Effects of water temperature, photoperiod and light intensity on survival, feeding and growth of Schizothorax biddulphi juveniles and their tolerance of salinity and alkalinity
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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。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.
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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.
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/g5 ℃ 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 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)A:水温 WT B:光照时间 IT C:光照强度 LI 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 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 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 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 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 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 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 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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