CN103604466B

CN103604466B - 一种测定贝壳体积和质量的方法

Info

Publication number: CN103604466B
Application number: CN201310612214.XA
Authority: CN
Inventors: 竺奇慧; 张国范; 李莉
Original assignee: Institute of Oceanology of CAS
Current assignee: Institute of Oceanology of CAS
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103604466A

Abstract

本发明涉及生物学领域，具体说是一种测定贝壳体积和质量的方法。该方法具体来说，是用实验室常见的电子天平、烧杯、镊子、记号笔以及蒸馏水，利用改良后的排水称重法，简单、快速、准确地测量出贝壳的体积和质量。采用本发明提供的方法，能简单、快速、准确地测定出贝壳的体积和质量，并快速计算出密度、容积等贝类育种中较常用的贝壳参数。

Description

一种测定贝壳体积和质量的方法

技术领域

本发明涉及生物学领域，具体说是一种简单快速准确的贝壳体积和质量测定方法。

背景技术

多种养殖贝类，比如鲍鱼、扇贝、牡蛎等，具有很高的经济价值，是世界各国重要的水产养殖对象，也已成为中国乃至世界水产养殖产量最大的经济动物类群之一。近年来，随着分子生物学的发展，分子标记辅助育种等新兴的育种手段渐渐在贝类育种中进行尝试，而贝壳密度、壳腔容积等与贝壳相关的性状也逐渐进入育种指标范围内。

自然界的动物为了防御捕食者的伤害，以及抵御周边可能出现的恶劣环境，往往进化出一套有效的防御机制。而对于运动能力往往较弱的贝类，贝壳可谓是贝类的第一道强有力的防御，极大地增加了贝类抗捕食能力以及抵御恶劣环境的能力，显然，贝壳密度与贝类的环境适应性之间有很大的相关性。

双壳贝类常用肥满指数指示肉质部的肥瘦程度。肥满指数也称条件指数（indexofcondition），对于双壳贝类确定适宜采收时期、进行采卵预测等增养殖过程具有指导意义，也是重要的育种指标。在国外计算肥满指数主要以软体部干质量与壳腔容积的比值为基础，然后衍生出多种计算方法；国内对牡蛎一般以软体部干质量与壳腔容积的比值计算肥满度。

由于贝壳的形状不规则，贝壳体积以及壳腔容积的测量通常采用排液法，一般使用量筒，通过直接测量排水的体积得到贝类完整个体或贝壳的体积，这样的操作方法，因为贝壳往往体积较小，而液面又有一定的表面张力影响，等等原因使得测量结果准确性下降。

发明内容

本发明的目的是针对贝类贝壳的形状不规则，很难进行快速准确地测定贝壳体积的问题，提供一种简单便捷的测量方法，以实现对贝壳的体积、质量、密度以及壳腔体积进行快速准确地测量与计算。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种测定贝壳体积和质量的方法，该方法包括如下步骤：

1）准备电子天平、盛有已知密度ρ_蒸（单位：g/cm³）的蒸馏水的烧杯、镊子、记号笔，以及待测的贝壳；

2）用记号笔在镊子夹物端以上2cm左右处划一条标线；

3）将烧杯置于电子天平上，镊子伸入液面至步骤2）所划标线处，镊子必须悬于水中不触壁，打开天平并调零，如图1所示；

4）如图2所示，用镊子夹贝壳伸入液面至步骤2）所划标线处，镊子以及贝壳必须悬于水中不触壁，待电子天平稳定后记录读数m₀（单位：g），利用该读数m₀和ρ_蒸计算出贝壳体积V（单位：cm³）；

5）如图3所示，放开镊子，让贝壳沉至底部，镊子的位置保持伸入液面至标线不变，待电子天平稳定后记录读数M（单位：g），该读数M即为贝壳重量；

6）根据步骤4）记录的贝壳体积V和步骤5）记录的贝壳质量M，计算密度ρ=M/V；

7）依照步骤4）的方法，在贝解剖前测得贝的整体体积V₁，以及贝解剖后测得贝的贝壳体积V₂，即可计算贝的壳腔容积V₃=V₁-V₂。

步骤1）中所述电子天平可以是较为常见的量程为500g及以上、精度为0.1g或0.01g的电子天平，烧杯的大小根据待测贝壳大小选择，可以是100或500mL等，加入的水量以能够完全淹没贝的完整个体（或贝壳）但不溢出为度，镊子是普通10cm左右长的铁质镊子，记号笔是油性防水笔。

步骤2）中所述用记号笔在镊子夹物端以上1-5cm左右处划一条标线，步骤3）、步骤4）以及步骤5）中所述镊子伸入液面至步骤2）所划标线处，是为了使每次伸入液面下镊子的体积基本一致，以尽量消除该部分体积的变化对测量准确度的影响。

步骤3）中所述镊子必须悬于水中不触壁，是为了不使镊子的重力作用于烧杯而影响测量的准确度。

步骤4）中所述镊子以及贝壳必须悬于水中不触壁，是为了不使镊子及贝壳的重力作用于烧杯而影响测量的准确度。

步骤4）中因为贝壳没有触壁，所以m₀等于液面升高体积的水的质量，又液面升高体积等于贝壳体积，根据密度公式ρ_蒸=m/v，故有贝壳体积V=ρ_蒸*m₀，而蒸馏水的密度ρ在常温下为1.0g/cm³，故有m₀的读数实际即为贝壳体积V的数值。

步骤5）中所述读数M即为贝壳重量，此时若将烧杯水和镊子考虑为一个整体系统，再与步骤3）比较，该系统中只增加了贝壳的重量，贝壳虽然也受到了水的浮力，但是该浮力也是反作用于烧杯底部，属于该系统的内力，对于烧杯外的电子天平而言，只增加了贝壳的重力，故读数M即为贝壳重量。

步骤7）中所述壳腔容积是指双壳贝类的左右两壳闭合后在两壳之间所围成的封闭空腔的体积。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的方法能简单、快速、准确地测定出贝壳的体积和质量，也可据此方法测量和计算出贝壳密度和壳腔容积。

2.本发明提供的方法中的器材设备常见，易于获得。

3.本发明提供的方法操作非常快捷、简单，易于上手。

4.本发明提供的方法测量结果准确，避免了普通排水法中液体表面张力、肉眼标定操作等对结果的影响。

5.本发明提供的方法除了能适用于贝壳的体积和质量测量外，还可以测量不溶于水的任何形状的小工件的体积和质量测量。

附图说明：

图1为发明提供的方法中器材准备及电子天平调零示意图。

图2为发明提供的方法中贝壳体积测量的示意图。

图3为发明提供的方法中贝壳质量测量的示意图。

具体实施方式

下面的实施例中将以长牡蛎为实验对象对本发明作进一步的阐述，但本发明不限于此。

实施例一

长牡蛎贝壳密度的测量。

样品的采集：在牡蛎养殖海区采集一龄牡蛎25只，壳高均值7cm左右。

采用本发明所提供的方法，测量25只长牡蛎的体积和质量并计算贝壳密度。按说明书提供的步骤操作，简要如下：

1）准备量程600g、精度0.01g的电子天平一台、盛有蒸馏水的500mL烧杯、镊子、记号笔，以及待测的贝壳；

2）用记号笔在镊子夹物端以上2cm左右处划一条标线；

4）如图2所示，用镊子夹贝壳伸入液面至步骤2）所划标线处，镊子以及贝壳必须悬于水中不触壁，待电子天平稳定后记录读数m₀（单位：g），该读数m₀和ρ_蒸计算出贝壳体积V（单位：cm³）；

6）根据步骤4）记录的贝壳体积V和步骤5）记录的贝壳质量M，计算密度ρ=M/V。

采用本发明所提供的方法，整个过程15分钟内完成。

测量结果如下表所示：

对比例

在研究牡蛎壳腔容积的测量时，采用了两种较为复杂的测量方法，即排水法和称重法，参考文献【许飞,刘晓,张国范.牡蛎壳腔容积的两种测量方法比较[J].海洋科学,2007,31(7):15-19.】。简述如下：

一、排水法：

1）量筒内预先注入一定体积的蒸馏水并记录水的体积（记为V₀），加入的水量以能够完全淹没牡蛎完整个体（或贝壳）但不超出量程为度。

2）用尼龙细丝拴住个体（或贝壳），放入量筒完全淹没于水中，这时水位将上升，重新读取水的体积（记为V₁），放入个体（或贝壳）前后水体积的增量（V₁-V₀），即为牡蛎完整个体（或贝壳）的体积。

3）为确保测量误差最小，根据每组牡蛎的形态选用直径适宜的量筒，每一组的所有个体使用同一量筒测量。

该方法有需测量两个数据才能计算一个体积；用尼龙细丝拴住个体（或贝壳），操作复杂；量筒一般口径较小，许多牡蛎（或贝壳）由于壳长较大而不能伸入量筒中；对于量程较大的量筒（500mL或1000mL），往往最小刻度是1ml甚至10mL，测量精度降低；对于体积较小的牡蛎个体（或贝壳），排水所造成的液面上升不明显，测量准确度降低的缺点。

二、称重法：

1）选用有较好透明度的塑料烧杯，标定一个固定的水位（如400mL处），使水能够完全淹没牡蛎完整个体（或贝壳）。

2）选用平衡至室温的蒸馏水，测出4个数据：空烧杯的质量（W₀），空烧杯加牡蛎完整个体（或贝壳）的质量（W₁），空烧杯加满水（即把水加至固定水位处，下同）后的质量（W₂），空烧杯内放入牡蛎完整个体（或贝壳）然后加满水后的质量（W₃）。

3）把4个数代入公式V=[(W₂-W₀)-(W₃-W₁)]/ρ计算（ρ为水的质量密度，蒸馏水的ρ值为1.0）。

4）为确保测量误差最小，在一次测量中使用同一个烧杯。

该方法有需测量多个数据才能计算一个体积；计算过程相对麻烦；测量每个牡蛎个体（或贝壳）的W₃数据的过程中均需要加水并人工标定至固定水位，该过程的最后步骤需要使用滴管缓慢滴定至固定水位，使得操作时间长而效率低；由于烧杯液面太宽，加上液体表面张力的影响，每次加水至固定水位时，肉眼的人工标定容易出现较大误差；不适合对小体积的牡蛎个体（或贝壳）进行准确测量的缺点。

相比这两种方法，本发明采用了更加简单、快速而准确的方法；一次操作即可以准确得到牡蛎个体（或贝壳）的体积，且不用另行计算；整个过程操作方便快捷，唯一的人工标定的过程只涉及控制镊子伸入液面的高度，不易出现大误差；完全排除液体表面张力对结果的影响；基本上适用于所有牡蛎（或贝壳）的测量，即使对小体积的牡蛎个体（或贝壳）也能进行准确测量。

Claims

1.一种测定贝壳体积和质量的方法，其特征在于:

该方法包括如下步骤：

1)准备电子天平、盛有已知密度ρ_蒸(单位：g/cm³)的蒸馏水的烧杯、镊子、记号笔，以及待测的贝壳；

2)用记号笔在镊子夹物端以上1-5cm处划一条标线；

3)将烧杯置于电子天平上，镊子伸入液面至步骤2)所划标线处，打开天平并调零；

4)用所述镊子夹贝壳伸入液面至步骤2)所划标线处，待电子天平稳定后记录读数m₀(单位：g)，利用该读数m₀和ρ_蒸计算出贝壳体积V(单位：cm³)；

5)放开镊子，让贝壳沉至烧杯底部，镊子的位置保持伸入蒸馏水液面至标线不变，待电子天平稳定后记录读数M(单位：g)，该读数M即为贝壳重量；

6)根据步骤4)所计算的贝壳体积V和步骤5)记录的贝壳质量M，计算所述贝壳密度ρ＝M/V；

7)依照步骤4)的方法，在贝解剖前测得贝的整体体积V₁，以及贝解剖后测得贝的贝壳体积V₂，即可计算贝的壳腔容积V₃＝V₁-V₂。

2.根据权利要求1所述测定贝壳体积和质量的方法，其特征在于：步骤3)中所述将烧杯置于电子天平上，镊子伸入液面至步骤2)所划标线处，镊子悬于水中不触壁，打开天平并调零。

3.根据权利要求1所述测定贝壳体积和质量的方法，其特征在于：步骤4)中所述用镊子夹贝壳伸入液面至步骤2)所划标线处，镊子以及贝壳悬于水中不触壁。