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黄颡鱼能量收支及生物能量学最适生长模型的研究

张磊  
【摘要】:文章系统地研究了各种环境因子对黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)生长及能量收支的影响,并通过生长实验建立了黄颡鱼生物能量学最适摄食、生长模型。采用群体实验能量生态学的研究方法,对其生化组成、能量含量、摄食、生长、饲料转化效率及消化率进行分析,探讨了投饲水平、水温、体重、溶解氧、氨氮等生态因子对黄颡鱼的摄食、生长及能量分配的影响。同时研究了溶氧水平对黄颡鱼血液指标及消化酶活性的影响以及氨氮对其血液生化指标和抗氧化防御系统的影响。 1.在60 d的投饲水平实验中,研究了100%(饱食)、90%、80%、70%、60%、50%投饲水平对初始体重1.174±0.276 g的黄颡鱼生长、摄食和能量收支的影响。特定生长率(SGR)与投饲水平(FL)呈减速增长曲线关系,可用对数方程表示为(Y=a+b ln(FL+1))。实验发现,黄颡鱼在70%d-1投饲水平下有较高的特定生长率(SGR)和饲料转化效率(FCE)及表观消化率(ADC),而排粪率(f)较低,生长能最高(G),因而认为70%d-1的投饲水平(即2.59%d-1的摄食率(FR))为黄颡鱼幼鱼的最佳投饲水平,有助于大规模高密度人工养殖黄颡鱼节省饲料成本,并可以减少水体污染。 2.实验共设计21,24,27,30,33℃5个温度梯度和6,16,35 g 3个体重组,研究了在42 d内,水温和体重对黄颡鱼最大摄食率、特定生长率和能量分配的影响。黄颡鱼在24-30℃的范围内,具有较高的最大摄食率(Cmax)、摄食率(FR)、特定生长率(SGR)、饲料转化效率(FCE)及表观消化率(ADC),且生长能(G)比例也都达到了较高的分配。其中27℃是黄颡鱼最佳生长水温。体重能显著性地影响黄颡鱼摄食和生长,小、中规格体重组除最大摄食率(Cmax)和摄食率(FR)外,其余指标均显著高于大规格组。双因子方差分析表明,水温和体重对黄颡鱼的生长和摄食都存在交互作用。 3.实验研究了初始体重为15.25±0.27 g的黄颡鱼,在4个溶氧水平(低氧组DO:2.28±0.56 mg l-1,中氧组DO:4.04±0.38 mg l-1,饱和氧组DO:6.51±0.64mg l-’和过饱和氧组DO:9.11±1.62 mg 1-’)下的生长、能量代谢及消化酶活性的变化。结果表明:①黄颡鱼的摄食生长和饲料转化效率均随溶氧水平的升高而增大,当达到溶氧饱和时,溶氧量继续升高,其摄食生长和饲料转化效率不再发生改变;生长能(G)占同化能(A)的比例随溶氧水平的升高而显著升高。②在本实验设定的溶氧范围内(2.28-9.11 mgl-1),除胃中蛋白酶(Protease)和淀粉酶(Amylase)外,其余各器官(胃、肠、肝)的各消化酶(胃蛋白酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶)活性均随溶氧水平的升高而增强。③随着溶氧水平的升高,黄颡鱼红细胞数量(RBC)和血红蛋白含量(Hb)降低。 4.4种不同发育阶段黄颡鱼(体重分别为0.034±0.002 g,0.296±0.049 g,3.516±0.946 g和32.958±5.748 g)氨氮毒性实验采用96h半静水法。黄颡鱼对氨氮的敏感性随着规格的增大而下降,鱼体规格大小与氨氮的96h-LC50有较好的相关性。 以体重为20.24±0.18 g的黄颡鱼为研究对象,设计5个氨氮水平组(依次为:0(对照组)、3.36、6.72、13.44和26.88 mgl-1),研究氨氮对黄颡鱼摄食生长、血液生化指标及抗氧化能力的影响。结果表明:①黄颡鱼的特定生长率、摄食率、饲料转化效率及表观消化率均随氨氮浓度的增加而降低。摄入的食物能(C)积累于鱼体的生长能(G)比例随氨氮浓度的增加而骤减,26.88mg l-1氨氮浓度组黄颡鱼经过56d的养殖实验,其生长能(G)占摄食能(C)的比例只有对照组1/4多。②随氨氮浓度的增加,黄颡鱼血液皮质醇水平升高,血液血糖含量降低。在实验浓度范围内,黄颡鱼血氨浓度与环境中氨氮水平呈直线关系,可用函数表示(y=29.102x+89.089,n=15,R2=0.9649)。实验结束时各处理组血氨浓度与环境氨氮水平相关显著(P0.05)。高浓度氨氮暴露引起黄颡鱼血清ALT、AST、AKP的升高和血清TP的下降,可以初步判断高氨氮浓度组黄颡鱼的肝组织受到了损伤,这可能是高氨氮浓度长时间暴露引起鱼类死亡的主要原因之一。③氨氮对生物体抗氧化酶活性的诱导效应存在一定的“阈值”。总抗氧化能力(T-AOC)、各抗氧化酶(SOD、CAT、GSH-PX)和谷胱甘肽(GSH)在血液、肝脏和鳃组织中均随氨氮浓度的升高而降低;丙二醛(MDA)在血液、肝脏和鳃组织中均随氨氮浓度的升高而升高。 5.根据第二、三、四、五章的结果建立黄颡鱼生物能量学最适摄食、生长模型。黄颡鱼生物能量学模型的所有子模型: 能值子模型 lnE=0.1779×T+0.8376×lnW-0.0036×T2+0.0053×T×lnW 摄食率子模型 lnCmax=-0.1998×T+0.3799×lnW+0.0025×T2+0.0206×T×lnW 排粪子模型F=(0.2847 FR-0.2434)DO02278 排泄子模型U=0.0354 FR DO0.4056 e-0.0059 TAN 代谢子模型R=(0.0452 FR+0.2680)DO04319 e-0.0096TAN 通过对模型准确性进行检验得知,该模型对投饲水平表现出了较强的可预测能力;在各个水温条件下,16 g体重组的预测值和观测值吻合的很好;在低溶氧(L组)和中溶氧(M组)水平时预测值和观测值吻合的很好。然而模型对氨氮水平的预测能力较差,预测值和观测值之间差别较大。


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