全 文 :海洋污损生物藤壶的附着机理及防除
史 航 , 王鲁民
(中国水产科学研究院东海水产研究所/农业部海洋与河口重点开放实验室 , 上海 200090)
摘 要:藤壶是东海区主要的污损生物之一。阐述了藤壶污损海上设施的危害 ,并从藤壶的生物结构 、生活环境等
方面分析了藤壶的粘附机理 ,以及影响藤壶附着的多种因素 ,并介绍了有关防止藤壶污损的环保型挂海试验效果。
关键词:藤壶;污损生物;附着机理;防除
中图分类号:Q719.5 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2006)06-0072-02
Adhesion mechanism and prevention of marine biofouling barnacle
SHI Hang , WANG Lu-min
(East China Sea Fisheries Research Institute , Chinese Academy of Fishery Science , Key and Open Laboratory of
Marine and Estuarine Fisheries , Ministry of Agriculture , Shanghai 200090 , China)
Abstract:Barnacle is one kind of marine fouling organism in the East China Sea.This paper summarized the harm of the
barnacle , analyzed the adhesion mechanism about barnacle and some influence factors of adhesion , and introduced some kinds of
high-efficient and nontoxic antifouling experimental methods including the result of the tests.
Key words:barnacle;marine fouling organism;adhesion mechanism;prevention
海洋污损生物又称海洋附着生物 ,是生长在船底
和海中一切设施表面的动物 、植物和微生物 。当污损
生物大量繁衍且未能及时清理就会造成很大的危害 ,
如增加船舶阻力 ,堵塞管道 ,加速金属腐蚀 ,使海中仪
表和机件失灵 ,危害水产养殖等。一般情况下 ,海洋污
损生物都有可能附着在网箱网衣上 ,影响海水养殖和
海洋捕捞 。藤壶(Barnacle)又称为“马牙”或“蚵沏仔” ,
属节肢动物门(Arthropoda)甲壳纲(Crustacea)围胸目
(Tho racica)动物 ,由于其特殊的形态结构 、生活史和种
群生态 ,已成为最主要的海洋污损生物之一 。目前已
发现的藤壶共有 500多种 ,在舟山近海海区主要有泥
藤壶和三角藤壶 。
藤壶虽然是甲壳类动物 ,但是其成体既不会游泳 ,
也不会爬行 ,大多生活在潮间带 ,附着栖息在海水中固
定或浮动的硬物上 ,例如船体 、浮标 、桥墩 、码头 、网箱
及网具等 。藤壶附着在网箱上不但造成网箱网衣堵
塞 ,减少海水的流动交换 ,导致养殖环境变差 ,造成养
殖动物疾病多发 ,而且使网箱网衣阻力增大 ,易造成漂
移及大潮汛和台风期的鱼体擦伤 。此外 ,藤壶的附着
收稿日期:2006-01-12
基金项目:“十五”国家科技攻关项目(2001BA505B0202)
作者简介:史航(1977-), 女 ,硕士 , 助理研究员
对牡蛎 、珍珠贝等贝类养殖危害极大:如果牡蛎采苗时
遇到大量藤壶附着 ,会占据牡蛎的附苗器 ,与牡蛎竞争
生存空间和饵料 ,妨碍牡蛎的正常生长甚至造成死亡;
藤壶对珍珠贝养殖的危害除与牡蛎有些相似外 ,还间
接影响珍珠贝的钙质代谢 ,降低珍珠的质量[ 1] 。
1 藤壶的粘附机理
藤壶是靠体内分泌的胶体附着在基体表面的 ,这
种附着为永久性 。藤壶不同生长阶段的附着力不同
(表 1)。成体藤壶在其他浮游生物上分离出一个幼虫
形态的无节幼体 ,该幼体在浮游生物体上吸取养分并
蜕变成介虫形幼虫。介虫形幼虫在固定前用触角附着
接触表面 ,这种附着容易移动 , 故称之为暂时粘接;
介虫形幼虫发现合适的表面就永久定居 , 因此暂时粘
接会转变成永久粘接 , 而介虫形幼虫最终会变为壳状
幼体。幼体藤壶在基体表面分泌出幼体胶 , 使附着更
牢固。幼体变为成体后 ,成体胶也会分泌到基材上。
藤壶刚分泌出的胶透明 、无粘性 , 通过毛细管作用渗
透到基材的空隙中 , 6 h 内聚合成不透明的橡胶块。
这种胶体与基材表面发生分子与离子的粘接 , 聚合过
程使该胶体具有较大的内聚强度和抗生物降解性[ 2] 。
有关试验证明该胶体的主要成分为蛋白质和碳水化合
物。
72 广东农业科学 2006 年第 6 期
DOI :10.16768/j.issn.1004-874x.2006.06.032
表 1 不同生长阶段藤壶的粘接情况
生长
阶段
粘接
形式
移除力
(N)
强度
(mN/ m2)
介虫形幼虫 暂时粘接 <0.0006 0.15 ~ 0.30
介虫形幼虫 永久粘接 <0.020 0.97
壳状幼体 永久粘接 <0.350 0.17
成体 永久粘接 <180 0.93
2 影响藤壶附着的主要因素
2.1 被附着物的表面能
被附着物表面的粗糙程度往往会影响藤壶的附
着 ,表面越粗糙 、表面能越高 ,越利于吸附 、粘附和发生
润湿。海洋生物喜欢吸附在粗糙的表面上 ,即具有向
触性。另外 ,海水中的任何物体表面都会很快被单层
的聚合物材料所覆盖 ,该聚合物通常称为调节膜 ,是由
以蛋白质为主要成分的大分子沉淀或吸附而形成的 ,
能刺激介虫形幼虫的表皮 ,使其倾向附着于有调节膜
的物体表面。
2.2 光线和颜色
藤壶喜欢附着在黑暗处 ,试验表明黑暗处与光亮
处的附着比率为 1∶0.63。就颜色而言 ,藤壶能被红光
诱导 ,白色和黑色对幼体的附着影响不大 ,但介虫形幼
虫更倾向于在橘色和绿色的表面附着 ,而不喜欢在黄
色的表面附着。
2.3 海水理化因子
海水的理化因子主要包括温度 、酸碱度和盐度等。
表 2是试验海区各月份的温度 、盐度以及藤壶(主要是
泥藤壶和三角藤壶)附着密度的调查结果 。藤壶的附
着盛期为夏季 ,其适宜生长的海水温度在 18℃以上 ,
适合的盐度范围约为 19‰~ 24‰。天然海水的 pH 值
通常稳定在 7.9 ~ 8.4之间 ,或高或低都不利于藤壶的
生长繁殖 。此外 ,有关研究表明 K+、Mg2+、Ca2+均能
抑制藤壶幼体的附着 ,其中 K+可影响幼体早期的变
态 ,其他阳离子则影响幼体晚期的变态[ 3] 。
表 2 试验海区的海水温度 、盐度和藤壶湿重调查结果
月份 舟山佛渡海水温度(℃) 海水盐度(‰) 藤壶湿重(g/m2)
象山黄皮岙
海水温度(℃) 海水盐度(‰) 藤壶湿重(g/ m2)
1 12.8 19.79 0 13.4 17.79 0
2 11.6 18.34 0 12.1 12.47 0
3 13.0 21.44 0 13.6 17.90 0
4 16.2 23.56 0 16.8 20.19 0
5 20.6 23.56 0 20.6 23.56 0
6 25.8 22.25 0 26.4 23.56 0.62
7 26.1 19.61 15.01 27.3 22.25 3.25
8 28.8 19.61 2.47 29.2 18.30 1.75
9 27.0 23.56 38.81 26.0 23.56 799.81
10 22.5 23.56 1.51 22.1 23.56 240.81
11 21.2 17.80 0 21.4 15.42 0
12 16.8 14.32 0 17.2 13.49 0
2.4 网目大小
据调查 ,网目为 3.8 ~ 5.1 cm 的网片受污损最严
重 ,网目<2.54 cm 和>5.1 cm 的网片受污损均较轻。
其原因是网目过大 ,可供附着的基质少;网目太小 ,则
由于水流不畅而大量滞留淤泥和形成微生物黏液膜 ,
不利于污损生物的附着。另外 ,一般情况下旧网比新
网的污损严重[ 4] 。
此外 ,还有许多和藤壶生活习性等有关的复杂因
素会影响其附着情况。研究这些因素 ,可以更深入地
了解藤壶的生物学规律 ,更好地为海洋防污研究提供
有益的生物学依据。
3 网衣上藤壶附着的防除
海洋附着生物的防除应以无公害环保手段为前
提。过去在海洋防污方面 ,大多以有机锡化合物等有
机重金属充当杀虫剂杀灭船体海洋附着生物 ,这种防
污方法会破坏海洋生物链 ,目前正逐渐被禁止使用 。
藤壶的介虫形幼虫喜欢在有沟凹的物体表面附
着 ,且易附着于表面能较高的物体表面 。试验采用尼
龙无结节网片缝扎在铜框架上 ,做成 30 cm×50 cm 、
网目大小为 3 cm的矩形网片 ,然后将空白尼龙网片和
(下转第 81页)
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2.2.2 整地 深翻起畦 ,畦宽 120 cm 左右 ,畦高 25
~ 30 cm ,须施足有机肥 ,每 667 m2 施完全腐熟的农家
肥 1 000 ~ 1 500 kg 、三元复合肥 10 ~ 15 kg 。
2.2.3 播种育苗 茄子要先育苗后移植 ,播种量每
667 m2约 25 g ,6月上旬播种。一般有 5 片真叶时可
移栽 ,移植选择在阴天或晴天下午进行 ,行距 40 cm ,
株距 30 cm ,密植 ,每 667 m2定植 2 000株左右。定植
后淋足定根水 ,保证植株成活 ,并盖上稻草 ,以保湿保
肥和防止杂草生长过快。
2.2.4 田间管理 茄子要求充足的肥料 ,定植成活后
约 7天施肥;开花结果前少施氮肥 ,可施腐熟有机肥或
复合肥;结果后重施肥料 ,每 667 m2 施复合肥 15 ~ 25
kg;以后每采收 1次 ,薄施肥 1次 ,每 667 m2 施复合肥
10 ~ 12 kg 。茄子种植区要注意保持土壤湿度 ,以保证
果实品质。进入开花结果期要及时摘除侧芽 ,保留门
茄以上第一个侧枝 ,其余侧芽及时摘除 ,并根据生长情
况及时摘除老叶 、病叶及多余的枝叶 ,以利通风透气和
果实生长。当果实鲜艳而富有光泽时应及时采收 ,一
般在早上进行。
2.2.5 病虫害防治 病害主要有青枯病和软腐病:青
枯病可用氧氯化铜 600倍和农用链霉素 3 000倍灌根
防治;软腐病可用可杀得 800 倍或加瑞农 700倍喷雾
防治。虫害主要有蚜虫 、蓟马 、白粉虱 、斜纹夜蛾和螨
类等:蚜虫 、蓟马 、白粉虱可用七星宝 、高效大功臣 、阿
克泰等防治;斜纹夜蛾可用克蛾定 、功夫等防治;螨类
可用克螨特 、抗螨巧等防治。
2.3 冬种梅菜栽培技术
2.3.1 品种选择 要选择丰产 、抗病 、优质 、适应推广
的品种 ,如矮脚白梗仔 、黑叶仔 、B种 、三联种等 。
2.3.2 整地 畦宽 1.2 cm 、深约 20 cm ,隔行开水沟
宽50 cm 、深 40 ~ 50 cm ,畦面无须过于精细 。梅菜生
长期长 、株型大 、需肥量大 ,应施足基肥 ,每 667 m2 施
入腐熟土杂肥 1 000 ~ 2 000 kg 、过磷酸钙 50 kg 。
2.3.3 播种育苗 种子要消毒 ,可用多菌灵拌种 。播
种后覆盖 0.5 cm厚的细砂或过筛垛粪 ,畦面均匀洒入
米乐尔(以每 667 m2 3 kg 为标准),毒杀地下害虫和防
治黄曲条跳甲 ,再盖上稻草或遮阳网 ,轻浇 1次水 。有
4 ~ 5片真叶 、苗高 7 ~ 8 cm 时移苗 ,移苗前 1 ~ 2天喷
1次送嫁药 ,可用 5%卡死克 1 500倍防虫害 。
2.3.4 定植 移苗时要多带土少伤根 ,不伤茎叶;定
植时苗床和大田均应浇透水 ,每个穴的长 、宽 、深均约
15 cm ,定植株行距 40 cm ×40 cm ,每 667 m2 植 3 000
株左右。
2.3.5 田间管理 鲜梅菜从移栽到采收 ,时间约为
75 ~ 95天 ,生长期内追肥应贯彻“少量多次 , 分期追
肥”的原则 ,整个生长期需保持土壤湿润 ,防止忽干忽
湿。定植 1周后施入 5%腐熟人粪尿 ,每株淋 200 ~
250 mL ,以后每 5 ~ 7天追肥 1次 ,施肥量由少到多 、
由淡到浓 ,可用腐熟人粪尿或 0.5%~ 1.0%的三元复
合肥 ,每株 300 ~ 350 mL ,期间还可适当使用一些含有
微量元素的叶面肥进行根外追肥 ,在抽薹期进行效果
更佳 。收获前 15天控制水分 、停止追肥 ,以防水分含
量过多和硝酸盐超标 。
2.3.6 病虫害防治 主要病害有根肿病 、病毒病 、软
腐病等 ,根肿病可用石灰调节土壤酸度 ,减轻危害 ,在
定植或成活后用五氯硝基苯 800 倍灌根;病毒病可用
病毒 K 1 000 倍 , 同时防治蚜虫;软腐病可用敌克松
500倍或络氨铜 300倍灌根防治 。主要虫害有蚜虫 、
黄曲条跳甲 、美洲斑潜蝇等 ,蚜虫可用吡虫啉类药防
治 ,黄曲条跳甲可用乐斯本 、跳甲绝等防治 ,美洲斑潜
蝇可用巴丹 、爱福丁 、克蛾宝等防治 。
(上接第 73页)
涂有低表面能涂料的防污网片浸海 8个月 ,结果涂抹
液体聚四氟乙烯(PTFE)的防污网上附着的藤壶比空
白尼龙网上的少得多 ,有较明显的防污效果。另外 ,在
网衣材料表面涂抹一层碱式硅酸盐涂料 ,防污效果更
明显 ,其原因:一方面 Ca2+的存在能抑制藤壶幼体的
附着;另一方面碱式硅酸盐的存在使网衣周围海水环
境的 pH 值升高 ,造成网衣附近的海水环境不适合藤
壶的生长 ,从而达到防除的作用。此外 ,还有许多无公
害的防止藤壶附着的方法 ,如导电防污技术等 。
本文仅对藤壶的附着机理及其防除作了初步的探
讨 ,而有关藤壶幼虫的生长 、生活史等还有待进一步研
究 ,以便为海洋防污提供生物学依据。
参考文献:
[ 1] 赵梅英 ,陈立侨 , 禹娜.藤壶———高度适应附着的海洋污
损生物[ J] .生物学教学 , 2004 , 29(5):56-57.
[ 2] 宋永香 , 王志政.海洋生物及其粘附机理———藤壶 、帽
贝 、海葵 、管栖蠕虫[ J] .中国胶粘剂 , 2003 , 12(4):60 -
63.
[ 3] 黄英 ,柯才焕 , 周时强.国外对藤壶幼体附着的研究进展
[ J] .海洋科学 , 2001 , 25(3):30-32.
[ 4] 黄宗国 , 蔡如星.海洋污损生物及其防除[ M] .北京:海洋
出版社 , 1984.
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