CN103553213A - 一种单环刺螠改良水产养殖池塘富硫底质的方法 - Google Patents

一种单环刺螠改良水产养殖池塘富硫底质的方法 Download PDF

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本发明公开了一种单环刺螠改良水产养殖池塘富硫底质的方法，包括以下步骤：5月中旬，采集肾管饱满的雌雄单环刺螠个体，获得生殖细胞；体外人工授精，幼体培育，分别培育至浮游期体节幼虫以及平均体长大于2.5cm的幼螠。待水体澄清时，向不同野外水域中播撒单环刺螠浮游期体节幼虫、幼螠和单环刺螠成体，浮游期体节幼虫投放密度为5×104个／平方米，幼螠投放密度为30～50个／平方米，单环刺螠成体投放密度为10～30个／平方米。本发明首次在野外环境中监测到单环刺螠可有效降低富硫底质中有毒硫化物的含量。单环刺螠浮游期体节幼虫与幼螠具有持续而有效地改善富硫底质的能力。近海环境的泥底以及各种规模的泥底海水养殖池塘等均可通过该方法进行底质改良。

Description

一种单环刺螠改良水产养殖池塘富硫底质的方法
技术领域
本发明涉及水产养殖领域，尤其涉及一种改良海水水产养殖池塘底质的方法。
背景技术
底质是矿物、岩石、土壤的自然侵蚀产物，生物活动及降解有机质等过程的产物，污水排出物和河(湖)床底母质等随水迁移而沉积在水体底部的堆积物质统称底质。底质改良是指通过一系列物理、化学和生物的方法对水环境尤其是水产养殖环境中的底质进行有毒物质，如硫化氢和胺氮等的吸附和促进有机物分解等，进而提高整个水环境的质量。
硫化物是H2S、HS-、S2-的总称，对好氧生物有较强的毒性，主要表现在其可逆性抑制线粒体电子传递链细胞色素氧化酶的活性，从而阻止有氧呼吸的进行。
单环刺螠(Urechis unicinctus)：俗名海肠、海肠子，属于螠虫动物门(Echiurioidea)、螠纲(Echiurida)、无管螠目(Xenopneusta)、刺螠科(Urchidae)是一种生活在沿海泥沙岸潮间带下区及潮下带浅水区U型洞穴内的底栖动物种。主要分布在俄罗斯、日本北海道和本州岛、朝鲜半岛和我国黄渤海沿岸。单环刺螠对硫化物有较强的耐受与解毒能力，也因此被当作沿海硫化物代谢相关研究的优选生物。单环刺螠浮游期体节幼虫，一般在室温下(16～21℃)受精后30-35天发育至该阶段。发达的纤毛环使得该时期幼虫浮游生活，随着体节的增多，后期的体节幼虫逐渐转至底栖生活。单环刺螠幼体即幼螠，一般在室温下(16～21℃)受精后60天发育至该阶段，为蠕虫状幼虫的下一个阶段。幼螠个体尚未性成熟，但其在形态及生活习性上都与成体有了很大的相似性。
酸性可挥发硫(AVS)：指底泥中可被酸作用而以H2S形式释放出来的硫。
底质改良的技术主要包括几种类型：(1)物理方法：清塘挖淤，此法成本低、适应性强；搅动底质，以促进有机质分解；使用吸附型底质改良剂，将水体中的有毒有害物质(如硫化物和胺氮物质)吸附到其多孔的结构中，降低有毒有害物质在水体中的浓度(2)化学方法：生石灰清塘，中和底质酸性环境并且杀菌；化学复合型底质改良剂，其成分多具有强氧化性，与水接触后，产生大量的初生态的氧，将有机污染物氧化为无毒无害的物质，可有效改善底层的养殖环境。(3)生物方法：通过光合细菌和／或某些真核生物的生物分解作用对水体中及池塘底部的有机污染物进行处理，将其转化为无毒无害的物质；适量种植植物，如水草等，增加光合作用并提供天然食物。在实际应用中多将上述多种方法混合使用可达到最佳的效果(参考资料：专利“一种水产养殖用多功能底质改良剂及制备方法”ZL201110047989.8；吴建军等，底质改良剂的合理使用，水产养殖，2011；朱清旭，改良养殖池塘底质的几种方法，科学养鱼，2009；何京.生物活性剂在鱼池常用水质改良上的应用，北京水产，2004)。
在硫化物代谢的研究方面，硫细菌的研究最为广泛而深入，然而在真核生物中也发现诸如小头虫、沙蠋和单环刺螠等底栖生物均有硫代谢的功能。然而对硫代谢分子机制的研究仅在单环刺螠中***开展。
单环刺螠的硫代谢机制已有相关报道，研究发现单环刺螠成体存活在实验室模拟的富硫环境初期，其体内的细胞色素氧化酶(CCO)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、延胡索酸还原酶(FRD)的活力均发生显著变化，揭示该生物体内的呼吸代谢增强，然而在暴露后期上述三种酶在单环刺螠体内的活性恢复。据此推测该物种可能进行硫化物的氧化解毒。进一步发现单环刺螠能够将有毒的硫化物代谢掉，在该生物体内已经发现硫代谢过程中关键分子——硫醌氧化还原酶(SQR)，并对其在硫化物暴露前后单环刺螠多组织中的活力和表达特征进行观察，提出了单环刺螠具有两种硫化物解毒机制以及***囊和中肠是进行硫代谢的主要器官的结论。更进一步发现，在单环刺螠硫代谢过程中可产生三磷酸腺苷(ATP)，为生物体的生理过程提供能量。
截至目前关于单环刺螠对底质的改良研究仅有一篇报道，该研究中分别选取富含有机物的底质以及较洁净的底质，每个组底质规模为3千克重，体积50×35×30立方厘米，每组底质中加入单环刺螠幼体500个；在同样类型的底质中分别加入100-900个不等数量的单环刺螠幼体；配制不同有机物污染程度底质(1-100％)分别加入单环刺螠幼体500个。上述三批实验的处理时间均持续2个月，每15天取部分底质进行酸性可挥发硫(AVS)、化学需氧量(COD)和燃烧总损失(TIL)三种指标的测定。研究发现，在单环刺螠幼体生存的底质中上述三种指标均有显著降低，揭示在实验室模拟条件中，单环刺螠幼体具有底质改良的生物学功能。
使用物理法进行底质改良，例如吸附剂的使用不能够真正清除有害物质，长期使用会导致水质迅速恶化。另外使用化学法对有机质破坏较大，多具有副作用，不利于生物多样性的维持。生物法被认为是最为环保和长效的底质改良方法，然而其缺点是发挥效应的周期长，在现有生物底质改良法中仍多单一使用光合细菌或复合细菌作为改良剂，其发挥效用的周期长，并且投放的抗生素类药物对其有抑制作用。已报道的单环刺螠幼体对底质质量的改良尚处于实验室研究水平，不能真实模拟海岸底质条件；在野外其幼体生存需要特定的条件，且幼体生长慢，致使其在实际的应用中受到限制。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种利用单环刺螠改良沿岸和养殖池塘富硫底质的技术，以期有效地降低有毒物质硫化物的含量。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用单环刺螠浮游期体节幼虫、幼螠和单环刺螠成体对环境中的富硫底质进行改良的方法，该方法高效、无害、可持续，适用于大规模水产养殖环境。同时，单环刺螠也是一种味道鲜美且营养丰富的经济物种，一方面其体内的硫化物代谢机制可改良底质条件，另一方面硫化物代谢后的产物为该种生物体提供生长所必需的能量，因而兼具巨大的生态学价值和经济价值。
为实现上述目的，本发明提供了一种单环刺螠改良水产养殖池塘富硫底质的方法，包括以下步骤：
1)采集单环刺螠成体
5月中旬，采集肾管饱满的雌雄单环刺螠个体；
2)获得生殖细胞
于单环刺螠尾部活体解剖获得具有成熟配子的肾管，剖取过程中，雌雄肾管分别存放在低温容器中，剖取结束后，分别将雌雄肾管快速剪破，至于海水中，调整卵子的密度为400～600粒／ml；
3)体外受精
滴加适量***进行人工授精，精卵数量比约为6～10：1，授精30min后洗卵2-3次，将受精卵投放在养殖池中，投放密度为40-80个／ml，池水温度为16～20℃培养，受精24h后气泵充气以保证供氧；
4)幼体培育
培育水温为16～20℃，pH7.9±0.05，盐度29±1；每隔1～2d换水1次，每次换水量不超过原体积的1／2，受精后48h后开始投喂单胞藻；分别培育至浮游期体节幼虫、平均体长大于2.5cm的幼螠以及单环刺螠成体。
5)投放
待水体澄清时，手动向不同野外水域中播撒单环刺螠浮游期体节幼虫、幼螠和单环刺螠成体，浮游期体节幼虫投放密度为5×104个／平方米，幼螠投放密度为30～50个／平方米，单环刺螠成体投放密度为10～30个／平方米。
优选地，步骤2)中所述低温容器温度为4-10℃。
优选地，步骤2)中调整卵子的密度为500粒／ml。
优选地，步骤3)中精卵数量比约为10：1。
优选地，步骤3)中投放密度为60-80个／ml。
优选地，步骤3)中池水温度为20℃。
优选地，步骤4)中投喂饲料为单胞藻，每天早晚各投喂1次。
优选地，步骤4)中所述单胞藻为小球藻、金藻、扁藻、硅藻等。
优选地，步骤5)中所述的投放密度，幼螠为40～50个／平方米，单环刺螠成体为20-30个／平方米。
6)取样监测
使用直径4厘米的聚氯乙烯管按月取底质泥样，在每个实验点分别收集0-5厘米的表层泥土以及距离表层10-15厘米的深层泥土；样品立即使用100克／升的乙酸锌固定；收集得到的底质泥土样品进行常规酸性可挥发硫(AVS)指标的检测。
本发明的创新点：
本发明首次在野外环境中监测到单环刺螠可有效降低富硫底质中有毒硫化物的含量。同时首次对不同发育时期单环刺螠个体对富硫底质改良的效果进行了比较。
本发明的技术效果如下：
1.底质适应范围广泛，近海环境的泥底以及各种规模海水养殖池塘的泥底等均可通过该方法进行底质改良。
2.本发明针对底质中有毒的硫化物，改良效果显著。
3.单环刺螠具有持续而有效地改善富硫底质的能力。单环刺螠成体具有最强的改善富硫底质的能力，使用单环刺螠浮游体节幼虫和幼螠于底质待改良水域，可兼具培育单环刺螠的同时，持续有效地改善富硫底质环境，因此是一种潜力巨大的兼具经济与生态效益的底质改良方法。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种人工培育单环刺螠的方法，包括以下步骤：
1)采集单环刺螠成体
5月中旬为单环刺螠成体的繁殖季节，于青岛水产品市场购买肾管饱满的雌雄单环刺螠个体，共计250斤。
2)获得生殖细胞
于单环刺螠尾部活体解剖获得具有成熟配子的肾管(雄性个体的肾管为乳白色，雌性个体的肾管为橙黄色)。剖取过程中，雌雄肾管分别存放在低温容器中(6℃)。剖取结束后，分别将雌雄肾管快速剪破，置于海水中，调整卵子的密度为500粒／毫升。
3)体外受精
滴加适量***进行人工授精，精卵数量比约为10：1，受精30分钟后洗卵3次，以80个／ml的密度将受精卵投放在养殖池中，池水温度为18～20℃培养，受精24h后气泵充气以保证供氧。
4)培育
培育水温为18～20℃，pH7.9±0.05，盐度29±1。每隔1～2d换水1次，每次换水量不超过原体积的1／2。受精后48h后开始投喂小球藻、金藻、扁藻、硅藻等单胞藻；分别培育至浮游期体节幼虫、平均体长大于2.5cm的幼螠以及单环刺螠成体。
实施例2
手动向水域中播撒实施例1中的单环刺螠浮游期体节幼虫，投放密度为5×104个／平方米。
使用直径4厘米的聚氯乙烯管于投放后一个月以及两个月后取表层底质泥样(深度5cm)以及深层底质泥样(深度15cm)各5个样品立即使用100克／升的乙酸锌固定。收集得到的底质泥土样品进行常规酸性可挥发硫(AVS)指标的检测。投放浮游期体节幼虫一个月后表层底质泥AVS含量为876.9±113.4mg／kg，深层底质泥AVS含量为913.6±77.9mg／kg；投放浮游期体节幼虫两个个月后表层底质泥AVS含量为910.0±59.2mg／kg，深层底质泥AVS含量为1010.7±56.2mg／kg；作为对照的底质泥AVS含量为999.8±130.5mg／kg(投放一个月后)与1198.2±122.4(投放两个月后)。可见，投放单环刺螠浮游期体节幼虫后，底质泥中的AVS含量有所下降，其中表层底质中AVS降低量较明显。
实施例3
手动向水域中播撒实施例1中的平均体长大于2.5cm的幼螠，投放密度分别为30个／平方米、40个／平方米和50个／平方米。
使用直径4厘米的聚氯乙烯管于投放后一个月以及两个月后取表层底质泥样(深度5cm)以及深层底质泥样(深度15cm)各5个样品立即使用100克／升的乙酸锌固定。收集得到的底质泥土样品进行常规酸性可挥发硫(AVS)指标的检测。于各样品中检测到的酸性可挥发硫(AVS)的含量详见表一。可见，投放幼螠后，底质泥中的AVS含量下降幅度较实施例2中更加显著，其中表层底质中AVS降低量更加明显。另外，40个／平方米和50个／平方米的投放密度获得的效果较佳。
表一投放幼螠后底质泥样中酸性可挥发硫(AVS)含量
Figure BSA0000096717240000071
实施例4
手动向水域中播撒实施例1中的单环刺螠成体，投放密度分别为10个／平方米、20个／平方米和30个／平方米。
使用直径4厘米的聚氯乙烯管于投放后一个月以及两个月后取表层底质泥样(深度5cm)以及深层底质泥样(深度15cm)各5个样品立即使用100克／升的乙酸锌固定。收集得到的底质泥土样品进行常规酸性可挥发硫(AVS)指标的检测。于各样品中检测到的酸性可挥发硫(AVS)的含量详见表二。可见，相比实施例2与3，投放单环刺螠成体后的底质中AVS含量下降最为显著，其中20个／平方米和30个／平方米的投放密度获得的效果较佳。
表二投放单环刺螠成体后底质泥样中酸性可挥发硫(AVS)含量
Figure BSA0000096717240000081
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种单环刺螠改良水产养殖池塘富硫底质的方法，包括以下步骤：
1)采集单环刺螠成体
5月中旬，采集肾管饱满的雌雄单环刺螠个体；
2)获得生殖细胞
于单环刺螠尾部活体解剖获得具有成熟配子的肾管，剖取过程中，雌雄肾管分别存放在低温容器中，剖取结束后，分别将雌雄肾管快速剪破，置于海水中，调整卵子的密度为400～600粒／ml；
3)体外受精
滴加适量***进行人工授精，精卵数量比约为6～10：1，受精30分钟后洗卵2-3次，将受精卵投放在养殖池中，投放密度为40-80个／ml，池水温度为16～20℃培养，受精24h后气泵充气以保证供氧；
4)培育
培育水温为16～20℃，pH7.9±0.05，盐度29±1；每隔1～2d换水1次，每次换水量不超过原体积的1／2，受精后48h后开始投喂，分别培育至浮游期体节幼虫、平均体长大于2.5cm的幼螠或者单环刺螠成体；
5)投放
待水体澄清时，手动向不同野外水域中播撒单环刺螠浮游期体节幼虫、幼螠或者单环刺螠成体，浮游期体节幼虫投放密度为5×104个／平方米，幼螠投放密度为30～50个／平方米，单环刺螠成体投放密度为10～30个／平方米。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中所述低温容器温度为4-10℃。
3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中调整卵子的密度最优为500粒／ml。
4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中精卵数量比最优约为10：1。
5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中投放密度最优为60-80个／ml。
6.如权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中池水温度最优为20℃。
7.如权利要求1所述的方法，其中，步骤4)中投喂饲料为单胞藻，每天早晚各投喂1次。
8.如权利要求1所述的方法，其中，步骡4)中所述单胞藻为小球藻、金藻、扁藻、硅藻等。
9.如权利要求1所述的方法，其中，步骤5)中投放密度，幼螠密度为40～50个／平方米，单环刺螠成体密度为20-30个／平方米。
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