水温、光周期和光照强度对塔里木裂腹鱼幼鱼存活、摄食和生长的影响及其盐碱耐受能力研究

赵年桦; 赵贺; 强壮; 聂竹兰; 魏杰; 沈建忠

doi:10.12131/20210001

水温、光周期和光照强度对塔里木裂腹鱼幼鱼存活、摄食和生长的影响及其盐碱耐受能力研究

doi: 10.12131/20210001

赵年桦^{1, 2, 3,},
赵贺^{1, 2, 3},
强壮^{2, 3, 4},
聂竹兰^{1, 2, 3, ,},
魏杰^{1, 2, 3, 5},
沈建忠⁵

1.
塔里木大学动物科学学院，新疆维吾尔自治区阿拉尔 843300
2.
新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室，新疆维吾尔自治区阿拉尔 843300
3.
塔里木珍稀鱼类研究中心，新疆维吾尔自治区阿拉尔 843300
4.
塔里木大学生命科学学院，新疆维吾尔自治区阿拉尔 843300
5.
华中农业大学水产学院，湖北武汉 430070

基金项目: 国家自然科学基金项目 (31560721, 31860729)；新疆生产建设兵团中青年科技创新领军人才计划项目 (2018CB033)；自治区研究生科研创新项目 (TDGRI201918)；中国海洋大学塔里木大学科研合作联合基金项目 (ZHYLH201902)；华中农业大学塔里木大学科研合作联合基金项目 (TDHNLH201702, 2662017PY118)

详细信息

作者简介:
赵年桦(1997—)，女，硕士研究生，研究方向为水生生物资源与保护利用。E-mail: 591217996@qq.com

通讯作者:
聂竹兰(1979—)，女，博士，教授，从事水生生物资源与保护利用、特殊资源动物研究。E-mail: niezhl2004@126.com

中图分类号: S 917.4
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2021-01-04
- 修回日期: 2021-03-07
- 录用日期: 2021-04-28
- 网络出版日期: 2021-05-12
- 刊出日期: 2021-09-30

Effects of water temperature, photoperiod and light intensity on survival, feeding and growth of Schizothorax biddulphi juveniles and their tolerance of salinity and alkalinity

Nianhua ZHAO^{1, 2, 3
,},
He ZHAO^{1, 2, 3},
Zhuang QIANG^{2, 3, 4},
Zhulan NIE^{1, 2, 3
, ,},
Jie WEI^{1, 2, 3, 5},
JianZhong SHEN⁵

1.
College of Animal Sciences, Tarim University, Aral City 843300, China
2.
Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology, Xinjiang Production & Construction, Aral City 843300, China
3.
College of Life Sciences, Tarim University, Aral City 843300, China
4.
Tarim Rare Fish Reserrch Center, Aral City 843300, China
5.
College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430072, China

摘要

摘要: 文章采用实验生态学方法探究了水温、光周期和光照强度对塔里木裂腹鱼 (Schizothorax biddulphi) 幼鱼存活、摄食和生长的影响，使用Box-Benhnken实验设计法预测幼鱼最佳生长环境条件，并通过单因子静态毒性急性实验法对其盐碱耐受能力进行了研究。结果显示，水温5~25 ℃时幼鱼成活率均在85%以上；水温20 ℃时摄食率、体长增长率和特定生长率达到最高；光周期16 L∶8 D或光照强度500 lx时，各水平均达到最高；水温12.98 ℃、每天光照15.07 h、光照强度670.27 lx时，幼鱼达到理论最佳存活、摄食、生长条件；幼鱼24、48、72和96 h的氯化钠 (NaCl) 盐度半致死浓度 (LC₅₀) 分别为4.01、3.62、3.29和2.92 g·L⁻¹，安全浓度 (SC) 为0.89 g·L⁻¹；24、48、72和96 h碳酸氢钠 (NaHCO₃) 碱度LC₅₀分别为97.14、86.75、80.26和74.52 mmol·L⁻¹，SC为20.75 mmol·L⁻¹。
- 塔里木裂腹鱼 /
- 环境因子 /
- 成活率 /
- 摄食率 /
- 生长 /
- 盐碱耐受能力
Abstract: In this paper, we investigated the effects of water temperature, photoperiod and light intensity on the survival, feeding and growth of Schizothorax biddulphi juveniles by using experimental ecological methods; predicted the optimal growth conditions for the juveniles by Box-Benhnken design; and studied the saline alkali tolerance of juveniles by single factor static toxicity acute test. The results show that the survival rate of the juveniles was above 85% at 5−25 ℃. The feeding rate, length growth rate and specific growth rate reached the maximum values at 20 ℃. When the photoperiod was 16 L∶8 D and the light intensity was 500 lx, all the indices of the juveniles reached the maximum values. Under conditions of water temperature of 12.98 ℃, daily light time of 15.07 h and light intensity of 670.27 lx, the best survival, feeding and growth were obtained. The LC₅₀ of NaCl salinity was 4.01, 3.62, 3.29 and 2.92 g·L⁻¹ at 24, 48, 72 and 96 h, respectively, and the safety concentration (SC) was 0.89 g·L⁻¹. The LC₅₀ of NaHCO₃ alkalinity was 97.14, 86.75, 80.26 and 74.52 mmol·L⁻¹ at 24, 48, 72 and 96 h, respectively, and the SC was 20.75 mmol·L⁻¹.
- Schizothorax biddulphi /
- Environmental factor /
- Survival rate /
- Feeding rate /
- Growth /
- Tolerance of salinity and alkalinity

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图 1 水温、光周期和光照强度对塔里木裂腹鱼幼鱼成活率、摄食率、体长增长率和特定生长率影响

Figure 1. Effects of water temperature, photoperiod and light intensity on survival rate, feeding rate, length growth rate, specific growth rate of S. biddulphi juveniles

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图 2 水温、光照时间和光照强度对塔里木裂腹鱼幼鱼成活率、摄食率、体长增长率和特定生长率的响应面

a. 水温和光照时间对成活率的影响；b. 水温和光照强度对成活率的影响；c. 光照时间和光照强度对成活率的影响；d. 水温和光照时间对摄食率的影响；e. 水温和光照强度对摄食率的影响；f. 光照时间和光照强度对摄食率的影响；g. 水温和光照时间对体长增长率的影响；h. 水温和光照强度对体长增长率的影响；i. 光照时间和光照强度对体长增长率的影响；j. 水温和光照时间对特定生长率的影响；k. 水温和光照强度对特定生长率的影响；l. 光照时间和光照强度对特定生长率的影响。

Figure 2. Response surface and contour plot of effects of water temperature, illumination time and light intensity on survival rate, feeding rate, length growth rate, specific growth rate of S.biddulphi juveniles

a. Influence of WT and IT on SR; b. Influence of WT and LI on SR; c. Influence of IT and LI on SR; d. Influence of WT and IT on FR; e. Influence of WT and LI on FR; f. Influence of IT and LI on FR; g. Influence of WT and IT on LR; h. Influence of WT and LI on LR; i. Influence of IT and LI on LR; j. Influence of WT and IT on SGR; k. Influence of WT and LI on SGR; l. Influence of IT and LI on SGR.

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图 3 塔里木裂腹鱼幼鱼盐中毒 (a) 和碱中毒 (b)

Figure 3. Salt poisoning (a) and alkali poisoning (b) of S. biddulphi juveniles

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表 1 各实验组塔里木裂腹鱼幼鱼的初始和最终体长及体质量

Table 1. Initial and final body length and body mass of S. biddulphi juveniles in different groups N=1 440

实验组 Group	初始体长 Initial body length/mm	最终体长 Final body length/mm	初始体质量 Initial body mass/g	最终体质量 Final body mass/g
5 ℃	45.32±0.52	50.42±0.65	0.81±0.73	1.17±0.96
10 ℃	46.25±0.38	53.02±0.73	0.98±0.96	1.71±0.20
15 ℃	47.38±0.12	56.76±0.68	1.29±0.98	2.56±0.67
20 ℃	48.63±0.36	59.49±0.53	1.65±0.86	3.36±0.94
25 ℃	46.36±0.49	53.98±0.49	1.08±0.75	1.74±0.78
30 ℃	47.33±0.16	49.96±0.83	1.26±0.53	1.40±0.63
0 L∶24 D	47.02±0.28	—	1.20±0.63	—
8 L∶16 D	45.36±0.13	51.60±0.21	0.83±0.44	1.28±0.59
12 L∶12 D	48.63±0.22	57.85±0.89	1.63±0.87	2.84±0.99
16 L∶8 D	49.56±0.15	61.25±0.87	1.72±0.76	3.58±0.97
24 L∶0 D	46.35±0.48	50.84±0.77	1.05±0.93	1.28±0.72
2 000 lx	47.89±0.56	53.04±0.69	1.29±0.94	1.71±0.98
1 000 lx	48.31±0.60	57.26±0.32	1.53±0.97	2.46±0.94
500 lx	48.52±0.19	60.80±0.31	1.62±0.96	3.40±0.96
100 lx	47.11±0.22	56.73±0.57	1.19±0.88	2.41±0.54
10 lx	46.16±0.34	50.62±0.91	1.00±0.84	1.82±0.42

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表 2 响应面实验方案及结果

Table 2. Response surface design and results

实验组 Group	编码值 Coded value			成活率 SR/%	摄食率 FR/%	体长增长率 LR/%	特定生长率 SGR/(%∙d⁻¹)
实验组 Group	A：水温 WT	B：光照时间 IT	C：光照强度 LI	成活率 SR/%	摄食率 FR/%	体长增长率 LR/%	特定生长率 SGR/(%∙d⁻¹)
1	0 (17.5)	−1 (0)	1 (2 000)	0	0	0	0
2	−1 (5)	−1 (0)	0 (1 005)	0	0	0	0
3	−1 (5)	0 (12)	1 (2 000)	75.56±0.01	0.72±0.61	8.21±0.23	0.39±0.59
4	0 (17.5)	1 (24)	1 (2 000)	44.44±0.11	0.41±0.59	4.97±0.24	0.21±0.62
5	0 (17.5)	1 (24)	−1 (10)	48.89±0.16	1.12±0.63	10.73±0.27	0.59±0.13
6	0 (17.5)	0 (12)	0 (1 005)	74.44±0.15	1.59±0.43	19.12±0.63	1.38±0.11
7	1 (30)	1 (24)	0 (1 005)	0	0	0	0
8	0 (17.5)	−1 (0)	−1 (10)	0	0	0	0
9	−1 (5)	0 (12)	−1 (10)	78.89±0.09	1.23±0.42	11.27±0.56	0.80±0.72
10	−1 (5)	1 (24)	0 (1 005)	54.44±0.12	0.94±0.24	11.12±0.53	0.49±0.63
11	0 (17.5)	0 (12)	0 (1 005)	73.33±0.07	1.39±0.38	14.01±0.36	1.11±0.53
12	0 (17.5)	0 (12)	0 (1 005)	77.78±0.03	1.36±0.35	13.97±0.57	1.02±0.41
13	0 (17.5)	0 (12)	0 (1 005)	77.78±0.03	1.25±0.41	11.29±0.39	0.86±0.32
14	1 (30)	0 (12)	−1 (10)	46.67±0.08	0.62±0.62	4.09±0.47	0.30±0.31
15	0 (17.5)	0 (12)	0 (1 005)	68.89±0.11	1.42±0.58	18.06±0.46	1.15±0.22
16	1 (30)	−1 (0)	0 (1 005)	0	0	0	0
17	1 (30)	0 (12)	1 (2 000)	37.78±0.15	0.64±0.22	7.65±0.48	0.33±0.39

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表 3 各因素及其交互作用对塔里木裂腹鱼幼鱼成活率、摄食率、体长增长率和特定生长率的显著性检验

Table 3. Significance test of factors and their interactions on survival rate, feeding rate, length growth rate and specific growth rate of S. biddulphi juveniles

因素 Factor	水平 Level
因素 Factor	A	B	C	AB	AC	BC	A²	B²	C²
成活率 SR	0.000 2	< 0.000 1	0.383 4	0.003 6	0.674 2	0.735 9	0.005 5	< 0.000 1	0.445 2
摄食率 FR	0.003 0	0.000 3	0.013 7	0.008 5	0.080 6	0.029 2	0.000 6	< 0.000 1	0.009 1
体长增长率 LR	0.042 3	0.009 7	0.511 7	0.077 6	0.258 3	0.319 9	0.013 3	0.000 4	0.046 3
特定生长率 SGR	0.042 6	0.018 8	0.116 4	0.146 5	0.186 0	0.245 9	0.001 6	< 0.000 1	0.005 8

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表 4 不同盐度条件下塔里木裂腹鱼幼鱼的死亡率

Table 4. Lathal rate of S. biddulphi juveniles at different salinities N=560

盐度 Salinity	暴露时间 Exposure time/h
盐度 Salinity	12	24	48	72	96
0 (对照组 Control)	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
2.5	0.00	0.00	0.00	0.00	18.33
3.0	0.00	0.00	0.00	16.67	46.67
3.5	0.00	0.00	18.33	43.33	65.00
4.0	15.00	26.67	46.67	75.00	95.00
4.5	61.67	75.00	98.33	100.00	100.00
5.0	86.67	90.00	100.00	100.00	100.00
5.5	90.00	95.00	100.00	100.00	100.00

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表 5 不同碱度条件下塔里木裂腹鱼幼鱼的死亡率

Table 5. Lathal rate of S. biddulphi juveniles at different alkalinities N=560

碱度 Alkalinity/(mmol·L⁻¹)	暴露时间 Exposure time/h
碱度 Alkalinity/(mmol·L⁻¹)	12	24	48	72	96
0 (对照组 Control)	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
65	0.00	0.00	0.00	0.00	16.67
75	0.00	0.00	13.33	20.00	31.67
85	0.00	0.00	15.00	43.33	76.67
95	28.33	28.33	56.67	85.00	90.00
105	46.67	63.33	95.00	100.00	100.00
115	71.67	90.00	98.33	100.00	100.00
125	98.33	95.00	100.00	100.00	100.00

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表 6 塔里木裂腹鱼幼鱼的急性盐度和碱度半致死浓度

Table 6. Acute LC₅₀ of S. biddulphi juveniles at different salinities and alkalinities

暴露时间 Exposure time/h	盐度半致死浓度 Salinity LC₅₀/(g·L⁻¹)	安全浓度 SC/(g·L⁻¹)	碱度半致死浓度 Alkalinity LC₅₀/(mmol·L⁻¹)	安全浓度 SC/(mmol·L⁻¹)
24	4.01 (3.84~4.18)	0.89	97.14 (93.62~100.79)	20.75
48	3.62 (3.48~3.76)		86.75 (83.66~89.95)
72	3.29 (3.15~3.43)		80.26 (77.45~83.17)
96	2.92 (2.78~3.06)		74.52 (71.70~77.44)
注：括号中数值为95%置信区间。 Note: The values in brackets are 95% confidence intervals.

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