饲养空间大小对单体筐养养殖系统中三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的摄食行为与生长特性的影响研究*

徐永健 申屠基康, 丁张妮

(1. 宁波大学海洋学院 应用海洋生物技术教育部重点实验室 宁波 315211; 2. 宁波市海洋与渔业研究院 宁波 315010)

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)是一种重要的海洋经济动物, 隶属甲壳纲、十足目、梭子蟹科、梭子蟹属, 分布于中国、朝鲜、日本等海域, 是我国重要的渔业资源(乔振国等, 2012)。其肉肥鲜美, 是人们所喜爱的海产品。由于生活水平的提高, 对三疣梭子蟹有着大量需求, 养殖业得到了迅猛的发展, 但仍有一些问题有待于研究解决, 例如养殖成活率低、产量不稳定等(乔振国等, 2012)。

当前, 国内外对梭子蟹的研究主要涉及: 养殖方式(郝志凯等, 2011; 夏金树等, 2012; 张国喜等,2012)、形态特征(高保全等, 2008)、生长发育(Romanoet al, 2006; 刘磊等, 2009; Cuiet al, 2012)、饲料营养(Wuet al, 2007; Juliana, 2009)、养殖条件(Bryarset al,2006; Stickleet al, 2007; 廖永岩等, 2008; 王冲等,2010; Liuet al, 2014)及病害防治(Wanet al, 2011; Muet al, 2012; Zhanget al, 2014)等。三疣梭子蟹生性好斗, 喜以大欺小, 以强欺弱, 互相残杀, 从而导致大量幼蟹胸部附肢缺失, 甚至死亡或被同类捕食, 尤其是正在蜕皮的梭子蟹受攻击的概率较大(丁天宝等,2009)。如何从养殖方法和技术上突破梭子蟹养殖过程中的自残问题, 提高梭子蟹的养殖成活率, 业界也开展过一些尝试, 如采用单个养殖方式(沈烈峰等,2013)、投放掩体(伊祥华, 2004)等。作者在这些经验的基础上, 发展形成了梭子蟹单体筐养养殖技术(single-crab basket-culture, SCBC), 并开展了规模化生产试验, 较大地提高了梭子蟹的成活率, 获得了较好的经济效益(王春琳等, 2013)。但在生产中也发现了一些新的问题, 如梭子蟹生长缓慢、性腺发育延后,病害加剧等(与养殖户交流)。

行为是生物对环境的综合反映, 是动物福利(animal welfare)科学的主要评价指标(Ashley, 2007)。作者针对三疣梭子蟹单体筐养养殖系统开展了系列试验, 从行为(尤其是摄食行为)角度探讨其养殖条件,评估筐养养殖中各条件对梭子蟹摄食行为的胁迫,进而对其生长的影响, 对于了解三疣梭子蟹基本生物学特性, 以及更好地改进其养殖设施和养殖方法,提高养殖效益有指导意义。本文以两种不同规格的三疣梭子蟹为试验对象, 分析饲养的空间大小对其摄食特性及生长的影响, 探讨筐养三疣梭子蟹的适宜养殖空间大小, 为改进养殖设施提供参考。

1 材料与方法

1.1 三疣梭子蟹的来源与暂养

实验用两种规格的三疣梭子蟹: 小规格蟹(以下称幼蟹)体重为(0.89±0.14)g (mean±SD,n=325, 下同),壳长(23.39±1.31)mm, 壳宽(11.07±0.82)mm, 壳高(4.81±0.35)mm, 来自宁波象山东陈水产育苗场人工育苗的幼体并经水泥池暂养; 大规格蟹(以下称成蟹)体重为(57.68±6.09)g (n=125), 壳长(9.99±0.34)cm,壳宽(5.01±0.20)cm, 壳高(2.63±0.11)cm, 来自象山鑫亿养殖公司养殖场, 本批成蟹取自上述同批幼蟹经池塘养殖长成的群体中。

试验在宁波大学的水产养殖实验基地开展。幼蟹试验于2013年6月份进行, 成蟹试验于同年9月份进行。试验前两种规格的梭子蟹均暂养于15m2、底铺沙(底沙先经高锰酸钾消毒, 再用清水将其漂洗干净晾干待用)的水泥池, 加海水至15cm, 海水盐度(20±0.5),水温(26±1)°C, 连续充气。每日更换新鲜海水, 早晨9:00投喂食物(饵料为采购于市场的冰冻虾仁)。适应4d后, 随机选取四肢健全的健康梭子蟹进行试验。

1.2 试验设计与日常管理

试验容器为聚乙烯塑料箱, 按要求用聚乙烯塑料隔板将其分隔成不同规格大小的饲养空间。空间大小分别为试验梭子蟹的平均壳长1倍、1.5倍、2倍及3倍等四组空间(空间的长宽比均为2︰1)。在各空间内, 分别铺5cm底沙和放15cm海水。每组设15个重复(其中5只用于酶活性分析, 10只用于生长统计分析), 随机选取适宜的梭子蟹, 分别称重后放入到各个试验容器中。让其适应24h后, 次日上午9:00投饵, 并开始试验。之后的5天内, 每天上午清除残饵, 并换50%海水后, 投喂新饵料。其它条件同暂养。

1.3 分析方法

试验期间, 每天采集1只蟹(幼蟹取全蟹匀浆, 成蟹取内脏团匀浆), 用于各项酶活性分析, 包括消化酶类(淀粉酶、蛋白酶、脂酶)和保护性酶类(超氧化歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)), 分析酶活采用试验盒测定(南京建成生物工程公司)。其余10只幼蟹与成蟹用于生长统计分析, 包括每天的摄食量(g)、蜕皮率(%)、成活率(%), 试验结束时统计各处理的体重增长率(%)等。另外, 根据每只蟹每天的摄食量和其体重来计算各处理梭子蟹的单位体重的食物摄入量(food ration, g/gBW)。各处理中梭子蟹的行为特性采用SONY 2216E摄像机(SONY公司)进行拍摄, 通过反复观察视频来描述各个行为, 各行为分类见表1。

表1 梭子蟹行为分类描述Tab.1 Ethogram of P. trituberculatus activity patterns

1.4 数据分析

采用单因素方差分析(ANOVA), 对各处理的摄食量、蜕皮率、死亡率及增重率等进行差异显著性分析, 如果P>0.05为差异不显著,P<0.05则为差异显著,P<0.01则为差异极显著。对各处理中的梭子蟹的行为特性及差异采用Dunn检验比较分析(徐永健等,2011)。

2 结果

2.1 饲养空间大小对摄食行为的影响

饲养空间大小对幼蟹行为的影响显著(表2)。1倍空间下, 幼蟹静息沙面(Rs), 摄食时蟹体与沙面呈90°(步足靠于隔板上); 24h内, 有1—2次啃食或抱食(Ff或Fb)的摄食动作, 每次约30min, 总进食时间为(31.2±6.89)min。1.5倍空间, 幼蟹挖洞潜沙休息(Rh);摄食时蟹体与沙面呈30—45°, 少数趴于沙面进食。有外出游动(As)动作; 每天有2—3次摄食, 每次30—40min, 总进食时间(72.4±15.44)min。在摄食次数(P<0.05)与进食时间(P<0.01)上与1倍处理有明显差异。2倍与3倍空间, 幼蟹也潜沙休息(Rh), 将颚足、步足、大螯藏于沙中, 露出约1/3头胸甲与沙面呈30—45°或只露出眼睛和触角。该两处理间摄食行为无差异(Q≤3.36,P>0.05), 但两者与其它处理间在摄食行为(Q≥4.67,P<0.01)、摄食次数(P<0.05)及总进食时间(P<0.05)上有明显差异。此外, 该两处理中的幼蟹还展示了另外一个行为, 一天内多次(>4次)从潜藏处出来, 四处爬行或游动, 这是领域行为。

饲养空间大小对成蟹的行为也有影响(表2)。1倍空间下, 静息沙面(Rs), 少数潜沙休息(Rh)。进食时,与幼蟹不同, 不倚靠隔板, 而是将食物置于身下(身体与沙面约呈30—45°)进食。24h内, 摄食2—4次,每次15—30min (24.2±3.93), 总进食时间为(67.5±10.85)min。其余三个空间下, 成蟹的行为表现相似,且与幼蟹无差异。

表2 各处理间的行为特性比较Tab.2 Comparison in feeding behavior among different treatments

2.2 饲养空间大小对摄食量的影响

饲养空间大小对幼蟹摄食量的影响(图1a)。1倍空间中, 幼蟹前四天摄食量逐日递减, 平均摄食量为(0.0835±0.0269)g/gBW, 至第5天全部死亡。1.5倍、2倍、3倍空间中, 幼蟹5天的平均摄食量分别为(0.1367±0.0082)g/gBW、(0.1830±0.0105)g/gBW、(0.2014±0.0114)g/gBW。后两个处理间差异不显著(P>0.05),与1倍及1.5倍处理间差异极显著(P<0.01)。而1倍与1.5倍间也差异显著(P<0.05)。

试验的各处理中的成蟹均能正常摄食(图1b)。平均摄食量分别为: 1倍, (0.1514±0.0082)g/gBW; 1.5倍,(0.1552±0.0205)g/gBW; 2倍, (0.2520±0.0245)g/gBW;3倍, (0.2592±0.0187)g/gBW。经分析, 1倍与1.5倍、2倍与3倍间差异都不显著(P>0.05), 前后两组间差异极显著(P<0.01)。

2.3 对梭子蟹蜕皮与成活率的影响

图1 不同规格饲养空间对幼蟹(a)和成蟹(b)日平均摄食量的影响Fig.1 The food rations of juvenile (a) and adult (b) crabs in different treatments

饲养空间大小对幼蟹的蜕皮及成活率都有很大的影响(图2)。1倍空间中, 至第5天全部死亡; 1.5倍中有3只死亡, 2倍与3倍中无死亡发生。而蜕皮情况, 1倍空间中有1只, 蜕皮后没有硬化就死亡, 1.5倍中有6只、2倍与3倍中各有9只与10只蜕皮。从4个处理看, 2倍与3倍处理中幼蟹的体重增长最快, 其中3倍空间体重增长为0.812±0.135 g, 增长率为86.5%—97.2%, 与2倍处理间差异不显著(P>0.05);但大大高于其它两处理组(P<0.01) (图2)。饵料系数(FCR)在处理中分别为: 1.5倍、11.75±3.68; 2倍、1.46±0.12; 3倍、1.31±0.11。后两者间差异不显著(P>0.05),与1.5倍间差异极显著(P<0.01)。

试验期间, 成蟹没有蜕皮发生; 体重的增长也不很明显, 但饲养空间大小对成活率还是有一定影响。1倍空间中, 试验第2天死亡1只、第3天又1只, 整个试验共死亡3只; 1.5倍与2倍都各死亡1只, 分别于第3天与第4天; 只有3倍空间中没有死亡。

2.4 饲养空间大小对梭子蟹酶活影响

图2 各处理的幼蟹蜕皮率、死亡率及体重增长率Fig.2 The rates of molting, mortality, and body weight gain in different treatments

饲养空间大小对不同规格梭子蟹的酶活影响见图3, 图中柱状显示值为每个处理中5天酶活测定的平均值。总体上, 三种保护性酶类(SOD, POD, CAT)在两种规格蟹体中的变化趋势相似, 都随空间的增大而活性下降, 而消化酶类(淀粉酶、蛋白酶、脂酶)则相反, 随空间变大而活性增加。此外, 在幼蟹组中,2倍与3倍空间的各种酶类的活性差异不大(P>0.05),而与1.5倍及1倍处理差异显著(P<0.05); 但对于成蟹,1.5倍空间中保护性酶的活性已下降, 并与2倍与3倍空间相似(P>0.05), 而显著差异于1倍处理(P<0.05); 但消化酶类活性却依然较低, 差异于2倍与3倍空间处理(P<0.05)。

3 讨论

3.1 饲养空间对摄食量与摄食行为的影响

在与体长等长的空间中, 三疣梭子蟹幼蟹的摄食活动与行为发生较大的改变, 主要以静息为主活动不活跃、反应不敏感, 而摄食时由于空间太小, 步足靠在侧板上、身体与沙面呈90°进食, 这种胁迫的状态, 造成了摄食次数减少, 进而影响到进食量; 此外, 对外界刺激反应迟钝, 活力差, 在试验过程中相继死亡, 第5天时全部死亡。这一空间中, 成蟹的表现也较不正常, 试验期间有30%的死亡率。这些胁迫都可以从保护性酶类的活性得以证实, SOD、POD、CAT等保护酶类活性强、变化大, 表明环境胁迫强(廖永岩等, 2008; Dinget al, 2010); 而消化酶类的活性低也反映了梭子蟹的食欲不强(Chang, 1995)。随着饲养空间的扩大, 相对的保护性酶类的活性下降, 而消化酶类的活性上升, 反映出梭子蟹的摄食反应增强,表现为摄食行为的正常化, 导致梭子蟹摄食量增加。而相应的死亡率下降, 反应敏感, 幼蟹有了蜕皮和增重等生长特征。具体表现为随着饲养空间增大摄食量增加, 生长加快。综合分析, 梭子蟹的单体筐养的饲养空间建议在2倍以上体长空间较好。由于幼蟹生长要频繁蜕壳, 显然频繁更换养殖场所会很麻烦, 因此,作者认为可根据养殖生产要求, 以养成蟹(目标产物)的体长来设计饲养筐, 养成过程不用频繁更换。

3.2 摄食与生长的关系

三疣梭子蟹的生长是一个复杂的过程, 认为是不连续的生长(高保全等, 2008; 刘磊等, 2009)。其蜕皮成功一次, 就快速生长一次, 如本试验大空间中的幼蟹, 5d内所有幼蟹均蜕皮一次, 体重增长了86.5%—97.2%。蜕皮(蜕壳)是一个复杂的生理过程, 且需要消耗大量的能量, 但新皮合成及维持代谢通过利用贮存物质及旧壳的再吸收才能完成(Romanoet al,2006; Stickleet al, 2007; 王冲等, 2010)。因此, 三疣梭子蟹需要在蜕皮间期增加摄食量, 储存足够的营养物质, 从而满足其蜕皮生长的需要(Stickleet al,2007; Cuiet al, 2012)。在小空间中, 胁迫造成幼蟹摄食行为发生变化, 进而影响到摄食, 一天内的摄食次数及总摄食时间都缩短(表2), 造成摄食量大大缩减。此外, 胁迫还导致幼蟹将提供更多的能量来抵抗胁迫造成的生理影响(Bryarset al, 2006; Stickleet al,2007)。摄入食物仅能(甚至不足)维持自身活动及抗逆消耗, 不足以储备足够物质与能量满足其蜕皮及生长所需, 生理功能异常致使其没有物质和能量来进行蜕皮与生长。本试验结果表明摄食量(摄食行为)与蜕皮率(生长速率)有密切关系。

3.3 摄食行为研究对养殖方式和养殖技术的影响

本试验结果表明: 摄食行为正常时, 三疣梭子蟹的反应敏感、生长正常(蜕皮与增重); 而摄食行为异常时, 会导致梭子蟹不生长而死亡。因此, 在三疣梭子蟹的养殖过程中, 满足其适宜的生长条件, 维持其正常的行为特性, 可促进快速生长(Romanoet al,2006; 廖永岩等, 2008)。这就需要不断改进三疣梭子蟹的养殖设施和条件, 提高养殖方法和技术。而对其适宜生长条件的了解与掌握, 可通过对梭子蟹的日常行为(如摄食行为)方式的观察与分析, 并在此基础上不断地改进养殖方式和逐步提高养殖技术而达到。这就是动物福利(animal welfare)科学, 在国内还处于研究和执行的起步阶段, 动物福利问题是需要引起重视的新问题(Ashley, 2007), 可以从行为角度出发,探讨维持动物正常行为的生长条件, 减少影响生长的胁迫。

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