摇蚊幼虫存活条件优化

徐建荣，蒋金成，曹 昆 ，李 明 ，韩晓磊

（常熟理工学院 生物与食品工程学院，江苏 常熟 215500）

摇蚊幼虫（Chironomid Larvae）又名血虫，在各类水体中都有广泛分布，其生物量常占水域底栖动物总量的50%～90%，是多种经济水生动物的优良天然饵料.世界上已知的摇蚊科昆虫约有5000种，中国最早的摇蚊记录是Wiedemann于1828年记载的Chironomus venastus.其蛹羽化后的成虫与常见的蚊类成虫比较相似，但主要的不同在于触角上密生细毛，如羽毛状，其次是它的口器（口针）已退化，不具吸食的功能[1-3].摇蚊生长快，繁殖力强，适宜人工培育.日本学者代田昭彦利用有机泥和下水道淤泥进行流水培养实验.获得每平方米活体质量为800 g的摇蚊幼虫产量[4].此外，摇蚊幼虫的饲养，不仅可为生态毒理学研究提供试验对象[5-7]，还可利用摇蚊幼虫种类的敏感性和耐污染特性，反映水中的成分变化和污染程度，将其作为监测水体污染的主要指示生物[8-9].摇蚊幼虫营养丰富，蛋白质含量占干物重的41%～62%，脂肪占2%～8%.摇蚊幼虫是重要的水生生物资源，对维持和促进渔业发展，关系重大[10].又因其区系组成与环境性能有密切关系，其群落组成和变化能反映环境的变动情况[11]，已被广泛应用于水环境的监测和评价.由于摇蚊幼虫繁殖较慢，且不容易保活，在市场上价格昂贵.本实验旨在对摇蚊幼虫暂存条件优化，延长摇蚊幼虫的存活周期，降低摇蚊幼虫作为饵料的成本，对渔业的发展具有重要意义.

1 材料与方法

1.1 实验地点与试验材料

本实验在常熟理工学院笃行楼水生生物实验室进行，实验所用摇蚊幼虫均为从市场上采购所得.

1.2 试验方法

1.2.1 摇蚊幼虫的培养

将称好的幼虫转移到盒内，盒子规格为长11 cm、宽7.5 cm、高6 cm，每个盒内按表1列出的试验顺序各加入对应的水量，贴好标签，随后按表2列出的试验顺序按标签将对应的盒子分别放入5℃、10℃、15℃、25℃的保温柜中养殖一个月.

在培养过程中，每天下午对各个保温柜中盒内的摇蚊幼虫进行换水，换进的水的水温需与当前盒内水的温度一致，并将死去的幼虫挑去，以保持水的清洁，每天用温度计观察盒内水的温度.一个月后将盒内水分用滤网滤干，用天平称得各盒内摇蚊幼虫的质量，求出各个盒内摇蚊幼虫的存活率.

1.2.2 单因素试验

分别考察温度（5、10、15、25 ℃）、质量（10、20、30、50 g）、水量（50、100、150、200 ml）对摇蚊幼虫存活率的影响.

1.2.3 正交试验

根据单因素的试验结果，设计正交试验的因素水平，（见表1），优化摇蚊幼虫存活率的条件.

表1 正交试验因素与水平

1.3 数据处理

参数计算依据及公式[12-13]为：

总偏差平方和（Total Bias Squares，SK）

因子偏差平方和（Factor Bias Squares，S）

均方和（Mean Squares，MS）

纯偏差平方和（Pure Bias Squares）

贡献率（Contribution Percentageρ因）

整个试验先采用单因素试验，随后采用正交试验，实验结果进行统计分析，每组试验都进行了1次重复.然后使用方差分析对可能影响摇蚊幼虫存活率的三个因素即温度、密度、水量进行显著性检验.

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 温度对摇蚊幼虫存活率的影响

在质量为30 g，水量为200 ml，保活温度分别为5℃、10℃、15℃、25℃时，培养一个月，摇蚊幼虫存活率见图1.

由图1可知，随着温度的升高，摇蚊幼虫存活率大幅度下降.温度越高，摇蚊幼虫新陈代谢越快，耗氧量增大.因此，在5℃～25℃范围内，保活温度选择在5℃较适宜.

2.1.2 质量对摇蚊幼虫存活率的影响

在温度为 5 ℃，水量为 200 ml，质量分别为 10、20、30、50 g时，培养一个月，摇蚊幼虫存活率见图2.由图2可以看出，随着质量的增加，摇蚊幼虫的存活率没有明显变化，都维持在90%左右.结果说明摇蚊幼虫能够在高密度环境下存活.

2.1.3 水量对摇蚊幼虫存活率的影响

图1 温度对摇蚊幼虫存活率的影响

在温度为5 ℃，质量为30 g，水量分别为50 ml、100 ml、150 ml、200 ml时，培养一个月，摇蚊幼虫存活率见图3.

由图3可见，随着水量的增加，摇蚊幼虫存活率几乎没有变化.结果表明水量在50 ml～200 ml的变化对摇蚊幼虫存活率没有显著影响.

图2 质量对摇蚊幼虫存活率的影响

图3 水量对摇蚊幼虫存活率的影响

2.2 正交试验

为了确定在多因素条件下摇蚊幼虫存活的最佳条件，在单因素的基础试验的基础上，选择合适的参数范围，对温度（A）、质量（B）、水量（C），采用 L16(45)进行正交试验，优化最佳存活条件见表2.

从表2中直观分析得：Y=74.56存活率最高，最佳试验条件为AIB4C4.由于RA>RB>RC，因此因素重要性为A→B→C，最佳条件是AIB4C4．

假定试验指标服从正态分布用总偏差平方和SK描述数据的总波动，用SA表示除随机原因外（A因子偏差平方和）由于A因子的水平不同所引起的数据波动的变量.∵A至于第一列，∴SA=S1，B、C分别至于第二、三列，∴SB=S2，SC=S3.第四、五列为空白列（表上没有列出），仅反映误差造成的数据波动，称为误差的偏差平方和.

表2 L16(45)正交试验设计及结果

若 F因 =V因 /Ve>F1- α（ f因，fe），则认为在显著水平α上因子是显著的.由于FA大于F3,6=4.757，因此因子A是显著的，因子B，C不显著，最佳条件的选择A1，因子B、C水平可任意选取.

当试验指标不服从正态分布时，进行方差分析的依据就不够充分，此时可以用贡献率来衡量因子作用的大小.由于S因中除了因子的效应外，还包括误差，从而称 S因-f因为因子的纯偏差平方和，称因子的纯偏差平方和与总纯偏差平方和的比为贡献率.

从表3中知因子A最重要，由A引起的波动占98.16%，因子B、C的贡献率不大，所以，B、C因子对摇蚊幼虫存活率的影响不显著.

2.3 水中溶解氧对摇蚊幼虫体色的影响

图4中，A、B、C、D四个盒内摇蚊幼虫的质量分别为10 g、20 g、30 g、50 g，四个盒内水量一致，测出A、B、C、D四个盒内水的溶解氧分别为4.6，2.0，1.6，0.7 mg/L.从图中可以很明显地看出摇蚊幼虫体色的鲜红程度为：A>B>C>D.说明摇蚊幼虫生活的水体中溶解氧越高，则摇蚊幼虫体色的鲜红程度越明显.

表3 L16(45)正交试验优化条件方差分析

3 讨论

3.1 温度对摇蚊幼虫存活率的影响

实验结果表明，温度是影响摇蚊幼虫存活率的最关键因素，温度越高，存活率越低.图5是摇蚊幼虫存活率与单因素温度的关系曲线.从图5中我们可以看到随着温度的升高，摇蚊幼虫的存活率呈直线下降状态.温度越高，新陈代谢越快，耗氧量增大，导致摇蚊幼虫生活环境恶化，如不及时换水就会影响其成活活率.图5显示当温度降到5℃时，存活率最高，但0℃环境下摇蚊幼虫不能存活.在日常生活中，温度是水产品活体运输的重要影响因素之一，而降低环境温度可减少水产品耗氧量、降低其新陈代谢、减少水质恶化、提高成活率、延长保活时间，确保产品在运输、贮藏和销售中的品质稳定和食用安全.而影响保活的因素主要有温度、氧气及水质[14].早在1999年，刘淇等就对牙鲆进行了低温保活实验，并探讨了其保活过程中的生理变化情况.张瑞霞[15]等通过测定3.5℃、6.5℃、9.5℃、20.0℃4种水温下鲫鱼的存活率、血液生化指标、排泄物氨态氮含量以及鱼体肌肉质构、色度和理化指标的变化，观察低温处理对鲫鱼生化特性及肉质的影响.结果表明，在6.5℃水温下暂养5 d后存活率高达100%，同样，低温也适合摇蚊幼虫的保活.

表4 因子与误差的差率

图4

3.2 水中溶解氧与摇蚊幼虫体色的关系

实验中发现处于水环境中的摇蚊幼虫，高密度时摇蚊幼虫的体色总体呈现暗黑色，低密度下时摇蚊幼虫呈现血红色.这是由于摇蚊幼虫在高密度时耗氧极快，水中溶解氧不足；而在低密度时摇蚊幼虫耗氧很慢，水中溶解氧较高.摇蚊幼虫体内含有血红蛋白，只有在有氧气时，血红蛋白才会与氧气结合成亮红色的氧合血红蛋白[16]，从而使摇蚊幼虫身体呈现红色.所以，当将摇蚊幼虫暴露在空气中时，摇蚊幼虫的体色会比在高密度下生活的摇蚊幼虫的体色更加鲜红.当摇蚊幼虫质量增加时，若想保持摇蚊幼虫体色为血红色，则需要加入一定体积的水量保持水中溶解氧充足.

图5 摇蚊幼虫存活率与温度的关系

3.3 提高摇蚊幼虫存活率的有效方法

实验结果表明，在50～200 ml范围内，水量的变化对摇蚊幼虫的存活率没有显著影响.每天坚持换水能有效提高摇蚊幼虫的存活率.换水不仅能够提供摇蚊幼虫丰富的溶解氧，还能去除水体中摇蚊幼虫的排泄物，净化水质，从而改善摇蚊幼虫生活环境.此外，当摇蚊幼虫生活在有足够水量的环境中时，只要经常保持换水，摇蚊幼虫活力强盛；若摇蚊幼虫在浅水区生活，不能完全浸没在水体中时，摇蚊幼虫自身便会分泌出大量的深黄色絮状物来保护自己，活力减弱.刘伟东[17]等研究了大菱鲆在3℃±0.1℃条件下，有水和无水保活的成活率及生理变化情况.结果表明，有水保活72 h成活率达到100%，无水保活60 h成活率为95%.可见，对于生活在水环境中的摇蚊幼虫经常换水、保持适当的密度和低温是提高其存活率的有效方法.

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