梁晶 邢诒炫 吕布 臧战 刘子岭 唐贤明 於锋 Hebert Ely Vasquez 战欣 郑兴 顾志峰

(1 海南大学海洋学院,海口 570228; 2 海南省海洋与渔业科学院,海口 571126)

方斑东风螺(Babyloniaareolata)俗称“花螺”,隶属于软体动物门(Mollusca)、腹足纲(Gastropoda)、前鳃亚纲(Prosobranchia)、新腹足目(Neogastropoda)、蛾螺科(Buccinidae)、东风螺属(Babylonia),主要分布于我国东南沿海地区,是我国最有开发前景的优良水产养殖品种之一[1-2]。方斑东风螺营底栖生活,具有潜砂的习性,除摄食活动以外,多数时间潜埋在底砂里,因此底质的构成、状态与其存活和生长状态有着密切关系[3-4]。

本课题组在长期生产试验及对养殖户的走访调研中发现,近年来,海南方斑东风螺养殖过程中常常发生底砂发黑发臭现象,而恶劣的底砂环境对方斑东风螺的生存和生长会造成一定的负面影响。此外,底砂本身的粒径、酸碱度等理化性质也可能会对底栖生物造成一定的影响[5]。研究表明,河蚬(Corbiculafluminea)更倾向于选择细砂底质及水流缓慢区域作为栖息地[6];粒径为0.5～2.0 mm的底砂更适合于10～15 mm规格的魁蚶(Scapharcabroughtonii)稚贝养殖[7];毛蚶(S.kagoshimensis)在粒径380～830 μm的细砂底质中潜砂行为更为活跃[8]。因此,底砂作为生境的主要组成部分之一,是底栖动物相关研究的重要对象。

目前关于方斑东风螺的研究报道主要集中在繁育技术[9]、环境胁迫应激[10-11]、养殖技术[12-13]、营养需求[14-17]、病害防治[18]等方面,鲜见关于底质本身理化因子对其生长生理影响的相关报道。为探究不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺养成效果的影响,本研究选用3种不同粒径的养殖底砂,开展了为期30 d的方斑东风螺稚螺养殖对比试验,以期为进一步优化方斑东风螺稚螺养成阶段的养殖管理技术提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料、设施及管理

方斑东风螺稚螺由海南坤田海洋生物科技有限责任公司提供,在微流水养殖系统中暂养7 d后,挑选规格均匀、健康、活力较好的稚螺作为试验对象。试验稚螺的初始体质量、壳高、壳宽分别为(0.263 3±0.003 3)g、(10.67±0.11)mm、(7.06±0.15)mm。

试验在海南省海洋与渔业科学院科研基地进行。采用微流水养殖系统,控制水位高度在30 cm。养殖用水为经沉淀、砂滤及滤袋过滤后的新鲜海水,每日换水量为660 L。试验期间养殖系统24 h连续充氧并保证水体溶解氧在7.0 mg/L以上,水温在22～28 ℃,盐度为27～29,氨氮<0.02 mg/L。以新鲜牡蛎为饵料,每天傍晚(18:00)投喂1次,投喂量为螺体质量的30%。

1.2 试验方法

试验时间为2021年12月—2022年1月。设置3个试验组,分别采用3种不同粒径的养殖底砂(细砂1 mm、中砂2 mm和粗砂3 mm),底砂厚度为2.5 cm。每个试验组设3个平行,每个平行组150尾试验稚螺。试验开始后,每隔6 d收集1次数据,时间标记点分别为6、12、18、24、30 d。生长数据采集及组织样品的获得在各时间标记点当日的日常投喂管理前进行。

1.3 检测指标及计算方法

1.3.1 存活率

R=(Nt/N1)×100%

(1)

式(1)中,R为存活率,N1、Nt分别为试验开始时和第t天时稚螺的数量。

1.3.2 生长性能相关指标

用分析天平称量各时间标记点稚螺的体质量;用游标卡尺测量样品的壳高和壳宽,测量标准如图1所示。

图1 方斑东风螺外壳形态指标测量模式图

1.3.3 消化、抗氧化酶活力及膜脂过氧化物含量的检测

在试验各时间标记点,各试验组测量完形态指标后,随机取3尾稚螺的软体部组织样品保存在液氮中,随后用于淀粉酶(amylase,AMS)、胃蛋白酶(pepsase,PES)、脂肪酶(lipase,LPS)、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活力的检测,以及用于丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量测定。上述指标采用南京建成生物科技有限公司的生化试剂盒进行检测,操作方法严格按照说明书的方法进行。

1.3.4 底质指标的检测

在试验各时间标记点分别称取新鲜底砂10.0 g放入三角瓶中,加入100 mL 2 mol/L的氯化钾溶液,放入摇床中,在常温下振荡30 min后,立即过滤在水样瓶中,用于底质氨氮含量的测定。另外,各组称取新鲜底砂10.0 g放入三角瓶中,加入0.1 g硫酸钙和50 mL水,放入摇床中,在常温下振荡10 min,静置5 min后,取上清液过滤,用于底砂亚硝酸盐氮含量的测定。每个样品重复测定3次。

1.4 数据统计分析

试验数据均以(平均值±标准差)表示。所有数据采用EXCEL 2019和DPS 14.5软件进行处理和统计分析。采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行比较 ,设P<0.05为差异显著。

2 结果和分析

2.1 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺存活率的影响

由表1可见,养殖底砂粒径大小对方斑东风螺稚螺存活率有一定影响,粒径较小的底砂更利于提高养成过程稚螺的存活率。在试验开始后的前12 d,同一时间点各试验组的存活率之间无显著性差异(P>0.05)。在试验第18天时,中砂组和粗砂组存活率开始显著降低,分别降至(76.44±9.68)%、(81.56±2.57)%,显著低于细砂组的(96.44±2.27)%(P<0.05)。试验结束时,细砂组稚螺的存活率为(92.67±0.94)%,显著高于中砂组的(58.22±4.57)%和粗砂组的(48.44±1.13)%(P<0.05)。

表1 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺存活率的影响 单位:%

2.2 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺生长性能的影响

从图2可见,随着养殖时间的推移,各组稚螺的体质量均呈上升趋势,但细砂组上升更为明显。各试验组稚螺在试验开始后的前12 d体质量增长迅速,第12天时,细砂、中砂、粗砂组体质量分别增至(0.425 4±0.033 9)、(0.396 3±0.016 8)、(0.397 0±0.006 9)g,但各试验组之间不存在显著性差异(P>0.05)。在试验12 d后,各试验组稚螺的体质量增长幅度逐渐降低。第18天时,细砂组的体质量为(0.496 2±0.025 9)g,显著高于中砂组的(0.430 6±0.029 0)g和粗砂组的(0.417 9±0.017 3)g(P<0.05),中砂组和粗砂组之间无显著性差异(P>0.05)。这一差异现象维持至试验结束。试验结束时,细砂组稚螺的体质量为(0.560 3±0.026 3)g,显著高于中砂组的(0.452 0±0.024 6)g和粗砂组的(0.427 5±0.019 6)g(P<0.05)。

注:不同大写字母代表相同时间标记点不同粒径试验组之间存在显著性差异(P<0.05);不同小写字母代表相同粒径试验组不同养殖时间标记点之间存在显著性差异(P<0.05)。

从图3可见,随着养殖时间推移,各组稚螺的壳高、壳宽均呈上升趋势,但细砂组在18 d后明显增长更快。在第6～18天,各试验组稚螺的壳高、壳宽无显著性差异(P>0.05);但第24天,细砂组稚螺的壳高、壳宽分别达到(12.57±0.09)、(8.13±0.01)mm,显著高于中砂组的(11.91±0.18)、(7.84±0.11)mm和粗砂组的(12.04±0.26)、(7.75±0.1)mm(P<0.05),中砂组和粗砂组之间无显著性差异(P>0.05)。试验结束时,细砂组稚螺的壳高、壳宽分别为(12.72±0.06)、(8.50±0.16) mm,显著高于中砂组的(12.13±0.17)、(7.91±0.13)mm和粗砂组的(12.26±0.02)、(7.90±0.18)mm(P<0.05)。

注:不同大写字母代表相同时间标记点不同粒径试验组之间存在显著性差异(P<0.05);不同小写字母代表相同粒径试验组不同养殖时间标记点之间存在显著性差异(P<0.05)。

2.3 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺消化酶活力的影响

不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺胃蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活力的影响见图4。由图4可见,随着时间的推移,各试验组稚螺的胃蛋白酶和脂肪酶活力总体上均呈现先上升后下降的趋势。第18天时,细砂组稚螺的胃蛋白酶活力为(44.817±1.644)U/mg,显著高于中砂组和粗砂组(P<0.05,见图4-a)。试验结束时,细砂组稚螺的胃蛋白酶活力为(31.959±0.764)U/mg,各组间无显著性差异(P>0.05)。试验第18天时,细砂组稚螺的脂肪酶活力为(41.946±0.000)U/g,显著高于中砂组的(29.600±6.042)U/g(P<0.05),但与粗砂组差异不显著(P>0.05,见图4-b)。试验第18天时,细砂组稚螺的淀粉酶活力显著高于中砂组和粗砂组(P<0.05);试验结束时,细砂组稚螺的淀粉酶活力为(2.983±0.013)U/mg,显著高于中砂组的(1.429±0.009)U/mg和粗砂组的(1.302±0.068)U/mg(P<0.05,见图4-c),而粗砂组和中砂组之间无显著性差异(P>0.05)。

2.4 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺抗氧化酶活力及膜脂过氧化物含量的影响

方斑东风螺稚螺抗氧化酶活力及膜脂过氧化物含量受养殖底砂粒径规格影响见图5。随着养殖时间的推移,各组稚螺的总抗氧化能力(T-AOC)大体上呈现先上升后下降趋势(见图5-a)。细砂组在试验第12天时的T-AOC为(1.944±0.116)mmol/g,显著高于中砂组的(1.323±0.231)mmol/g和粗砂组的(1.393±0.026)mmol/g(P<0.05);试验结束时,细砂组稚螺的T-AOC为(1.272±0.072)mmol/g,显著高于中砂组和粗砂组(P<0.05)。随着养殖时间推移,各组稚螺的CAT活力大体上呈现先上升后下降趋势。第12天时,细砂组稚螺的CAT活力为(197.122±15.74)U/mg,显著高于中砂组的(152.457±5.139)U/mg和粗砂组的(123.285±21.756)U/mg(P<0.05,图5-b),中砂组和粗砂组之间则没有显著性差异(P>0.05);在第18天时,3个试验组间的CAT活力差异显著(P<0.05),细砂组最高,中砂组最低。随着时间的推移,中砂组稚螺的MDA含量呈现先上升后下降的趋势,而粗砂组稚螺的MDA含量大体呈逐渐上升的趋势,细砂组的MDA含量先大幅降低,随后小幅降低。试验结束时,粗砂组稚螺的MDA含量显著高于细砂组和中砂组(P<0.05,图5-c)。总体上看,粒径较小的底砂更适合用于稚螺养成阶段。

注:不同大写字母代表相同时间标记点不同粒径试验组之间存在显著性差异(P<0.05);不同小写字母代表相同粒径试验组不同养殖时间标记点之间存在显著性差异(P<0.05)。

注:不同大写字母代表相同时间标记点不同粒径试验组之间存在显著性差异(P<0.05);不同小写字母代表相同粒径试验组不同养殖时间标记点之间存在显著性差异(P<0.05)。

2.5 采用不同粒径底砂的养殖底质中氨氮和亚硝酸盐氮含量的变化

不同粒径养殖底砂影响底质中氨氮和亚硝酸盐氮含量变化情况见图6。随着养殖时间推移,各组底质中氨氮和亚硝酸盐氮的质量浓度大体上呈现先升后降的趋势。第18天时,细砂组底质中氨氮的质量浓度为(0.842 2±0.006 6)mg/L,显著高于中砂组的(0.342 3±0.010 1)mg/L和粗砂组的(0.542 9±0.000 1)mg/L(P<0.05),中砂组和粗砂组之间也存在显著性差异(P<0.05)。该差异现象一直维持至试验结束。

注:不同大写字母代表相同时间标记点不同粒径试验组之间存在显著性差异(P<0.05);不同小写字母代表相同粒径试验组不同养殖时间标记点之间存在显著性差异(P<0.05)。

3 讨论

3.1 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺生长性能的影响

方斑东风螺营底栖生活,有潜埋习性,因此,底砂的状况会直接影响其生活状态。相关研究表明,养殖底砂会直接影响底栖生物的存活、生长、行为反应及地理分布。例如,我国5个海区不同群体的毛蚶形态差异显著[19];韩国统营与山东蓬莱、山东黄岛、江苏前三岛4个地理群体的魁蚶(Scapharcabroughtonii)在壳顶宽、放射肋宽、放射肋数量上存在显著性差异,山东蓬莱与山东黄岛及江苏前三岛群体在壳高、背缘长、壳湿质量、放射肋数量上有显著性差异[20];徐永健等[21]研究表明,三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)幼蟹养殖时采用细砂(粒径<200 μm)底质,幼蟹存活率最高。

本研究表明,不适宜的养殖底砂粒径会加剧方斑东风螺稚螺养成阶段的死亡风险,降低存活个体的生长性能。在本试验条件下,0～1 mm粒径的养殖底砂(细砂)相对更利于方斑东风螺稚螺的存活和生长,而其他较粗的底砂不利于稚螺后续的生长。究其原因,可能在于养成阶段所用的稚螺个体较小,其运动和消化能力不如成螺等大规格的个体,因而较细的养殖底砂相对更有利于其进行潜砂等行为,养殖底砂颗粒过大、过粗糙可能会使稚螺本身耗费巨大的体力、能量开展日常的潜砂行为,甚至在潜砂过程中易受伤而引发应激反应,不利于其后续的生长存活。

3.2 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺消化酶活力的影响

消化酶活力反映了动物对营养物质的消化吸收能力[22]。胃蛋白酶是动物胃组织中最重要的消化性蛋白酶,其功能是初步水解食物中的蛋白质。方斑东风螺为肉食性贝类,因此蛋白酶活力最能反映机体对营养物质消化吸收的效率[23-24]。脂肪酶是一类重要的甘油酯键水解酶,其活力的高低决定动物对脂肪酸的消化吸收能力[25]。淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的总称,广泛存在于动植物和微生物中[26]。

本研究中,在试验前期至中期细砂组和中砂组稚螺的胃蛋白酶活力呈大幅度增长趋势,说明较小粒径的养殖底砂有利于促进方斑东风螺稚螺消化吸收,而粗砂组稚螺的胃蛋白酶活力相对较低,说明大规格的养殖底砂(粗砂)不利于促进稚螺消化吸收。相关研究表明,消化酶的活力受物种、生理状态、温度、饵料、个体规格以及养殖方式等影响[27-28]。产生以上结果的原因可能是粗砂粒径过大,稚螺无法实现潜砂,导致休息不佳,能量大量消耗。值得注意的是,本试验结束前6 d,当地气温骤降,本试验采用微流水养殖系统,养殖水温也受到了一定的影响。水温的变化会引起生物机体消化能力的变化[29],这可能是养殖最后时间节点稚螺消化酶活力呈现不规则波动的原因之一。合适的养殖底砂在一定程度上具有一定的温度波动缓冲作用,因此在后续的试验中可开展养殖底砂与温度波动相关性的研究。

3.3 不同粒径养殖底砂对方斑东风螺稚螺抗氧化酶活力及膜脂过氧化物含量的影响

所有需氧生物体内均有一套抗氧化系统以应对氧化胁迫。抗氧化系统可分为非酶促和酶促系统,其功能是清除体内过量的活性氧,保护机体不受氧化损伤,因此总抗氧化能力(T-AOC)的大小常被用作评估机体抗氧化能力的重要指标[30-32]。T-AOC是机体内抗氧化能力的总体体现[33];CAT在机体内催化H2O2分解形成氧和水,从而阻断产生活力极高的羟自由基反应,是消除H2O2对细胞毒性作用的酶[34]。研究表明,CAT等抗氧化酶活力与动物发育阶段[35]、环境因子[36-37]、饵料[38]、药物[39]等有关。MDA是脂质过氧化物分解后的重要产物,其产生量的多少能代表膜脂过氧化的程度,也可间接反映组织抗氧化能力的强弱。一般来说,MDA含量越高,生物体所受的压力越大[40]。

本研究表明,较细的养殖底砂更适合于稚螺养成阶段的环境,而较粗的养殖底砂会造成稚螺较大的应激反应,并使其在潜砂过程中受伤。该结果与王庚申等[41]对日本囊对虾(Marsupenaeusjaponicus)养殖的相关研究结果不一致,可能是由于品种、环境因子、底质粒径及底质类型不同所致。本试验中,粗砂组方斑东风螺稚螺的平均MDA含量最高,说明粗砂组稚螺细胞受损的程度较高,从而导致其免疫防御能力下降。这与王庚申等[41]的研究结果一致,原因可能在于养成过程中,较细的养殖底砂相对更有利于其潜砂行为,而且在稚螺钻砂和移动过程中,细砂能减小其身体与底质之间的摩擦力,从而不易受伤。

3.4 底质中氨氮和亚硝酸盐氮含量的变化

底质不仅是底栖水生动物的栖息场所,还是氮、磷等生源要素的重要蓄积库和细菌繁殖场所,承担着净化水体的作用,在一定条件下,其吸附的营养盐还会在分子扩散和生物扰动等作用下重新释放到养殖水体中[42]。氨氮是水产养殖水环境中主要的有毒物质,当其质量浓度达到一定程度后,会对养殖生物产生明显的毒害作用。氨氮质量浓度受养殖生物粪便、分泌物、残饵等含氮有机物分解的影响[43-44]。亚硝酸盐氮主要是含氮有机物在微生物的作用下氧化形成的中间产物,是水产养殖中诱发暴发性疾病的重要环境因子[45]。

本研究表明,底砂粒径对底质指标(氨氮、亚硝酸盐氮)影响较大,细砂组养殖底质中氨氮含量基本上均显著高于中砂组和粗砂组。笔者认为,细砂组稚螺未受到较强的环境胁迫,因此摄食良好,排泄量多,导致底质中的氨氮含量较高。谭春明等[10]研究了氨氮胁迫对方斑东风螺的影响,结果表明,在氨氮质量浓度低于200 mg/L的条件下,方斑东风螺死亡率极低。本试验中,细砂组底质的氨氮含量虽然显著高于其他组,但一直在养殖水质安全的浓度范围内,因此对方斑东风螺稚螺的生长没有造成不利影响。

4 结论

在方斑东风螺养成阶段,底质对其生长、消化酶、抗氧化性能及环境氨氮、亚硝酸盐氮含量有显著的影响。细砂组养殖条件下方斑东风螺稚螺的存活率最高,生长速度最快,且其淀粉酶、总抗氧化能力及CAT平均活力总体均高于中砂组和粗砂组。细砂组底质中的氨氮含量虽高,但一直处于养殖动物的安全浓度范围内。研究结果表明,粒径1 mm规格的底砂较适合于方斑东风螺养成阶段。