尼罗罗非鱼对碳酸盐碱度耐受性研究

王艳玲, 赵岩, 陈铭, 施郁松, 徐俊, 李帅帅, 唐首杰, 赵金良

王艳玲, 赵岩, 陈铭, 施郁松, 徐俊, 李帅帅, 唐首杰, 赵金良. 尼罗罗非鱼对碳酸盐碱度耐受性研究[J]. 南方水产科学, 2021, 17(5): 71-78. DOI: 10.12131/20210043
引用本文: 王艳玲, 赵岩, 陈铭, 施郁松, 徐俊, 李帅帅, 唐首杰, 赵金良. 尼罗罗非鱼对碳酸盐碱度耐受性研究[J]. 南方水产科学, 2021, 17(5): 71-78. DOI: 10.12131/20210043
Yanling WANG, Yan ZHAO, Ming CHEN, Yusong SHI, Jun XU, Shuaishuai LI, Shoujie TANG, Jinliang ZHAO. Study on carbonate alkalinity tolerance of Nile tilapia (Oreochromis niloticus)[J]. South China Fisheries Science, 2021, 17(5): 71-78. DOI: 10.12131/20210043
Citation: Yanling WANG, Yan ZHAO, Ming CHEN, Yusong SHI, Jun XU, Shuaishuai LI, Shoujie TANG, Jinliang ZHAO. Study on carbonate alkalinity tolerance of Nile tilapia (Oreochromis niloticus)[J]. South China Fisheries Science, 2021, 17(5): 71-78. DOI: 10.12131/20210043

尼罗罗非鱼对碳酸盐碱度耐受性研究

基金项目: 国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项 (2020YFD0900400);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系资助 (CARS-46);国家自然科学基金项目 (31602128)
详细信息
    作者简介:

    王艳玲 (1996—),女,硕士研究生,研究方向为鱼类遗传育种。E-mail: 250883580@qq.com

    通讯作者:

    赵 岩 (1983—),男,博士,讲师,从事水产动物遗传育种与繁殖研究。E-mail: y_zhao@shou.edu.cn

  • 中图分类号: S 917.4

Study on carbonate alkalinity tolerance of Nile tilapia (Oreochromis niloticus)

  • 摘要: 该研究以2种规格 [ 大:(21.56±0.27) g,小:(5.92±0.03) g] 的尼罗罗非鱼 (Oreochromis niloticus) 幼鱼为研究对象,采用碳酸氢钠 (NaHCO3) 分别配制不同浓度的碳酸盐碱水体进行3种胁迫实验:1) 将鱼由淡水直接移入碳酸盐碱度为30或22 g·L−1的水体中进行高浓度碱胁迫致死;2) 将鱼由淡水直接移入碳酸盐碱度为6~10 g·L−1的不同碱度组水体中进行96 h急性碱胁迫;3) 分别以+2、+4和+6 g·(L·d)−1的每日碱度增加进行慢性碱驯化,探索其对碳酸盐碱度的耐受能力。结果表明,尼罗罗非鱼急性胁迫96 h的半致死碱度为6.25~9.01 g·L−1,其耐碱能力虽弱于青海湖裸鲤 (Gymnocypris przewalskii) 等耐高碱鱼类,但仍强于大多淡水养殖鱼类;在幼鱼阶段,体质量增加3倍以上的尼罗罗非鱼对碳酸盐碱胁迫的耐受性显著增强;养殖中可通过2 g·(L·d)−1的每日碱增加对罗非鱼进行碱驯化;互补重对数模型较好地拟合急性碱胁迫下“时间-碱度-死亡率”间关系。
    Abstract: In this study, we examined the tolerance to carbonate alkalinity of two sizes of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) [Large: (21.56±0.27) g, Small: (5.92±0.03) g]. Different carbonate-alkalinity solutions were prepared with NaHCO3 to carry out the experiment: 1) The fish were directly transferred from fresh water to 30 or 22 g·L−1 carbonate alkalinity solutions to determine the mortality. 2) The fish were acutely exposed to different carbonate alkalinity solutions ranging from 6 to 10 g·L−1 for 96 h. 3) For chronic alkaline acclimation experiments, the carbonate concentrations increased gradually at three levels of +2, +4 and +6 g·(L·d)−1. The results show that the half lethal alkalinities of Nile tilapia under acute stress for 96 h ranged from 6.25 to 9.01 g·L−1. The alkaline tolerance of Nile tilapia was weaker than that of fish which adapt to extreme alkaline environment (e.g. Gymnocyprinus przewalskii), but it was still stronger than that of most freshwater cultured fish. At juvenile stage, the tolerance of Nile tilapia to carbonate stress was significantly enhanced when its body mass increased more than three times. Nile tilapia can be acclimated by daily alkaline increment of 2 g·L−1. The relationship of "time-alkalinity-mortality" under acute alkaline stress can be well fitted by complementary log-log model.
  • 近年来,广西海水养殖业得到了长足发展,海水养殖业的快速发展不仅改善了人们的食物结构,丰富了城乡居民的菜篮子,而且对发展渔区经济,增加渔农民收入发挥了巨大的作用,已成为农业经济增长的一个新亮点。

    广西海岸线长1 595 km,沿岸岛屿约700个,岛屿岸线长600余km。潮间带滩涂面积10万hm2,适宜水产养殖的面积约6.7万hm2。20 m等深线以内浅海面积65万hm2,适宜水产养殖的面积约57万hm2。水域滩涂生物资源丰富,盛产对虾Penaeus、锯缘青蟹Scylla serrata、马氏珠母贝Pinctada martensii、近江牡蛎Crassostrea rivularis、文蛤Meretrix meretrix及赤点石斑鱼Epinephelus akaara、真鲷Pagrosomus major、二长棘鲷Parargyrops edita、银鲳Pampus argenteus等主要经济种类,发展海水养殖业条件十分优越。从20世纪90年代开始,在“以养为主”的方针指导下,实施包括旨在发展海水养殖在内的“种子工程”和“万水工程”等经济战略下,坚持面积、产量、质量和效益并重,海水养殖业得到快速、稳步发展。

    2004年,全区海水养殖面积达6万多hm2,是1994年的3.6倍。其中陆基池塘养殖约2万hm2,滩涂养殖3万多hm2,占近期可开发滩涂总面积的45%;浅海开发约1万hm2,占适宜开发利用面积的3%。充分发挥资源优势,潮上带、潮间带和浅海开发同步发展,养殖热潮有增无减。大批养殖户通过发展养殖生产走上了致富之路。

    为适应市场需要,在稳定常规品种养殖的同时,扩大名优品种养殖。养殖品种发展到30多个,主要有对虾(长毛对虾Penaeus penicillatus、斑节对虾P.monodon、日本对虾P.japonicus、南美白对虾P.vannamei)、文蛤、近江牡蛎、马氏珠母贝、泥蚶Tegillarca granosa、海湾扇贝Argopecten irradians、栉江珧Pinna pectinata Linnaeus、大獭蛤Lutria maxima、中华乌塘鳢Bostrichthys sinensis、大弹涂鱼Boleophthalmus pectinirostris、真鲷、美国红鱼Sciaemops ocellatus、赤点石斑鱼、红鳍笛鲷Lutjanus erythropterus、真鲷、黄鳍鲷Sparus lctus、黑鲷S.macrocephalus、鲈鱼Lateolabrax japonicus、军曹鱼Rachycentron canadum、鲻鱼Mugil cephalus等。养殖品种的多样化和优质化丰富了消费市场,满足了人们生活需求。

    养殖模式主要推广混养、轮养、立体吊养、网箱养殖、深水礁体养殖以及对虾高位池养殖、珍珠深水育珠技术、贝类增养殖等养殖模式。海水养殖由岸边、滩涂养殖向浅海养殖推进,由单一养殖向立体养殖的深度和广度发展,逐渐形成鱼、虾、蟹贝全面发展的格局。

    形成了以对虾、珍珠、近江牡蛎、文蛤、泥蚶、名贵鱼类6大主导产品的海水养殖基地。1.3 hm2以上的规模养殖户达712户,面积6 200 hm2,占养殖总面积的10%;其中6.7 hm2以上的规模养殖户有75户。北海工厂化养殖基地面积已达30万m2,10 m等深线内深水养殖大獭蛤、栉江珧等面积达4 000 hm2;钦州建成了广西最大的近江牡蛎养殖基地,其中七十二泾近江牡蛎浮筏串式高密度养殖近1 500 hm2,形成集观光、生产于一体的海洋牧场。

    2004年育出各种鱼、虾110亿尾,比1994年增长了9倍。对虾育苗场近100家,育苗水体达10万m3,年育苗量109亿尾,完全能满足广西对虾养殖生产的需要。近江牡蛎自然采苗2.5亿只,不但满足广西养殖需要而且部分苗种运销区外。

    随着沿海地区经济的迅速发展,城市毗连的海域、港口、海湾、河流入海口,岸线海域的水质已受到不同程度的污染,并有继续发展的趋势。工业废水、城市生活污水和大量富含有机质、无机氮和磷及有机农药的农业污水随泾流进入近海水域,致使养殖水质恶化,严重地影响养殖种类的生存和生长。另一方面是养殖自身水环境的污染,养殖过程中的残饵、化肥、消毒药品等,特别是残饵中的蛋白质、氮和磷未经科学处理就直接排放到海区水环境中,易引起海水的富营养化,滋生病原;大量新增加的养殖设施使养殖区及其毗邻水域场发生改变,养殖设施的屏障效应使流速降低,影响了营养物质的输入和污物的输出,使陆源污染物得不到及时的稀释扩散,滞留在养殖水域。

    渔业管理虽然推行了养殖证制度,但养殖开发利用仍然处于无序状态。养殖水域滩涂规划滞后,养殖规模的盲目扩大与海区养殖容量相对有限的问题仍严重。目前海水养殖规模大小大都是人为盲目决定,或由市场单一引导,缺乏有科学依据的政策性宏观调控,养殖生产往住一哄而上。近江牡蛎、马氏珠母贝养殖近年来连续发生死亡,2005年早造的对虾养殖发病率超过五成。海上近江牡蛎筏吊养殖过密,也将直接危害到一些名贵物种的繁衍生长,发展无序化的弊病,已显端倪。

    近年来,水产种苗培育偏重数量、不讲质量;不重视选育,由于近亲繁殖,种质退化严重,导致养殖性能严重衰退,生长减缓,个体小型化,抗逆性减弱。缺少高产抗逆的优良品种和高产值养殖对象,优质种总量比例小,产量、质量提高缓慢。

    在不同生态类型海区养殖中,普遍存在养殖种类结构不合理现象,池塘对虾、滩涂贝类养殖中,养殖种类或类群单一问题由来已久。养殖生物量严重超过环境负荷,进行掠夺式养殖。结构单一的密集养殖,使生态系统能量和物质由于超支而贫乏,造成循环过程紊乱和生态失衡,致使某些污损、赤潮和病原生物异常发生,极易引发病害的发生和流行。

    虾病流行,贝类发病减产,形势严峻。暴发性、流行性疾病频繁发生,病毒性疾病类型愈来愈多,非病原性疾病愈来愈突出,病原耐药性越来越强,水产养殖病害不断发生、蔓延。养殖生态、疾病与环境和营养的关系研究不够,短期内难以提出普遍有效的技术措施,使生产难以持续增长。

    从业者养殖技术参差不齐,科技应用水平偏低。科研手段落后,科技不能满足生产快速发展的要求,许多领域滞后于生产。在水产养殖发展前途的重大关键技术方面,科技的先导作用不能充分发挥。良种引进更新换代步伐不快,科研所必需的仪器设备不能及时配置,致使试验手段无法更新,长期处于落后状态等等,影响了科学研究的深度和精度。

    国际、国内消费市场对水产品的质量安全性都有了很高的认识和要求,而目前的养殖生产环境、产品质量标准、投入品及药残监控等方面与国际市场的要求尚有一定差距,提高养殖产品的食用安全性、使产品更好地进入国内外市场显得格为迫切。

    由于科研经费的缺乏,制约了渔业资源和渔业生态环境的基础性调查。缺乏常规性、基础性的调查和监测数据,渔业统计资料不规范、不完整,严重影响了渔业决策的科学依据和理论基础,致使生产带有一定的盲目性,难以科学、合理、有效地利用海洋渔业资源。

    加强海洋环境的保护,要用法律手段来控制和治理养殖水域污染,处理好养殖发展与保护资源和生态环境的关系,保证养殖资源的合理和永续利用。对于陆源污染的治理,要重点放在污染形成的前端,增加污水和废渣的处理能力,控制污染物入海量。要用法律手段对重点排污河流、临海城市和直接排污入海的大、中企业进行重点管理,规定其污水处理率和排放达标率,以控制工业废水、生活污水等的排放,要改变人们长期以来形成的,只知开发利用、不知保护海洋的观念。调整优化养殖结构,改进养殖技术,提高饲料质量,科学养殖,养殖污水经过净化处理后再排放等措施,把水产养殖自身污染降低到最低程度。

    加强对养殖容量研究,科学地确定各养殖品种的养殖负荷量,制订科学的养殖规划、养殖布局,确定适宜合理的养殖规模。调整现有的区域结构、品种结构和养殖方式等。调整养殖布局,将过度密集的近岸养殖转移到外海,大力发展深水抗风浪网箱及深水养鱼。把以前在潮间带及水面上进行的养殖转移到水面以下,发展海珍品底播养殖及沉箱养殖。合理搭配养殖品种,实施立体生态养殖,提高水域利用率。营造海底森林,大力发展海洋牧场、增殖渔业、人工鱼礁、围海养殖,形成深海海洋牧场产业带、外海抗风浪网箱养殖产业带、近海筏式养殖产业带、潮间带海珍品养殖产业带、滩涂池塘养殖产业带、观光及休闲渔业产业带、陆上工厂化养殖产业带等优势产业带,拓展新的发展空间,增加新的发展活力。

    加快水产原良种繁育基地建设,完善水产苗种供应体系。做好种苗提纯复壮,培养性状好、抗病力强的品种,实现养殖良种化。通过引进、繁育、提纯、复壮,开发一大批生产性状优良、经济价值较高的名优新品种。增加名特优新品种比重,从而调整、优化养殖品种结构。抓好苗种生产许可证的年审和新证换发工作,并加大水产苗种生产及流通的监管和执法检查力度,促使苗种生产和销售健康、有序地进行。

    随着水产养殖向高密度、高产方向发展,防治病害将越来越重要,要重视和加强病害防治工作。贯彻以防为主的原则,科学养殖,减少病害发生。应从长远来规划水产养殖的发展基地,制定相应的环保措施。组织科研力量,对重大流行病实行多单位联合攻关,提高科技应变能力,满足生产需要。健全基层水产科技推广网络,发挥基层科技人员的作用,尤其要强化镇级技术干部的培训,发挥其骨干作用。做好种苗的检疫及渔用药物的监检工作,严格把关;积极研究和探索生态防治技术,从水质调控人手,防治水产动物的疾病。

    利用国内外现有科研成果,迅速转化为生产力,提高水产养殖的科技含量。依靠科技进步,推广优良品种和先进养殖技术。加强技术培训,开展多种形式的养殖技术培训班、现场调查会、交流会,提高养殖业从业人员的养殖技术。

    加强对苗种、饲料、渔药等生产投入品的监督管理,确保投入品的质量。推广健康养殖技术,推进无公害水产养殖基地建设。建立健全渔业质量标准体系,积极推行HACCP、欧盟等国际通行的水产品质量标准。抓好无公害养殖技术推广,全面推行无公害生产。逐步推行养殖场注册、养殖生产日志、渔药使用记录、产品标识、苗种检疫、环境监测、药残抽捡等制度。

    加强渔业资源调查和监测及渔业环境监测,制订科学的渔业规划、渔业布局,确定适宜合理的渔业规模,走科技兴渔和科技管理结合的道路,做到渔业资源与海区水交换能力、渔业作业模式和技术与品种结构间的平衡协调发展,实现海洋渔业资源的可持续开发利用。

    加大渔业法制建设,认真贯彻《渔业法》及涉渔法律法规,大力推行养殖许可证制度、苗种生产许可证制度,《水产品质量管理条例》等法规及标准。组织编制“水产养殖发展规划”、“养殖区划布局规划”,对养殖生产进行宏观调控和指导。水产养殖的立项上马建立严格的审批制度,养殖项目要进行“生态成本”的核算,做到未雨绸缪,达到经济发展、资源节约与环境保护的和谐和统一。同时加强对从业人员的岗位技术培训,制订水产养殖的准入制度、持证生产制度和苗种检疫制度等,走绿色养殖之路,走法制化的水产养殖之路。

  • 图  1   尼罗罗非鱼随时间-碱度变化的累计死亡率观察值

    Figure  1.   Observed value of cumulative mortality of Nile tilapia with time-alkalinity change

    图  2   互补重对数模型拟合尼罗罗非鱼随时间-碱度变化的累计死亡率

    Figure  2.   Cumulative mortality of Nile tilapia estimated by CLL model with time-alkalinity change

    图  3   尼罗罗非鱼慢性碱驯化下的累计死亡率观察值

    Figure  3.   Observed value of cumulative mortality of Nile tilapia with gradual alkalinity

    图  4   Logistic模型拟合慢性碱驯化下尼罗罗非鱼的累计死亡率

    Figure  4.   Cumulative mortality of Nile tilapia estimated by Logistic model with gradual alkalinity

    表  1   基于线性回归模型尼罗罗非鱼累计死亡率的相关性分析

    Table  1   Correlation analysis of cumulative mortality of Nile tilapia by linear regression model

    组别
    Group
    胁迫时间
    Stress time/h
    回归方程
    Regression equation
    相关系数
    Correlation coefficient
    P半致死浓度
    LC50/(g·L−1)
    大规格鱼 Large size fish96y=0.329x−2.4450.9990.0168.95
    小规格鱼 Small size fish96y=0.200x−0.7500.9980.0286.25
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    表  2   尼罗罗非鱼互补重对数模型的参数估计及其显著性检验

    Table  2   Estimated and tested parameters of complementary log-log model of Nile tilapia

    组别
    Group
    半致死浓度
    LC50/(g·L−1)
    条件死亡率模型
    Conditional mortality model
    累计死亡率模型
    Cumulative mortality model
    参数
    Parameter
    系数
    Coefficient
    标准误
    Standard error
    t 检验
    t test
    P 参数
    Parameter
    系数
    Coefficient
    大规格鱼 Large size fish 9.01 β 21.401 1 0.150 7 142.015 9 0.000 1 β 21.401 1
    γ48 −23.677 6 1.892 5 12.511 3 0.000 1 τ48 −22.710 7
    γ96 −21.714 4 3.050 7 7.117 8 0.000 1 τ96 −20.800 2
    Pearson卡方检验值 Pearson's chi square test 11.529 08<χ2 0.05=25.00,df=15,P=0.775 71>0.05
    Hosmer & Lemeshow 拟合度卡方统计量 Hosmer & Lemeshow statistic value 4.900 0<χ2 0.05=15.51,df=8,P=0.768 21>0.05
    小规格鱼 Small size fish 6.35 β 11.405 9 2.138 8 5.332 8 0.000 1 β 11.405 9
    γ48 −12.630 2 1.894 3 6.667 5 0.000 1 τ48 −11.353 7
    γ96 −10.923 7 1.814 3 6.021 0 0.000 1 τ96 −9.524 9
    Pearson卡方检验值 Pearson's chi square test 23.255 01<χ2 0.05= 25.00,df=15,P=0.107 09>0.05
    Hosmer & Lemeshow 拟合度卡方统计量 Statistic value 13.002 9<χ2 0.05= 15.51,df=8,P=0.111 75>0.05
    注:P>0.05表示模型拟合效果好。 Note: P>0.05 indicates that the model shows the best performance.
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    表  3   慢性碱驯化下尼罗罗非鱼累计死亡率相关分析

    Table  3   Correlation Analysis of cumulative mortality of Nile tilapia with gradual alkalinity

    组别
    Group
    碱度变化速度
    Rate of alkaline
    change/[g·(L·d)−1]
    成活时间
    Survival time/h
    死亡碱度下限
    Lower limit of
    dead alkalinity/(g·L−1)
    生存碱度上限
    Upper limit of
    survival alkalinity/(g·L−1)
    半致死浓度
    LC50/(g·L−1)
    相关系数
    Correlation
    coefficient
    大规格鱼 Large size fish +2 144 8.20 12.00 10.55 0.999
    +4 92 7.21 15.92 11.59 0.997
    +6 68 6.64 17.07 13.03 0.997
    小规格鱼 Small size fish +2 140 8.01 11.50 9.91 0.999
    +4 68 6.91 11.98 8.87 0.997
    +6 52 5.90 15.23 8.54 0.999
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    表  4   常见鱼类急性胁迫96 h的半致死浓度

    Table  4   96 h LC50 values of alkalinity of common fish species

    种类      
    Species      
    规格
    Size
    半致死浓度
    LC50/(mol·L−1)
    文献
    Reference
    青海湖裸鲤 Gymnocypris przewalskii (12.52±0.32) g 150.18×10−3 [13]
    达里湖高原鳅 Triplophysa dalaica (8.72±1.20) g 120.0×10−3 [13]
    威海卡拉白鱼 Chalcalburnus chalcoides aralensis 2.60~4.62 g 112.23×10−3 [14]
    大鳞副泥鳅 Paramisgurnus dabryanus (47.32±0.88) g 88.83×10−3 [13]
    黄鳝 Monopterus albus (11.82±1.51) g 75.94×10−3 [15]
    黑龙江泥鳅 Misgurnus mohoity (Dybowski) (16.3±0.53) g 72.62×10−3 [13]
    异育银鲫 Carassiusauratus gibelio (28.20±3.91) g 70.368×10−3 [16]
    达里湖鲫 Carassius auratus Linnacus (4.16±0.47) cm 63.42×10−3 [17]
    彭泽鲫 Carassius auratus var. pengzesis 3.26~3.68 g 59.87×10−3 [18]
    花鲈 Lateolabrax maculatus (3.19±0.21) cm 46.18×10−3 [19]
    叶尔羌高原鳅 Triplophysa yarkandensis 4.64~11.39 g 35.143×10−3 [20]
    欧鲇 Silurus glurnis Linnaeus (0.32±0.11)~(0.73±0.12) g 5.099×10−3 [21]
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  • 收稿日期:  2021-01-20
  • 修回日期:  2021-03-08
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  • 网络出版日期:  2021-04-18
  • 刊出日期:  2021-09-29

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