低浓度悬浮颗粒物对缢蛏清滤率和吸收效率的影响

郭凯,张晨,赵文,蔡志龙

(大连海洋大学 辽宁省水生生物学重点实验室,辽宁 大连 116023)

摘要:采用实验生态学方法,在室内模拟研究了不同浓度(50、60、80、160 mg/L)悬浮颗粒物对螠蛏Sinonovaculaconstricta(壳长为71.15 mm±3.66 mm)清滤率和吸收效率的影响。结果表明:悬浮颗粒物对螠蛏清滤率有显著影响(P<0.05),当悬浮颗粒物浓度由低到高时,螠蛏的清滤率呈上升趋势,试验6 h时,悬浮物浓度为160 mg/L时个体清滤率达到最高,悬浮物浓度为50 mg/L时个体清滤率最低,随着试验时间的延长,相同悬浮物浓度下个体清滤率呈下降趋势,试验6 h时螠蛏清滤率要高于12~24 h;悬浮颗粒物对螠蛏的吸收率有极显著影响(P<0.01),当悬浮颗粒物浓度由低到高时,螠蛏的吸收效率呈下降趋势,悬浮物浓度为50 mg/L时吸收效率最高,悬浮物浓度为160 mg/L时吸收效率最低。

关键词:缢蛏;悬浮颗粒物;清滤率;吸收效率

缢蛏Sinonovaculaconstricta隶属于软体动物门、瓣鳃纲、异齿亚纲、帘蛤目、竹蛏科,又称蛏子[1],中国沿海均有分布,由于其营养丰富、味道鲜美,并具有一定的药用价值,已成为重要的养殖品种之一。

水体中较高浓度的悬浮颗粒物会对滤食性贝类的摄食及行为产生直接的影响[2]。水体中大量的泥沙可改变水环境,对贝类的滤食器官产生机械性损伤;大量沉积还会对埋栖贝类产生掩埋作用,从而影响贝类的存活、摄食和机体免疫力;在环境胁迫下,贝类会有应激反应,即通过自身调解机制,降低滤水率或吸收效率以适应环境的变化[3-4]。目前,有关悬浮颗粒物对贝类摄食生理的影响研究已有不少报道,Igesias等[5]、MacDonald等[6]研究了低浓度(<200 mg/L)悬浮颗粒物对滤食性贝类摄食生理的影响;Ellis等[7]、Velasco等[8]研究了高浓度(≥200 mg/L)悬浮颗粒物对贝类摄食生理的影响。宋强等[9]、栗志民等[10]分别探讨了沉积再悬浮颗粒物对栉孔扇贝Chlamysferreri、紫贻贝Mytilusedulis、菲律宾蛤仔Ruditapesphilippinarum和马氏珠母贝Pinctadamartensii摄食生理的影响;王广军等[11]研究了底泥悬浮物对杂色鲍生理产生的影响。本研究中,根据丹东东港缢蛏养殖池塘的生态环境调查结果,在室内模拟研究了低浓度(<200 mg/L)悬浮物对缢蛏清滤率和吸收效率的影响,探索该种贝类对环境变化的耐受力,旨在为缢蛏池塘健康养殖提供参考依据。

1材料与方法

1.1材料

颗粒悬浮物为丹东东港缢蛏养殖池塘的表层底泥,将底泥在60 ℃下烘干至恒重,经研磨后过200目(以对角线计,孔径为0.074 mm)筛绢。

试验用缢蛏取自丹东东港养殖池塘,在室内暂养7 d。暂养期间,盐度为25±1,水温为(16±1)℃,pH为8.0±0.1,连续充气,每天换水1次,每天投喂蛋白核小球藻Chlorellapyrenoidesa、盐藻Dunaliellasalina等,试验前24 h停止投饵。挑选体质健壮、大小相近的个体进行试验。试验用缢蛏个体壳长为(71.15±3.66)mm,壳高为(15.96±0.68 )mm,体质量为(4.57±0.64)g,软组织干质量为(2.05±0.44)g,肥满度为(45.67±11.78)%。

试验装置为50 L塑料箱,每个箱中放置2个曝气石进行连续曝气,试验前调节充气量,尽量使悬浮颗粒物分布均匀,试验用水与暂养水质相同。

1.2方法

根据2012年对丹东东港缢蛏养殖池塘测定的悬浮物浓度70 mg/L(变化范围为50~120 mg/L),试验设50、60、80、160 mg/L 4个悬浮物浓度,每个浓度下设置3个处理组和一个空白组,每个处理组放入10个缢蛏,空白组不放贝类(以消除自然沉降的影响)。试验持续24 h,每6 h分别从试验组和对照组取样一次,用于分析水中悬浮颗粒物的变化,试验结束时从各试验组收集缢蛏粪便。取得的样品及粪便用于测定悬浮颗粒物质量(TPM)和有机物质量(POM)。具体测定方法如下:

用经过灼烧(450 ℃)处理后称重(记为W0)的GF/F膜抽滤一定体积水样,然后经60 ℃烘干至恒重后称重(记为W60),再放入马福炉(550 ℃)灼烧2 h后称重(记为W550),按照下式计算:

TPM=W60-W0

POM=W60-W550

1.3数据处理

试验数据用平均值±标准差(mean±S.D.)表示,用Excel软件进行图表分析,用SPSS 13.0软件进行差异显著性检验。

(1)贝类清滤率(RC)的计算公式[10]

其中:C1、C2为试验开始和结束时水体悬浮颗粒物浓度(mg/L);V为试验水体积(L);t为试验持续时间(h);N为每个试验水槽中缢蛏个体数。

(2)吸收效率(EA)的计算公式[10]

其中:C为水体悬浮颗粒物中的有机物含量(POM/TPM);F为收集到的缢蛏粪便中的有机物含量(POM/TPM)。

(3)标准动物生理指标(SS)。为了消除由于个体差异而产生的螠蛏生理指标的影响,将数据转换为1 g标准下的数据[10]

其中:SS为标准动物(1 g)的生理指标;SC为缢蛏清滤率的实测值;Wg为缢蛏软体部的干质量;a为重量指数,取值0.62[10]

2结果与分析

2.1悬浮颗粒物浓度对缢蛏清滤率的影响

从表1可见,随悬浮颗粒物浓度的升高,各处理组缢蛏个体的清滤率呈上升趋势,但随时间的延长,相同悬浮物浓度下的缢蛏个体清滤率呈下降趋势,各处理组的清滤率在6 h时相对较高。在试验6 h的条件下,悬浮物浓度为160 mg/L时,缢蛏个体清滤率达到最大值(0.6579 L/h);悬浮物浓度为50 mg/L时,缢蛏个体清滤率最低(0.0228 L/h);当悬浮物物浓度在100 mg/L以内时,缢蛏个体清滤率上升趋势较缓,当悬浮物浓度超过100 mg/L,清滤率上升趋势较明显。方差分析结果表明:悬浮物浓度对缢蛏清滤率有极显著影响(P=0.000<0.01);6 h时,各试验组的缢蛏个体清滤率有显著性差异(P<0.05);12~24 h时,悬浮物浓度为50 mg/L的试验组与80、160 mg/L试验组的缢蛏个体清滤率有显著性差异(P<0.05)。

表1低浓度颗粒悬浮物对缢蛏清滤率的影响

Tab.1TheeffectsoflowconcentrationofsuspendedparticlesontheclearancerateofSinonovaculaconstricta

浓度/(mg·L-1)concentration清滤率clearancerate/(L·h-1)6h12h18h24h500 0228a0 0161a0 0074a0 0789a600 1044b0 0462ab0 0304bc0 0128ab800 1749c0 0711b0 0379c0 0234bc1600 6579d0 0778b0 0597d0 0317c

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)

Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level(P<0.05)

2.2悬浮颗粒物浓度对缢蛏吸收效率的影响

随着颗粒悬浮物浓度的升高,缢蛏的吸收效率呈下降趋势(图1)。其中在悬浮物浓度为50 mg/L时,缢蛏的吸收效率达到最大值(50%);在悬浮物浓度为160 mg/L时,缢蛏吸收效率最低(24%)。当悬浮物物浓度在60 mg/L以内时,吸收效率下降趋势较缓,悬浮物浓度超过60 mg/L时,吸收效率下降趋势较明显。方差分析结果表明:悬浮物浓度对缢蛏的吸收效率有极显著影响(P=0.001<0.01);当悬浮物浓度为50 mg/L时,缢蛏的吸收效率与浓度为60 mg/L时无显著性差异(P>0.05),而与其他浓度下的吸收效率有显著性差异(P<0.05);悬浮物浓度为80 mg/L时的吸收效率与160 mg/L时有显著性差异(P<0.05)。

注:标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)
Note:The means with different letters are significantly different at the 0.05 probability level

图1 低浓度悬浮颗粒物对缢蛏吸收效率的影响
Fig.1 The effects of low concentration of suspended particles on the absorption efficiency of Sinonovacula constricta

3讨论

丹东东港沿海有着丰富的浅海滩涂资源,是中国滩涂贝类重要的养殖区域。由于东港位于大洋河和鸭绿江附近,夏季多风,因此,水中往往含有大量的泥沙颗粒。很多学者的研究表明,水中的悬浮颗粒物会对滤食性贝类的摄食生理产生一定影响,甚至会对贝类的鳃造成损伤[3, 10],影响滩涂贝类的养殖产量。为了探索东港地区养殖环境中悬浮物对缢蛏摄食生理的影响,本研究中根据对东港沿海缢蛏养殖池塘水体中测得的悬浮物浓度设置室内模拟试验,测定结果表明,东港地区缢蛏养殖池塘水体悬浮物浓度一般都在50~120 mg/L,平均为70 mg/L。因此,本试验中设计悬浮物浓度分别为50、60、80、160 mg/L(实际测定值为48.5、57.0、79.5、160.5 mg/L),就是为了更接近于实际养殖池塘的环境。

清滤率和吸收率是滤食性贝类摄食生理的重要参数指标,它们往往受到很多因素的影响[12]。已有研究表明[13],缢蛏在不同温度、盐度、pH等环境因子下其滤水率变化很大,其中在水温为20 ℃、盐度为30、pH为8.0时,缢蛏的滤水率达到最大值。除了环境因子外,体质量也是影响贝类摄食的主要因素[12]。为了消除由于体质量差异产生的误差,在计算滤食性贝类的摄食生理指标时,要将数据转换为1 g标准下的数值。有研究表明,滤食性双壳贝类的a值为0.62 左右[10,12],因此,本研究中对试验水质进行了测定,盐度为(25±1),水温为(16±1)℃,pH为8.0±0.1,对缢蛏的清滤率和吸收效率数值进行了转换,以明确在该水质条件下,低浓度悬浮物对缢蛏的清滤率和吸收率的实际影响。

清滤率是反映贝类滤水能力的重要指标,是影响贝类摄食行为和获取能量的重要因素,它往往受到环境中贝类潜在食物的数量和质量的影响[10]。目前,很多研究表明,在一定悬浮颗粒物浓度范围内,滤食性贝类的清滤率随着水体中悬浮颗粒物浓度的增加而升高,当达到或超过某一特定浓度时,贝类的清滤率又会随着悬浮颗粒物浓度的增加而降低。如Barille等[2]、Igesias等[5]、EIIis等[7]的研究表明:当悬浮颗粒物浓度在60~100 mg/L时,贝类的清滤率与悬浮物浓度呈正相关,原因可能是在较低悬浮物浓度范围内(低于100 mg/L),悬浮颗粒物没有影响到贝类的滤水速度,单位时间内过滤水的体积没有发生变化,而水中颗粒物浓度越高,被截留的颗粒物就越多,贝类的滤清率就会越高;而当悬浮物浓度超过100 mg/L时,贝类的清滤率与悬浮物浓度呈负相关,这是因为在较高颗粒浓度下(高于100 mg/L),贝类的正常生理受到了影响,为了适应环境的变化,贝类通过自身调解机制,改变摄食节律并降低滤水速度,减少颗粒物带来的损伤,从而导致滤清率下降[10]。本研究结果表明,悬浮颗粒物浓度在50~160 mg/L范围内,缢蛏的清滤率呈升高趋势,这与很多学者的研究结果相近,但略有不同。宋强等[9]和栗志民等[10]对栉孔扇贝、菲律宾蛤仔、紫贻贝和马氏珠母贝进行了研究,结果表明,紫贻贝对高浓度悬浮颗粒物的耐受力大于另外3种贝类。说明不同贝类对悬浮颗粒物的耐受力不同。而本研究中,试验6 h时缢蛏个体清滤率虽然在160 mg/L时达到最高值(0.6579 L/h),但与以上几种贝类相比,清滤率峰值偏低,这是由于本试验中悬浮颗粒物浓度的设置和充气方式的不同而造成的。此外,在不同时间、相同悬浮颗粒物浓度下,缢蛏的滤清率随着时间的延长呈现下降趋势,产生这种现象的原因,可能是因为缢蛏属于个体摄食范围小、主动取食能力差的底栖贝类[14],随试验时间的延长,缢蛏个体附近的悬浮颗粒物浓度不断减少,导致其滤水率降低。

关于悬浮颗粒物对贝类吸收率影响的研究结果表明[5,9-10,13],随着悬浮颗粒物浓度的增加,水中有机物含量降低,贝类的吸收效率降低,但也有些学者的研究结果与此相反。MacDonald等[6]的研究结果表明,随着总悬浮颗粒物浓度的增加,贝类的吸收率有明显的增加。这说明贝类的吸收效率与饵料中有机物含量有着密切的关系,造成这种差异的主要原因应该与试验贝类的种类及悬浮颗粒物自身有机质含量有关。另外,温度、盐度和充气等环境因子也会影响贝类对悬浮颗粒物的吸收[15]。本研究中发现,随着悬浮颗粒物浓度的增加,贝类的吸收效率呈现下降趋势。

综上所述,水体悬浮颗粒物对缢蛏的清滤率及吸收效率均有明显影响,尤其是泥沙造成的过高浓度的悬浮颗粒物,不仅会影响到缢蛏的摄食、生长,甚至还会对其摄食器官造成损伤。因此,在日常养殖过程中,应注重对水体悬浮物的管理和监测,加强对池塘周边环境和底质的人工管理,尽量减少大量的泥沙等无机颗粒物进入养殖水体中。

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EffectsoflowconcentrationofsuspendedparticlesonclearancerateandabsorptionefficiencyofSinonovaculaconstricta

GUO Kai,ZHANG Chen, ZHAO Wen,CAI Zhi-long

(Key Laboratory of Hydrobiology in Liaoning Province, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

Abstract:Effects of suspended particles concentration (50,60,80,and 160 mg/L) on clearance rate(Rc) and absorption efficiency were investigated inSinonovaculaconstrictawith shell length of (71.15 mm±3.66 mm) by experimental ecological method in a laboratory. The results showed that the clearance rate ofS.constrictawas increased with the suspended particle concentration increase(P<0.05),the maximum value at the suspended particle concentration of 160 mg/L for 6 h, and the minimum value at a concentration of 50 mg/L. There was higher clearance rate ofS.constrictaat 6 h than at 12-24 h under the same concentration of suspended particles. The absorption efficiency ofS.constrictawas decreased with increase in suspended particle concentration (P<0.01),the minimum value at concentration of 160 mg/L, and the maximum value at concentration of 50 mg/L.

Key words:Sinonovaculaconstricta; suspended particle; clearance rate; absorption efficiency

DOI:10.3969/J.ISSN.2095-1388.2014.04.009

文章编号:2095-1388(2014)04-0369-04

收稿日期:2013-11-09

基金项目:国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD13B03)

作者简介:郭凯(1981—), 男, 博士研究生。E-mail:kaiguo@163.com

通信作者:赵文(1963—), 男, 教授,博士生导师。E-mail:zhaowen@dlou.edu.cn

中图分类号:S968.3

文献标志码::A