赤眼鳟耗氧率、排氨率和窒息点的初步研究

杨 凯1,高银爱1,袁勇超2,李 波1,成为为1,朱思华1,孙俊霄2,程颖红1

(1.武汉市农业科学院水产所，武汉 430207；2.华中农业大学水产学院，武汉 430070)

采取封闭流水式的实验方法，研究了对不同温度(16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃)对体质量小规格(6.98±1.19)g和大规格(22.45±1.79)g的赤眼鳟(Squaliobarbuscurriculus)幼鱼耗氧率、排氨率以及窒息点的影响。结果表明，温度(X)对小规格和大规格赤眼鳟的耗氧率(Yo)和排氨率(YN)有显著性影响，其两两间的相关关系可分别用方程式：小规格赤眼鳟Yo=0.012x-0.135(R2=0.969)，大规格赤眼鳟Yo=0.007x-0.058(R2=0.991)；小规格赤眼鳟YN=0.001x-0.010(R2=0.981)，大规格赤眼鳟YN=0.001e0.085x(R2=0.943)来表示。在16～28 ℃范围内赤眼鳟幼鱼的耗氧率和排氨率随着温度的升高而呈显著上升。在16 ℃时赤眼鳟的排氨率要显著性的低于20～28 ℃，而在20～28 ℃之间赤眼鳟幼鱼的排氨率差异性不显著。耗氧率昼夜变化表明大、小规格赤眼鳟白天平均耗氧率高于夜间。16 ℃条件下，小规格和大规格赤眼鳟的窒息点最低分别为0.860和0.960 mg/L，显著性低于20～28 ℃。

赤眼鳟(Squaliobarbuscurriculus)；温度；耗氧率；排氨率；窒息点

赤眼鳟(Squaliobarbuscurriculus)属硬骨鱼纲鲤形目鲤科雅罗鱼亚科赤眼鳟属，俗称野草鱼、红眼鱼。具有生长速度较快、对外界环境的改变适应能力较强的特点，且其含肉率较高，口感好，肉质鲜嫩，营养丰富，尤其在池塘混养中可以增加效益，越来越受到人们的青睐。溶解氧和水温是水产动物养殖生产上至关重要的环境因子，了解不同水温条件下鱼类的耗氧情况及排氨能力，能直接或间接地反映其所在不同水温下的代谢规律、特点以及生理、生存状况，对鱼类的能量学研究及适宜营养饲料的配制具有直接的指导作用。窒息点的高低反映鱼类耐低氧能力的强弱，对池塘合理养殖、安全越冬与度夏、以及活鱼运输等具有指导意义。有关水生动物耗氧率和窒息点的研究很多，但有关赤眼鳟耗氧率和窒息点的研究未见报道。本研究探讨了不同温度条件下两种规格赤眼鳟幼鱼的耗氧率、排氨率以及窒息点的变化，旨在探讨赤眼鳟幼鱼在不同环境条件下的代谢规律，为赤眼鳟的苗种运输和养殖生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验于2016年3-4月在湖北省武汉市华中农业大学水产学院校内水产养殖基地进行。实验装置仿陈宁生等[1]、林浩然等[2]并稍加修改，水温由循环式冷水机组和加热棒等组成的自动控温装置控制，设有1个水箱用于平衡实验水压，确保水箱内水体的流速均匀，分别在进、出水口及呼吸室内各放1支温度计。实验所用水水源是沉淀后再通过二级砂滤的自然养殖水体。

实验用鱼为武汉市农科院水产所鳜鱼良种繁育工程技术中心培育的2种规格的赤眼鳟幼鱼，暂养于室内循环水养殖系统，体长11.3～12.0 cm，体质量(22.30±1.79) g；体长7.6～8.4 cm，体质量(6.98±1.19) g。实验前，随机捞取体色正常，体表无明显损伤，游动活跃的健康个体，移入实验水体中适应96 h以上。

1.2 实验设计

1.2.1 不同温度下耗氧率和排氨率的测定

采取封闭流水呼吸室法。2种规格均设置16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃4个梯度，每个梯度为1个实验组合，共8个组合，每个组合设1个空白对照组，3个平行实验组，每个实验组放20尾实验鱼。实验时，向实验装置内注满水排尽装置内的空气，调节进水管与出水管的高度，使进、出水速度保持一致。将水温逐渐提升到实验温度，待实验鱼呼吸稳定之后，测定流速、进出水口的溶氧量和氨氮浓度。

1.2.2 耗氧率昼夜变化的测定

采用1.2.1的封闭流水呼吸室法，实验水温控制在24 ℃，实验持续24 h，每2 h测定1次进、出水口的溶氧量及单位时间的水流量。耗氧率以8：00-18：00为白天，19：00-6：00为夜间，光照为室内自然光，在不影响操作的情况下尽量避免灯光直射呼吸室，使鱼保持安静状态。

1.2.3 窒息点的测定

采取封闭静水呼吸室法，实验组合设置同1.2.1的。实验前，关闭进水口与出水口，向水体中倒入液体石蜡使其覆盖水面，以隔绝空气。观察实验鱼的活动和呼吸情况，当有半数实验鱼出现昏厥甚至死亡时，测定其溶氧量。

1.2.4 数据测定

溶氧量的测定采用Winkler碘量法[3]，通过纳氏试剂法测量总铵态氮来确定排氨量[4]。

1.3 数据处理与分析

实验数据处理采用王刚等[5]的研究方法：

OCR=(DO0-DO1)×V/W；

AER=(Nl—N0)×V/W；

AQ=AER/OCR；

Rm=k×OCR

式中，OCR代表耗氧率，单位mg/(g·h)；DO0代表进水口溶氧量(mg/L)；DO1代表出水口溶氧量(mg/L)；V代表流速(L/h)；W代表实验鱼质量(g)；AER代表排氨率，单位mg/(g·h)；N0代表进水口氨氮含量(mg/L)；Nl代表出水口氨氮含量(mg/L)；AQ代表氨商；Rm代表能量代谢率；k代表氧卡系数(13.56 J/mg O2)。

实验数据用平均值±标准差(Mean ± SD)表示，运用Excel和SPSS 18.0软件进行统计和分析，差异显著性水平为P< 0.05。

2 结果与分析

2.1 温度对赤眼鳟幼鱼的耗氧率、排氨率和代谢率的影响

赤眼鳟幼鱼的耗氧率和排氨率随温度的升高而呈显著性线性上升趋势(P< 0.05)，其耗氧率(YOC)和排氨率(YAE)与温度(x)之间的相关关系可分别用方程式表达：小规格YOC=0.012x-0.135(R2=0.969)，大规格YOC=0.007x-0.058(R2=0.991)；小规格YAE=0.001x-0.010(R2=0.981)，大规格YAE=0.001e0.085x(R2=0.943)。

温度对大、小规格赤眼鳟幼鱼氨商和能量代谢率的影响变化趋势各不相同，对小规格赤眼鳟幼鱼的氨商没有显著性影响。大、小规格赤眼鳟幼鱼的能量代谢率均随温度的升高而呈显著性上升趋势。

表1 不同温度和规格对赤眼鳟幼鱼耗氧率、排氨率和代谢率的影响Tab.1 Influence of temperature on oxygen consumption rate,ammonia excretion rate and metabolic rate in S.curriculus

注：同列数值右上标含不同字母代表差异显著(P< 0.05)。

2.2 温度和规格对赤眼鳟幼鱼窒息点和窒息时间的影响

16℃温度的大、小规格赤眼鳟幼鱼的窒息点显著低于其它温度组的，在20～28℃温度范围内，赤眼鳟幼鱼的窒息点的组间差异不显著。温度对小规格和大规格赤眼鳟幼鱼的窒息时间有显著性影响，两者之间呈线性相关关系：Y=-7.783x+374.9(R2=0.970)和Y=-3.958x+205.1(R2=0.974)。

表2 温度对赤眼鳟幼鱼的窒息点和窒息时间的影响

注：表中数值为3个重复的平均值，同列数值后不同的上标字母代表差异显著(P< 0.05)。

2.3 赤眼鳟幼鱼耗氧率的昼夜变化

在水温24 ℃，pH为7.8±0.1条件下，大、小规格赤眼鳟幼鱼的昼夜耗氧率之间均无显著性差异；小规格和大规格赤眼鳟幼鱼白天的平均耗氧率分别为0.163 mg/(g·h)和0.127 mg/(g·h)，略高于其夜间的平均耗氧率0.148 mg/(g·h)和0.120 mg/(g·h)(图1)。大、小规格的赤眼鳟幼鱼，其白天与夜间耗氧率的变化趋势都是先降后升，都有一个最低值，但最低值出现的时间不同，白天的都在14:00，夜间的不同(大、小规格分别为4:00和0:00)。小规格赤眼鳟的昼夜耗氧率的变化幅度要高于大规格。由此可见，赤眼鳟的昼夜耗氧率在白天和夜间都表现出一定的变化规律，并且大、小规格有一定的差异性。

图1 赤眼鳟幼鱼耗氧率的昼夜变化 Fig.1 Day-night change of oxygen consumption rate of juvenile S.curriculus

3 讨论

3.1 温度对赤眼鳟幼鱼的耗氧率、排氨率和代谢率的影响

由于温度能通过影响水生动物机体的代谢水平而使得机体的耗氧率和排氨率发生改变，成为影响水生动物呼吸代谢、生理生化指标的最重要生态因子[6]。在适宜温度范围内，随着温度的上升，鱼体组织代谢加快，耗氧量以及产生的氨和尿素增加，鱼体耗氧率和排氨率则升高。本实验结果也符合这一规律。有研究报道，养殖水体温度超过鱼类适宜范围后，鱼体组织的代谢会进入麻痹状态，鱼体耗氧率和排氨率就会下降[7]，多数鱼类的相关研究结果与此相符，如牙鲆(Paralichthyolivacceus)[8]、条石鲷(Plegnathusfasciatus)[9-10]、史氏鲟(AcipenserschrenckiBrandt)[11]、红鳍东方鲀(Takifugurubripes)[12]、褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)[13]等；但日本鳗鲡(Anguillajaponica)[14]和花鲈(Lateolabraxjaponicus)[15]等个别种类的耗氧率以及排氨率会随着温度的升高而持续上升。

在本实验中，赤眼鳟幼鱼的耗氧率在16 ℃至28 ℃，随着温度的上升而呈显著性上升，可以看出在这个温度区间，赤眼鳟的代谢规律符合鱼类耗氧量随着水温上升而增加的一般规律。分析其原因，首先在一定的氧饱和状态下，温度高的水比温度低的水的溶氧相对要少，赤眼鳟在温水中为了达到与在低温水中等量的氧气，其鳃部就要过滤更多的温水，就必须加快呼吸频率，使更多的温水通过腮部[16]，故在一定的温度范围内，低温下的耗氧率可能会低于高温下的耗氧率；其次，随水温的升高，赤眼鳟用来维持代谢的重要组织器官活性增强，机体内相应酶的活性也会随之提高，机体的活动强度增大，基础代谢旺盛，表现出耗氧率上升的现象。实验结果显示，温度对赤眼鳟幼鱼耗氧率以及排氨率的影响具有显著性差异。16 ℃时赤眼鳟的耗氧率和排氨率最低，表明低温16 ℃不利于赤眼鳟幼鱼的代谢生长，赤眼鳟幼鱼的耗氧率和排氨率在温度为28 ℃时达到本试验温度设置范围的最大值，并与16 ℃和20 ℃温度下具有显著性差异。综合温度对赤眼鳟幼鱼耗氧率和排氨率、氨商以及能量代谢率的影响结果可以得出，赤眼鳟幼鱼在28 ℃的生长性能可能要优于16～24 ℃。该结论与赤眼鳟在生产养殖实践中经验的生长适宜温度是相符的。

3.2 温度对赤眼鳟幼鱼窒息点和窒息时间的影响

鱼类的窒息点直接反映了该种鱼对低溶解氧的耐受能力，窒息点越高则鱼类对低溶解氧环境的适应能力越差[17]。实验结果表明，16 ℃温度条件下赤眼鳟幼鱼的窒息点要显著低于其它温度组的；相同温度条件下，小规格和大规格赤眼鳟幼鱼之间的窒息点没有显著性差异，但前者的窒息时间要显著高于后者的。这对赤眼鳟鱼苗的养殖和运输具有重大的指导作用。

实验结果表明赤眼鳟幼鱼对于溶氧的要求较高，在自然条件下，当溶氧降至1.24～0.86 mg/L时即出现严重浮头现象。在低温条件下，其耐低氧性相对较好，并且随着温度的降低，窒息时间与温度呈负线性关系。在一定温度条件下，鱼类窒息点与体质量的关系可分两种类型:(1)窒息点随体质量的增加而上升；(2)窒息点随体质量的增加而降低。本实验赤眼鳟幼鱼窒息点是第一种类型，结果表明温度20～28 ℃对赤眼鳟幼鱼窒息点的影响无显著性差异。

3.3 赤眼鳟幼鱼耗氧率的昼夜变化

水产动物的耗氧率具有昼夜变化的节律。有学者将鱼类代谢水平的昼夜变化划分为夜间大于白天、白天大于夜间和昼夜差异不明显3种类型[18]。实验结果表明，早晨和黄昏时期赤眼鳟幼鱼的耗氧率略高于夜间和中午前后。这可能是因为在实验室条件下，早晨和黄昏时期的光照较弱，鱼体活动较多，摄食较为频繁，生理代谢比较旺盛，因而耗氧率较高；而在中午前后和夜间，由于光照过强或太弱，鱼体活动以及摄食相对减少，新陈代谢水平较低，耗能较少，所以其耗氧率较低。因此，赤眼鳟幼鱼属昼出夜伏的生活习性，但其代谢水平的昼夜变化属于昼夜差异不明显类型。耗氧率高的时期一般为鱼类摄食或活动旺盛的时期，这说明赤眼鳟幼鱼早晨和黄昏时期摄食活动频繁，投饵应在上述时间段进行。

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