本实验采用静水封闭呼吸室法,研究了pH (5、6、7、8、9、10)、盐度(0、2、4、6、8、10)对禾花鲤耗氧率、窒息点的影响,并且建立了pH、盐度与耗氧率、窒息点的回归方程模型。实验结果表明:pH、盐度(S)对禾花鲤幼鱼耗氧率和窒息点有显著影响(P < 0.05)。当pH、盐度分别为7.3、1.55时,窒息点(DAP)最低,回归方程为DAP = 0.0248pH2 − 0.3558pH + 1.6129 (R2 = 0.929)、DAP = −0.0012S3 + 0.025S2 − 0.0668S + 0.4644 (R2 = 0.9958);当pH、盐度分别为6.0、2.0时,耗氧率(R0)最低,回归方程为:R0 = −0.003pH3 + 0.0723pH2 − 0.548pH + 1.6602 (R2 = 0.9602)、R0 = −0.0001S3+ 0.002S2 − 0.0022S + 0.3037 (R2 = 0.965)。当溶氧不充足时,pH、盐度分别为7.3、1.55的环境条件下,有助于提高禾花鲤耐低氧能力。 In this experiment, the static water closed breathing chamber method was used to study the pH (5, 6, 7, 8, 9, 10) and salinity (0, 2, 4, 6, 8, 10) on the oxygen consumption rate and asphyxiation point of Procypris merus . The regression equation model of pH, salinity and oxygen consumption rate, and suffocation point was established. The experimental results showed that pH and salinity (S) had significant effects on the oxygen consumption rate and asphyxiation point of juveniles of Procypris merus (P < 0.05). When the pH and salinity were 7.3 and 1.55, respectively, the asphyxiation point (DAP) was the lowest. The regression equations were DAP = 0.0248pH2 − 0.3558pH + 1.6129 (R2 = 0.929), and DAP = −0.0012S3 + 0.025S2 − 0.0668S + 0.4644 (R2 = 0.9958); when the pH and salinity are 6.0 and 2.0 respectively, the oxygen consumption rate (R0) is the lowest, and the regression equations were: R0= −0.003pH3 + 0.0723pH2 − 0.548pH + 1.6602 (R2 = 0.9602), and R0 = −0.0001S3+ 0.002S2 − 0.0022S + 0.3037 (R2 = 0.965). When dissolved oxygen was insufficient, the hypoxia tolerance of the Procypris merus was improved under the environmental conditions of pH 7.3 and salinity 1.55, respectively.
宿志健,张旭,王丽群,薛飞,李菁华,黄凯*,杨红梅
广西大学动物科学技术学院,广西 南宁
收稿日期:2019年9月19日;录用日期:2019年10月4日;发布日期:2019年10月11日
本实验采用静水封闭呼吸室法,研究了pH (5、6、7、8、9、10)、盐度(0、2、4、6、8、10)对禾花鲤耗氧率、窒息点的影响,并且建立了pH、盐度与耗氧率、窒息点的回归方程模型。实验结果表明:pH、盐度(S)对禾花鲤幼鱼耗氧率和窒息点有显著影响(P < 0.05)。当pH、盐度分别为7.3、1.55时,窒息点(DAP)最低,回归方程为DAP = 0.0248pH2 − 0.3558pH + 1.6129 (R2 = 0.929)、DAP = −0.0012S3 + 0.025S2 − 0.0668S + 0.4644 (R2 = 0.9958);当pH、盐度分别为6.0、2.0时,耗氧率(Ro)最低,回归方程为:Ro = −0.003pH3 + 0.0723pH2 − 0.548pH + 1.6602 (R2 = 0.9602)、RO = −0.0001S3 + 0.002S2 − 0.0022S + 0.3037 (R2 = 0.965)。当溶氧不充足时,pH、盐度分别为7.3、1.55的环境条件下,有助于提高禾花鲤耐低氧能力。
关键词 :禾花鲤,pH,盐度,耗氧率,窒息点
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禾花鲤(Procypris merus)又称禾花乌鲤﹑禾花鱼,禾花鲤,原产地为广西桂林、全州、灌阳等地,是中国的土著鱼类,在禾花鲤的原产地因其以稻田的禾花为食,而被称为禾花鱼 [
耗氧率和窒息点是衡量鱼类不同发育阶段对水体中溶氧量需求及对低氧耐受能力的重要参数,也是鱼类有机体内代谢活动的重要反应指标,所以它们在鱼类生理和阶段性方面有着重要参考作用,也在养殖学方面具备一定的理论和应用价值。有关于鱼类的耗氧率和窒息点等方面,我国许多学者都进行过大量的研究,如陈宁生等 [
pH对鱼类耗氧率与临界窒息点的影响。表现为pH对鱼类的呼吸有一定影响,当氢离子浓度超过鱼类生长的适宜范围时(偏高或偏低),鱼类对溶解氧有更高要求。杨春等 [
盐度是影响生物生长、发育及渗透调节的一个环境因子。盐度转变对鱼类耗氧有较大的影响,有研究表明,盐度的转变对鱼的耗氧率、窒息点有较大的影响。当鱼类被置于不同可耐受的盐度范围中时,会表现出的是一种暂时性代谢反应,这时鱼类的耗氧会突然下降,当然不是每一种鱼类都跟以上结果一致,因为鱼类在不同环境、不同发育阶段对低氧的耐受能力有很大差异。例如,海水鱼海鲷的适宜范围为15‰~40‰,其最适盐度为25 [
实验于2017年4月至2017年5月在广西大学水产实验室开展。实验鱼为桂林良种场无病无伤,且行动迅速,生命力强的禾花鲤幼鱼。实验前在广西大学水产养殖基地(水温20.0 ± 0.5℃、pH 8.6 ± 0.2)中暂养7 d。在暂养期间使用连续曝气的自来水,每天早(8:00)和傍晚(17:00)各投喂饲料1次。
实验中用水为曝气24小时后的自来水,水温为(20℃~23℃),盐度为0,pH为8.4 ± 0.2,溶氧量大于7.0 mg/L。
玻璃呼吸瓶(2000 ml)、10L塑料桶、冰袋(块)、温度计、盐度计(上海人和三信EC-500)、pH计(上海雷磁Phs-3c)、恒温计、增氧机、保鲜膜,健康活力好的禾花鲤幼鱼,高端电子溶氧仪(美国YSI),电子秤,尺子。
实验中,温度22.3℃、盐度0、溶解氧5.8 mg∙L−1以上。实验用鱼的体质量为1.80 ± 0.18 g。实验中pH梯度设置为5、6、7、8、9、10,实验前2星期在10 L的塑料桶中进行pH实验驯化。每个pH随机放入100尾禾花鲤作为驯化用鱼。pH测定使用上海雷磁Phs-3cpH计。实验用均匀过度法调节pH值,每日pH值变化不超过0.5,驯化至相应的实验pH值后,停止喂食,饲养2天后再进行试验。本实验在2000 mL的玻璃呼吸瓶中进行,每个呼吸瓶放置鱼15尾,每组3个重复,将禾花鲤放入后立即用豆油封闭液面(1~2 cm)。在呼吸瓶口处密封一层封口膜。以半数死亡时的溶解氧量作为窒息点,实验鱼死亡标准为鳃盖停止运动,用解剖针轻扎无反应。水中的溶解氧用高端电子溶氧仪测定。
实验中,温度21.9℃、pH 8.2、溶解氧5.8 mg∙L−1以上、实验用鱼的体质量为1.79 ± 0.31 g。实验中盐度梯度设置为0、2、4、6、8、10实验前2星期在10 L的塑料桶中进行盐度实验驯化。每个盐度随机放入100尾禾花鲤作为驯化用鱼。盐度测定使用上海人和三信EC-500盐度计。实验用均匀过度法调节盐度,每日盐度变化不超过1/00-2,驯化至相应的实验盐度后,饲养2天后再进行试验。
实验结果数据用平均值±标准差(Mean ± SD)表示,利用Excel和 SPSS23.0软件进行数据统计分析,利用方差分析来检验各种环境因子对窒息点影响显著性,显著水平为P < 0.05,极显著水平为P < 0.01。
静水呼吸室耗氧率: OCR = ( B 1 − B 2 ) × V / ( W × T ) (1)
(OCR)耗氧率、(W)试验鱼体总重量(g)、(B1)试验前溶解氧(mg/L)、(B2)试验后溶解氧(mg/L)、(V)呼吸室水体积(L)、(T)试验前后时间差值(h)。
从图1可以看出,在pH值为5~10的范围内,耗氧率呈现先下降再升高趋势,在pH值为6时耗氧率最低,在pH值为10最高,且从5到6时耗氧率下降幅度非常大。在单因素方差分析中得出,pH在5和10、5和9之间无显著差异外(P > 0.05),pH在6、7、8时,对禾花鲤幼鱼耗氧率的影响存在着显著性差异(P < 0.05),分析结果显示pH值对禾花鲤耗氧率的影响极显著(P < 0.01)。pH与耗氧率的线性方程表示为:Ro = −0.003pH3 + 0.0723pH2 − 0.548pH + 1.660 (R2 = 0.9602)。
图1. 禾花鲤耗氧率与pH值的关系
如图2所示,pH在5~10范围内,随着水体pH值的升高,禾花鲤幼鱼窒息点呈先下降再上升的变化趋势,pH对禾花鲤幼鱼的窒息点有极显著的影响(P < 0.01)。pH为7时,幼鱼的窒息点最低,为0.33 mg∙L−1;pH为10时窒息点最高,为0.52 mg∙L−1。pH与窒息点(DAP)间的回归方程可表示为:DAP = 0.0248pH2 − 0.3558pH + 1.6129 (R2 = 0.929, P < 0.05)。由方程可以推算出pH值为7.3时,禾花鲤的最低窒息点为0.32 mg∙L−1。
盐度对禾花鲤幼鱼耗氧率的关系如图3所示,盐度为2~10时,随着盐度的升高,禾花鲤耗氧率呈上升趋势。在盐度为10时有最大值0.3841 mg∙g−1∙h−1。盐度从2到4的耗氧率变化幅度较大,差异性表现为极显著(P < 0.01)。盐度与耗氧率的线性方程表示为:RO = −0.0001S3 + 0.002S2 − 0.0022S + 0.3037 (R2 = 0.965)。
如图4所示,盐度在0~10时,随着盐度的升高,禾花鲤幼鱼窒息点呈先下降再上升的趋势。盐度对禾花鲤幼鱼的窒息点有极显著的影响(P < 0.01)。盐度为10时,窒息点最高为1.10 mg∙L−1,与其他各组差异极显著(P < 0.01)。盐度(S)与窒息点(DAP)间的回归方程可表示为:DAP = −0.0012S3 + 0.025S2 − 0.0668S + 0.4644 (R2 = 0.9958, P < 0.05)。由方程可以推算出盐度为1.55时,禾花鲤的最低窒息点为0.39 mg∙L−1。
图2. 禾花鲤幼鱼窒息点与pH的关系
图3. 禾花鲤幼鱼耗氧率与盐度的关系
图4. 禾花鲤幼鱼窒息点与盐度的关系
呼吸是鱼类维持一系列生命活动(摄食、生长、繁殖等)的基础,是鱼类从外界吸取氧气,用来氧化和分解从外界摄取并贮存在机体组织内的营养物质所释放出来的 [
鱼类对水环境pH值有一定的适应范围,当pH值大于或小于这个范围时,鱼类的活动、摄食、代谢及其生长会受到抑制 [
在鱼类生活的水域中,pH过高或过低均能刺激鱼类鳃、皮肤的感觉神经,影响呼吸运动,使鱼类从水中摄氧的能力降低 [
盐度是日常养殖中重要的环境因子之一,盐度的高低对鱼类的生理代谢具有显著的影响 [
盐度是鱼在水体中重要的环境因子,盐度对水生动物的新陈代谢有显著的影响 [
随着禾花鲤养殖区域的不断扩大,禾花鲤幼鱼在孵化、运输过程中成活率较低的现象,根据本次实验的研究结果将盐度和pH分别保持在1.55和7.3左右,有助于提高禾花鲤幼鱼在运输过程中的成活率,减少死亡率,达到最大化效益。
感谢广西大学动物科学技术学院本课题组同学参与实验工作。
广西创新驱动发展专项资金项目(桂科AA17204094-5),广西重点研发计划(桂科AB18294011)。
宿志健,张 旭,王丽群,薛 飞,李菁华,黄 凯,杨红梅. 不同盐度、pH对禾花鲤窒息点的研究 Study on Asphyxiation Point of Procypris merus at Different Salinity and pH[J]. 水产研究, 2019, 06(04): 141-148. https://doi.org/10.12677/OJFR.2019.64019
https://doi.org/10.1016/0044-8486(95)01029-7
https://doi.org/10.1139/z92-189
https://doi.org/10.2989/16085910409503790
https://doi.org/10.1016/s0166-445x(01)00271-5
https://doi.org/10.1016/S0044-8486(96)01334-8