附着基对分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)种群密度及水体化学要素的影响

王凯, 李坤明, 胡文靖, 邵君凤, 洋雯, 李敏

附着基对分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)种群密度及水体化学要素的影响

王凯*, 李坤明, 胡文靖, 邵君凤, 洋雯, 李敏

鲁东大学农学院, 烟台 264025

以分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)为研究对象, 对比室内养殖条件下添加附着基与否对分叉小猛水蚤的种群密度的影响, 并同步分析水体化学要素(亚硝态氮、硝态氮、氨氮和磷酸盐)与桡足类种群密度的关系。研究结果表明, 加入附着基并未达到增加桡足类种群密度的效果, 反而有一定的抑制作用。对水体三氮一磷的分析表明亚硝态氮、硝态氮和磷酸盐含量均与桡足类种群密度呈极显著正相关, 而氨氮浓度与桡足类种群密度间没有相关性, 这与之前研究结果一致, 进一步验证了现有养殖方法的可靠性。此外, 添加附着基养殖池中快速升高的亚硝氮含量可能抵消了附着基的积极作用, 因此, 后续相关研究需要综合考量上述因素。

分叉小猛水蚤; 桡足类; 附着基; 种群密度; 水体化学要素

1 前言

桡足类(Copepods)是海洋浮游动物中的一类小型甲壳动物, 分布广泛, 遍及世界各大洋、湖泊、河流和盐沼等各种水生生态系统。上世纪八十年代以来, 桡足类作为水产养殖经济动物鱼、虾、蟹育苗的优良饵料[1–3], 在我国水产养殖行业中的应用日趋广泛。特别是近些年, 随着一些高价值海水鱼类如石斑鱼、大黄鱼、海马等养殖产业化进程的不断推进, 桡足类已成为鱼苗优质饵料中的最佳选择之一。目前, 用于人工养殖的桡足类主要是猛水蚤目(Harpacticoida)、哲水蚤目(Calanoida)、剑水蚤目(Cyclopoida)中的一些种类。

猛水蚤摄食方式为碎屑食性, 主要通过刮取表面的有机物来摄食,养殖容器的表面积是限制猛水蚤种群数量的关键因素[4], 因此, 在体积小、表面积大的水体中养殖猛水蚤更有利于提高生产力[5]。在底栖性猛水蚤的大规模养殖过程中, 通过向养殖水体中增加附着基来提高水体的表面积与体积的比值,进而提高水体中桡足类种群的容纳量可能会成为一个行之有效的途径。此外, 研究证实海参池中大量繁殖的桡足类多为猛水蚤[6], 能够迅速繁殖并成为海参池中的优势种, 这可能与其底栖贴壁的生活习性以及海参筐内众多筐片可以提供更多的栖息场所有关。为验证上述观点的可靠性, 进一步优化桡足类室内大规模养殖技术, 本研究在前期已经实现分叉小猛水蚤的室内大规模、高密度、可持续养殖的基础上[8–10], 选用海参养殖筐作为附着基进行分叉小猛水蚤的高密度养殖实验; 同时, 监测并分析水体三氮一磷(亚硝态氮、硝态氮、氨氮和磷酸盐)对其种群密度的影响, 为桡足类大规模养殖技术提供理论指导, 同时为丰富鱼类育苗和养殖的优质饵料提供可行的养殖方案。

2 材料与方法

2.1养殖材料及养殖条件

养殖的桡足类为来自烟台近海以分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)为优势种的本地桡足类。

试验于 2015 年 4—5 月在鲁东大学农学院养殖科研基地进行。室内选择体积为 18 m3(5 m× 3.6 m×1.0 m)的水泥池养殖桡足类。每个养殖池实际加水至 0.8 m, 水体总体积为 12.8 m3。每池均匀布置 8个气石, 整个养殖过程不间断通气。养殖用水为近海经过沙滤并加温至 22 ℃ 的海水, 室内用暖风机维持温度稳定在 21 ℃左右; 盐度维持在 31‰—34‰ 之间, 与所用近海海水盐度相近; 溶氧浓度范围在5.7—6.6 mg·L–1之间; pH 变化范围在 7.72—8.02 之间。利用自然光照, 平均光照强度 700—1500 lx。

2.2复合饲料原料及配比

复合饲料原料包括马尾藻粉、扇贝边粉、海参配合饲料、高活性干酵母以及玉米粉, 并按照固定的配比定时投放[8–9]。此外, 养殖池每周还需加入一定量的微拟球藻藻液, 以维持池中水体生态平衡[8–9]。

2.3实验方案

2.3.1 不同养殖方式

实验采取加附着基和不加附着基 2 种养殖方式, 其中加附着基的养殖池中共放置 24 个海参养殖筐, 每 3 个筐上下叠加在一起。每种养殖方式设3 个养殖池。所有养殖池均采用相同的清池、肥水和接种方式[8–9]。2.3.2 日常养殖

实验周期为25d, 隔天投饵1次; 鉴于桡足类晚上活动及摄食强于白天[11–12], 投饵时间选在下午6点; 饵料经过两天的发酵; 各池每周加入微拟球藻藻液50ml; 每天巡池, 检测桡足类的生长情况, 并记录桡足类的种群密度[8–9]。

(1)网络密度(density)：网络密度是衡量旅游经济整体网络结构的紧密程度，用网络中实际存在的关系数量与理论可能存在的关系数量的比值表示。其取值范围为[0，1]，密度值越大，网络结构发育越完备，各节点间旅游经济联系越密切。

2.4水体指标测定方法

每天下午 2 点分别使用便携式溶氧仪(JPB-607A,上海雷磁)测量池水体温度和溶氧; 手持式盐度计(MATER-S28α, ATAGO)测量水体盐度。水体三氮一磷(亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮、磷酸盐)分别参照国标《海洋调查规范》第四部分: 海水化学要素调查(GB/ T12763.4—2007)中的重氮-偶联法、锌镉还原法、次溴酸钠氧化法以及磷钼蓝分光光度法, 并结合紫外分光光度计(UV-3300, 上海美谱达)进行测定。

2.5数据统计与分析

采用SPSS 16.0 统计软件对2种养殖方式中的桡足类种群密度进行独立样本T检验分析; 分别对水体氮、磷浓度与桡足类的种群密度进行二元变量相关性分析。

3 结果与分析

3.1附着基对分叉小猛水蚤生长的影响

以每 6天(6 d)的桡足类种群密度数据进行独立样本 T 检验分析。如图 1 所示, 前 6 d 桡足类密度均低于接种密度, 这是由于分叉小猛水蚤具有底栖、贴壁的生活习性, 而桡足类计数时只计算水体和筐上桡足类的数量; 第 6 d 和第 12 d 不加附着基池中的桡足类密度均显著高于加附着基的, 第18 d 后两组养殖池中的桡足类种群密度虽差异不显著, 但加附着基池中的桡足类密度一直略低于不加附着基的。上述结果提示, 向养殖池增加附着基并不能增加分叉小猛水蚤的种群密度。

3.2水体中亚硝态氮、硝态氮、氨氮和磷酸盐浓度与桡足类种群密度的关系

两种养殖条件下, 分叉小猛水蚤种群密度均与水体亚硝态氮浓度均呈极显著的正相关性(图 2)。两组水体中分叉小猛水蚤的种群密度均随养殖时间的增加逐渐升高, 并在第 25 d 达到最高值, 分别为312 只·L–1和 256 只·L–1。此外, 加附着基水体中亚硝酸氮含量增加速度明显快于不加附着基的。整个实验过程中, 不加附着基水体中亚硝态氮浓度小于0.4 mg·L–1, 而加附着基水体中亚硝态氮浓度在第12 d 后便超过 0.4 mg·L–1, 并持续上升; 两组水体中亚硝态氮浓度在第 25 d 达到最高, 不加附着基和加附着基的浓度分别为 0.13 mg·L–1和 1.39 mg·L–1。

图1 附着基对分叉小猛水蚤种群密度的影响Fig. 1 Effects of adhering substance on population density of indoor-cultured Tisbe furcata

图 2 两组水体中亚硝态氮浓度与桡足类密度间的相关性分析Fig. 2 The relationship between nitrite concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

如图 3 所示, 两组水体中硝态氮浓度与桡足类密度均呈极显著正相关性。不加附着基水体中硝态氮浓度始终维持在 0.32 mg·L–1以下, 而加附着基水体的硝态氮浓度呈快速上升趋势, 并在第 24 d达到最高值 3.15 mg·L–1。

如图 4 所示, 两组水体的氨氮浓度与桡足类密度均无相关性。两组水体中氨氮浓度均在养殖第3 d、9 d 和 17 d 出现峰值, 且不加附着基水体中的浓度略高于加附着基的。整个养殖过程中, 两组水体中的氨氮浓度均低于 0.13 mg·L–1。

如图 5 所示, 分叉小猛水蚤的种群密度与磷酸盐浓度均呈极显著正相关性。两种养殖方式中的磷酸盐浓度在整个养殖过程中持续增加, 第 25 d达到最高值, 不加附着基和加附着基的浓度分别为1.27 mg·L–1和 1.47 mg·L–1。

综上所述, 对于以分叉小猛水蚤为优势种的本地桡足类而言, 加附着基的养殖效果略差差于不加附着基的。此外, 两种养殖方式中桡足类的种群密度与水体化学要素间的相关关系较为一致, 即桡足类的种群密度均与水体亚硝态氮、硝态氮浓度和磷酸盐浓度均呈极显著正相关性, 与氨氮浓度没有相关性。

图3 两组水体中硝态氮浓度与桡足类密度间的相关性分析Fig. 3 The relationship between nitrate concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

图4 两组水体中氨氮浓度与桡足类密度间的相关性分析Fig. 4 The relationship between ammonia nitrogen concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

图5 两组水体中磷酸盐浓度与桡足类密度间的相关性分析Fig. 5 The relationship between phosphate concentration and growth of Tisbe furcata under two culture manners

4 讨论与结论

本研究在前期实现北方室内的大规模、高密度养殖分叉小猛水蚤的基础上进一步探索附着基对于增加桡足类种群密度的影响。养殖过程中温度、盐度、溶氧、pH 等水体指标均较为稳定, 达到了分叉小猛水蚤室内大规模养殖的要求[8–10,13]。与加附着基的养殖池对比, 不加附着基池中的桡足类种群密度始终较高, 这提示向养殖水体中增加附着面积对增加桡足类种群密度没有积极作用, 反而还可能在一定程度上抑制桡足类的种群密度。

两种养殖方式水体中三氮一磷的分析结果显示,桡足类的生长状况与水体亚硝态氮、硝态氮浓度以及磷酸盐浓度呈极显著正相关性, 与氨氮浓度没有相关性, 这与之前研究结果一致[8], 进一步验证了现有养殖方法的可靠性。

亚硝态氮是氨氮向硝态氮转化的中间产物[14], 对水产动物具有较强的毒害作用[15–16]。不加附着基的养殖池中亚硝态氮一直维持在 0.4 mg·L–1以下, 这与之前研究结果一致[8–9]; 养殖水体中增加附着基后, 在养殖 12 d 后就达到并超过 0.4 mg·L–1, 这可能是密集的附着基阻碍了池底有机物及附着基上桡足类排泄粪便的充分氧化转而进行厌氧分解造成的[17–18]。由于猛水蚤对水体因积累的含氮废物分解产生的有害物质的耐受性比较强[5,19], 因此加附着基养殖池中较高的亚硝态氮没有显著抑制桡足类的种群密度, 但这也可能是其中桡足类种群密度始终低于不加附着基的主要原因。研究证实硝态氮作为氨氮的最终氧化形式对于水产动物没有危害[20],本研究中硝态氮浓度与桡足类生长呈极显著正相关性恰好反映出桡足类种群数量增多和排泄产物增多以及残饵积累间的关系[8]。与之前研究相比, 本研究中氨氮浓度最高不超过 0.12 mg·L–1远低于已有报道中桡足类的毒害浓度[21], 因此不会对桡足类的生长产生太大影响。此外, 磷酸盐是甲壳动物壳体的主要成分之一, 对桡足类的生长具有促进作用[22],本研究中桡足类的种群密度与磷酸盐的浓度具有极显著正相关性, 说明复合饲料的成分兼顾了桡足类对磷酸盐的需求[8]。总之, 本研究中附着基的添加并没有对桡足类的种群密度产生积极影响, 养殖过程中亚硝氮含量的快速升高可能抵消了附着基的积极作用, 因此后续研究需要综合考量上述因素。

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Effects of attached substance on population density of Tisbe furcata and water chemical elements during the mass culture

WANG Kai*, LI Kunming, HU Wenjing, SHAO Junfeng, YANG Wen, LI MinSchool of Agriculture,Ludong University,Yantai264025,China

Tisbe furcatawas cultured in indoor cement ponds in research base of Ludong University. The population density was compared under both adding and non-adding attached substances conditions. Then the relationships between population density and water chemical elements, nitrite, nitrate, ammonia nitrogen and phosphate were analyzed. The results showed that adding adhering substances could not increase the population density ofT. furcata. The population density ofT. furcatain substances-adding ponds was lower than that in ponds without adding substances. The concentrations of the nitrite, nitrate and phosphate were positively correlated with the copepods population density except for the concentration of the ammonia nitrogen. It is consistent with our previous results, which can verify the validity of the current mass culturing method. Moreover, the concentration of the ammonia nitrogen increases rapidly in substances-adding ponds, and it may decrease the positive effects of adding substances in the ponds. Therefore, further study might be needed.

Tisbe furcata; copepods; adhering substance; population density; water chemical elements

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.05.026

Q145

A

1008-8873(2016)05-194-06

王凯, 李坤明, 胡文靖, 等. 附着基对分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)种群密度及水体化学要素的影响[J]. 生态科学, 2016, 35(5): 194-199.

WANG Kai, LI Kunming, HU Wenjing, et al. Effects of attached substance on population density ofTisbe furcataand water chemical elements during the mass culture[J]. Ecological Science, 2016, 35(5): 194-199.

2016-02-25;

2016-03-04

国家自然科学基金青年项目(81302233); 烟台市科技发展计划(2016YT06000174); 鲁东大学科研启动基金(ZR2013CM026)

王凯(1981—), 男, 博士, 讲师, 主要从事水产养殖、病害及生态学研究, E-mail: wangkyt@163.com

*通信作者: 王凯