几种环境因子对萼花臂尾轮虫摄食生态的影响

黄鹤忠，顾若波，王小林，许 臣，陆建明，聂志娟，徐钢春

(1.苏州大学基础医学与生物科学学院，苏州大学水产研究所，江苏苏州215123;2.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室，江苏无锡21408;3.江苏省太湖渔业管理委员会，江苏苏州215004)

萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)隶属轮虫门(Rotatoria)、单巣纲(Monogononta)、游泳目(Ploima)、臂尾轮虫科(Brachionidae)、臂尾轮虫属(Brachionus)，广泛分布于各类淡水水体中，是最常见的一种淡水轮虫之一。它与海水中常见的褶皱臂尾轮虫(Brachionus plictilis)一样是一类重要的滤食性浮游动物，不仅是生态、环境的重要指示生物［1－2］，而且因其具有适口性好、营养丰富、适应性强、种群增长迅速、易于高密度培养、环境友好等特点被广泛用于鱼虾等水产动物的开口饵料［3］。因此，萼花臂尾轮虫具有重要的开发利用价值。但是，有关萼花臂尾轮虫的研究报道主要集中在培养技术［4］、种群变化［5］、毒性试验［6］等方面，而摄食生态方面的研究相对较少。由于摄食强度对轮虫种群的增长有重要的作用，为此，笔者研究了pH、温度、光照、饵料密度4种环境因子对萼花臂尾轮虫摄食率和滤水率的影响，以期为轮虫的规模化培养时环境条件的调控提供必要的技术参数，也为浮游动物摄食生态学理论提供一定的基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料来源及培养 萼花臂尾轮虫所用的饵料藻为椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)，由中国水产科学院黄海水产研究所提供，设置光照强度 90 μmol/(m2·s)、温度(25±1)℃、光暗时间比为12 h∶12 h(L∶D)、pH 为7.0 ～8.0，用 BG-11配方培养液在光照培养箱中逐级培养至对数增长期待用。试验用萼花臂尾轮虫为太湖采集至实验室分离纯化后采用“单克隆”方法培养后得到。将轮虫置于多个500 ml三角瓶中进行预培养，投喂椭圆小球藻密度为2×106cell/ml，培养的光照和温度条件与小球藻培养条件相同，培养用水为曝气的自来水。

1.2 方法

1.2.1 环境因子及其梯度的设计。试验设置的环境因子包括:①pH 因子。设5个梯度:5.0、6.0、7.0、8.0 和9.0，各梯度均为温度25℃、光照强度90 μmol/(m2·s)，小球藻的初始密度为3.0 ×106ind/ml;②温度因子。设4个梯度:20、25、30、35 ℃，各梯度均为 pH(7.5 ±0.45)、光照强度90 μmol/(m2·s)，小球藻的初始密度为3.0×106ind/ml;③光照强度因子。设4个梯度:黑暗，50、90、130 μmol/(m2·s)，各梯度均为温度25 ℃、pH(7.5 ±0.45)，小球藻的初始密度为3.0 ×106ind/ml;④饵料密度因子。设4个梯度:1.0 ×106ind/ml、5.0 ×106ind/ml、9.0 ×106ind/ml、13.0 × 106ind/ml，各梯度均为温度 25 ℃、pH 为(7.5 ±0.45)、光照强度为90 μmol/(m2·s)。

1.2.2 试验方法。试验前先将部分预培养的轮虫分别驯化至以上设置的各环境因子梯度条件下稳定培养3 d，并饥饿24 h后正式开始试验。每个环境因子的各梯度均设置3个平行组。各平行组的每个轮虫培养液的体积为50 ml，轮虫的初始密度为20 ind/ml，试验过程中每隔30 min调节1次pH，每隔3 h取样在显微镜下用血球计数板计数，观察轮虫密度和小球藻密度的变化情况，计算摄食率和滤水率，试验持续12 h。

1.2.3 指标的计算。采用 Schluter等［7］所使用饵料浓度差减法来计算轮虫摄食率(G)和滤水率(F):

式中，D0为试验开始时轮虫培养液中的藻密度(cell/ml)，Dt为试验开始后t时刻轮虫培养液中的藻密度(cell/ml)，Rt为t时刻轮虫培养液中的轮虫密度(ind/ml)，t为试验持续时间(h)。

1.2.4 数据统计与分析。试验数据用SPSS19.0统计软件进行组间单因子多重方差分析，P＜0.05表示组间差异显著，P＜0.01表示组间差异极显著。

2 结果与分析

2.1 pH对萼花臂尾轮虫摄食的影响 从图1～2可以看出，水体环境的pH对萼花臂尾轮虫的摄食率和滤水率都有影响，且其影响趋势是一致的，均随着培养时间的延长而降低;在各时间段，随着pH从5.0逐渐升高至8.0，萼花臂尾轮虫的摄食率和滤水率也逐渐增加至最高值(P＜0.05)，而pH达到9.0时则有所下降，这在最初3～6 h内尤为明显。试验开始后6 h 内，当 pH 为 7.0、8.0 和 9.0 时与 pH 为 5.0、6.0时差异显著(P＜0.05)，与pH为8.0时差异极显著(P＜0.01)。这说明pH 7.0 ～9.0 尤其pH 8.0 的中性略偏碱性环境比较适合萼花臂尾轮虫的摄食。

2.2 温度对萼花臂尾轮虫摄食的影响 由图3～4可知，温度对萼花臂尾轮虫的摄食率和滤水率均有显著影响，尽管均随培养时间的延长而有逐渐下降的趋势，但随温度的变化规律在各时间段均是一致的，在试验的12 h内各时间段的摄食率和滤水率大小次序均为:25℃ ＞30℃ ＞20℃ ＞35℃。当温度为35℃时萼花臂尾轮虫的摄食率和滤水率均显著低于其他温度组(P＜0.05);当温度为25℃和30℃时的滤水率均显著高于温度为20℃和35℃时(P＜0.05);6 h内的摄食率以温度为25℃和30℃时为最高(P＜0.05)。

2.3 光照强度对萼花臂尾轮虫摄食的影响 从图5～6可以看出，一方面萼花臂尾轮虫的摄食率和滤水率随实验时间的延长而逐渐降低，另一方面各时间段的滤水率和摄食率均随着光照强度(在试验的光强范围内)的增加而增大，且90和130 μmol/(m2·s)的光照强度组均显著高于黑暗组(P＜0.05)。

2.4 饵料密度对萼花臂尾轮虫摄食的影响 从图7～8可以看出，试验开始后的12 h内，尽管各试验组的摄食率和滤水率均随摄食时间的延长而下降，但同一时间段的摄食率均随饵料密度的增高而显著增加(P＜0.05)，椭圆小球藻密度为1.0×106ind/ml时的摄食率最低(P＜0.05)，而藻密度为13.0 ×106ind/ml时的摄食率最高(P ＜0.05);同一时间段的滤水率除了开始的3 h随着饵料密度上升而增加以外，6～12 h的滤水率均随着饵料密度的上升而逐渐减少。

3 讨论

生物对环境的适应性是长期进化的结果。萼花臂尾轮虫是最常见的小型淡水浮游动物，研究其摄食率和滤水率与环境因子间的相互关系，不但对了解水域生态中生物群落的消涨机理具有重要意义，而且对水产鱼类等苗种培育过程中开口饵料的规模化培养具有重要的实践指导价值。该试验结果表明，主要环境因子均对萼花臂尾轮虫的摄食生态产生影响。其中，水温为25℃和30℃时为萼花臂尾轮虫最适摄食温度，这与其种群增长的适宜温度相一致［8］;pH8.0和pH7.0～9.0分别是萼花臂尾轮虫的最适和适宜摄食pH，这与王金秋等［9］pH对萼花臂尾轮虫种群增长及繁殖的影响以及王晓清等［10］环境因子对壶状臂尾轮虫休眠卵促产和孵化的影响的试验结果相符，而与褶皱臂尾轮虫的最适pH9.0和适宜 pH8.0～9.0的摄食环境有所不同［11］，这可能是由于淡水轮虫与海水轮虫在长期的进化过程中的一种适应性表现所致。该试验结果表明，12 h内的同一时间段的萼花臂尾轮虫摄食率均随饵料密度的增高而显著增加(P＜0.05)，其对椭圆小球藻密度13.0×106个/ml的摄食率达到最高(P＜0.05)，滤水率除了开始的3 h随着饵料密度上升而增加以外，6～12 h的滤水率均随着饵料密度的上升而逐渐减少。这一结果与不同起始微藻密度对褶皱臂尾轮虫幼虫滤水率影响的试验结果相似，但比褶皱臂尾轮虫幼虫最高摄食率的小球藻密度为1.0×104ind/ml的试验结果［12］高10倍左右，这除了由于其他环境条件、轮虫发育时期等的不同而产生影响以外，萼花臂尾轮虫的摄食强度是否大于褶皱臂尾轮虫还有待进一步验证。该试验结果还表明，提高光照强度(最高光强130 μmol/(m2·s))有利于促进萼花臂尾轮虫的滤水率和摄食率，这与光照对褶皱臂尾轮虫滤水率和摄食率［11］的研究结果相似，表明作为趋光性浮游动物的轮虫，光照充足的水体表层区域是其适宜的摄食环境，但是否光强愈高愈有助于其摄食还需进一步研究。

此外，在该试验的4种环境条件下，萼花臂尾轮虫的摄食率和滤水率均会随培养时间的延长而逐渐降低，这与葛雅丽等［13］研究不同藻类饵料密度对不同品系萼花臂尾轮虫摄食强度随着培养时间的延长而下降的试验结果一致。Navarro［14］研究则表明褶皱臂尾轮虫在培养1 h后的滤水率和摄食率均显著降低，但此后则都保持不变;而圆形臂尾轮虫的滤水率和摄食率不随培养时间发生显著变化。产生这种现象的可能原因是轮虫由试验开始时的饥饿状态逐渐变为饱食状态，摄食活动也随之减少所致。这说明萼花臂尾轮虫存在摄食节律，在水体 pH 7.0 ～9.0、水温25～30 ℃、光照强度高(光照强度130 μmol/m2·s)、饵料密度大(试验椭圆小球藻密度13.0×106ind/ml)且饥饿状态时的摄食强度较大，摄食活动较剧烈，否则其摄食行为变弱。因此，该研究可以有助于了解萼花臂尾轮虫在水体生态环境中存在的时空分布特性，同时也可为在萼花臂尾轮虫的规模化培育生产中采取定时、定点的投饵方式提供指导。

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