溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育时间的影响

邹雄 杨明秋 蒲利云 陆建学 夏连军 刘鑫

摘要：研究溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳（Charybdis feriatus）卵孵育时间的影响。结果表明，溶解氧与亚硝酸盐浓度变化均对锈斑蟳的卵孵育时间产生显著影响；海水溶解氧在2～12 mg/L时，锈斑蟳均可正常孵育，随着海水内溶解氧含量的提升，锈斑蟳卵孵育时间逐渐下降；亚硝酸盐浓度对锈斑蟳卵孵育持续时间产生显著影响，其浓度低于50 mg/L的条件适合锈斑蟳卵孵育，在亚硝酸盐浓度低于25 mg/L时，锈斑蟳卵孵育各阶段的持续时间较短。

关键词：溶解氧；亚硝酸盐；锈斑蟳（Charybdis feriatus）卵；孵育时间；繁殖能力；海水

中图分类号：S968.25         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2023）11-0102-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.018 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of dissolved oxygen and nitrite on the incubation time of Charybdis feriatus egg

ZOU Xiong1， YANG Ming-qiu2， PU Li-yun2， LU Jian-xue1， XIA Lian-jun1， LIU Xin1

（1.East China Sea Fisheries Research Institute， Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of East China Sea and Deep-Sea Fishery Resources Development and Utilization， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Shanghai  200090， China； 2.Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences， Haikou  571126， China）

Abstract： The effects of dissolved oxygen and nitrite on the incubation time of Charybdis feriatus egg were studied. The results showed that the concentration of dissolved oxygen and nitrite had a significant impact on the incubation time of Charybdis feriatus egg； when the dissolved oxygen content in seawater was within the range of 2～12 mg/L， Charybdis feriatus could be incubated normally. Within this range， as the dissolved oxygen content in seawater increased， the incubation time of Charybdis feriatus egg gradually decreased； nitrite concentration had a significant impact on the incubation duration of Charybdis feriatus egg. When the concentration was lower than 50 mg/L， it was suitable for the incubation of Charybdis feriatus egg. When the concentration of nitrite was lower than 25 mg/L， the incubation duration of Charybdis feriatus egg in each stage was shorter.

Key words： dissolved oxygen； nitrite； Charybdis feriatus egg； incubation time； reproductive capacity； seawater

锈斑蟳（Charybdis feriatus）是一种食用蟹［1］，其肉质鲜美、营养价值高，具有较高的经济价值，是暖水海洋的主要经济蟹类，是海洋渔业的重要组成部分［2］，主要分布于中国东海与南海海域。锈斑蟳多采用人工育苗与放流增殖的养殖方式［3］，合适的生存环境对于其繁殖具有重要影響。

吴晓峰等［4］研究发现在空间角度上长江口中游中华绒螯蟹规格高于下游；在时间角度上，采样区域的差异性导致蟹规格也存在显著差异性。汪倩等［5］研究表明蟹体现金属铬元素的检出率与质量分数均值分别为75.6%和0.125 mg/kg；阳澄湖与长荡湖中中华绒螯蟹轻度污染比例分别达到7.7%和20.0%。大多主要针对于蟹自身进行研究，而当前针对蟹类的卵孵育研究内容较少。因此本试验研究溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育时间的影响。溶解在液相内的分子态氧即为溶解氧［6］，其为锈斑蟳生存提供必要条件，是水域生态环境分析的关键指标，对水域生物的生存与繁殖产生重要影响。在水体内溶解氧含量较高的条件下，可有效提升水域生物生命力、繁殖力与对细菌病毒的抵抗能力［7］；相反则会降低水域生物的生命力与繁殖力等。亚硝酸盐易溶于水，是影响水体质量的主要污染物［8］，其含量升高是导致水域生物生活环境质量下降的主要因素。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 锈斑蟳 锈斑蟳购自南海海域周边的某水产品市场，锈斑蟳均要保障附肢齐全、活力强，并且胸甲宽和长分别为（120±20）mm、（55±10）mm，体重为（210±30）g的个体，暂养于海水内，且在海水中充入氧气，运至研究所备用。

1.1.2 海水 所用海水均为南海海域海水，采用400目筛绢对海水进行过滤处理［9］，并通过曝气1 d后的自来水与海水晶调盐度至32‰后待用。

1.1.3 饵料 锈斑蟳所食用饵料为在水产品市场购买的牡蛎，需确保牡蛎新鲜度，食用前需人工去壳。

1.2 方法

研究分为两个组，分别为溶解氧组与亚硝酸盐组。观察周期均为30 d，锈斑蟳卵孵育过程中具有抱卵孵化的特征［10］，抱卵完成时间与孵化完成时间相同［11］。锈斑蟳的卵孵育时间定义为由锈斑蟳产卵至孵化完成为止。

1.2.1 溶解氧对锈斑蟳卵孵育时间的影响 购买5个尺寸相同的塑料桶用于储存海水，尺寸为80 cm×60 cm×45 cm，桶内海水高度为25 cm，桶内安装7个网篮，各网篮内养殖1只锈斑蟳。通过亚硫酸钠降低海水溶解氧浓度，利用散气石气量调节溶解氧浓度，分为5个等级，分别为12、8、4、2、1 mg/L，误差控制在0.2 mg/L范围内。

确定海水的温度、盐度以及pH。以2 h为时间间隔，采用溶氧仪确定海水溶解氧浓度［12］，确保锈斑蟳卵孵育过程中海水溶解氧浓度的稳定性。观察锈斑蟳的存活情况及卵孵育时间，并详细记录。

研究前3 d，每半小时观察1次；第四天至第七天每2 h观察1次；第八天开始每6 h观察1次。饵料投食时间为每天8：00，每次投喂量为8 g/只。每日换水1次，换水时将海水调节至相应溶解氧溶度。

1.2.2 亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育时间的影响 将亚硝酸盐浓度设定为7个等级，分别为400、200、100、50、25、10、0 mg/L，不同浓度亚硝酸盐的海水内养殖5只锈斑蟳。亚硝酸盐浓度是以采集的自然海水内亚硝酸盐浓度为基础，利用亚硝酸钠进行调节［13］。不同亚硝酸盐浓度等级中，海水温度、盐度、pH以及溶解氧浓度均保持一致。

研究前3 d，每半小时观察1次；第四天至第七天每2 h观察1次；第八天开始每6 h观察1次。饵料投食时间为每天8：00，每次投喂量为8 g/只。每日换水1次，换水时将海水调节至相应溶解氧溶度。

1.3 数据分析

以溶解氧浓度与亚硝酸盐浓度为自变量，锈斑蟳卵孵育时间为因变量，通过式（1）至式（3）曲线拟合：

[H=aYb]                                     （1）

[H=aY-δb]                             （2）

[H=aY-δ]                              （3）

式中，[H]和[Y]分别表示锈斑蟳产卵至孵化所需时间和卵孵育期间的溶解氧浓度均值/亚硝酸盐浓度均值，[a]和[b]分别表示常数与生物学零度，[δ]表示1个偏移量，用于调整[Y]对[H]影响的起始点。

作为冥函数表达式，式（1）中[a]、[b]分别发挥调节振幅与描述曲线曲度的功能［14］；式（2）中被定义为生物学零度；式（3）能够定义为是式（2）中[b]为-1条件下的表达式。

式（1）至式（3）中，锈斑蟳产卵至孵化所需的时间均满足正态分布，标准差为[σ]。各式内参数均通过最大可能性法确定［15］。不同公式中AIC（Akaike信息标准）值最小公式即为用于分析溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育时间影响的最优公式。

数据均采用SPSS12.0软件进行单因子方差分析与多重对比。将P小于0.05定义为不同溶解氧/亚硝酸盐浓度间差异显著，通过Sigmaplot 10完成拟合曲线作图。

2 结果与分析

2.1 溶解氧对锈斑蟳卵孵育时间的影响

不同溶解氧浓度条件下锈斑蟳卵孵育时间均值的变化情况如表1所示。随着海水中溶解氧浓度的提升，锈斑蟳卵孵育时间逐渐下降。当海水中溶解氧浓度为1 mg/L时，锈斑蟳3 d死亡，即未能孵育；而海水中溶解氧浓度为12 mg/L时，锈斑蟳卵孵育时间达11.25 d。同时，在溶解氧浓度为1 mg/L的条件下，锈斑蟳活动量较低，并且对所投喂的饵料食用较少3 d死亡；在溶解氧浓度为12 mg/L的条件下，锈斑蟳腹部的抱卵块脱落效率较快。

不同溶解氧浓度条件下锈斑蟳卵孵育时间均值方差分析结果如表2所示。溶解氧浓度对锈斑蟳卵孵育时间的影响差异显著（P＜0.05）。

溶解氧浓度与锈斑蟳卵孵育时间的相关性如图1所示。图1所示为式（1）和式（3）的拟合曲线与观察值分布情况。当溶解氧浓度为2～12 mg/L时，锈斑蟳均可正常孵育。同时，海水中溶解氧浓度越高，锈斑蟳卵孵育时间越短。

利用式（1）至式（3）模拟计算，由于式（3）为式（2）在特定情况下公式描述，因此忽略式（2），得到：

[D=154 758.95T-2.85σ=1.22， AIC=219.52]           （4）

[D=154.19T-15.79σ=0.83， AIC=198.93]                （5）

式（5）所得的AIC为198.93，低于式（4）的结果，得到式（3）描述海水内溶解氧浓度与锈斑蟳卵孵育时间均值相关性的最优模型。

2.2 亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育时间的影响

不同亚硝酸盐浓度条件下锈斑蟳卵孵育时间均值的变化情况如表3所示。7组亚硝酸盐浓度梯度条件下，除浓度为400 mg/L时外，锈斑蟳卵均能正常孵育。方差分析结果显示，在亚硝酸盐浓度分别为25、50、100、200 mg/L的条件下，锈斑蟳卵孵育时间具有明显差异（P＜0.05）。而亚硝酸盐浓度分别为0、10 mg/L的条件下，锈斑蟳卵孵育时间均值未产生明显差异（P＜0.05）。

从图2中可以看出，亚硝酸盐浓度与锈斑蟳卵孵育时间具有非线性特征，在亚硝酸盐浓度低于25 mg/L的条件下，锈斑蟳卵孵育时间变化并不明显；而在亚硝酸盐浓度高于25 mg/L的条件下，锈斑蟳卵孵育时间变化明显。

2.3 亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育阶段持续时间的影响

锈斑蟳卵孵育可分为卵裂期、囊胚期、原肠期、无节幼体期、原溞状幼体期。以0、50和200 mg/L浓度为例，分析不同亚硝酸盐浓度对锈斑蟳卵孵育各阶段的持续时间产生一定影响，不同亚硝酸盐浓度对锈斑蟳卵孵育各阶段的持续时间结果如图3所示。

1）锈斑蟳卵处于卵裂期时，不同亚硝酸盐浓度对锈斑蟳各期卵发育持续时间的影响不存在显著差异（P＞0.05）；10、50、200 mg/L浓度的持续时间分别为22、29、34 h。

2）锈斑蟳卵处于囊胚期时，亚硝酸盐浓度为10和50 mg/L时，锈斑蟳卵孵育持续时间分别为35和37 h，差异不显著（P＞0.05）；而亚硝酸盐浓度为200 mg/L时锈斑蟳卵孵育持续时间为51 h，与亚硝酸盐浓度为10 mg/L时相比显著差异（P＜0.05）。

3）锈斑蟳卵处于原肠期时，亚硝酸盐浓度为10和50 mg/L时，锈斑蟳卵孵育持续时间分别为52和54 h，差异不显著（P＞0.05）；而亚硝酸盐浓度为200 mg/L时锈斑蟳卵孵育持续时间为68 h，与前两者相比显著差异（P＜0.05）。

4）锈斑蟳卵处于无节幼体期时，亚硝酸盐浓度为10 和50 mg/L时，锈斑蟳卵孵育持续时间分别为67和72 h，差异不显著（P＞0.05）；而亚硝酸盐浓度为200 mg/L时锈斑蟳卵孵育持续时间为92 h，与前两者相比存在显著差异（P＜0.05）。

5）锈斑蟳卵处于原溞状幼体期时，亚硝酸盐浓度为10和50 mg/L时，锈斑蟳卵孵育持续时间分别为126和133 h，差异不显著（P＞0.05）；而亚硝酸盐浓度为200 mg/L时锈斑蟳卵孵育持续时间为147 h，与前两者相比显著差异（P＜0.05）。

综上所述，亚硝酸盐浓度低于200 mg/L的条件较为适合锈斑蟳卵孵育，同时当亚硝酸盐浓度低于50 mg/L时，锈斑蟳卵孵育各阶段的持续时间较短。亚硝酸盐浓度对于锈斑蟳卵孵育持续时间产生显著影响。

2.4 溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育率的影响

溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育率的影响如表4、表5所示。在溶解氧浓度为8 mg/L的条件下，锈斑蟳孵化率产生明显变化；在溶解氧浓度为1 mg/L的条件下，锈斑蟳卵无法正常孵化，3 d死亡。在亚硝酸盐浓度为25 mg/L的条件下，锈斑蟳孵化率开始明显变化；在亚硝酸盐浓度为400 mg/L的条件下，  2 d死亡。

3 结论

本试验研究了溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育时间的影响，溶解氧浓度对锈斑蟳卵孵育时间的影响差异显著，海水中溶解氧浓度越高，锈斑蟳卵孵育时间越短；亚硝酸盐浓度对锈斑蟳卵孵育持续时间产生显著影响。在溶解氧浓度为1 mg/L的条件下，锈斑蟳卵无法正常孵化；而亚硝酸盐浓度为200 mg/L的条件下，畸形率高达91%，而孵化率仅为4.7%。

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