温度、体质量对九孔鲍耗氧率和排氨率的影响

王崇懿，胡宝华，刘建勇，曹伏君*，陈园媛

(1.广东海洋大学 深圳研究院，广东 深圳 518108；2.广东海洋大学 水产学院，广东 湛江 524088)

九孔鲍Haliotisdiversicolorsupertexta又称杂色鲍，隶属于软体动物门Mollusca腹足纲Gastropoda前鳃亚纲 Prosobranchia原始腹足目Archaeogastropoda鲍科Haliotidae，生活于潮间带及低潮线附近，以腹足吸附于岩石下或岩石缝间。其肉质鲜美、细嫩可口，有较高的营养和药用价值，是中国南方沿海主要的养殖鲍类[1-2]。国内九孔鲍养殖模式主要包括海水网箱养殖和工厂化立体式养殖两种，这两种养殖方式均对沿海海域水质有较高的依赖性。海水温度对海洋生物的生长和分布具有较大的影响[3]，尤其是对文蛤Meretrixmeretrix、九孔鲍等生活在潮间带的品种来说，夏季的高温胁迫经常导致贝类的大量死亡[4]。同样在工厂化养殖过程中海水温度对九孔鲍的生长摄食也具有较大影响。

排泄和呼吸是海洋生物新陈代谢的基本生理活动，是不同种类海洋生物在不同条件下能量消耗的最适量化反应。而耗氧率和排氨率则是反映生物新陈代谢的两个关键指标，同时也是贝类能量学、贝类养殖容量研究及评价贝类对海洋生态系统影响的重要参数。国内外学者关于温度对贝类能量代谢影响方面的研究已有一些报道。王冲等[5]研究了温度和盐度对毛蚶Scapharcasubcrenata耗氧率和排氨率的影响；杨俭等[6]报道了温度对文蛤耗氧率和排氨率的影响；胥贤等[7]研究了温度对菲律宾蛤仔Ruditapesphilippinarum耗氧率和排氨率的影响。而关于温度对鲍能量代谢影响方面的研究还鲜有报道，国内仅见毕远溥等[8]等报道了温度和体质量对皱纹盘鲍Haliotisdiscushannai耗氧量和排氨量的影响，但有关温度、体质量对九孔鲍呼吸和排泄的研究尚未见报道。本研究中，探究了不同壳长规格的九孔鲍在5个温度梯度下耗氧率和排氨率的差异，阐述了不同规格九孔鲍新陈代谢的变化规律，旨在为九孔鲍能量学研究积累基础资料，并为九孔鲍养殖生产和种苗繁育提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料

九孔鲍取自湛江硇洲岛养殖海域，取回后挑选健康无伤的鲍，洗去表面附着物，于广东海洋大学实验室水族玻璃箱进行暂养。暂养期间不间断充气，每天投喂江蓠，每两天换水一次，驯养一周后进行试验。试验海水为实验室储存海水，经沙滤装置过滤后使用。3种规格鲍鱼壳长、壳宽和干体质量见表1。标准代谢在停食24 h后进行测定。

表1 九孔鲍生物学数据

Tab.1 Biological data of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertexta

组别group壳长/mmshell length壳宽/mmshell width干体质量/gdry body weightS40.58±1.6925.45±2.890.89±0.23M47.90±0.7428.42±2.801.28±0.25L50.74±0.8532.19±0.491.93±0.22

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验设置13、18、23、28、33 ℃共5个温度组，每个温度组设置3个重复和1组空白对照。每组除温度差异外其他海水理化因子均保持一致，盐度为27±0.3，pH为7.5±0.1，氨氮浓度低于0.3 mg/L。初始温度调控采用电热棒加热升温和人工冰袋降温的方法，后续采用自动控温系统，每个设定温度的波动范围控制在0.5 ℃以内。停食24 h后进行标准代谢的试验。采用3 L广口瓶为呼吸瓶，试验组每个呼吸瓶中放九孔鲍数量为大规格1个，中规格2个，小规格3个，空白组不放。加入相应温度的海水后用保鲜膜和皮筋封口，密封后放入恒温水槽中水浴，试验持续时间为2 h。然后剖取软体部于70 ℃下烘干至恒质量。试验前后呼吸室中水中溶氧采用(Winkler)碘量法测定，总氨氮浓度采用纳氏试剂法测定。

1.2.2 指标的计算

(1)耗氧率和排氨率。九孔鲍耗氧率(RO)和排氨率(RN)计算公式为

RO=[(DO0-DOt)×V]/(W×t)，

(1)

RN=[(Nt-N0)×V]/(W×t)。

(2)

其中:RO、RN分别为单位体质量耗氧率和排氨率[mg/(g·h)]；DO0和DOt分别为试验初始和试验结束后水中的溶氧含量(mg/L)；V为广口瓶中水的体积(L)；W为九孔鲍软体部干质量(g)；t为试验持续时间(h);N0和Nt分别为试验初始和试验结束后水中总氨氮浓度(mg/L)。

(2)温度系数Q10和O/N值。计算公式为

nO/nN=(RO/16)/(RN/14)，

(3)

Q10=(M2/M1)10/(T2-T1)。

(4)

其中：nO/nN为氧氮原子数的比值；温度系数Q10为温度对九孔鲍代谢的影响强度；M1和M2分别为试验温度T1和T2时九孔鲍的耗氧率或排氨率[mg/(g·h)]。

1.3 数据处理

试验数据以平均值±标准差(mean±S.D.)表示。采用Excel 2010软件初步处理数据和作图，使用SPSS 23.0统计软件对各组数据进行单因子方差分析(ANOVA)，显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 温度和体质量对九孔鲍耗氧率的影响

从图1可见：当温度相同时，随着体质量的升高，九孔鲍的耗氧率随之降低；当规格相同时，随着温度的升高，九孔鲍的耗氧率呈先上升后下降的趋势；当温度达到28 ℃时，S、M、L 3组规格的九孔鲍耗氧率达到最大。在各个试验温度下，九孔鲍的耗氧率与体质量均呈现负相关(表2)，可表示为RO=a1W-b1，相关系数R2均大于0.9，其中，a1为0.272 7～0.857 9，b1为0.555～0.921，且温度和体质量的交互作用对九孔鲍的耗氧率有显著性影响(P<0.05)。

表2 不同温度下九孔鲍体质量与耗氧率的回归结果

Tab.2 Regression between body weight and oxygen consumption rate of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertextaat various temperatures

温度/℃temperature回归参数regression parametera1b1R2130.27270.7450.9889180.44560.9160.9916230.57420.6520.9359280.85790.9210.9956330.42240.5550.9404

2.2 温度和体质量对九孔鲍排氨率的影响

从图2可见：当温度相同时，随着体质量的升高，九孔鲍的排氨率随之下降；当规格相同时，随着温度的升高，九孔鲍的排氨率在试验温度范围内持续上升。在各个试验温度下，九孔鲍的排氨率与体质量均呈现负相关(表3)，可表示为RN=a2W-b2，相关系数R2均大于0.9，其中a2为0.415 1～1.184 3，b2为0.462～0.847，且二者的交互作用对九孔鲍的排氨率有显著影响(P<0.05)。

表3 不同温度下九孔鲍体质量与排氨率的回归结果

Tab.3 Regression between body weight and ammonia excretion rate of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertextaat various temperatures

温度/℃temperature回归参数regression parametera2b2R213 0.41510.8300.986818 0.53550.7180.940923 0.75000.8470.998328 1.00710.4620.990833 1.18430.5030.9993

2.3 温度对不同规格九孔鲍Q10值及O/N的影响

从表4、表5可见：在试验温度范围内，九孔鲍耗氧率的Q10值为0.202～2.839，平均为1.365；九孔鲍排氨率的Q10值为1.278～3.093，平均为1.813。表6为不同温度条件下3个规格九孔鲍O/N值，O/N值范围为0.294～0.795，平均为0.593。

3 讨论

3.1 温度对九孔鲍耗氧率和排氨率的影响

表4 温度对九孔鲍耗氧率的影响强度(Q10)

Tab.4 Influence of temperature on oxygen consumption rate(Q10) of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertexta

温度/℃temperatureQ10SML13～182.5732.8390.50218～231.7611.5070.38323～282.2572.1551.49928～330.2020.3470.360

表5 温度对九孔鲍排氨率的影响强度(Q10)

Tab.5 Influence of temperature on ammonia excretion rate (Q10) of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertexta

温度/℃temperatureQ10SML13～181.5581.8951.86218～232.1651.6171.75923～281.7112.0323.09328～331.3591.4261.278

表6 不同温度下九孔鲍的O/N值

Tab.6 O/N ratios of variously colored abaloneHaliotisdiversicolorsupertextaat different temperatures

温度/℃temperatureO/NSML130.5930.5430.630180.7620.6640.652230.6870.6410.795280.7890.6600.553330.3050.3260.294

贝类的生理和生态均与所处的环境温度有着密切的联系，温度是影响海洋贝类生长、繁殖和分布的重要因子之一。王俊等[9]研究表明，在合适的温度范围内，随着温度的升高贝类的耗氧率和排氨率也会增加，当超出适宜温度范围，则会导致贝类代谢异常。张兆琪等[10]研究了不同体质量的牙鲆Paralichthysolivaceus幼鱼在不同水温下的耗氧率和排氨率，结果表明，牙鲆幼鱼的耗氧率和排氨率均随温度的升高而增加；叶乐等[11]同样采用生态学试验方法研究了不同温度和体质量对克氏双锯鱼Amphiprionclarkia仔鱼呼吸和排泄的影响，结果表明，在整个仔鱼期耗氧率和排氨率都随温度的升高而增加。从本研究结果来看，当温度在13～28 ℃范围内时，九孔鲍耗氧率与温度呈正相关；而当温度达到33 ℃时，九孔鲍的耗氧率却低于28 ℃时的耗氧率，表明33 ℃已超出九孔鲍的最适温度范围，其呼吸代谢受到抑制。这一点与九孔鲍的生长适温为19～27 ℃[1]基本吻合，但与阎希柱等[12]提出的九孔鲍的耗氧率在23 ℃时达到最大有较大差别。这一点可能与所选用的九孔鲍来自不同地域群体或者是在不同试验条件下对试验对象进行了驯化[13]有关。而在本试验温度范围内，九孔鲍的排氨率随温度升高不断增加，并没有出现转折点。这一点与Saucedo等[14]对珠母贝Pinctadamazatlanica的研究结果相符合。

Q10作为温度变化对水产动物代谢影响的指标之一，用来反映生物体生理代谢与温度之间的关系。从本试验结果来看，九孔鲍耗氧率Q10值为0.202～2.839，平均为1.365，排氨率的Q10值为1.278～3.093，平均为1.813。与华贵栉孔扇贝Chlamysnobilis[15]、近江牡蛎Crassostrearivularis[16]等双壳贝类的Q10值范围处于同一水平。

3.2 体质量对九孔鲍耗氧率和排氨率的影响

体质量是影响鱼类耗氧率和排氨率的一个主要因子，国内外研究人员对此进行了大量研究，并且验证了耗氧率、排氨率与体质量之间的关系可以通过幂函数描述[17]，1956年Winberg[18]提出生物的个体代谢率与体质量的关系模型(Y=aWb)，在之后的研究中证实这一关系式在多种动物中存在。本研究中各个规格的九孔鲍在不同温度下的耗氧率和排氨率均符合幂函数关系，且均随着体质量的增加而降低，表明体质量对九孔鲍呼吸和排泄有显著的影响，这与对其他贝类的呼吸研究得到的结果一致[19-20]。王培军等[21]对红鳍东方鲀Takifugurubripes两个规格鱼苗耗氧率和窒息点进行测定，结果表明，红鳍东方鲀幼体耗氧率随体质量的增大而降低，与本试验结果相符。这可能是由于当水产动物个体较小时，其生长速度及生理代谢活动均处于较高的活跃水平，它必须获得相对多的营养物质转化为自身的物质才能满足其所处生长阶段的需要。同时水产动物在生长过程中，直接维持生命组织和脏器(如肾脏、肝脏等)的新陈代谢高于非直接维持生命的其他组织(如肌肉、脂肪等)。这两种组织的比例随年龄增长而减小，随着肌肉和脂肪积累而增多，从而引起单位软体干质量的耗氧率和排氨率随个体的增大而降低的现象。

本试验结果可以应用到九孔鲍工厂化养殖生产中，特别是在高密度的立体式养殖过程中，应考虑到水体中溶解氧较低和水中氨氮等有害物质的积累问题，针对不同生长时期的九孔鲍要安排适宜养殖密度或调整充气量，避免影响九孔鲍的生长发育。

3.3 不同体质量、温度下九孔鲍的O/N值分析

O/N值通常被用作估计生物体代谢过程中能源物质比率的一项参数，O/N值的大小表示脂肪和碳水化合物与蛋白质提供给生命体能量间的比率。当蛋白质代谢为主导时，O/N值较低；当脂肪和碳水化合物代谢为主导时，O/N值通常会大于24[22]。在本研究中3个规格的九孔鲍在试验温度范围内O/N值为0.294～0.795，均小于24，说明在九孔鲍的代谢过程中蛋白质代谢在大多数情况下占主导地位。毕远溥等[8]对不同体质量和温度下皱纹盘鲍的呼吸参数进行了研究，结果表明，在温度为12～28 ℃时，鲍鱼壳长规格为1～4 cm时，O/N值范围为0～0.8。这一结果与本研究中关于九孔鲍试验结果比较接近。同时这一点与唐贤明等[23]提出的水产动物对糖类的利用率很低且主要靠蛋白质的代谢提供能量这一观点相符合。虽然在已有的资料中可以发现，鲍鱼的O/N值在常规的温度范围内均小于1，蛋白质代谢往往处于一种较高的水平。但从本试验中可以看出，温度为23～28 ℃时，3个规格的九孔鲍O/N值均较高，相较其他阶段来说，这一时期蛋白质代谢的水平达到最低。而这一温度范围恰好也处于最适鲍鱼生长的温度范围之内，由此可见，高温或低温均会提高蛋白质的代谢水平。这一结果与姜祖辉等[23]对毛蚶的研究及栗志民等[16]对近江牡蛎的研究结果相似。

本试验结果可以应用到九孔鲍工厂化养殖生产中，特别是在水温较低和较高的冬夏养殖期间，应考虑到九孔鲍蛋白质的代谢水平较高，体内大量的蛋白质消耗流失，难以积累，从而导致九孔鲍个体的消瘦与死亡。所以针对高温条件下的九孔鲍要适当增加饵料中的蛋白质含量，避免影响九孔鲍的健康生长。