光照强度对水质和泥鳅生长的影响

李潜洲，袁重桂，邱宏端，阮成旭，李建聪，陶翠丽

（福州大学生物科学与工程学院，福建福州 350116）

光照强度对水质和泥鳅生长的影响

李潜洲，袁重桂，邱宏端，阮成旭，李建聪，陶翠丽

（福州大学生物科学与工程学院，福建福州 350116）

研究泥鳅（Misgurnusanguillicaudatus）在Ⅰ（0.1～10 lx）、Ⅱ（10～100 lx）、Ⅲ（100～1 000 lx）、Ⅳ（1 000～10 000 lx）4个光照强度下的生长和水质的情况.研究结果表明：①随着养殖的进行，水体氨氮含量是先增高后降低；30 d内Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水体的亚硝酸盐氮含量逐渐上升，Ⅳ水体亚硝酸盐氮含量先增大后降低；②光照强度对泥鳅的日摄食量、特定生长率（SGR）、饲料效率有显著影响（P＜0.05）.泥鳅的日摄食量随光照强度降低呈增大的趋势，当光照强度降低到Ⅱ，泥鳅的日摄食量保持恒定.泥鳅的特定生长率、饲料效率随光照强度的降低而增大.

泥鳅；光照强度；生长；水质

泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）是广泛分布于中国、日本、韩国、俄罗斯以及东南亚等国家和地区的鱼类［1］，其营养丰富，味道鲜美，药用价值很高，有“水中人参”之称［2］.近年来因国内外市场的需求不断增加，为人工养殖泥鳅带来了巨大商机.由于水资源污染、大量捕捉等原因，导致我国野生泥鳅产量逐年下降，而养殖过程中泥鳅仔、幼鱼的大量死亡，限制了其规模化养殖的进程，因此，如何提高泥鳅幼苗的存活率已成为养殖技术的瓶颈.关于泥鳅养殖过程的生态因子研究已有报道，主要是关于温度对泥鳅的摄食、耐饥饿［3－4］等方面的研究.有关光照对泥鳅的影响研究仅见王雨辰等［5］，其认为在无光照的条件下泥鳅稚鱼死亡率最高.而有关光照强度对水质和泥鳅的生长影响尚未见报道.本试验采用一种不换水的生态精养殖模式，研究了在不同光照强度下养殖水质的变化和泥鳅的生长，并探讨光照强度对泥鳅生物学特性的影响，为泥鳅的人工养殖提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用的泥鳅均由福建省宇辰农业发展有限公司提供的约0.5 cm的稚鱼，在福州大学应用生态学实验室驯化培养成平均体质量为1.11± 0.25 g的幼鱼.

1.2 方法

试验选用体长、体质量相近的100尾泥鳅，平均体质量为1.11±0.13 g.将100尾泥鳅随机分成4组，每组25尾，分别置于80 cm×50 cm×40 cm的玻璃缸中，温度控制在27.2±0.8℃.本试验以1个对数单位之差为数量级划分试验光照强度区［6］.把光照强度分为Ⅰ（0.1～10 lx）、Ⅱ（10～100 lx）、Ⅲ（100～1 000 lx）、Ⅳ（1 000～10 000 lx）4个光照强度区.以黄色光的水族灯作为光源，光周期稳定在12L∶12D，水下光照强度用水下照度计测量.试验始末让泥鳅禁食24 h后称量体质量（精确度为0.01 g）.试验期间，每天定时用滤网收集粪便、投喂1次，投饵量以使泥鳅达到饱足且有少量的剩余为标准.投饵3 h后，收集残饵，将两者分别放在60℃的恒温干燥箱中烘烤24 h，取出并称重.为校正试验残饵量，另选1个水温控制在27.2℃的80 cm×50 cm×40 cm的玻璃缸投入饵料并适当搅动作空白对照，来测定残饵的损失率.试验期间，水样的采集和测定参考《水和废水检测分析方法》（第3版）［7］.每5 d测1次氨氮（NH－N）和亚硝酸盐氮（NO－N）；采集水样50 mL，用5 000 r·min－1离心5 min，取上清液，用纳氏试剂光度法测氨氮、N-（1-萘基）-乙二胺光度法测亚硝酸盐氮.试验水深维持在15 cm，用微循环过滤水，并适当地调整光源，以保证试验光照强度值的稳定，试验为期30 d.另设2组平行试验.试验期间，采用厦门嘉康饲料有限公司的嘉盛牌泥鳅配合饲料1号料进行饲养，其配方见表1.

表1 饲料的原料组成和营养成分Table 1 Ingredients and nutritional composition of the diet%

1.3 计算公式

本试验所使用的各个指标计算方法如下：

式中，W2为终末体质量，W1为初始体质量，W为总摄食量，t为试验的天数.

试验结束后，对所得的数据用SPSS 19.0进行数据处理.

2 试验结果

2.1 不同光照强度下水质的变化

由图1可知，各光照组养殖水体氨氮含量变化趋势趋于一致，氨氮含量先增高然后降低，但Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ氨氮含量最大值出现在第25 d左右，Ⅳ氨氮含量最大值出现在第15 d左右.第30 d时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各组之间氨氮含量相差最大，对应的氨氮含量分别为5.846±0.18、4.920±0.257、3.820±0.03和0.637±0.059 mg·L－1，多重比较检验表明，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组之间均存在显著差异（P＜0.05）.

图1 水体氨氮含量变化Fig.1 Change of ammonia nitrogen in aquatic water

由图2可知，在第10 d前，各组几乎检查不到亚硝酸盐氮.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ养殖水体亚硝酸盐氮含量变化趋势趋于一致，30 d内亚硝酸盐氮含量逐渐上升；Ⅳ养殖水体亚硝酸盐氮含量先增大后降低.第30 d时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各组之间亚硝酸盐氮含量相差最大，对应的亚硝酸盐氮含量分别为1.159± 0.184、1.057±0.256、0.764±0.035和0.155± 0.059 mg·L－1，多重比较检验表明，Ⅳ与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的亚硝酸盐氮含量组间均有显著差异（P＜0.05），Ⅲ与Ⅰ亚硝酸盐氮含量组间存在显著差异（P＜0.05），Ⅲ与Ⅱ亚硝酸盐氮含量组间有显著差异（P＜0.05）.

图2 水体亚硝酸盐氮含量变化Fig.2 Change of nitrite nitrogen in aquatic water

2.2 不同光照强度对泥鳅生长影响

从表2可得出，泥鳅的质量相对增加率存在显著差异（P＜0.05），在Ⅳ光照强度区下，泥鳅的质量相对增加率显著低于其它试验组（P＜0.05）.成活率均大于88%且差异不显著（P＞0.05）.

泥鳅的日摄食量随光照强度的降低呈增加的趋势，当光照强度降低到Ⅱ时，日摄食量基本保持恒定（见表2）.在Ⅰ的光照强度范围内泥鳅的摄食量最大，随着光照强度的增强，摄食量逐渐降低，在Ⅳ光照强度区内，泥鳅的摄食量最少.方差分析显示，光照强度对泥鳅的日摄食量有显著的影响（P＜0.05）.多重比较检验表明，泥鳅的日摄食量在Ⅰ和Ⅱ光照强度区组间无显著差异（P＞0.05），其它光照强度区均有显著差异（P＜0.05）.

泥鳅的SGR随光照强度的降低呈增大趋势（见表2），泥鳅在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ光照强度区生长较好，而在Ⅳ光照强度区泥鳅生长较差.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ光照强度区的SGR分别是Ⅳ光照强度区SGR的2.47、2.38、1.92倍.方差分析显示，光照强度对泥鳅的SGR有显著的影响（P＜0.05）.多重比较检验表明，泥鳅的SGR在Ⅰ和Ⅱ光照强度区内组间无显著差异（P＞0.05），其它光照强度区组间均有显著差异P＜0.05）.

泥鳅的饲料效率随光照强度的降低呈增大的趋势（见表2）.在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ光照强度区泥鳅的饲料效率均大于30%，在Ⅳ光照强度区泥鳅的饲料效率最小（26.94%）.方差分析显示，光照强度对泥鳅的饲料效率有显著的影响（P＜0.05）.多重比较检验表明，泥鳅的饲料效率在Ⅰ、Ⅱ光照强度区组间无显著差异（P＞0.05），但它们与Ⅲ、Ⅳ光照强度区的饲料效率均有显著差异（P＜0.05）.

表2 光照强度对泥鳅生长和饲料效率的影响Table 2 Effects of light intensity on growth and food efficiency of Misgurnus anguillicaudatus

3 讨 论

3.1 不同光照强度区与水质变化的关系

试验用水为曝气、曝晒除氯的自来水，养殖前期氨氮含量急剧升高是由于养殖初期浮游生物、分解性微生物的种类和数量都很少，水体生态系统处于初步建立状态；另外前期泥鳅处于适应状态，饲料浪费严重，从而导致前期氨氮含量急剧升高.随着水体生态系统的逐步建立，浮游藻类、亚硝化细菌和硝化细菌数量增大，浮游藻类的同化作用吸收NH（NH3）、NO、NO［8］，同时亚硝化细菌和硝化细菌经硝化作用降解NH（NH3）［8］，因此，养殖中期或后期NH（NH3）浓度会下降.第15 d左右Ⅳ的氨氮含量开始下降，可能是此光照条件最适合浮游藻类的大量繁殖，浮游藻类吸收氨氮从而导致氨氮浓度下降；第25 d左右Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的氨氮含量才开始下降，可能是光照强度稍弱不利于浮游藻类的大量繁殖，养殖后期亚硝化细菌和硝化细菌的数量增大，硝化作用降解氨氮能力加强，从而导致氨氮浓度下降.

由图2可知，第10 d前，各组几乎检查不到亚硝酸盐氮，可能是养殖初期亚硝化细菌和硝化细菌数量少，硝化作用降解氨氮（生成NO、NO）能力差.在第20 d左右，Ⅳ的亚硝酸盐氮含量开始下降，可能由于浮游藻类吸收氨氮能力加强，氨氮含量下降，亚硝化细菌和硝化细菌可利用的氨氮含量减小，再加上浮游藻类也会吸收由硝化作用生成的NO、NO，所以后期亚硝酸盐氮浓度逐渐下降.30 d内Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组亚硝酸盐氮含量逐渐增大，由于养殖过程中细菌的亚硝化作用不断产生NO，且光照强度稍弱不利于浮游藻类的大量繁殖，硝化作用生成的NO、NO得以逐渐积累.

3.2 不同光照强度区与泥鳅生长的关系

PETERSEN等［9］认为光照强度与变温动物的摄食有特定的关系.鱼类对人工光线刺激产生的反应有2种：向光源聚集移动的行为叫做“正趋光性”，背离光源的行为叫做“负趋光性”.一般来说，底栖性鱼类大多表现为负趋光反应，中上层鱼类通常表现为正趋光反应.本试验中，泥鳅在强光下表现为“负趋光性”（泥鳅属于温水性底层鱼类），对强光有恐惧性，摄食时极为不安、乱窜、活动量大；泥鳅在弱光条件下表现为主动摄食状态，恐惧、乱窜等行为的频率减少.PETERSEN等［9］研究表明鱼类摄食与光照强度的关系存在2种摄食曲线模型：①有峰值的摄食曲线，即依赖视觉摄食的鱼类存在适宜的光照强度范围和摄食视觉的临界值，低于或高于此临界值，摄食强度很低或不摄食；②S型摄食曲线，即随着光照强度的降低，动物的摄食率则增加，但当光照强度降低到一定的程度，摄食率基本保持不变，例如，鱥（Phoxinux phoxinux）属于此类型.试验结果表明，Ⅰ和Ⅱ日摄食量基本一致，因此，泥鳅在不同光照强度下的摄食可能属于S型摄食曲线.FOSS等［10］研究表明非离子氨对大西洋鳕（Gadusmorhua）的生长有明显抑制作用.光照强度对泥鳅的日摄食量有显著的影响（P＜0.05），除Ⅰ、Ⅱ组外，其它组的日摄食量组间均存在显著差异（P＜0.05），摄食量大小为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ.在Ⅳ的氨氮和亚硝酸盐氮含量明显低于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组情况下，Ⅳ日摄食量却最低，笔者认为，可能原因是强光引起的恐惧、乱窜等行为对泥鳅摄食的影响起主导作用，而氨氮和亚硝酸盐氮对泥鳅的摄食胁迫作用稍弱.

鱼类的生长受众多环境因子的影响，这些因子常通过改变鱼类的摄食和新陈代谢来影响鱼类的生长.BARTON等［11］认为，鱼类的应激反应对机体的健康有双重作用，适当的应激行为可以提高机体的适应能力，过度或长时间的应激行为对机体产生极大的危害.POTTINGER等［12］研究表明机体在神经与内分泌系统的作用下，合成代谢转变为分解代谢是导致应激反应的关键所在.本试验中，泥鳅在强光下的摄食行为表现为极为不安、乱窜，尤其Ⅳ光照强度区的泥鳅有明显过度应激行为.泥鳅过度或长期的应激行为很可能长时间导致合成代谢转变为分解代谢，此条件下不利于泥鳅的生长，因此，强光直接影响泥鳅的特定生长率；而泥鳅在弱光条件下受光刺激的影响较少，即此环境条件有利于泥鳅的生长.许多研究表明当氨氮和亚硝酸盐氮含量超过一定范围时，鱼类的生长变缓慢.本试验中，水体的氨氮和亚硝酸盐氮浓度大小为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，与泥鳅特定生长率的结果未成明显相关性.可能原因是泥鳅对氨氮和亚硝酸盐氮的耐受能力强，本试验中的氨氮和亚硝酸盐氮含量不断发生变化，大部分时间泥鳅处于氨氮和亚硝酸盐氮的含量达不到对生长起影响的浓度，即水质对其生长影响较小，因此，养殖水质对泥鳅生长的影响有待进一步研究.

张鹏等［13］认为光照强度显著地影响仿刺参（Apostichopus japonicus）的饲料效率，50 lx时2种色系仿刺参的饲料效率最高.母昌考等［14］认为鱼类摄食的能量大部分因代谢活动被消耗，一部分用于生长；当环境条件变化时，需消耗一定的能量来适应环境的变化.在强光条件下，泥鳅除摄食期间外，其它时间常挤在远光区，处于静卧状态，耗能少，但因其摄食量小，所摄取的食物除用来维持正常的代谢活动和长期应激反应的耗能外，只有部分能量用于生长，因此，生长慢，饲料效率偏低.随着光照强度的减弱，泥鳅的活动量逐渐增加，耗能需求也增加，但因其摄食量增大，除代谢的耗能外，大量的能量可用于生长，因此，生长快，饲料效率增高.

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Effects of light on the grow th and hydrochem ical state of M isgurnus anguillicaudatus

LIQ ian-zhou，YUAN Chong-gui，Qiu Hong-duan，RUAN Cheng-xu，LIJian-cong，TAO Cui-li

（College of Biological Science and Technology，Fuzhou University，Fuzhou 350116，China）

The effects of different light intensity on growth and hydrochemical state of Misgurnus anguillicaudatus have been studied，M.anguillicaudatus were reared at different intensity lightⅠ（0.1～10 lx），Ⅱ（10～100 lx），Ⅲ（100～1 000 lx）andⅣ（1 000～10 000 lx）.Research findings are shown as follows：①The content of ammonia nitrogen increased at the beginning and then descended with the development of feeding.Within 30 days，the content of nitrite nitrogen inⅠ，ⅡandⅢgradually increased，whereas the content of nitrite nitrogen inⅣlight intensity increased at the beginning and then decreased；②The different light intensity significant impacts on daily food consumption，specific weight gain（SGR）and food efficiency（P＜0.05）.The daily food consumption of M.anguillicaudatus increased with the descending of light intensity，whereaswhen the light intensity reduced toⅡ，the daily food consumption of M.anguillicaudatus remained unchanged.The specific weight gain and food efficiency of M.anguillicaudatus showed negative linear relationship with light intensity.

Misgurnus anguillicaudatus；light intensity；growth；hydrochemical state

S 96 5

A

【责任编辑：周 全】

1671-4229（2015）03-0038-05

2015－01－08；

2015－02－05

李潜洲（1989－），男，硕士研究生.E-mail：woshizhouzhou99＠163.com