多因子对斑节对虾氮磷代谢的影响

孙成波 ，李 婷 ，李义军 ，，王 平

（1.广东海洋大学水产学院，广东湛江 524088；2.广东高校热带无脊椎动物养殖工程研究中心，广东湛江 524088；3.海南省昌江南疆生物技术有限公司，海南三亚 572000）

斑节对虾Penaeus monodon俗名草虾、黑虎虾、鬼虾，是个体最大的对虾品种，广泛分布于印度洋和西太平洋的大部分海区，中国从南海到东海都有分布，是世界上最主要的养殖对虾之一，也是我国南方沿海诸省的重要养殖对象[1-2]，其生长快、食性杂、离水耐活力强，售价高，利润空间大，已日益受到养殖业者的重视。但是对虾养殖业高速发展的同时，其养殖水体中未被对虾利用而存留于池塘中的大量富集的氨氮、无机磷、有机质等，造成了池塘和近海水域的富营养化[3]。国内关于这方面的研究有李松青等[4]的摄食对凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei氮磷排泄率的影响，宋协法等[5]的温度和盐度对凡纳滨对虾氮磷排泄率的影响，王兴强[6]的凡纳滨对虾生长和生物能量学的初步研究，刘鹏[7]的温度和盐度双因子交互作用对凡纳滨对虾生长、代谢的影响研究。本文从温度、体重、盐度、pH和摄食状态等多个因子对斑节对虾N、P排泄率的影响展开研究，探索斑节对虾的一些重要生理生态学规律，研究斑节对虾代谢强度的变化，为养殖生产上投饵和水质管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验用斑节对虾均来源于海南三联对虾养殖基地的斑节对虾池塘，为健康活泼的个体，在设计的温度、盐度和pH下驯养5 d，并于实验前停食2 d。实验用海水取自三联基地蓄水池。

1.2 温度和体重对N、P释放率的影响

实验于5 L小桶中进行，每个小桶中各放2尾虾、1 L海水，实验温度设20℃、25℃和30℃3个梯度，体重设3个规格，各温度体重条件下均设3组平行，同时设置空白实验对照，实验在白天持续6 h，实验过程中使用恒温电热棒控制温度，实验盐度为17、pH为8.5。实验结束后测定水中的无机磷、亚硝酸氮、硝酸氮和氨氨的含量。

1.3 盐度对N、P释放率的影响

在盐度10～31范围内设置10、17、24、31等4个梯度，用蒸馏水和海盐加正常海水配制不同盐度的海水。实验水温为25℃、pH为8.5，对虾平均体重为(6.723±0.035)g，每一盐度下设置3个重复，实验持续6 h。

1.4 pH对N、P释放率的影响

在 pH 为 7.5～9.0 范围内设置 7.5、8.0、8.5、9.0 等 4 个梯度，用 Na2CO3、NaHCO3、HCl调配不同 pH 值的海水。实验水温为25℃、盐度为17，对虾平均体重为(6.730±0.032)g，每个pH条件下设置3个重复，实验持续6 h。

1.5 摄食状态对N、P释放率的影响

饥饿2 d后的对虾投喂配合饲料，停止摄食后立即进入实验。实验水温为25℃、盐度为17、pH为8.5，对虾平均体重为(6.719±0.033)g，设置3个重复，实验持续6 h。

1.6 理化因子的测定

2 结果与分析

2.1 温度和体重对N、P释放率的影响

随温度的上升，斑节对虾磷的释放率降低，亚硝酸氮、氨氮的释放率有所提高，硝酸氮的释放率在25℃时最高。经方差分析，在20～30℃范围内，温度对斑节对虾磷、亚硝酸氮的释放率影响显著(P＜0.05)，对硝酸氮、氨氮的释放率影响极显著(P＜0.01)，见表1。

随体重的增加，斑节对虾磷、硝酸氮的释放率下降，而亚硝酸氮、氨氮的释放率上升。经方差分析，体重对磷、亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮的释放率影响极显著(P＜0.01)，见表1。

表1 不同温度下不同体重的斑节对虾N、P的释放率变化Tab.1 The changes of N,P release rates in P.monodon at different temperatures and weights

2.2 盐度对N、P释放率的影响

随盐度的增加，斑节对虾磷、亚硝酸氮的释放率提高，而硝酸氮、氨氮的释放率均降低。经方差分析，盐度对磷、亚硝酸氮释放率的影响显著(P＜0.05)，对硝酸氮、氨氮释放率的影响极显著(P＜0.01)，见表2。

表2 不同盐度条件下斑节对虾N、P的释放率变化Tab.2 The changes of N,P release rates in P.monodon at different salinity

2.3 pH对N、P释放率的影响

随pH的增加，斑节对虾磷的释放率明显下降，亚硝酸氮、氨氮的释放率在pH为8.5时达到最大，后又呈下降趋势，硝酸氮的释放率在pH为8.0时达到最小，后又呈上升趋势。经方差分析，pH对磷、亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮释放率的影响均极显著(P＜0.01)，见表3。

表3 不同pH值条件下斑节对虾N、P的释放率变化Tab.3 The changes of N,P release rates in P.monodon at different pH

2.4 摄食状态对N、P释放率的影响

摄食状态对斑节对虾的代谢有明显的影响。摄食组的磷、亚硝酸氮、硝酸氮和氨氮释放率均极显著大于饥饿组(P<0.01)。摄食配合饲料，饱食状态下磷、亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮的释放率比饥饿状态下分别提高了143.07%、420.0%、78.55%、71.74%见表4。

表4 不同摄食状态下斑节对虾N、P的释放率变化Tab.4 The changes of N,P release rates in P.monodon under feeding and fasting

3 讨论

3.1 温度和体重与氮磷释放率的关系

随温度的上升，斑节对虾亚硝酸氮、硝酸氮、氨氮的释放率均有所提高，这说明随着温度的升高，对虾同其他变温动物一样，组织器官的活动性提高，体内的各种生化反应速度加快，致使呼吸和代谢加快，对能量的消耗增大，这与其他学者的研究结果相似[9-11]，但其对磷的释放率下降，这与其他虾类磷的代谢情况是相反的，其原因还无法解释，有待深入探讨。

随着体重的增加，斑节对虾磷、硝酸氮的释放率极显著下降。而其亚硝酸氮、氨氮的释放率是与体质量呈正相关的，这与林小涛等[12]在罗氏沼虾Macrobrachium rosenbergii亲虾的能量代谢研究过程中，发现罗氏沼虾的NH3-N排泄率与体质量呈曲线负相关的结果是不同的。这可能是因为随着斑节对虾体重的增长，其摄食量与能量代谢均大于其他对虾。

3.2 盐度对氮磷释放的影响

当外界盐度发生变化时，对虾通过改变代谢状况，借助于离子调节和细胞内游离氨基酸库的启动或关闭，调节体内的渗透浓度，实现有机体与海水之间的水交换以及细胞和组织之间的水分平衡，以适应不同的盐度环境[13-14]。Dallavia[15]曾报道小长臂虾Dalaemonetees antennarius在体液达到等渗点时，其耗氧率最小，此时代谢所需要的能量也是最少的。对虾在不同盐度下的耗氧率和排氨率也与其对该盐度的适应情况有关[15-16]。施正峰等[17]也证明淡水生活的日本沼虾Macrobrachium niponense在盐度3时其代谢和排泄耗能最少，因而有利于提高摄食能量的利用率。

本实验在盐度10～31范围内进行，随着盐度的升高无机磷、亚硝酸氮的释放量增大。这是由于斑节对虾对盐度的适应范围为5～25，且越接近10生长越快，故当对虾处于最适盐度范围时能量消耗减少，摄入能量的利用率提高，无机磷、亚硝酸氮的释放量少。

氨氮释放率随盐度的改变说明蛋白质的代谢情况。CHEN等[18-19]和LEI等[20]报道日本囊对虾Marsupenaeus japonicus、中国对虾Fenneropenaeus chinensis和斑节对虾在5～35的盐度范围内，排氨率随盐度下降而增大，并认为由于外界环境渗透压的减少，导致虾体内自由氨基酸的浓度提高。SPAARGAREN[21]提出在低盐环境下，日本囊对虾渗透液的NH4+浓度随着尿素产物的增加而升高，NH4+主要是替代碱离子Na+和K+，董双林等[16]也报道过日本沼虾存在着离子泵作用。CHEN等[19]证实中国对虾(0.76±0.05)g在盐度15～30之间的尿素排泄量随盐度的升高而增大。本实验斑节对虾在盐度10～31范围内氨氮释放率随盐度的下降而增加，表明蛋白质的代谢强度随盐度的下降而增大。这说明斑节对虾可能具有上述的离子调节机制。

3.3 pH对氮磷释放的影响

虾池水正常pH范围为7.5～8.5，最理想范围为8.0～8.6。当pH过高时，虾体氨氮代谢增加，会使水中的氨氮量增加，使水体恶化，不利于虾体生长。而当pH过低时，虾体血液中pH也会下降，血液中氧的分压降低，造成运输氧气的蛋白质功能障碍，使虾组织细胞内缺氧，造成虾的呼吸困难，吃食量减少，严重时引起死亡，还会引起硫化氢含量增加。同时，pH的高低与氮磷的排泄也存在一定的联系。

由表3可知，随着pH的增加，斑节对虾磷的释放率明显下降，亚硝酸氮、氨氮的释放率在pH为8.5时达到最大，后又呈下降趋势，硝酸氮的释放率在pH为8.0时达到最小，后又呈上升趋势。目前关于pH对氮磷释放的作用机制的研究较少，还有待进一步的研究探讨。

3.4 摄食状态对氮磷释放的影响

摄食水平是影响虾类生长和能量收支的一个重要因素。摄食引起的代谢增加称为特殊动力作用，也称为体增热，表现为体热的增加，是在摄入的食物转化为体内可利用的能源物质过程中的能量消耗。由于特殊动力作用主要是蛋白质代谢引起的，食物中的蛋白质含量对体增热具有相当大的影响，摄食高蛋白质食物的代谢率大于摄食低蛋白质食物的代谢率。NELSON等研究表明罗氏沼虾稚虾有特殊动力作用，认为摄食颤蚓后的代谢率比标准代谢率增加39.4%，摄食2种配合饲料的代谢率比标准代谢率分别增大了19.7%和7.1%。张硕等[23]认为中国对虾摄食沙蚕和配合饲料的耗氧率比饥饿状态时分别增大8.319%和2.913%，而排氨率分别增大131.8%和93.6%，明显看出排氨率的增加大于耗氧率的变化，反映出中国对虾的特殊动力作用主要是蛋白质代谢造成的，而且动物饵料的特殊动力作用大于配合饲料。

本实验研究发现，摄食状态斑节对虾的氮磷代谢极显著大于饥饿组(P<0.01)。摄食组的斑节对虾在摄食后氮磷释放率明显提高，这一增加的部分称外源氮、磷排泄率，外源氮、磷排泄率主要受到食物的营养组成、日粮水平和投饲方式等的影响。李松青等[4]在研究摄食对凡纳滨对虾耗氧率和氮、磷排泄率的影响时，发现凡纳滨对虾摄食后的氮排泄率平均升高40%以上。吴立新等[24]在研究饥饿和再投喂对日本囊对虾代谢率的影响时，发现日本囊对虾在饥饿时，完全靠消耗自身的蛋白质来维持生命，其代谢降低。这些结论均与本实验研究结果相符。

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