǎn)微生物學(xué)。

楊世平（1977-），男，博士，副教授，研究方向?yàn)槲r蟹類健康養(yǎng)殖及水產(chǎn)微生物學(xué)。