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pH、盐度对东方小藤壶耗氧率和排氨率的影响



全 文 :作者简介:曹善茂(1960-),男,汉,硕士研究生,副教授,E-mail:cshm@dlfu.edu.cn
李校建(1987.6-),男,硕士研究生,研究方向:水产集约化养殖。E-mail:251023092@qq.com
doi:10.3969/j.issn.1004-6755.2013.05.003
pH、盐度对东方小藤壶耗氧率和排氨率的影响
曹善茂,李校建,亢玉静,郝 帅
(大连海洋大学水产与生命学院,辽宁 大连116023)
摘 要:研究了在不同温度下盐度、pH值对东方小藤壶耗氧率和排氨率的影响。将采集的东方小藤壶成体
经暂养放入不同温度(12,16,20,24,28℃)进行驯化,调节盐度(20‰,25‰,30‰,35‰,40‰)、pH值(4.0,5.
0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0)适应两天后,进行6h的代谢试验并测定其耗氧率和排氨率,结果如下:东方小藤
壶耗氧率和排氨率随温度的增高先增大后减小,分别在温度为20℃和24℃时达到最大值。相同温度下耗氧
率和排氨率随盐度的增高先增大后减小,当盐度到达35‰时,东方小藤壶的耗氧率和排氨率达到最大值。相
同温度下其耗氧率和排氨率随pH值的增高先增大后减小,当pH为8.0时,耗氧率和排氨率达到了最大值。
关键词:东方小藤壶,温度,盐度,pH,耗氧率,排氨率
  藤壶是世界上分布最广、数量最多的一类
海洋污损生物,对国防、航运、水产养殖及港工
建筑危害极大。目前,许多国内外学者把藤壶
作为生物污损和污损防治的重要研究对象,研
究食物、盐度等外界环境对藤壶幼虫变态、附着
的影响,也有报道把藤壶作为环境监测指示生
物[1]。目前国内外学者对藤壶的研究方向主要
有针对其生物污损的防除[2]、附着原理的探
索[3]以及藤壶胶成分的分析[4-6]。但是有关不
同环境因子对藤壶的呼吸代谢研究尚未有相关
报道。本文研究了不同温度、盐度及pH对东方
小藤壶耗氧率和排氨率的影响,为今后深入研
究东方小藤壶奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 实验材料
实验材料为东方小藤壶,4月15号采自大连
黑石礁潮间带,现场水温约10℃,盐度30‰左
右,pH值7.76~7.80。实验所采藤壶均生长于
黑石礁潮间带礁石所附着的牡蛎壳上,为保证藤
壶活力,将牡蛎壳一起采下。挑选规格比较均匀
的藤壶置于水槽中暂养,连续充气,每天全量换水
一次,投饵两次,饵料为螺旋藻粉,每次换水按照
1℃的梯度升温至实验所需温度,升至所需温度
后稳定两天,进行试验。
1.2 试验方法
1.2.1 盐度对东方小藤壶耗氧率、排氨率的影响
 实验材料预处理温度设5个水平,分别为12,
16,20,24,28℃。升温驯化结束后调节各温度水
平下的盐度,分别为:20‰,25‰,30‰,32‰,35‰
和40‰。调至试验设定盐度后让藤壶适应2d后
进行试验。各盐度组均设3个重复和一个空白对
照,试验期间调控梯度盐度的变化幅度为±1‰。
耗氧率、排氨率试验采取静水方法。试验海
水是前一天用0.45μm滤膜抽滤过的新鲜海水。
试验容器为自制的简易呼吸瓶,用500mL的三
角锥瓶装满海水充氧后,装入试验用150个藤壶
个体,随后立刻用塑料保鲜膜将瓶口封牢,以隔断
与外界空气的接触。具体测定方法依据《GB
17378.4-1998海洋监测规范 第4部分 海水分
析》,耗氧率的测定方法使用 Winkler碘量法;排
氨率的测定方法使用次溴酸盐氧化法。各项试验
设立3个平行样和一个空白对照样。试验结束后
测定藤壶的体径(D)、湿重(WW)。
计算方法:
耗氧率R的计算公式为:
R=V×
(D0-Qt)
T×W
—31—
《河北渔业》2013年第5期(总第233期)                   ○研究与探讨
其中,Dt:试验水样的溶氧变化量(mg/L),
D0:空白组水样的溶氧变化量(mg/L),V:试验水
样的体积(L),T:试验持续时间(h),W:试验样品
的重量(g)。
排氨率Q的计算公式为:
QN=
V×(Qt-Q0)
T×W
其中,Qt:试验水样的氨氮含量(mg/L),Q0:空
白组水样的氨氮含量(mg/L),V:试验水样的体积
(L),T:试验持续时间(h),试验样品的重量(g)。
1.2.2 pH 对东方小藤壶耗氧率、排氨率的影
响 实验材料预处理 温度设5个水平,分别为
12,16,20,24,28℃。升温驯化结束后调节各温
度水平下的pH,分别为:4,5,6,7,8,9,10。调至
试验设定pH后让藤壶适应2d后进行试验。各
pH组均设3个重复和一个空白对照。试验期间
调控梯度pH值的变化幅度为±0.25。
耗氧率、排氨率试验和计算方法同上。
1.3 数据处理
试验数据以三个平行组的平均值±标准差
(Mean±SD)表示,利用SPSS18.0统计软件进行
单因素方差分析;并进行Duncan氏多重比较,以
P<0.05作为差异性显著的标志。
2 结果
2.1 盐度对东方小藤壶耗氧率、排氨率的影响
不同盐度下东方小藤壶耗氧率的变化见图
1,各温度下不同盐度组之间耗氧率相比较的显
著性见表1。盐度对东方小藤壶的耗氧率的影
响差异性显著(P<0.05),盐度与温度交互作用
对其耗氧率的影响极其显著(P<0.01)。不同
温度下盐度对东方小藤壶的影响趋势大体相
同,从图中可以看出,盐度与东方小藤壶耗氧率
的关系呈一“倒钟”型曲线。温度在20℃的时
候,耗氧率最大且变化趋势明显,盐度为35‰时
其耗氧率最高;12 ℃时,其耗氧率在盐度为
20‰达到最低值,随着盐度升高至35‰时,达到
其最大值;16℃时,耗氧率变化趋势较平缓;在
不同温度下盐度在20‰~35‰之间,变化的趋
势基本相同,随着盐度的升高,东方小藤壶的耗
氧率明显增大,都是在35‰时达到最大值。在
低盐度时,东方小藤壶的耗氧率变化率较小,而
在较高盐度时,变化趋势较大。
图1 不同盐度对东方小藤壶耗氧率的影响
表1 东方小藤壶单位湿重耗氧率与盐度的关系
温 度/℃
盐 度/‰
20  25  30  35  40
12  0.160±0.067a 0.276±0.032a 0.480±0.041b  0.631±0.101c  0.418±0.032b
16  0.291±0.017a 0.453±0.025a 0.551±0.080b  0.667±0.032a 0.489±0.061c
20  0.569±0.038a 0.613±0.043a 0.738±0.037  1.040±0.063b  0.631±0.063a
24  0.380±0.036a 0.580±0.041b  0.785±0.067a 0.893±0.045c  0.533±0.031d
28  0.405±0.035a 0.471±0.045b  0.498±0.076c  0.596±0.063b  0.382±0.046a
    注:每行标有不同下标字母者表示差异显著(P<0.05)
  不同盐度下东方小藤壶排氨率的变化见图 2,各温度下不同盐度组之间排氨率相比较的显
—41—
《河北渔业》2013年第5期(总第233期)                   ○研究与探讨
著性见表2。盐度对东方小藤壶的排氨率的影
响差异性显著(P<0.05),盐度与温度的交互作
用对其耗氧率的影响极其显著(P<0.01)。从
图中可以看出,不同温度对排氨率的影响明显,
尤其是温度20℃时变化最为明显。盐度对排
氨率的影响明显,除了温度为20℃时,其他曲
线都在35‰时达到最大值;不同温度下,盐度在
20‰~30‰之间,随着盐度的升高,东方小藤壶
的排氨率明显增大,在盐度为35‰时,达到最大
值(温度为20℃时除外);盐度30‰~40‰之
间,其排氨率开始下降,与20‰~30‰相比,变
化趋势较小。
表2 东方小藤壶单位湿重排氨率与盐度的关系
温度/℃
盐 度/‰
20  25  30  35  40
12  0.002±0.000 7a 0.006±0.000 8b  0.008±0.000 3c  0.01±0.0.000 8a 0.002±0.000 7d
16  0.005±0.000 3a 0.006±0.001b  0.014±0.009 0b  0.026±0.003 5c  0.005±0.000 6d
20  0.004±0.000 8a 0.020±0.003b  0.029±0.016c  0.031 0±0.009 3d  0.020±0.006 0e
24  0.012±0.004 1a 0.020±0.006 1b  0.028±0.007 2a 0.026±0.004 5c  0.024±0.000 9d
28  0.010±0.003 7a 0.016±0.004 4b  0.018±0.007 6c  0.020±0.004 3d  0.007±0.003 4a
    注:每行标有不同下标字母者表示差异显著(P<0.05)
图2 不同盐度对东方小藤壶排氨率的影响
2.2 pH对东方小藤壶耗氧率、排氨率的影响
不同pH 下东方小藤壶耗氧率的变化见图
3,各温度下不同pH组之间耗氧率相比较的显著
性见表3。pH对东方小藤壶的耗氧率的影响差
异性显著(P<0.05),pH与温度的交互作用对其
耗氧率的影响极其显著(P<0.01)。由图3可
见,不同温度下,耗氧率的变化趋势基本相同,且
各温度间耗氧率的梯度明显在pH为8时都达到
最大值;12℃时变化较小,折线趋势较平缓;温度
为24℃,pH为8时,耗氧率达到最大;在pH 4~
7之间,东方小藤壶的耗氧率变化趋势较为平缓,
pH大于7时,耗氧率变化趋势较明显,呈先增加
后下降的趋势,在pH为8时,达到最高值,大于8
其耗氧率开始明显下降,pH 为10时达到最
小值。
图3 不同pH对东方小藤壶耗氧率的影响
  不同pH下东方小藤壶排氨率的变化如图4
所示;各温度下不同pH 组之间排氨率相比较的
显著性见表4。pH 对东方小藤壶的排氨率的影
响差异性显著(P<0.05),pH与温度的交互作用
对其耗氧率的影响极其显著(P<0.01)。从图4
中可以看出,不同温度之间的排氨率变化趋势基
本相同,温度在24℃,pH为7的时候,藤壶的排
氨率达到最大,pH 6~7之间,藤壶的排氨率有一
个明显的飞跃;在pH 4~7之间,东方小藤壶的
排氨率变化趋势较为明显,即随着pH的增大,其
排氨率明显增大,在pH 为7时,达到最大值,pH
大于7,其排氨率的变化呈急剧下降的趋势,在
pH 8~10之间(温度为20℃时除外),东方小藤
壶的排氨率变化趋势较为平缓。
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《河北渔业》2013年第5期(总第233期)                   ○研究与探讨
表3 东方小藤壶单位湿重耗氧率与pH的关系
温度/

pH
4  5  6  7  8  9  10
12  0.137±0.063a 0.237±0.053b 0.292±0.0072c 0.382±0.064d 0.404±0.0068e 0.300±0.061c  0.203±0.053f
16  0.168±0.053a 0.333±0.046b  0.406±0.076a 0.578±0.160c  0.615±0.203d  0.387±0.092e  0.293±0.062e
20  0.204±0.068a 0.465±0.068a 0.533±0.046b  0.667±0.036c  0.756±0.116d  0.589±0.201a 0.359±0.066b
24  0.423±0.081a 0.629±0.065b  0.726±0.075c  0.750±0.216d  0.956±0.220e  0.799±0.139f  0.557±0.117g
28  0.302±0.081a 0.383±0.201b  0.421±0.063c  0.637±0.142d  0.612±0.142e  0.436±0.206f  0.362±0.084g
   注:每行标有不同下标字母者表示差异显著(P<0.05)
表4 东方小藤壶单位湿重排氨率与pH的关系
温度/

pH
4  5  6  7  8  9  10
12  0.006±0.001 3a0.009±0.006 3a0.014±0.006 7b0.022±0.012 4c 0.012±0.008 9d0.011±0.006 5e0.009±0.007 8e
16  0.012±0.007 3a0.016±0.004 6b0.021±0.007 6c 0.026±0.010 9d0.025±0.011 3e 0.011±0.009 0d0.009±0.006 2e
20  0.005±0.001 3a0.012±0.006 5b0.020±0.007 2c 0.027±0.010 4d0.030±0.009 3e 0.023±0.006 1f0.019±0.008 3g
24  0.009±0.008 1a0.014±0.009 3b0.020±0.007 5b0.039±0.012 8b0.031±0.000 9c 0.018±0.009 9d0.003±0.002 2d
28  0.002±0.001 8a0.012±0.009 7b0.020±0.006 3c 0.021±0.014 9c 0.025±0.014 2a0.021±0.010 6d0.011±0.008 9e
    注:每行标有不同下标字母者表示差异显著(P<0.05)
图4 不同pH对东方小藤壶排氨率的影响
3 讨论
3.1 盐度对东方小藤壶耗氧率、排氨率的影响
呼吸代谢是生物能量学研究的重要内容之
一,通过对动物呼吸代谢的研究可以了解动物的
代谢特征、动物自身的生理状态和营养状况以及
对外界环境条件的适应能力[7]。耗氧率、排氨率
作为研究养殖生物的重要参数,其受诸多因素的
影响,如环境因子(温度、pH、盐度等)、营养状态、
饵料类型等。
温度是影响水产动物呼吸和代谢的最为重要
的环境因子,国内外学者普遍认为在一定温度范
围内水温高低与动物耗氧率大小成正比。在一定
温度范围内,多数生物的耗氧率随温度升高而增
加,这是生物体内酶作用的结果。温度升高酶的
活性增强,从而加速生物体内的生理生化作用,提
高物质代谢水平。一旦水温超过某一温度后,耗
氧率随水温的上升而急剧下降[8],这可能是由于
外界温度已超过了该种类的适温上限,体内酶的
活力降低,从而导致耗氧率的降低。本实验中,随
温度的升高,东方小藤壶的耗氧率和排氨率也逐
渐升高,其中,在温度为20℃时,东方小藤壶的耗
氧率和排氨率明显都高于其他温度组;超过20℃
后,其耗氧率和排氨率都开始逐渐降低;而在pH
对东方小藤壶耗氧率和排氨率的影响过程中,在
温度达到24℃时,其耗氧率和排氨率都明显高于
其他温度组,超过24℃后,东方小藤壶的耗氧率
和排氨率明显下降。根据铁镝、刘桂昌等(2010)
研究发现[9],24.0℃以上藤壶死亡率随温度升高
显著增加,至30.0℃已全部死亡;21.0℃为东
方小藤壶及其幼体的最活跃温度,同时验证了东
方小藤壶成体与幼体相进的温度适应性,本实验
结果与其大体相符。左骁研究发现,在温度达到
20℃时,曼氏皮海鞘的耗氧率达到最大值,而排
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《河北渔业》2013年第5期(总第233期)                   ○研究与探讨
氨率的最大值出现在24℃,本实验的结果与之大
体是一致的,部分有差别分析其原因是,同样作为
海洋污损生物,由于东方小藤壶和曼氏皮海鞘属
于不同的物种,最适生活环境是不同的,其生理代
谢水平是存在差异的。
盐度作为海水养殖中的重要环境因子之一,
能够影响海洋无脊椎动物生存、生长发育以及繁
殖,盐度的变化直接影响动物体内渗透压和离子
浓度的调节[10],对海洋生物的生理代谢具有明显
的影响。当外界盐度变化时,体内外渗透压处于
不平衡状态,机体为调节渗透压需要消耗一定的
能量,从而导致耗氧率和排氨率的上升。本实验
的数据结果表明,不同温度下东方小藤壶的耗氧
率和排氨率随着盐度的升高而呈现两种变化趋
势,一是在盐度在20‰~35‰范围内,其耗氧率
一直呈现上升的趋势,排氨率在20‰~30‰范围
内亦是如此;二是在高盐度环境下,当东方小藤壶
的耗氧率、排氨率达到峰值后,随着盐度的增大而
降低。S.Bougrie[11]等认为这可能与两方面因素
有关:一方面,一些研究在自然条件下进行,而另
一些研究则是在试验条件下对试验样品进行了不
同时间的驯化。Widdows[12]也认为,在不驯化、
短期驯化、长期驯化3种条件下,水生生物的一些
生理现象会出现不同于以往的变化趋势。Navar-
ro[13]研究发现,在盐度 18‰ ~30‰ 时,会使
Choramytilus chorus的排氨率随盐度的升高而
升高。唐贤明[14]等认为,在盐度突变的过程中,
氮代谢作用除了为机体提供能量外,其代谢产物
对离子渗透调节、酸碱调节亦有一定的作用。作
者认为,低盐度的海水环境会使生物体内生理代
谢强度减小,高盐度时亦如此,可以说这是动物长
期适应自然环境而产生的一种生理保护反映。
3.2 pH对东方小藤壶耗氧率、排氨率的影响
pH值是水生生物养殖环境中非常重要的水
化学指标,水中的pH 值在多种生物的生长中起
着重要的作用。水生生物对水环境的pH值均有
一定的适应范围。Harris等[15](1999)研究表明,
当pH为6.08~6.72时,鲍鱼(Haliotis rubra)的
耗氧率明显低于pH为8.45时的耗氧率;吴常文
等[16](2005)在研究杂交鲟(Hybrid stureno)时也
发现,在一定的pH 值范围内杂交鲟的耗氧率随
外界pH值的变化而变化。张晓凌在研究柄海鞘
耗氧率与pH的关系时发现,pH为7时,柄海鞘
的耗氧率最大,也是其呼吸代谢最旺盛的时候。
在pH值为5~7的范围内,柄海鞘的耗氧率随
pH值的升高而增大,pH 大于7以后,其耗氧率
随pH 值的升高而降低。本试验也有相同的结
论,不同温度下东方小藤壶的排氨率随着pH 的
增大先升高后下降,pH为8时,东方小藤壶的耗
氧率最大,也是其呼吸代谢最旺盛的时候。以上
分析表明,不同物种对于同一环境因素的影响,所
呈现的生理变化趋势不同,可能与不同种类的污
损生物有关;与此同时,根据水化学原理,水中
pH值的变化还与二氧化碳的浓度有关。关于
pH对水深生物呼吸的影响十分复杂,是多种原
因的结果。从相关的资料上看,关于pH 对水生
生物排泄的影响,主要也是影响其相关的生理机
能,具体原因尚不明确。前文所述,pH的变化与
水中的二氧化碳浓度有关,而且pH 的变化可能
改变水中氨氮的化合态,所以数据的准确性、当前
的推论还需要以更科学合理的方法作进一步的深
入研究。
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《河北渔业》2013年第5期(总第233期)                   ○研究与探讨
Aquatic Food Industry in Hanzhong city:Current situation
and Development measure
GENG Jing-zhang,LI Xin-sheng,ZHAO Guan-jie,ZHANG Wei-ping
(Colege of Biological science and engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001)
Abstract:The aquatic food industry is an important industry of the national economy in hanzhong city.
This article through to grassland aquatic food industry present situation investigation and statistical a-
nalysis,this paper summarizes the recent grassland aquatic food industry achievement,analyses the
existing problems,puts forward the countermeasures and Suggestions of the development of the in-
dustry.
Key words:hanzhong;aquatic food industry;present;problem;countermeasure
(收稿日期:2013-02-25


(上接第17页)
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Effect of pH and Salinity on oxygen consumption rate
and ammonia excretion rate of Chthamalus challengeri
CAO Shan-mao,LI Xiao-jian,KANG Yu-jing,HAO Shuai
(Colege of Fisheries and Life science,Dalian Ocean University,Dalian 116023China)
Abstract:This text study on zhe effect of Chthamalus challengeri on the oxygen consumption rate and
the ammonia excretion rate in different salinity and pH at same temperature.The adult were put into
zhe sealed environment with different salinity levels seawater(20、25、30、35、40)and different pH lev-
els seawater(4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0)in it,the experiment time was 6hours and then meas-
ured each of the oxygen consumption rate.The main results were as folows:When the temperature
rised up,the oxygen consumption rate and the ammonia excretion rate were increasing at first and de-
creasing at last.The maximums was at 20℃.and 24℃.When the salinity rised up,the oxygen con-
sumption rate and the ammonia excretion rate was increasing at first and decreasing as folow.The
Minimum was at 35‰.When the pH rised up,the oxygen consumption and the ammonia excretion rate
rate was increasing increasing at first and decreasing as folow.The maximum was at 8.0.
Key words:Chthamalus challengeri;temperature;salinity;pH;the oxygen consumption rate;the am-
monia excretion rate
(收稿日期:2013-03-01)
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《河北渔业》2013年第5期(总第233期)                   ○调查与分析