于建渤,黃學聃,陳歡,陳鵬錚,溫振中,孫成波,2,3*
(1.廣東海洋大學水產學院,廣東 湛江 524088;2.南方海洋科學與工程廣東省實驗室(湛江),廣東 湛江 524025;3.廣東省水產經濟動物病原生物學及流行病學重點實驗室,廣東 湛江 524088)
近年來,由于對蝦集約化養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,沿海養(yǎng)殖水體環(huán)境日趨惡化,對蝦養(yǎng)殖病害頻繁發(fā)生,嚴重影響對蝦養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展[1]。在對蝦養(yǎng)殖過程中,隨著養(yǎng)殖水體氨氮濃度的逐漸升高,超過某一臨界值時,對養(yǎng)殖對蝦有較大的毒性,會誘發(fā)病害暴發(fā),出現對蝦大量死亡現象。一些學者開展氨氮對中國對蝦(Penaeus orientalis)[2]、長蛸(Octopus variabilis)[3]、凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)[4]、鰱(Hypophthalmichthys molitrix)[5]、鈍綴錦蛤(Tapes dorsatus)[6]、雜交鱘[Acipenser ruthenus Linnaeus x Huso dauricus(Georgi)][7]等水生生物的毒性研究,結果表明,氨氮抑制水生生物的生長,破壞其鰓及肝腎或肝胰腺等器官,影響其生長發(fā)育。也有學者研究了鹽度、pH值、香菇多糖、硫辛酸等因素對氨氮的影響[8-10]。
斑節(jié)對蝦(Penaeus monodon)是對蝦科,對蝦屬蝦類,具有廣鹽性的特點,能在低鹽度甚至淡水池塘中生長。由于海水養(yǎng)殖對蝦發(fā)病率很高,給對蝦海水養(yǎng)殖帶來很大的風險,因此相關學者不斷探索海水蝦淡化養(yǎng)殖的模式[11-14]。斑節(jié)對蝦生長要求較高溫度,故多在南方養(yǎng)殖。而我國南方地區(qū),春夏季雨水偏多,易導致蝦池鹽度急劇下降且長時間維持較低鹽度環(huán)境,對斑節(jié)對蝦仔蝦的存活與生長造成較大的影響。林元燒等[11]研究了斑節(jié)對蝦仔蝦在不同鹽度條件下的存活率;文獻[15]報道,不同鹽度條件下氨氮對斑節(jié)對蝦成蝦有較大的毒性。現開展不同鹽度條件下,氨氮對斑節(jié)對蝦仔蝦的毒性影響試驗,擬為斑節(jié)對蝦健康養(yǎng)殖提供參考。
2021年5—6月。試驗位于廣東海洋大學南三島試驗基地。由湛江海茂水產生物科技有限公司提供體格健壯、規(guī)格大小均勻、體長為15 mm 的斑節(jié)對蝦仔蝦。試驗海水為經過濾沉淀、15 g/m3有效氯的含氯消毒劑消毒和曝氣的天然海水,pH 值8.1,水溫27 ℃,試驗容器為500 mL 的燒杯。
根據預試驗結果,參照《水生生物毒性試驗方法》[16],確定試驗液氨氮濃度的上、下限,并按等對數間距設置7 個濃度組和1 個對照組,每一個濃度設置2 個平行組。氨氮試驗液用分析純NH4Cl 配制,每12 h 換試驗液一次,換水量100%。每個燒杯加入試驗液400 mL,放入試驗仔蝦30 尾,定時觀察其存活情況,并記錄24、48、72、96 h 的死亡尾數。試驗結束后,用直線內插法[13]求出不同鹽度時,氨氮和非離子氨氮對斑節(jié)對蝦仔蝦的24、48、72、96 h 半致死濃度(LC50),并按公式求出安全濃度(CS)[16]。非離子氨氮(NH3-Nm)在氨氮(NH3-N)中所占的比例與pH值、水溫、鹽度有關。測出NH3-N 后,可按下式計算出NH3-Nm的值。
式中:T——絕對溫度(T=273 ℃+t);t——攝氏溫度,℃;S——鹽度,%;pKa,S,T——電離常數。
2.1.1 鹽度為3.0%
在鹽度3.0%時,隨著ρ(NH3-Nm)和ρ(NH3-N)逐漸增大,斑節(jié)對蝦仔蝦24~96 h 死亡率也逐漸增加,見表1。
表1 鹽度為3.0%時NH3-N 對斑節(jié)對蝦的急性毒性
2.1.2 鹽度為2.5%
在鹽度2.5%時,隨著ρ(NH3-Nm)和ρ(NH3-N)逐漸增大,斑節(jié)對蝦仔蝦24~96 h 死亡率也逐漸增加,見表2。
表2 鹽度為2.5%時NH3-N 對斑節(jié)對蝦的急性毒性
2.1.3 鹽度為2.0%
在鹽度2.0%時,隨著ρ(NH3-Nm)和ρ(NH3-N)逐漸增大,斑節(jié)對蝦仔蝦24~96 h 死亡率也逐漸增加,見表3。
表3 鹽度為2.0%時NH3-N 對斑節(jié)對蝦的急性毒性
2.1.4 鹽度為1.5%
在鹽度1.5%時,隨著ρ(NH3-Nm)和ρ(NH3-N)逐漸增大,斑節(jié)對蝦仔蝦24~96 h 死亡率也逐漸增加,見表4。
表4 鹽度為1.5%時NH3-N 對斑節(jié)對蝦的急性毒性
2.1.5 鹽度為1.0%
在鹽度1.0%時,隨著ρ(NH3-Nm)和ρ(NH3-N)逐漸增大,斑節(jié)對蝦仔蝦24~96 h 死亡率也逐漸增加,見表5。
表5 鹽度為1.0%時NH3-N 對斑節(jié)對蝦的急性毒性
2.1.6 鹽度為0.5%
在鹽度0.5%時,隨著ρ(NH3-Nm)和ρ(NH3-N)逐漸增大,斑節(jié)對蝦仔蝦24~96 h 死亡率也逐漸增加,見表6。
表6 鹽度為0.5%時NH3-N 對斑節(jié)對蝦的急性毒性
續(xù)表
不同鹽度時NH3-N 對斑節(jié)對蝦仔蝦的LC50和SC 見表7。由表7 可見,鹽度2.0%~3.0%時,NH3-N對斑節(jié)對蝦仔蝦的SC 和LC50,隨著鹽度的上升而下降;鹽度0.5%~2.0%時,NH3-N 對斑節(jié)對蝦仔蝦的SC 和LC50,隨著鹽度的上升而上升。SC 和LC50對應鹽度排序為:2.0%>2.5%>3.0%>1.5%>1.0%>0.5%,說明鹽度過高或者過低,都會增強NH3-Nm的毒性,NH3-N 的毒性作用最弱鹽度為2.0%。
表7 不同鹽度時NH3-N 對斑節(jié)對蝦仔蝦的LC50 和SC①
氨(NH3)的毒性表現為對水生生物生長性能的抑制,對水生動物的毒性極大,而離子氨(NH4+)對水生動物毒性很小,因NH3不帶電荷,有較強的脂溶性,容易透過細胞膜,降低水生生物免疫能力和損害鰓組織甚至引起死亡[17-18]。本試驗結果表明,鹽度2.0%時NH3-N 毒性最弱;鹽度2.0~3.0%時,隨著鹽度遞增,NH3-N 的毒性呈上升趨勢;鹽度2.0%~0.5%時,隨著鹽度遞減,NH3-N 的毒性呈上升趨勢。Chen 等[19]指出,NH3排泄量隨著鹽度的增加而降低,在低鹽度時更利于氨的聚集,與本試驗結論一致。胡賢德等[15]試驗中,在鹽度2.5%的條件下NH3-N 最高SC 為4.4 mg/L,與本試驗所驗證的鹽度為2.5%不同,與鹽度2.0%相同,這可能與2 個試驗所用斑節(jié)對蝦規(guī)格和環(huán)境因子不同有關,但都說明過低的鹽度會加劇NH3-N 的毒性,這就需要在實際生產中加強水質的調控管理,尋找斑節(jié)對蝦在當地最適鹽度的環(huán)境。
許多研究表明,墨吉明對蝦(Fenneropenaeus merguiensis)[20]、日本囊對蝦(Penaeus japonicus)[21]、凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)[22-23]、斑節(jié)對蝦(Penaeus monodon)[15,24]、羅氏沼蝦(Macrobrachium rosenbergii)[25]等生長性能易受NH3-N 的影響,ρ(NH3-N)越大和影響時間越長,死亡率越高,以上研究結果與本試驗結果相一致。有研究表明,NH3-N 對刀鱭稚魚的24,48,72 和96 h LC50分別為57.78,53.45,38.67 和25.35 mg/L[26];NH3-N 對墨吉明對蝦的24,48,72 和96 h LC50分別為59.70,48.46,36.14 和29.83 mg/L[20];NH3-N 對海月水母螅狀體的24、48、72、96 h LC50分別為255.60,164.26,62.67 和25.44 mg/L[27],說明水母、稚魚等水生生物對NH3-N 的耐受能力相近,而蝦蟹類對NH3-N 有更高的耐受能力。
本試驗結果表明,相同鹽度,ρ(NH3-N)越高,影響時間越長,對斑節(jié)對蝦仔蝦毒性越強;鹽度會影響相同ρ(NH3-N)對斑節(jié)對蝦仔蝦毒性作用,鹽度2.0%時,NH3-N 對斑節(jié)對蝦仔蝦毒性最弱。