碳酸氢钠对大鳞鲃耗氧率和排氨率的影响

耿龙武，姜海峰，徐伟

（中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，黑龙江 哈尔滨 150070）

在水温（22±0.5）℃和密闭式流水条件下，测定体质量（104.68±2.20）g大鳞鲃Barbus capito在不同碳酸氢钠（NaHCO3）浓度（10 mmol/L、20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L和 50mmol/L）下的耗氧率、排氨率和血浆尿素氮浓度。结果表明：碱度10～30mmol/L组大鳞鲃的耗氧率显著高于对照组（P＜0.05），但组间无显著差异（P＞0.05）；碱度40 mmol/L、50mmol/L组的耗氧率极显著高于其他实验组（P＜0.01），说明高碱度影响大鳞鲃的生理活动，提高新陈代谢水平抵御高碱度胁迫。随着碱度的上升大鳞鲃的排氨率逐渐降低，碱度30～50mmol/L组的排氨率依次显著低于对照组（P＜0.05）。大鳞鲃血浆尿素氮浓度随碱度的升高而逐渐显著上升（P＜0.05）。本试验表明，大鳞鲃为了应对碱度胁迫时的氨中毒，首先调节代谢降低氨的产生量，其次在体内将氨代谢合成尿素排出体外。

大鳞鲃；碳酸氢纳；耗氧率；排氨率

我国约有0.46亿hm2的低洼盐碱水域资源。这些水体的水生生物资源贫瘠，鱼类种类数量较少，渔业生产水平较低。“以渔改碱”是开发利用盐碱水资源的有效途径之一，可实现经济、社会和生态效益的统一[1]。盐碱水资源的主要特点是盐碱度高、低缓冲能力、缺失某些离子等，在工农业生产和生活中难以有效利用。治理盐碱地和利用盐碱水资源成为世界性的难题[2]。盐碱水限定水产动物生存、生长的关键因素是碱度[3，4]，碱度也影响呼吸代谢活动[5]，目前此类研究较少。因此，研究碱度胁迫下鱼类耗氧率和排氨率的变化，有利于了解鱼类在高碱度环境中的代谢，可为盐碱水域的开发和利用提供生态基础资料。

大鳞鲃Barbus capito属鲤科Cyprinidae、鲃亚科Barbinae、鲃属Barbus，原产于乌兹别克斯坦的咸海，具有食性广、适应性强、耐盐碱等特点[6]，适合在我国的低洼盐碱水域进行增养殖。2003年，黑龙江水产研究所将该鱼引入我国，主要研究了繁殖生物学[7，8]和养殖生物学[9，10]，碱度对大鳞鲃呼吸代谢的影响尚未见报道。本文采用NaHCO3溶液模拟盐碱水中的碱度，研究NaHCO3对大鳞鲃耗氧率和排氨率的影响，以期为在盐碱水域中开发利用该鱼提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验鱼取自黑龙江水产研究所松浦试验场培育的 7月龄鱼种，平均体长（22.22±0.67）cm，平均体质量（104.68±2.20）g，暂养于 96cm×50cm×60cm的水槽内，每天投喂2次，7d后进行试验，试验前停食1d。试验用水为曝气后的自来水，配制碱度溶液的碳酸氢钠为国产分析纯。

1.2 方法

根据预试验结果，试验设置10mmol/L、20mmol/L、30mmol/L、40mmol/L和50mmol/L5个碱度梯度和一个淡水对照，每个梯度设3个平行。参照国家标准测定耗氧率和排氨率[11]。呼吸室为自制的有机玻璃圆桶型容器（直径24cm、长30cm），圆形盖的一侧可以打开取放试验鱼，盖的中部有进水口，另一侧上部有出水口。呼吸室平放于配好相应碱度溶液（250L）的水槽中（96cm×50cm×60cm），在 20W小水泵作用下碱度溶液流经呼吸室后返回水槽，形成封闭式流水呼吸室。呼吸室内放入6尾鱼，测量耗氧率和排氨率。呼吸室外水槽中放入试验鱼5尾，用格网与呼吸室隔开，采样后测定血液尿素氮浓度。正式试验前，鱼在呼吸室和水槽中适应24h，水温保持在（22±0.5）℃，待鱼处于自然状态时开始计时。每隔1h测定1次，连续测3次，每次分别采集进、出水口水样（2个平行），采用碘量法[12]测量溶解氧，用水杨酸-次氯酸盐[13]测定氨氮含量。

1.3 样品采集和测定

测定耗氧率和排氨率后，从水槽内随机取3尾鱼，用苯氧乙醇麻醉（0.5g/L）。用肝素钠（0.1mL）润洗的2.5mL注射器从鱼尾静脉采血1mL，置于1.5mL离心管中4 000r/min常温离心10min，取上层血浆于-40℃冰箱中保存待测。采用南京建成生物工程研究所的检测试剂盒测定鱼血浆中尿素氮含量。

1.4 数据分析

耗氧率 OCR=（O1-O2）×V/W

排氨率 AER=（N1-N2）×V/W

式中：耗氧率（OCR）单位为mg/（g·h），O1和O2为进、出水口溶氧量（mg/L），V为单位时间呼吸室的水流量（L/h），W 为试验鱼体质量（g）。排氨率（AER）单位为 μg/（g·h），N1和 N2为出、进水口氨氮含量（μg/L）。所得数据用Excel 2010和SPSS 17.0软件进行统计、分析，组间差异采用Duncan氏多重比较，P＜0.05视为差异显著。

2 结果与分析

2.1 NaHCO3碱度对大鳞鲃耗氧率的影响

如图1所示，随着碱度浓度的上升，大鳞鲃的耗氧率显著升高（P＜0.05）。碱度 10～30 mmol/L组耗氧率显著高于对照组（P＜0.05），但是组间无显著差异（P＞0.05）；碱度 40 mmol/L、50 mmol/L组耗氧率急剧升高，极显著高于其他组（P＜0.01）。碱度40 mmol/L 组耗氧率为（0.1233±0.02）mg/（h·g），是对照组耗氧率（0.0823±0.01）的1.5倍，是碱度10～30mmol/L组平均耗氧率（0.0896±0.01）的 1.38倍。碱度50mmol/L组耗氧率为（0.1860±0.02）mg/（h·g），是对照组耗氧率的 2.26倍，是碱度10～30mmol/L组平均耗氧率的2.08倍。

图1 NaHCO3碱度对大鳞鲃耗氧率的影响Fig.1 The influence of NaHCO3alkalinity on oxygen consumption rate in bulatmai barbell Barbus capito

2.2 NaHCO3碱度对大鳞鲃排氨率的影响

如图2所示，随着碱度浓度的上升，大鳞鲃的排氨率逐渐降低。碱度10～20mmol/L组排氨率略低于对照组，但差异不显著（P＞0.05）。碱度 30～50 mmol/L组排氨率依次显著低于对照组（P＜0.05）。

图2 NaHCO3碱度对大鳞鲃排氨率的影响Fig.2 The influence of NaHCO3alkalinity groups on ammonia excretion rate in bulatmai barbell Barbus capito

2.3 NaHCO3碱度对大鳞鲃血浆尿素氮浓度的影响

大鳞鲃血浆尿素氮浓度随碱度的升高而逐渐上升（图3）。除了碱度30mmol/L组的尿素氮浓度未显著高于碱度20 mmol/L组外（P＞0.05），对照组、碱度10～50mmol/L组间尿素氮浓度依次显著升高（P＜0.05）。碱度50mmol/L组的尿素氮浓度最高，为（1.9600± 0.07）mmol/L。

图3 NaHCO3碱度对大鳞鲃尿素氮的影响Fig.3 The influence of NaHCO3alkalinity on urea nitrogen level in bulatmai barbell Barbus capito

3 讨论

3.1 碳酸氢钠碱度对大鳞鲃耗氧率的影响

耗氧率在一定程度上反映了生物体内糖、脂肪和蛋白质等能量物质的代谢。研究鱼类耗氧率在鱼类生理和阶段发育及鱼类养殖学上具有理论和实践价值[14]。鱼类除受自身因素（种类、规格和生理状态等）和摄食情况的影响外，多种环境因子如盐度、温度、光照等都影响耗氧率[15]。有关碳酸盐碱度对鱼类耗氧率影响的研究较少，其变化规律不同。姚娜等[5]研究发现，叶尔羌高原鳅Triplophysa yarkandensis的耗氧率随碱度的增加先升高，而后降低。达里湖瓦氏雅罗鱼Leuciscus waleckii在高碱环境下耗氧率明显下降[16]。青海湖裸鲤Gymnocypris przewalskii在碱度胁迫下，耗氧率只有不显著的小范围波动[17]。刘飞等[18,19]认为，鱼类耗氧变幅较小时的温度范围内，新陈代谢异化作用上升的倍率较少，或者说呼吸作用消耗能量上升的倍率较少，即体内储存能量较多，这有利于鱼体生长。裸鲤在盐碱水中耗氧率变化不显著时，对该盐碱水有较强的耐受能力[17]。达里湖雅罗鱼在适宜碱度范围内，无需提高新陈代谢水平抵御高碱度胁迫[16]。大鳞鲃在碱度10～30mmol/L 下耗氧率无显著变化（P＞0.05），表明该碱度范围下大鳞鲃生理代谢活动稳定。当碱度升高到40mmol/L和50mmol/L时耗氧率急剧上升，说明此碱度影响了大鳞鲃正常的生理活动，以提高新陈代谢水平抵御高碱度胁迫。然而，此生理代谢活动的具体途径还需要进一步研究。

3.2 碳酸氢钠碱度对大鳞鲃排氨策略的影响

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