新型茶皂素毒鱼剂与传统茶皂素毒鱼剂对罗非鱼的毒杀效能比较

林江箫 陈剑锋

(福州大学 福建福州 350108)

灭杀野杂鱼是虾蟹水产养殖中的关键阶段,如淡水养殖的河蟹、毛蟹、青虾、草虾、罗氏沼虾等,海水养殖的对虾、南美白对虾、螃蟹等,常有一些野杂鱼混在其中,野杂鱼会与虾蟹争夺饵料、蚕食虾蟹幼体、干扰虾蟹蜕壳生长[1]。罗非鱼是杂食性鱼类,常吃水中植物和虾蟹幼体。且有很强的适应能力,不仅在狭小之水域中能繁殖,甚至在水稻田里也能够生长,对溶氧较少的水有着极强的适应性。是虾蟹水产养殖中的大敌。因此,养殖户通常使用选杀型的鱼毒剂来清除虾蟹养殖塘中的罗非鱼,最常使用的是有机氯农药五氯酚钠[2]。陈剑锋等人以茶粕废弃物为原料,组合采用乙醇提取、大孔吸附树脂静态富集纯化和喷雾干燥等技术制备中等纯度的茶皂素粉末[3]。在此基础上研制出缓释茶皂素鱼毒颗粒剂,开发成了一种对环境友好的水产养殖毒鱼剂。但传统的茶皂素毒鱼剂制备方法复杂,工艺繁琐且在毒杀持续能力方面存在不足。本研究通过茶皂素与碱土金属的络合反应,一步到位制取新型的茶皂素毒鱼剂,并采水箱养殖的方式,考察其与传统茶皂素毒鱼剂对罗非鱼的毒杀效能及持续毒杀能力的不同。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器

罗非鱼(50g-100g)500尾,即时捕捞于闽江;水族箱(140cm×120cm×60cm)、温度计、小型空气压缩机、电子天平、UV-1700药物分光光度计等。

1.2 实验试剂

1.2.1 新型茶皂素毒鱼剂

选择适宜温度,往20%的茶皂素水提溶液中滴加饱和Ca(OH)2溶液并不断搅拌,直至溶液pH=10,包好保鲜膜,静置90min后,采用真空缓慢抽滤,滤饼用饱和NaOH溶液快速洗2次,以保证茶皂素完全反应,然后抽滤至干,再采用95%乙醇洗涤2次。滤饼移入蒸发皿中,在电热恒温干燥箱中100℃烘至恒重,取出粉碎即得茶皂素新型茶皂素毒鱼剂。经检测新型茶皂素毒鱼剂中茶皂素绝对含量为39.12%

1.2.2 传统茶皂素毒鱼剂

将茶粕废弃物粉碎至一定目数,在60℃的条件下,以10BV量蒸馏水提取2次,过滤除杂,滤液真空浓缩至1/3,然后加入3BV体积的95%乙醇进行沉淀,静置4h,高速离心(3500r/min,15min)除杂,上清滤液真空浓缩至1/3,将所得茶皂素料浆通过喷雾干燥得到传统型茶皂素毒鱼粉剂。经检测传统毒鱼剂中茶皂素绝对含量为60.28%。

1.3 分析方法

油茶皂素采用香草醛-浓硫酸法测定,以外购油茶皂素为标准品。取10mL干净试管,加入稀释一定倍数的茶皂素溶液1mL、0.5%香兰素溶液0.5mL以及77%浓硫酸2.5mL,振荡摇匀,静置反应15min,置于室温下冷却,参比样品以蒸馏水按同样操作进行显色反应,用UV-1700紫外分光光度计在580nm波长下测定茶皂素含量。

1.4 实验方法

1.4.1 毒杀剂量关系

在各水族箱中,分别加入100L暴晒脱气的自来水(水温26-28℃、水体pH6.76),采用空气压缩机进行供氧,将实验用罗非鱼放入水族箱中暂养3d。每个水族箱分别放养罗非鱼36尾。试验鱼按其生活习性进行喂养,每4h测定水族箱水温、pH值,并观察记录水族箱中的目测水质和实验鱼的存活情况等。养殖3d后,实验鱼类未见死亡。将传统毒鱼剂以1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L、2.5mg/L、5.0mg/L的浓度对罗非鱼投药,新型茶皂素毒鱼剂以1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L、2.5mg/L、5.0mg/L、6.0mg/L的浓度对罗非鱼投药。对于试验鱼体,下药后持续供氧,观察其生存情况和12h内存活率。通过实验考察新型茶皂素毒鱼剂对罗非鱼的药效—剂量关系,并通过与传统毒鱼剂的对比,发掘茶皂素新型茶皂素毒鱼剂的优势。

1.4.2 毒性持续能力

据方法(1),新型茶皂素毒鱼剂与传统毒鱼剂的投药浓度均为5.0mg/L、分别在每个投药后曝气处理6h、12h、24h、48h、60h、72h的水族箱中均放入36尾罗非鱼,并持续供氧,观察其生存情况和48h内存活率。考察新型茶皂素毒鱼剂与传统毒鱼剂对罗非鱼的鱼毒活性持续能力。

2 结果与讨论

2.1 毒杀剂量关系比较

综合图1、2可以得出以下结论,传统毒鱼剂浓度在5.0mg/L并持续供氧的情况下,经过1h左右,罗非鱼就开始大量死亡,6h后基本全部被杀死。而在2.5mg/L的浓度下,经过6h后,罗非鱼的存活率仍然超过50%,由此可以推断出传统毒鱼剂对罗非鱼的6h有效致死剂量为2.5-5.0mg/L左右。6h半致死剂量LD50约为2.5mg/L,6h绝对致死剂量LD100为5.0mg/L。参考对照组可知,6h的最小致死剂量MLD为1.5mg/L,6h最大耐受剂量MTD为1mg/L左右。

同时,新型茶皂素毒鱼剂对罗非鱼也有明显的毒杀效果,但因其具有缓慢释放的效果,因此在投入水中4h左右时,罗非鱼才开始大量死亡,比传统毒鱼剂的毒杀死亡高峰期晚了3h左右,参考对照组的死亡情况,可以发现在茶皂素绝对浓度小于2.5mg/L左右时,新型茶皂素毒鱼剂6h时间内所释放的茶皂素剂量并不足以将罗非鱼杀死,由此可以推断出新型茶皂素毒鱼剂对罗非鱼的6h有效致死剂量为5-6mg/L左右。6h半致死剂量LD50约为5.0mg/L,12h绝对致死剂量LD100为6.0mg/L。参考对照组可知,6h的最小致死剂量MLD为5.0mg/L,6h最大耐受剂量MTD为2.5mg/L左右。

图1 传统茶皂素毒鱼剂对罗非鱼的药效-剂量关系

图2 新型茶皂素毒鱼剂对罗非鱼的药效-剂量关系

图3 传统毒鱼剂与新型茶皂素毒鱼剂的毒鱼持续能力对比

2.2 毒性持续能力比较

由图3可以得出以下结论,在传统毒鱼剂投药后6h和自行降解12h的实验组中,罗非鱼在48h内全部死亡,投药后自行降解24h的实验组中,罗非鱼的存活率为72.22%,投药后自行降解48h、60h以及72h的实验组中,罗非鱼在48h内无一死亡。说明传统的茶皂素毒鱼剂的鱼毒活性在自然环境中会较快地自行降解,毒性持续能力不强,对在投药48h后仍然侥幸存活的罗非鱼就不再有药效作用。

在新型茶皂素毒鱼剂投药后6h和自行降解12h的实验组中,罗非鱼在48h内也无一存活,但从投药后24h开始,新型茶皂素毒鱼剂的缓释作用开始显现,与传统茶皂素毒鱼剂大相径庭,从投药后自行降解24h至72h实验组中,罗非鱼在48h内的存活率分别为:22.22%、36.11%、41.67和47.22%。由此可见,新型茶皂素毒鱼剂在相同剂量下,虽然在投药初始阶段其毒杀效力不及传统的茶皂素毒鱼剂,但是通过时间的积累,其缓释作用逐步显现,在毒性持续能力上大大优于传统的茶皂素毒鱼剂。

3 结语

通过新型茶皂素毒鱼剂与传统茶皂素毒鱼剂对罗非鱼的药效-剂量关系和毒鱼持续能力的对比中可以发现,新型茶皂素毒鱼剂在投药浓度低浓度剂量(5.0mg/L以下)时,其对罗非鱼的毒杀效果比传统茶皂素毒鱼剂的毒杀效果差,其主要原因是因为新型茶皂素毒鱼剂是通过与碱土金属的络合反应而制备的,其中有效成分-茶皂素的释放需要一定的时间,且相同剂量的新型茶皂素毒鱼剂中,有效成分的含量比传统茶皂素毒鱼剂中低,从而导致了这一实验结果。但是新型茶皂素毒鱼剂在对罗非鱼的毒鱼持续能力方面,有着传统茶皂素毒鱼剂所无法比拟的优势,其长效稳定的效果是传统茶皂素毒鱼剂所不具备的。因此,新型茶皂素毒鱼剂以其制备简单、长效稳定以及在自然环境中能够较快地自行降解,具有良好的环境友好特性等各种优点,是非常适合作为虾蟹养殖的毒鱼清塘剂,在有效清除虾蟹养殖塘中的野杂鱼的同时,能避免鱼毒剂对虾蟹造成毒害和减产。

[1]陈家鑫,等,译编.浅海完全养殖[M].农牧渔业部水产局,1986,239.

[2]朱全芬,夏春华,梁亚全,等.茶皂素鱼毒活性及其应用的研究:Ⅱ茶皂素对虾池中几种有害鱼类的毒性[J].茶叶科学,1991,11(1):72-76.

[3]陈剑锋,何晓玲,李国平,等.油茶皂素鱼毒制剂对常见淡水鱼虾的毒性研究[J].淡水渔业,2006,1,36(1):29-31.