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Comparison of growth, energy budget of Southern-China-cultured Stichopus japonicus fed with three types of sediment-feeds

南移刺参摄食三种沉积物饵料下的生长和能量收支比较


为研究不同沉积物对南移刺参的影响,测定了南移刺参对三种不同沉积物(海区沉积物、对虾养殖池沉积物、人工配制沉积物)的摄食,吸收效率和能量收支。结果表明,规格为26.11±1.5g的南移刺参在温度为17±1℃时,不同组别南移刺参对不同种沉积物的摄食率无显著差异(P>0.05),对虾组和人工组南移刺参同化效率和特定生长率显著高于海区组(P<0.05),且对虾组同化效率和特定生长率最高。通过对能量收支方程的探究,各组别代谢能无显著差异(P>0.05),对虾组南移刺参生长能显著高于其他两组(P<0.05),其能量收支方程为:100C=12.35G+34.91F+8.05U+44.69R。研究表明,特定养殖条件下,用虾塘沉积物喂食南移刺参时,刺参摄食能量较多的分配至生长,生长速率较快,利用虾塘沉积物作为饵料是一种可取模式。

We investigated the feeding rate, absorption efficiency and energy budget of Southern-China-cultured Stichopus japonicus fed with three different sediments (from sea area, shrimp-culture pond and artificial sediments) to understand the influence of sediments on s Southern-China-cultured. The results demonstrated that there was no significant difference in the feeding rate among 3 types of sediments (P>0.05) when S. japonicus acclimatized in southern China was with 26.11±1.5 g weight under temperature of 17±1℃. Assimilation efficiency and SGR in artificial sediments and shrimp-culture pond groups were significantly higher than in the sea area group (P<0.05). Meanwhile, the greatest assimilation efficiency and SGR occurred in the shrimp culture pond sediments group. Through researching on the equation of the energy budget in different groups, we found that the metabolic energy in different groups had no significant difference (P>0.05). The ratio of growth energy in shrimp-culture pond group was significantly greater than another two groups (P<0.05). The energy budget equation could be concluded as 100C=12.35R+34.91G+8.05UF+44.69R. The research indicated that using sediments of shrimp pool under certain breeding circumstance, FR of S. japonicus distributed more to growth and the growth rate was comparatively high. Therefore, it is advisable to use sediments of shrimp pool to feed S. japonicus.Therefore, using sediments of shrimp pool to feed S. japonicus was apparently an advisable model.


全 文 :汪洋,郑忠明,周朝生,金春华. 南移刺参摄食三种沉积物饵料下的生长和能量收支比较[J]. 生态科学, 2012, 31(6): 613-618.
WANG Yang, ZHENG Zhong-ming, ZHOU Chao-sheng, JING chun-hua. Comparison of growth , energy budget of
Southern-China-cultured Stichopus japonicus fed with three types of sediment-feeds[J]. Ecological Science, 2012, 31(6): 613-618.

南移刺参摄食三种沉积物饵料下的生长和能量收支
比较
汪洋 1,郑忠明 1*,周朝生 2,金春华 1
1.宁波大学海洋学院教育部应用海洋生物技术重点实验室,宁波 315211
2.浙江省海洋水产养殖研究所; 浙江省近岸水域生物资源开发与保护重点实验室,浙江 温州 325005
【摘要】为研究不同沉积物对南移刺参的影响,测定了南移刺参对三种不同沉积物(海区沉积物、对虾养殖池沉积物、人工配制
沉积物)的摄食,吸收效率和能量收支。结果表明,规格为 26.11±1.5g 的南移刺参在温度为 17±1℃时,不同组别南移刺参对不同
种沉积物的摄食率无显著差异(P>0.05),对虾组和人工组南移刺参同化效率和特定生长率显著高于海区组(P<0.05),且对虾组
同化效率和特定生长率最高。通过对能量收支方程的探究,各组别代谢能无显著差异(P>0.05),对虾组南移刺参生长能显著高于
其他两组(P<0.05),其能量收支方程为:100C=12.35G+34.91F+8.05U+44.69R。研究表明,特定养殖条件下,用虾塘沉积物喂食
南移刺参时,刺参摄食能量较多的分配至生长,生长速率较快,利用虾塘沉积物作为饵料是一种可取模式。
关键词:南移刺参;沉积物;生长;能量收支
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2012.06.003 中图分类号:S968.9 文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2012)06-613-06
Comparison of growth,energy budget of Southern-China-cultured Stichopus
japonicus fed with three types of sediment-feeds
WANG Yang1, ZHENG Zhong-ming1*, ZHOU Chao-sheng2, JING Chun-hua1
1. Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology, Ministry of Education, Ningbo University, Ningbo 315211, China
2. Zhejiang Mariculture Research Institute, Key Laboratory of Exploitation and Preservation of Coastal Bio-resource, Wenzhou 325005,
China
Abstract: We investigated the feeding rate, absorption efficiency and energy budget of Southern-China-cultured Stichopus japonicus fed
with three different sediments (from sea area, shrimp-culture pond and artificial sediments) to understand the influence of sediments on
s Southern-China-cultured. The results demonstrated that there was no significant difference in the feeding rate among 3 types of
sediments (P>0.05) when S. japonicus acclimatized in southern China was with 26.11±1.5 g weight under temperature of 17±1 .℃
Assimilation efficiency and SGR in artificial sediments and shrimp-culture pond groups were significantly higher than in the sea area
group (P<0.05). Meanwhile, the greatest assimilation efficiency and SGR occurred in the shrimp culture pond sediments group.
Through researching on the equation of the energy budget in different groups, we found that the metabolic energy in different groups had
no significant difference (P>0.05). The ratio of growth energy in shrimp-culture pond group was significantly greater than another two
groups (P<0.05). The energy budget equation could be concluded as 100C=12.35R+34.91G+8.05UF+44.69R. The research indicated that
using sediments of shrimp pool under certain breeding circumstance, FR of S. japonicus distributed more to growth and the growth rate
was comparatively high. Therefore, it is advisable to use sediments of shrimp pool to feed S. japonicus.Therefore, using sediments of
shrimp pool to feed S. japonicus was apparently an advisable model.
Key words:Southern-China-cultured Stichopus japonicus;sediments;growth;energy budget equation

收稿日期:2012-02-28 收稿,2012-10-08 接受
基金项目:浙江省重大科技项目(2008C02009);宁波市科技局重点项目(2011C11001);国家科技部项目(2011GA701019)
作者简介:汪洋(1988—),男,硕士研究生,专业方向养殖动物生理生态学
*通讯作者:郑忠明,教授,男, E-mail:zhengzhongming@nbu.edu.cn
第 31 卷 第 6 期 生 态 科 学 31(6): 613-618
2012 年 11 月 Ecological Science Nov. 2012

1 引言(Introduction)

刺参(Apostichopus japonicus Selenka)属棘皮动物
门(Echinodermata)、海参纲(Holothuroidea),是一
种营底栖碎屑食性的海洋生物,主要以底质中有机
物、某些细菌和原生动物为食[1], 是中国北方沿海
重要的海水养殖种类。近年来,南部沿海区域如浙江、
福建等地也开始进行刺参的南移养殖(养殖时间浙江
一般为 11 月至来年 5 月),并取得成功[2]。刺参具有
独特的摄食方式,在非投饵条件下,能够依靠刮食吸
收底质沉积物中的有机质来维持自身生长所需的营
养,同时将底质中未经矿化的沉积物(如粪便、饵料
等)再次利用,可降低海底或养殖池塘的有机物质沉
积量,修复生态环境[3]。
对于南移刺参养殖业的发展,有许多新的养殖模
式值得探索,如常见的海区放养、虾池改造池塘养殖
等[4],但南方不同养殖模式对刺参的生长繁殖的影响
目前尚无确切结论。赵永军,赵慧曾探究过不同温度
下北方刺参对扇贝笼上附着成分的的摄食与吸收[3],
而有关不同沉积物饵料因子对南移刺参生长的影响
研究较少。本文研究了南移刺参对海区沉积物、对虾
养殖池塘沉积物和人工配制沉积物三种沉积物饵料
的摄食,为南移刺参养殖模式选择提供科学依据。

2 材料与方法(Materials and methods)

2.1 实验材料
实验用刺参购自浙江温州清江水产养殖场,实验
开始前,选取个体规格为 26.48±2.25 g、棘刺明显、
体色正常的刺参于塑料水槽(71 cm×51.5 cm×43 cm)
中驯化 7 d。驯化期间, 维持水温在(15±0.5)℃,盐度
28.0-30.0, pH=8.0 连续充气以保持溶解氧浓度 7.5
mg/L 以上,氨氮浓度低于 0.02 mg/L。
海区沉积物饵料采自温州清江镇乐清湾,对虾池
塘沉积物饵料采自宁波象山对虾养殖池塘,人工配制
沉积物饵料为 20%鱼粉、30%鼠尾藻和 50%海区沉积
物混合。沉积物取回后经 65℃烘干至恒重,制成直
径约为 2mm-3mm 颗粒状,4℃下储存备用。实验时
分别以上述三种沉积物作为饵料投喂刺参。

2.2 实验方法
实验刺参驯化后先进行 72 h 的饥饿处理。之后选
择体质健康,大小相似的刺参于瓷盘中静置 8 min,
吸干体表水分,在电子天平上称重。随机取 6 头,称
其干湿重,及灰分重。实验共设 3 个处理组,分别投
喂三种沉积物饵料,每组 3 个重复。投喂海区沉积物
的实验组简称为海区组,投喂对虾池塘沉积物组简称
虾塘组,投喂人工配制沉积物简称人工配制组。实验
条件与驯化条件保持一致。实验海水为砂滤海水,实
验期间每天 8:30 吸底换水一次,换水量为 1/2,换水
时尽量不要搅动底质。分别以参体质量的 20%为基数,
过量投喂不同类型沉积物。在投喂前沉积物先用少量
海水浸泡 2 d,投喂时均匀泼洒于实验箱中,每日虹
吸法收集刺参粪便,并以三天为一个周期,收集沉积
物残留,分别干燥保存,以备测定摄食率和排粪率等。
在试验结束后对海参进行两天的饥饿处理后,将海参
称量,分别 65℃烘干和煅烧以测水分和灰分。由于
沉积物投喂后存在一定的溶失现象,本实验中已进行
溶失实验,本文中提到的湿重皆为校准换算后的结
果。摄食实验一共进行了 30 d,期间对每次投饵量进
行记录,并根据具体刺参摄食情况进行相应的调整。
南移刺参的摄食率(IRO)、同化效率(AEO)
及特定生长率(SGR)的计算公式分别为:
IRO=CO/[T(Wt+ W0)/2]
AEO=(1-e/f)/(1-e)×100
SGRw (%/d) =(lnWt-lnW0)/T×100
SGRe (%/d)=(lnEt-lnE0)/T×100
CO:实验期间刺参的有机质摄食量; T为实验时间;
e、f:分别为刺参粪便和沉积物中有机质的百分含量。
南移刺参的能量收支符合如下关系:[7]
C=G+F+U+R。
其中,C 为摄食能;G 为生长能;F 为排粪能;
U 为排泄能;R 为代谢能。根据测定的饲料、粪便和
刺参的能值以及摄食量、排粪量以及海参生长的干物
质重量,分析计算出摄食能、排粪能和生长能。
排泄能以下式计算:
U=(CN-FN-GN)×24 830(Wang et al.,2003)[4]。
其中,CN为摄食氮;FN 为粪便氮,GN 为生长氮;
24 830 为海参排泄每克氨氮的能值(J/g)。呼吸能由
能量收支方程 R=C-G-F-U 求出;
能量收支方程中其它各项能值的计算公式[5]
如下:
C=Wfd×Efd,
G=Wt×M×Et-W0×M×E0,
F=Wfe×Efe,
Wfd 为摄食量(g);Efd 为饲料能值(J/g);Wt、W0、
614 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

表 1 3 种沉积物饵料的营养组成
Tab.1 proximate composition of three kinds of Sediment (mean±S.E.) w%
沉积物饵料类型
Sediment types
营养组成 nutrient composition
有机质
Organic matter
粗蛋白
Crude protein
粗脂肪
Crude Lipid
能值(J.g-1)
Emergy value
海区沉积物 Sediments from sea area 8.51±0.22a 5.89±0.73a 1.59±0.14a 10873.19±108.47a
对虾池塘沉积物 Sediments from shrimp-culture pond 16.45±0.35b 15.11±1.15b 2.23±0.53ab 11029.27±38.31a
人工配制沉积物 Artificial sediments 18.29±0.39b 13.42±0.42b 3.37±0.12b 11856.32±20.10a
注:1)有机质、粗蛋白、粗脂肪和能值基于不同沉积物的干重所得。2)字母显示不同组别的统计学差异,不同字母表示相关组
成含量存在显著差异 p<0.05
Note:1)Contents of organic matter,crude protein,crude Lipid and energy value content are shown with Sediment percentage in dry
matter. 2)Letters indicate statistical differences between groups;means not sharing a common letter at the same column are significantly
different(P<0.05)

Wfd 为摄食量(g);Efd 为饲料能值(J/g);Wt、W0、及
Et、E0 分别为防刺参实验终末体重(g)、初始体重(g)。
试验终末能值(J/g)、初始能值(J/g);M 为干物质含量
(g);Wfe 为粪便干重(g);Efe为粪便能值(J/g)。
饲料、粪便和海参样品的能值用 WRG-1 型氧弹
热量计测定,粗蛋白含量用元素分析仪(PE 2400 Ⅱ
型,Perkin-Elmer Company,USA)测定;粗脂肪含量用
索氏抽提法测定,有机质用重铬酸钾容量法测定。

2.3 数据处理
应用 SPSS 17.0 软件对数据进行统计分析,组间
方差分析达显著水平时,进行 Duncan 氏多重比较,百
分比数据经反正弦变换后再进行方差分析。在 Origin
8.5 上对所取得数据进行绘图。

3 实验结果(Results)

3.1 沉积物饵料的营养组成
不同沉积物饵料中营养成分见表 1。

3.2 南移刺参的特定生长率
不同沉积物组刺参在经过 30 d 的饲养后,由于
各组别沉积物有机物,粗蛋白等含量不同,刺参特定
生长率差异较大,其中各组刺参都出现了显著的生
长,对虾组 SGR 值达到最大。三组之间,人工组特
定生长率(SGRw 和 SGRe)显著低于其他两个实验
组,最低 SGRw 为 0.60%d-1。虾塘组和人工组特定生
长率(SGRw 和 SGRe)皆显著高于海区组(P<0.05),
虾塘组 SGRw 最高为 0.98%d-1(图1)。海区组生长
情况介于两者之间。其中虾塘组南移刺参个体质量在
实验结束时增长最多。
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
S
G
R
(
%
/d
)
不同沉积物Different sediment
海区组
对虾组
人工 组
SGRw SGRe
a
ab
b
b
ab
a
图 1 不同沉积物组南移刺参的特定生长率
Fig.1 The influence of different sediment on specific rate of
growth of stichopus japonicus cultured in southern China

3.3 同化和摄食效率
由图 2 可以看出,至实验结束时,南移刺参对不
同沉积物同化效率有较大差异。而摄食率三组间无显
著差异。虾塘组和人工组的同化效率显著高于海区组
(P<0.05),虾塘组 AEO 最高值为 33.05%。海区组
AEO 最低为 12.87%。可能刺参对不同沉积物组成成
分吸收程度有关。
6 期 汪洋,等. 南移刺参摄食三种沉积物饵料下的生长和能量收支比较 615

010
20
30
40
A
E
O
%
a
b
b
不同沉积物 Different sediment
海区组 对虾组 人工 组

图 2 不同沉积物饵料组南移刺参的同化效率
Fig.2 The influence of different sediment on assimilation
efficiency of stichopus japonicus
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
IR
O
%
a
a
a
不同沉积物 Different sediment
海区组 对虾组 人工 组

图 3 不同沉积物组南移刺参的摄食率
Fig.3 The influence of different sediment on feeding efficiency
of stichopus japonicus

3.4 能量收支
不同组别的能量收支见表 2,由表 2 可知:三组
实验组之间排粪能占摄食能比率依次是人工组>虾
塘组>海区组,且之间均呈显著差异(P<0.05);虾
塘组和人工组排泄能之间存在显著性差异(P<0.05)
且三组之中人工组最低;生长能虾塘组显著高于海区
组(P<0.05),虾塘组与其他两者差异皆不显著(P
>0.05),而代谢能三组之间都不存在显著差异(P>
0.05)。

4 讨论(Discussion)

在改变动物长期生长的的生存环境时,伴随环境
改变其部分生理生态特征会发生相应的改变,刺参在
其原产地(北方)养殖条件下相关的生长特征和能量
收支等特征已被广泛研究,且已有较多报道。刺参在
南移后生长和能量收支等对比原产地是否会发生显
著变化,是关乎刺参是否适合南移养殖的一个重要指
标。郭娜等[6,16]对北方刺参的研究表明直接投喂鼠尾
藻、海带粉时,海参特定生长率维持在 0.95% d-1左
右 。对比本实验虾塘组 SGR(0.98% d-1)和人工组
SGR(0.87% d-1)趋于一致。表明刺参南移在适宜条
件下,特定生长率仍能达到原产地的生长水平,在温
度等环境适宜时南移刺参能维持一个较好的生长状
态。但在有机质和粗蛋白皆较低的海区组,其生长受
到显著抑制,这可能与海区沉积物中营养成分较低有
关,故而在刺参南移后,刺参的生长环境和饵料的投
喂对其生长有明显的影响。

表 2 不同沉积物组南移刺参的能量收支比率
Tab.1 Energy allocations of stichopus japonicus fed different Sediment (mean±S.E.,n=3)
组别 Groups C G/C F/C U/C R/C
海区组 Sea sediments
虾塘组 Pond sediments
人工组 Artificial sediments
100
100
100
9.96±2.36b
12.35±3.53a
10.73±1.04ab
31.87±0.14a
34.02±1.17b
34.49±1.19b
8.27±0.18ab
8.33±0.36a
8.12±0.17b
49.94±3.63a
44.41±3.65a
46.66±1.16a
注:标有不同小写字母者表示组间差异显著(P<0.05),标有相同小写字母者表示组间差异不显著(P>0.05)。C 为摄食能;G 为生长
能;F 为排粪能;U 为排泄能;R 为代谢能。 Note: The means followed by the different letters in the same column are significant
differences at the 0.05 probability level and the means with the same letters are not significant differences. C is food consumption, F is
faecal production, U is excretion, R is metabolism and G isgrowth.

616 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

实验同时通对南移刺参摄食和同化效率进行实
验研究,结果显示,南移刺参对对虾池塘沉积物有较
好同化作用,达到了 33.05%,高于北方实验报道中
的 30%左右[3,12],表明南移刺参对消化后的营养较多
的转化成有机物并加以贮存了,在实验前后通过对南
移刺参饲养前后体壁观察和干重含量测定,也可以发
现南移刺参在一段时间的饲养后体重有一定增加。饵
料成分对刺参生长有着积极的影响,王吉桥等[8]对防
刺参的相关研究中指出,不同饵料既可以为防刺参提
供能量和营养,促进其生长,又能增加其排泄等。实
验不同组别南移刺参对不同饵料摄食效率并无显著
差异,这可能与其舔食的摄食习惯有关,同时由于相
关实验条件的限制,其对食物并没有筛选余地,但是
其对不同饵料的同化效率差异显著,海区沉积物组刺
参生长率、同化效率较低,这与海区沉积物中的粗蛋
白,有机质等显著低于其它组有一定相关,而人工配
制组利用海区沉积物添加一定比例的鱼粉和藻粉,增
加了饵料中的粗蛋白等含量,从而增加了其生长率、
同化效率等。故而对南方刺参饵料的选择一定程度上
决定着其生长情况,周玮等实验探究出防刺参(北方)
对饲料蛋白的最适需求量为 19.48%,此时防刺参可
达到最大生长率[12],而本实验探究出较好生长情况
的人工组粗蛋白含量为 13.42%,这对具体养殖实践
具有一定的借鉴意义。
Qin-Feng Gao 等[13]通过碳稳定同位素方法探究
出混合了龙须菜,鼠尾藻和海区自然沉积物的饵料较
之各种成分单独投喂刺参,SGR 有显著提高。而相
对于海区沉积物,虾塘沉积物中含有了较大量的残留
饵料,藻类和对虾尸体残肢成分,人工组配制饵料含
有鼠尾藻和鱼虾等成分。粗蛋白等含量都较海区沉积
物高,一定程度上影响了同化效率和特定生长率,且
虾塘组特定生长率最高,可知南移刺参对虾塘成分较
容易同化吸收,通过对虾塘组饵料成分探究和改进对
刺参养殖有着重要作用,投喂虾塘组饵料刺参生长情
况最佳。继续对其中各种成分对不同龄刺参的影响进
行探究,可为刺参饵料配制提供一定借鉴和指导作
用。秦传新[11]已通过北方刺参对筏式养殖海区生物沉
积物的摄食探究了北方刺参的生长率一定程度上随
着沉积物中有机质的增加而增加,且在有机质含量
20%时,其达到最大值[9-10]。LeonardoN.Zamora[14]通
过对澳大利亚参(Australo stichopus mollis)指出随
投喂有机物的逐渐增加 SGR 变大,但同化效率下降,
提高了。这与南移刺参的在最适条件下得生长率趋势
一致。有机质含量的增加可能增强对养分的吸收能
力,促进刺参的生长。
动物体在不同环境中为了满足生命活动的基本
需要,对于吸收能量分配会产生相应的适应性对策,
这是行为和生理相适应的综合作用效果[12]。动物所
处环境不同,面临的胁迫因子不同,则代谢模式及能
量分配的模式也不相同。温度、盐度、体重等对海参
吸收能量的利用都能产生一定影响[15,17]。而不同饵料
对于其的能量代谢也产生着一定的影响,由于不同饵
料中成分差异较大,且其不同生长阶段所需营养不
同,其对摄食的能量会产生不同的分配比。为了达到
刺参南移的初衷,在筛选饵料时,因使刺参将摄取的
能量尽量分配至生长,以便在定长的养殖时间中取得
较大的收益。本实验中南移刺参摄取不同沉积物后不
同组别间能量分配比有着显著的差异(表 2),海区
组与虾塘组之间生长能和排粪能存在着显著差异,对
虾养殖池塘组刺参摄食能量分配最多至生长能,占摄
食能的 12.35%,高于周玮等最佳白蛋水平下防刺参
7.67%得生长能[12],而低于安振华等最佳日粮模式下
刺参 21.19%的生长能分配[20],一方面可能与实验条
件设置的能较好的符合其生长要求有关,另一方面表
明,对于南移刺参仍可通过改变其他条件以增加其生
长能。在实际应用中,能量分配比应与摄食同化效率
同时考虑,加以筛选,最终获得合适的饲料配方。对
于虾塘组最高的生长能分配比,可能与虾塘沉积物中
含有的有机质粗蛋白等含量有关。通过所测数据可知
虾塘沉积物中粗蛋白水平为 15.11%,高于袁秀堂[18]
所得出的可满足成参生长的粗蛋白最低水平
(3.33% )。在三组实验中,随着沉积物中有机质含量
的增高,刺参摄食后分配至生长的能量越多。在能量
收支方程可看出,排粪能在能量收支中占据了第二,
这与刺参营底栖刮食生活有关,由于其缺乏特效性的
化学和物理消化器官,且消化系统酶活力比较低等
[19]。导致其消化能力较弱,摄食的大部分能量以粪
便排出。而有机质和粗蛋白含量差异对刺参能量收支
的具体影响的研究,可为生产条件下提供合适饵料配
方,对刺参南移产业化发展有着积极的意义。
6 期 汪洋,等. 南移刺参摄食三种沉积物饵料下的生长和能量收支比较 617

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