崔春燕,陳德舉,韓曉磊,徐建榮
(常熟理工學院生物與食品工程學院,江蘇 常熟 215500)
水蚯蚓繁殖條件優(yōu)化試驗
崔春燕,陳德舉,韓曉磊,徐建榮
(常熟理工學院生物與食品工程學院,江蘇常熟215500)
doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2016.06.003
水蚯蚓是環(huán)節(jié)動物中水棲寡毛類中的一大類群,又名紅絲蟲、水絲蚓、赤線蟲、絲蚯蚓等[1],體長60~121 mm,體質(zhì)量0.7~4.0 g,多生活在江河流域的岸邊或河底的污泥中[2-9]。水蚯蚓一年四季都可繁殖,其繁殖是通過異體受精方式來進行的[10]。每年7—9月份繁殖最快,其生長、繁殖適溫范圍為20~32℃,適宜水深3~5 cm,要求水質(zhì)清新、溶氧豐富,pH值以5.6~9.0為宜,養(yǎng)殖池最好保持微流水狀態(tài)[11-13]。水蚯蚓2個月左右達到性成熟,卵粒包藏在透明膠質(zhì)膜構成的囊狀蚓繭中。一般一個蚓繭內(nèi)含卵1~4粒,多則7粒[3]。生殖期每一成體可排出蚓繭2~6個。水溫在22~32℃時,孵化期一般為10~15 d,人工培養(yǎng)的壽命約3個月[14-16]。水蚯蚓營養(yǎng)價值高(干物質(zhì)中含粗蛋白62%,必需氨基酸總和達35%),是許多水生動物苗種期喜食的開口餌料,更是鱘、 、鯉、鯽、鰍、娃娃魚及黃鱔等底棲魚的主要餌料[17-18]。近年來,隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展,水蚯蚓作為活餌越來越受到廣大養(yǎng)殖者的青睞。因此,積極開發(fā)養(yǎng)殖水蚯蚓前景廣闊。該研究重在對水蚯蚓繁殖條件的優(yōu)化進行探索,為人工養(yǎng)殖水蚯蚓和提高水蚯蚓養(yǎng)殖產(chǎn)量提供一定的參考。
1.1試驗地點及試驗材料
試驗在常熟理工學院水生生物試驗室進行,試驗所用水蚯蚓由鰻魚養(yǎng)殖場提供。
1.2試驗方法
1.2.1水蚯蚓的培養(yǎng)溫度:設置10、20、25、30℃四個溫度梯度,由水浴鍋和冷水機調(diào)控溫度。密度:在50 mL燒杯中用滴管加入2、4、6、8條大小相近的水蚯蚓,水蚯蚓密度設置為2、4、6、8尾/杯。氧氣:將燒杯放入氧氣袋中,分別間隔2、5、8 d進行通氧(每次通入等量氧氣)用橡皮筋扎緊,再設置一個不通氧氣的作為對照(將燒杯暴露于空氣中)。
每個燒杯中加入25 mL水,貼好標簽后進行恒溫培養(yǎng)3個星期。
在培養(yǎng)過程中,每天下午對各個燒杯中的水蚯蚓進行換水,每天用溫度計測量燒杯內(nèi)水的溫度,每周投食1次(稀釋的腐殖質(zhì)),觀察并統(tǒng)計水蚯蚓卵繭個數(shù)。
1.2.2單因素試驗分別考察溫度(10、20、25、30℃)、密度(2、4、6、8條/25 mL)、溶氧(2、5、8 d和不通氧)對水蚯蚓繁殖的影響。
1.2.3正交試驗根據(jù)單因素的試驗結果,設計正交試驗的因素水平,如表1優(yōu)化水蚯蚓繁殖的條件。
1.3數(shù)據(jù)處理
表1 正交試驗因素與水平
參考計算依據(jù)及公式為:總偏差平方和(Total Bias Squares,SK):
因子偏差平方和(Factor Bias Squares,S):
均方和(Mean Squares,MS):
MS=S因/f因
純偏差平方和(Pure Bias Squares,S純):S純=S因-f因×MSE
貢獻率(Contribution Percentage,P因):P因=S純/SK
2.1單因素分析
2.1.1溫度對水蚯蚓繁殖的影響在密度為4條/ 25 mL時,不通入氧氣,溫度分別為10、20、25、30℃時,培養(yǎng)3周,水蚯蚓繁殖產(chǎn)生的卵繭統(tǒng)計如圖1。
圖1 溫度對水蚯蚓繁殖的影響
由圖1可知,隨著溫度的升高,水蚯蚓繁殖量先增加后降低,水蚯蚓培養(yǎng)溫度在22~28℃時,對其繁殖較有利。
2.1.2密度對水蚯蚓繁殖的影響在溫度為25℃,不通入氧氣,密度分別為2、4、6、8條/25mL時,培養(yǎng)3周,水蚯蚓繁殖產(chǎn)生的卵繭統(tǒng)計如圖2。
由圖2可以看出,密度對水蚯蚓繁殖影響較大,在一定范圍內(nèi),水蚯蚓個數(shù)越多,產(chǎn)出的卵繭個數(shù)越多。
2.1.3通氧對水蚯蚓繁殖的影響在溫度為25℃,每2、5、8天通入氧氣和不通氧,密度分別為4條/25 mL時,培養(yǎng)3周,水蚯蚓繁殖產(chǎn)生的卵繭統(tǒng)計如圖3。
圖2 密度對水蚯蚓繁殖的影響
圖3 通氧對水蚯蚓繁殖的影響
由圖3可以得出,在一定范圍內(nèi),通入氧氣越多,對水蚯蚓繁殖越有利,頻率為間隔0~4 d通一次氧較合適。
2.2正交試驗
為了確定在多因素條件下水蚯蚓繁殖的最優(yōu)條件,在單因素試驗基礎上,選擇合適的參數(shù)范圍,對溫度(A)、密度(B)、通氧(C)采用L16(45)進行正交試驗,見表2。
2.2.1試驗結果及分析極差分析法:首先分析因子A(溫度),把因子A取1水平的4次試驗(1、2、3、4號)的試驗結果取平均值,并記為k1,即:k1=(1+ 4+6+2)/4=3.250。
同理得因子A取2水平的k2=8.000,取3水平的k3=9.500,取4水平的k4=8.000。
表2 L16(45)正交試驗設計及結果
由于正交表設計的特殊性,k1反應因子A取1水平4次,及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響,k2反應因子A取2水平4次,及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響,k3反應因子A取3水平4次,及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響,k4反應因子A取4水平4次,及因子B、因子C分別取1、2、3、4水平一次的影響。從而比較k1、k2、k3、k4可以得出各因子影響力的強弱,k1、k2、k3、k4之間的差異是由于因子A取不同水平產(chǎn)生的。
比較各因子極差大小。極差越大說明該因子水平變動時,試驗結果的變動越大,從而可以按極差的大小來決定因子的主次順序。分析得:RA>RC>RB,所以因素重要性為A→C→B。
確定較適宜的配比。k1、k2、k3、k4反應了因子各水平對試驗結果的影響,因而最大的k值對應了最高的水平,對應該試驗最佳的試驗條件為A3B3C1。
方差分析法:是試驗分析中的傳統(tǒng)方法,其優(yōu)點是通過統(tǒng)計分析的方法排除試驗誤差的干擾,得出比較科學的試驗結論。但方差分析由于計算復雜,所以在多因子試驗中主要用于判別因子作用的顯著性這個問題。對于該試驗,正交試驗的方差分析結果見表3。
在觀測變量偏差平方和中,如果偏差平方和所占比例較大,則說明觀測變量的變動主要是由控制變量引起的,可以主要由控制變量來解釋,控制變量給觀測變量帶來了顯著影響;反之,如果偏差平方和所占比例小,則說明觀測變量的變動不是主要由控制變量引起的,不可以主要由控制變量來解釋,控制變量的不同水平?jīng)]有給觀測變量帶來顯著影響,觀測變量值的變動是由隨機變量因素引起的。由于F0.05(3,6)=4.757,F(xiàn)0.01(3,6)=9.780。一般F因子>F0.05,就稱這個因子的作用是顯著的,一般F因子>F0.05,就稱這個因子的作用是高度顯著的。因為FA>F0.05(3,6),F(xiàn)B>F0.05(3,6),F(xiàn)C>F0.05(3,6),所以因子A、B、C都是顯著的,在水蚯蚓繁殖過程中必須嚴格控制,最佳的試驗條件為A3B3C1。
3.1溫度對水蚯蚓繁殖的影響
試驗結果表明,溫度對水蚯蚓繁殖影響最大。圖1是水蚯蚓繁殖與單因素溫度的曲線關系,由圖1可知,隨著溫度的升高,水蚯蚓繁殖量先增加后降低,水蚯蚓培養(yǎng)溫度在22~28℃時,對其繁殖較有利。當溫度升高時(小于28℃),新陳代謝較快,促進了水蚯蚓生長繁殖,使產(chǎn)出的卵繭個數(shù)增加,當溫度再升高時(大于28℃),水體中含氧量降低,水蚯蚓易死亡。
3.2密度對水蚯蚓繁殖的影響
試驗結果表明,密度對水蚯蚓繁殖有影響。由圖2可以看出,在一定范圍內(nèi),水蚯蚓個數(shù)越多,產(chǎn)出的卵繭個數(shù)越多。水蚯蚓雌雄同體,異體交配繁殖,因此水蚯蚓數(shù)量多,繁殖量大,其最大密度量有待進一步探索。
3.3氧氣對水蚯蚓繁殖的影響
氧氣對水蚯蚓的養(yǎng)殖也有重要影響,水體中氧氣含量較小時,水蚯蚓消耗氧氣主要用于自身生命活動的維持,生長代謝緩慢,此種情況下水蚯蚓易死亡,繁殖很少;溶氧越大時,水蚯蚓代謝旺盛,其繁殖速度加快,其產(chǎn)出的卵繭個數(shù)增多,該試驗條件下充氧頻率為間隔0~4 d通一次氧較合適。
單因素試驗結果表明在25℃、密度為8條/25 mL、通氧間隔天數(shù)為2 d時對水蚯蚓繁殖最為有利,即水蚯蚓繁殖最適宜條件為A3B4C1,而正交試驗結果為A3B3C1,原因是在試驗氧氣對水蚯蚓繁殖的影響時所用的水蚯蚓為4條/25 mL,當在C1條件下水蚯蚓密度增加,水蚯蚓繁殖能力會減弱。
表3 L16(45)正交試驗設計優(yōu)化條件方差分析
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江蘇省海洋與漁業(yè)局水產(chǎn)三新工程項目(2014-18);江蘇省海洋與漁業(yè)局水產(chǎn)三新工程項目(D2013-4);常熟市科技局農(nóng)業(yè)科技項目(CN201410)
徐建榮(1962-),男,教授,主要從事水產(chǎn)繁殖、養(yǎng)殖與種質(zhì)資源保護研究.E-mail:xujrcs@163.com
(2015-11-07)