摘要：进行了温度 (10、14、18、22、26、30、34℃)对河川沙塘鳢Odontobutis obseura幼鱼呼吸和排泄的影响试验。结果表明:河川沙塘鳢幼鱼的耗氧率和排氨率均随水温的升高呈直线上升,且都具有良好的直线回归关系 (r2分别为0.972和0.971);18～22℃时河川沙塘鳢的氧氮比 (O∶N)明显高于26～34℃时的比值 (P＜0.05);10～34℃时的热能效系数 (Q10)值为1.734,最低Q10值 (1.069～1.161)出现在22～30℃时。研究表明,河川沙塘鳢幼鱼的可耐受温度为10～34℃,适宜生长温度为22～30℃。
关键词：河川沙塘鳢;温度;耗氧率;排氨率
河川沙塘鳢鱼Odontobutis obseura隶属于鲈形目 Perciformes、塘鳢科Eleotridae、沙塘鳢属O.dontobuti,是一种小型肉食性鱼类,分布于中国南方湖泊与河沟中,营底栖生活。因其出肉率高、口感鲜美,深受江浙沪地区人们的喜爱[1]。
鱼类的代谢活动与氧的利用有一定的关联,耗氧率反映了研究对象的新陈代谢情况以及能量的利用和应激情况[2]。因此,研究鱼类的耗氧率不仅对鱼类呼吸生理学研究具有重要意义,而且在鱼类养殖中也具有重要应用价值。目前,对鱼类耗氧率的研究已有较多报道[3-8],关于沙塘鳢成鱼的耗氧率和排氨率的研究也有一些报道[1,9]。本试验中,作者研究了不同温度对河川沙塘鳢幼鱼耗氧率和排氨率的影响,旨在为河川沙塘鳢的生理生态学研究提供参考依据。
1.1 材料
试验用河川沙塘鳢幼鱼由上海市水产研究所苗种技术中心人工繁养。试验用水经暗沉淀、漂白粉消毒、曝气和筛绢网过滤处理,盐度为3.9。试验于2012年7月在上海市水产研究所苗种技术中心实验室中进行。
1.2 方法
1.2.1 饲养管理 将试验鱼在水族箱 (48.0 cm× 49.5 cm×35.8 cm)中驯养15 d,设置 10、14、18、22、26、30、34℃ 7个温度梯度,用冷暖机调控各水族箱的水温。每箱放30尾鱼,适量投喂活糠虾,正式试验前2 d停食。用游标卡尺测定鱼体长 (精度为0.02 mm),用电子天平测定鱼体质量 (精度为0.01 g),各组试验鱼的基础数据如表1所示。
1.2.2 试验设计 采用改进的密闭呼吸室法[10]进行试验。每个温度梯度均设3个平行和1个空白对照,呼吸试验在250 mL磨口玻璃瓶中进行,试验时瓶内注满试验用水,将瓶置于恒温水族箱中(±0.5℃),待水温恒定于目标值后,试验组瓶内放入4尾受试鱼,空白对照组不放鱼,并使水族箱循环系统的出水口对准瓶口方向,尽量使瓶内外的水环境一致,待受试鱼适应新环境后,盖紧磨口瓶盖。试验过程中仔细观察、记录受试鱼的活动情况。经过预试验将溶氧饱和度降为50% ～60%所需的时间作为正式试验水样的结束时间。
1.2.3 耗氧率的测定与计算 采用溶氧仪[11]测定溶解氧含量。耗氧率 (RO)的计算公式[12]为
其中:RO为单位体质量耗氧率 [mg/(g·h)]; CT为有鱼试验瓶内的溶解氧含量 (mg/L);CC为空白无鱼对照瓶内的溶解氧含量 (mg/L);V为代谢瓶容积 (L);m为鱼体总质量 (g);t为试验持续时间 (h)。
表1 各组试验鱼的体长和体质量(
±s,n=12)
Tab.1 The average body length and body weight of fish for each group
注:同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异 (P＜0.05),标有相同小写字母者表示组间无显著性差异 (P＞0.05),下同。
Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level,and the means with the same letters within the same column are not significant differences,et sequentia.
组别group水温/℃temperature体长/mm body length体质量/g body weight 1 10±0.5 24.91±2.20a0.36±0.08a2 14±0.5 24.38±1.27ab0.34±0.06ab3 18±0.5 24.55±1.35ab0.35±0.06a4 22±0.5 24.75±1.95ab0.36±0.08a5 26±0.5 24.24±1.99ab0.35±0.09a6 30±0.5 24.05±1.83ab0.32±0.06ab7 34±0.5 23.27±2.04b0.30±0.07b
1.2.4 氨氮排泄率的测定与计算 氨氮排泄率与耗氧率同时进行测定。采用靛酚蓝法[13]测定氨氮浓度。氨氮排泄率 (RN)的计算公式为
其中:RN为单位体质量氨氮排泄率[mg/(g·h)]; NC为空白无鱼对照瓶内的氨氮浓度 (mg/L);NT为有鱼试验瓶内的氨氮浓度 (mg/L);V为代谢瓶容积 (L);m为鱼体总质量 (g);t为试验持续时间 (h)。
1.2.5 热能效系数 (Q10)和氧氮比 (O∶N)值的计算 热能效系数公式[11]为
其中:Q10为热能效系数;R1和R2分别为幼鱼在温度T1和T2时的耗氧率。
O∶N为试验动物呼吸氧原子数与排出氨氮原子数之比[14]。
1.3 数据处理
采用Excel软件处理试验数据并绘制图表。采用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析,用LSD法进行组间多重比较。
2.1 温度对河川沙塘鳢耗氧率的影响
从表2可见:河川沙塘鳢耗氧率随着环境温度的升高呈直线上升;除10℃与14℃组的耗氧率以及22℃与26℃组的耗氧率无显著性差异 (P＞0.05)外,其余温度组间均有显著性差异 (P＜0.05)。河川沙塘鳢的耗氧率与温度之间有较好的直线回归关系 (r2=0.972,P＜0.01)(图1)。
表2 不同温度下河川沙塘鳢幼鱼的耗氧率、排氨率和氧氮比
Tab.2 Oxygen consumption rate,ammonia excretion rate,and O ：N ratio of the sleeper Odontobutis obseura juveniles at different temperature
温度/℃temperature耗氧率/ (mg·g-1·h-1) oxygen consumption rate排氨率/ (mg·g-1·h-1) nitrogen excretion rate氧氮比O∶N 10 0.168±0.016e0.008±0.001e18.563±2.826ab14 0.203±0.021e0.010±0.002e18.732±3.084ab18 0.335±0.034d0.014±0.002d20.771±3.259a22 0.396±0.037c0.017±0.003d20.324±4.098a26 0.407±0.018c0.025±0.002c14.145±0.955b30 0.517±0.034b0.030±0.002b14.910±1.151b34 0.605±0.038a0.036±0.004a14.637±1.221b
图1 温度对试验幼鱼耗氧率的影响
Fig.1 Effects of temperature on oxygen consumption rate in the sleeper O.obseura juveniles
2.2 温度对河川沙塘鳢排氨率的影响
从表2可见:河川沙塘鳢排氨率随着环境温度的升高呈直线上升;除10℃与14℃组的排氨率以及18℃与22℃组的排氨率无显著性差异 (P＞0.05)外,其余温度组间均有显著性差异 (P＜0.05)。河川沙塘鳢的排氨率与温度之间有较好的直线回归关系 (r2=0.974,P＜0.01)(图2)。
2.3 温度对河川沙塘鳢O：N值的影响
从表2可见:河川沙塘鳢的O∶N值随温度的升高呈先增大后减小的趋势;温度为18、22℃时的O∶N值较高,且显著高于温度为26、30、34℃时的比值 (P＜0.05),温度为10、14℃时的O∶N值虽高于26、30、34℃时的比值,但差异并不显著 (P＞0.05),且与温度18、22℃时也无显著性差异 (P＞0.05)。
图2 温度对河川沙塘鳢幼鱼排氨率的影响
Fig.2 Effects of temperature on ammonia excretion rate in the sleeper O.obseura juveniles
2.4 温度对河川沙塘鳢Q10值的影响
从表3可见:温度为10～34℃时的Q10值为1.734,温度为22～26℃和26～30℃的Q10值相对较小,分别为1.069和1.161。
表3 河川沙塘鳢幼鱼在不同温度范围下的Q10值
Tab.3 Q10coefficients of the sleeper O.obseura juveniles at different temperature
温度范围/℃temperature range热能效系数Q10coefficient 10～14 1.600 14～18 3.497 18～22 1.512 22～26 1.069 26～30 1.161 30～34 1.481 10～34 1.734
3.1 温度对河川沙塘鳢耗氧率和排氨率的影响
影响鱼类呼吸和排氨最重要的环境因素是温度,在一定耐受范围内,随着水温的升高,鱼体细胞酶的活性增强,新陈代谢亦加快,从而需要更充足的氧,而代谢产物也随之增多,然而当外界温度超过其可耐受范围时,鱼类的新陈代谢出现紊乱,呼吸作用减弱,代谢产物量降低[15]。在本试验温度范围内 (10～34℃),河川沙塘鳢的耗氧率和排氨率均随温度的上升而逐渐增加,说明10～34℃在河川沙塘鳢幼鱼适宜生长的温度范围之内,这也与对很多物种的研究[16-20]结果相似。
3.2 河川沙塘鳢代谢能源的分析
O∶N值已经成为估计生物代谢能源物质的常用表示方式,该比值代表了蛋白质与脂肪和碳水化合物在能量供给方面的比例。现有研究认为,当O∶N值为7～10时,表示能量的供应来自蛋白质[21];当O∶N值为24时,能量的供应来自蛋白质和脂肪[22];当O∶N值更大时,更多的脂类和碳水化合物被用于提供能量[23]。从本试验结果可以看出,O∶N值为14～21,故河川沙塘鳢幼鱼的能量消耗主要来自蛋白质和脂肪。
3.3 河川沙塘鳢的适宜生长温度范围
本试验在7月份进行,昼夜温差较大,试验温度在调控方面有一定的难度。为了缩小温度的波动,一方面将整个试验设备置于便于室温调控的空调房中,另一方面采用较为精确的水用冷暖机调控各水族箱的水温。即便如此,各温度组还是出现了小范围的浮动,但基本在设置温度范围 (±0.5℃)内。另外,由于本试验中对鱼的驯养时间较长,使得不同温度组受试鱼驯养后在体长、体质量上出现了一些差异,特别是34℃组。河川沙塘鳢在水温为34℃时不仅生长缓慢,而且还有死亡现象。为了避免类似情况出现,可以缩短驯养时间或者降低高温度组的温度,以便正式试验进行时各温度组的受试鱼在体长、体质量等方面没有明显差异。
热能效系数Q10值能够揭示水生动物对温度的敏感程度,常作为水生动物对温度调节能力的参考依据[24]。据报道,鱼类 Q10值一般为2～3[3],本试验中得出的河川沙塘鳢幼鱼的Q10值基本上在这个范围内,表明在本试验中设定的温度范围内,河川沙塘鳢幼鱼对温度都有较好的调节能力。
在耐受温度范围内,Q10值的最低值出现在其适宜生长的温度范围,在这个适宜生长温度范围的两边,其Q10值会出现一定的升高[25]。本研究中,最低Q10值范围 (1.069～1.161)出现在22～30℃温度范围内,根据Q10值的变化情况,基本可以推断河川沙塘鳢幼鱼的适宜生长温度范围为22～30℃。
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Effect of temperature on oxygen consumption and ammonia excretion of sleeper Odontobutis potamophila juveniles
Abstract：The effects of different water temperature(10,14,18,22,26,30,and 34℃)on oxygen consumption rate and ammonia excretion rate were studied in juvenile sleeper Odontobutis potamophila.The results showed that the linear increase in oxygen consumption rate and ammonia excretion rate was found as the water temperature rose from 10℃ to 34℃,with a good regression with r2values 0.972 for oxygen consumption rate and 0.971 for ammonia excretion rate.The O∶N values at 18℃ and 22℃ were significantly higher than that at a higher temperature. Thermal efficiency coefficient(Q10)of temperature from 10℃ to 34℃ was 1.734,and the minimal Q10coefficients (1.069-1.161)was observed at temperature from 22℃ to 30℃.The juveniles had temperature tolerance from 10℃ to 34℃ and suitable temperature range from 22℃ to 30℃.
Key words：Odontobutis potamophila;temperature;oxygen consumption rate;ammonia excretion rate
中图分类号：S912
文献标志码：A
收稿日期：2012-11-21
基金项目：上海市科技兴农重点攻关项目 [沪农科攻字 (2011)第1-4号]
文章编号：2095-1388(2013)03-0273-04