葉文娟韓 冬朱曉鳴楊云霞解綬啟

(1. 中國科學院水生生物研究所, 淡水生態(tài)與生物技術國家重點實驗室, 武漢 430072; 2. 中國科學院大學, 北京 100049)

飼料蛋白水平對泥鰍幼魚生長和飼料利用的影響

葉文娟1,2韓 冬1朱曉鳴1楊云霞1解綬啟1

(1. 中國科學院水生生物研究所, 淡水生態(tài)與生物技術國家重點實驗室, 武漢 430072; 2. 中國科學院大學, 北京 100049)

蛋白質是魚類的第一營養(yǎng)要素, 是魚類生長的物質基礎, 魚體組織干物質的65%—75%都由蛋白質組成。蛋白質在維持魚體新陳代謝、促進魚體生長、發(fā)育、繁殖等各階段中都發(fā)揮著至關重要的作用。食物蛋白經消化吸收后以氨基酸的形式進入體內, 氨基酸參與體內絕大部分酶、含氮激素(如生長激素、胰島素)和含氮維生素(大部分B族維生素)的合成[1]。攝食配合飼料是養(yǎng)殖魚類獲取蛋白質的最重要途徑, 魚用配合飼料的蛋白水平一般在25%—55%[2]。飼料蛋白水平是決定魚類生長和飼料成本的關鍵因素, 蛋白源成本可占飼料總成本的50%以上。飼料蛋白水平過低會限制魚類生長, 無法保證養(yǎng)殖魚類在一定的時間內達到上市規(guī)格, 降低水產養(yǎng)殖的經濟效益。過高的飼料蛋白水平并不能進一步提高魚類的生長性能,反而會增加魚體的氮代謝負荷。飼料中多余的蛋白質被魚體分解用于機體供能而非用于體蛋白的儲積, 從而降低了魚體對飼料蛋白質的利用率[3—5]。為了保證良好的養(yǎng)殖經濟效益, 人工配合飼料中的蛋白水平必須根據(jù)養(yǎng)殖魚類的實際蛋白需求來進行合理的設定。魚類對蛋白質的需求量通常包含兩層含義: ①維持魚體蛋白動態(tài)平衡即維持體內蛋白質現(xiàn)狀所必需的蛋白質量, 即魚類的維持蛋白需求量; ②魚類達到最大生長或魚體內蛋白質積蓄達到最大量時所需的最低蛋白質量, 即魚類對飼料蛋白的最適需求量。營養(yǎng)學研究通常采用為期至少8周的生長實驗來探討魚類對蛋白質的需求, 根據(jù)魚類生長速度和飼料蛋白水平的關系(劑量—反應曲線)來確定魚類的蛋白需求量[2]。

泥鰍(Misgurnus anguillicaudatus)隸屬鯉形目鰍科泥鰍屬, 是一種廣布小型底棲雜食性魚類。由于具有特殊的腸呼吸功能, 泥鰍耐低氧易運輸, 環(huán)境適應能力強, 幾乎能在各種水域中進行養(yǎng)殖。泥鰍的市場需求量比較穩(wěn)定,出口需求量較大, 市場價格高, 經濟效益高。但近年來隨著化肥、農藥、工業(yè)廢水等污染加劇, 泥鰍的野外生態(tài)環(huán)境進一步惡化, 加上人類的過度捕撈, 導致野生泥鰍資源銳減。野生泥鰍的產量已經遠遠不能滿足市場需求, 發(fā)展集約化養(yǎng)殖是滿足人類需求的有效途徑。配合飼料是發(fā)展集約化養(yǎng)殖的基礎, 然而國內外關于泥鰍營養(yǎng)需求的研究很少, 數(shù)據(jù)不足以支持泥鰍專用配合飼料的開發(fā)。本實驗旨在探討飼料蛋白水平對泥鰍幼魚生長和飼料利用的影響以及泥鰍幼魚達到最大生長時的飼料最適蛋白添加量, 為開發(fā)泥鰍幼魚專用配合飼料提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 養(yǎng)殖條件及實驗魚

生長實驗在室內塑料水族箱(水體體積為: 90 cm× 45 cm×15 cm)中進行, 靜水養(yǎng)殖, 每天更換曝氣自來水約1/3。實驗用泥鰍幼魚購自湖北省洪湖漁場, 在實驗條件下馴養(yǎng)2周, 暫養(yǎng)期間每天投喂等量混合的實驗飼料。實驗開始前將暫養(yǎng)魚集中禁食24h, 選擇體質健壯、規(guī)格均勻的泥鰍, 隨機放入21個養(yǎng)殖缸中, 每缸15尾, 平均體重(1.72±0.04 ) g。實驗共設置7個處理, 每個處理3個重復。實驗期間每天9:00和18:00投喂, 采用循環(huán)投喂模式, 投喂時在1.5h內分多次投入, 每次投喂量以實驗魚20min內能吃完為宜。實驗結束后, 稱一定量的飼料放入無魚的實驗缸中, 10min后回收于70℃烘干后稱重, 計算飼料的溶失率以校正實際攝食量。實驗期間水溫變動范圍是25—28 , pH℃ 為6.5左右, 氨氮≤0.5 mg/L , 余氯≤0.05 mg/ L, 光照周期為12L∶12D。

1.2 實驗飼料

以白魚粉和豆粕為主要蛋白源, 魚油和大豆油為主要脂肪源設7組不同蛋白水平的等脂等能實驗飼料。飼料蛋白水平實測值分別為22.82%、28.28%、33.24%、38.23%、42.71%、48.49%和51.97% (分別用23、28、33、38、43、48和52表示), 飼料蛋白能量比為(11.91—26.64) mg/kJ,實驗飼料配方和基本生化組成見表1。所有實驗原料過30目篩, 使用實驗室小型制粒機(SLP-45, 中國上海漁業(yè)機械研究所)進行制粒, 粒徑為1 mm。濕顆粒飼料置于烘箱中70℃烘至半干后, 使用密封袋分裝后置于–20℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 實驗飼料配方和基本成分Tab. 1 Formulation and chemical composition of experimental diets

1.3 實驗取樣和樣品分析

實驗開始前, 隨機取3組泥鰍幼魚, 每組約20 g, 抹干稱重后于?4℃冰箱中保存, 用于實驗初始樣本的基本組分分析。生長實驗結束后經過24h禁食, 稱重, 計算實驗魚的生長。每缸隨機選取約10尾泥鰍, 抹干稱重后于?4℃保存, 用于實驗中終末樣本的基本組分的測定。

實驗飼料和魚體的基本組分包括水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪, 測定方法參照AOAC(1984)[6]。樣品水分含量通過在 105℃烘箱中烘至恒重進行測定, 灰分含量通過在馬弗爐中 550℃充分灼燒測定。粗蛋白含量采用凱氏定氮法, 使用全自動凱氏定氮儀(2300 Kjeltec Analyzer Unit, FOSS Tecator, Haganas, Sweden)測定樣品含氮量, 再乘以6.25得蛋白含量。粗脂肪含量則以乙醚為溶劑采用索氏抽提儀(Soxtoc system HT6, Tecator, Haganas, Sweden)進行提取。樣品能值用氧彈測熱儀(Phillipson microbomb calorimeter, Gentry Instruments Inc., Aiken, USA)測定。每個樣品至少測定兩個平行樣。

1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

實驗魚存活率(Survival)、攝食率(Feeding rate, FR)、增重率(Weight gain, WG)、特定生長率(Specific growth rate, SGR)、飼料系數(shù)(Feed conversion ratio, FCR)、蛋白質儲積率 (Protein retention efficiency, PRE)和能量儲積率(Energy retention efficiency, ERE)的計算公式如下:

存活率(%)= 100×終末尾數(shù)/初始尾數(shù)

攝食率(% BW/d) = 100×攝食量/[養(yǎng)殖天數(shù)×(初始體重+終末體重)/2]

增重率(%)=100×(終末體重–初始體重)/初始體重

特定生長率(%/d)=100×((ln終末體重– ln初始體重 )/投喂天數(shù))

飼料系數(shù)=攝食量/(終末體重–初始體重)

蛋白質儲積率(%)=100×(終末魚體蛋白質重–初始魚體蛋白質重)/蛋白質攝入量

能量儲積率(%) =100×(終末魚體能值–初始魚體能值)/能量攝入量

所有實驗數(shù)據(jù)用Statistica 6.0軟件進行單因素方差分析(One-way ANOVA), 差異顯著時進行Duncan’s多重比較。根據(jù)增重率(WG)與飼料蛋白水平的相關性, 通過折線法(Broken-1ine)分析獲得泥鰍幼魚最大生長時的飼料蛋白需要量。

2 結果與討論

2.1 存活、攝食和生長

飼料蛋白水平對泥鰍幼魚存活、攝食、生長和飼料利用的影響見表2。經過8周的生長, 泥鰍幼魚從平均初始體重1.72 g生長到 4.50 g。實驗魚存活率為82.2%—97.8%, 并隨著飼料蛋白水平上升呈上升趨勢(P<0.05)。實驗魚攝食率在低蛋白組(23%和 28%)最高(P<0.05), 在其余各處理組之間沒有顯著差異(P>0.05)。Wilson[1]研究表明魚類攝食是為了滿足自身對能量和營養(yǎng)素的需求, 在本實驗中實驗飼料均為等脂等能飼料, 低蛋白組實驗魚較高的攝食率可能是為了滿足魚體對營養(yǎng)素的需求而做出的補償性調節(jié)。由于攝食率是單位體重的攝食量, 攝食率的變化既受到攝食量的影響, 同時也和各實驗處理組生長差異相關。

表2 飼料蛋白水平對泥鰍幼魚生長和飼料利用的影響 (平均值±標準誤)Tab. 2 Effect of dietary protein on growth performance and feed utilization of juvenile Misgurnus anguillicaudatus (means ± SE)

泥鰍幼魚的終末體重(FBW)、增重率(WG)和特定生長率(SGR)均隨著飼料蛋白水平的升高而顯著上升(P<0.05), 43%—52%飼料蛋白處理組的生長差異不顯著(P>0.05)。在本實驗中魚類生長隨著飼料蛋白水平的上升而先上升,然后進入平臺期, 這一生長曲線符合魚類和飼料蛋白水平之間的生長-劑量關系[7], 鲿在對短體下眼 (Horabagrus brachysoma)[8]、墨西哥原銀漢魚(Menidia estor)[9]和黑線鱈(Melanogrammus aeglefinus)[10]的蛋白需求研究中也發(fā)現(xiàn)類似的現(xiàn)象。在其他學者的一些研究中則發(fā)現(xiàn)高水平飼料蛋白會抑制魚類生長, 生長曲線后期會隨著飼料蛋白水平的上升而出現(xiàn)下降[11—13]。

基于增重率(WG)的折線模擬結果(圖 1 )表明, 泥鰍幼魚(1.72 g)達到最大生長的飼料蛋白水平為45.5%(占飼料干物質)。在其他研究中發(fā)現(xiàn), 雜食性鯉(Cyprinus carpio)幼魚階段的蛋白需求量為 43%—47%[2], 草食性草魚(Ctenopharyngodon idella)幼魚階段的飼料蛋白適宜含量為 41%—43%[14], 肉食性青魚(Mylopharyngodon piceus)夏花(1—1.6) g的最適飼料蛋白含量為41%[15], 雜食性中華倒刺耙 (Spinibarbus sinensis)幼魚的最適蛋白需求為39.6%—42.2%[16]。泥鰍屬于鯉科雜食性魚類, 本實驗得出的泥鰍幼魚的蛋白需要量和相近規(guī)格鯉的飼料蛋白需求值近似。在無鱗魚的研究中發(fā)現(xiàn), 黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco)幼魚(10 g)飼料蛋白需求約為 44%—45%[17],美洲鰻鱺(Anguilla rostrata)幼魚(8 g)飼料蛋白需求約為47%[18], 長吻(Leiocassis longirostris)魚種(12 g)最適飼料蛋白需求量為 46.9%—49.5%[19], 烏鱧(Channa striata)幼魚(0.5 g)的最適蛋白需求為55%[20]。泥鰍幼魚的蛋白需求和黃顙魚幼魚的飼料蛋白需求一致, 略低于肉食性的美洲鰻鱺、長吻和烏鱧。魚類的飼料蛋白質需要量受多種因素的影響, 如魚類的種類(品系)、規(guī)格、養(yǎng)殖環(huán)境水溫、溶氧、鹽度和飼料蛋白源、投喂水平等, 食性、習性和規(guī)格相近的魚類具有更為接近的飼料蛋白需求值[21]。

圖1 飼料蛋白水平對泥鰍幼魚增重率的影響Fig.1 Effect of dietary protein on weight gain (WG) of juvenile Misgurnus anguillicaudatus

2.2 飼料利用

在本實驗中泥鰍幼魚的飼料系數(shù)(FCR)隨著飼料蛋白含量的增加而下降, 23%和28%飼料蛋白組的飼料系數(shù)較高(P<0.05), 其余各蛋白水平處理組之間飼料系數(shù)差異不顯著(P>0.05)。攝食高蛋白飼料的實驗魚表現(xiàn)出較低的飼料系數(shù), 意味著魚類對高蛋白飼料具有較好的飼料利用, 在河豚(Takifugu rubripes)[22]、石斑魚(Epinephelus coioides)[23]和胭脂魚(Myxocyprinus asiaticus)[24]等的研究中也有類似的發(fā)現(xiàn)。飼料系數(shù)是衡量飼料品質最重要的指標之一, 在一定程度內提高飼料蛋白水平可以獲得較低的飼料系數(shù), 降低養(yǎng)殖成本。

魚體蛋白儲積率(PRE)隨著飼料蛋白水平的上升而呈現(xiàn)下降趨勢, 蛋白儲積率在低飼料蛋白水平23%—38%沒有顯著差異(P>0.05), 顯著高于高蛋白水平飼料處理組43%—52% (P<0.05)。當飼料蛋白水平過高時, 泥鰍幼魚的蛋白儲積率明顯下降。這和很多其他魚類的研究結果一致, 說明超過魚類需求的飼料蛋白并不能有效的被應用于增加體蛋白的儲積, 而是更多的被分解用作能量物質的消耗, 從而降低了飼料蛋白的利用率[22,25]。

實驗飼料為等脂等能飼料, 蛋白水平對魚體能量儲積率的影響較小。泥鰍幼魚的能量儲積率(ERE)隨著飼料蛋白水平呈現(xiàn)上升趨勢, 但在33%—53%飼料蛋白水平之間沒有顯著差異(P>0.05)。在Kim和Lall[10]對黑線鱈(Melanogrammus aeglefinus L.)的研究和Sá, et al.[4]對重牙鯛(Diplodus sargus)的研究中, 能量儲積率也都隨著飼料蛋白水平的上升呈上升趨勢但并沒有顯著性差異。

2.3 魚體組成

泥鰍幼魚的全魚基本組分包括水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪均沒有受到飼料蛋白水平的顯著影響(P>0.05,表3)。Lee和Kim[26]研究報道馬蘇大馬哈魚(Oncorhynchus masou Brevoort)的全魚蛋白和灰分含量沒有受到30%—50%飼料蛋白水平的影響, Lee和 Cho[27]報道大菱鲆(Scophthalmus maximus L.)的全魚水分、灰分、蛋白和脂肪含量不受飼料蛋白水平(29%—57%)的影響。Martinez-Palacios, et al.[9]研究報道墨西哥原銀漢魚(Menidia estor)的全魚水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪含量也沒有受到25%—55%飼料蛋白水平的影響。另外的一些研究則發(fā)現(xiàn)魚體粗蛋白水平隨飼料蛋白水平的上升而升高, 魚體脂肪水平隨著飼料蛋白水平的上升而下降[5,18,23]。

表3 飼料蛋白水平對泥鰍幼魚全魚組分的影響(平均值±標準誤)Tab. 3 Effect of dietary protein on whole body composition of juvenile Misgurnus anguillicaudatus (means ± SE)

3 結論

以白魚粉和豆粕為主要蛋白源, 飼料脂肪水平為11.66%—11.98%, 飼料蛋白能量比為11.91—26.64 mg/kJ,水溫為 25—28℃的實驗條件下, 通過增重率(WG)和飼料蛋白水平的折線法分析表明, 泥鰍幼魚(1.72 g)達到最大生長的飼料蛋白水平為約占飼料干物質的45.5%。

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EFFECT OF DIETARY PROTEIN LEVEL ON GROWTH AND FEED UTILIZATION OF JUVENILE MISGURNUS ANGUILLICAUDATUS

YE Wen-Juan1,2, HAN Dong1, ZHU Xiao-Ming1, YANG Yun-Xia1and XIE Shou-Qi1
(1. State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

泥鰍; 蛋白需求; 飼料利用

Misgurnus anguillicaudatus; Protein requirement; Feed utilization

S965.1

A

1000-3207(2014)03-0571-05

10.7541/2014.80

2013-04-10;

2013-12-25

國家自然科學基金專項基金(31123001)資助

葉文娟(1986—), 女, 重慶璧山人; 博士; 研究方向為魚類生理生態(tài)學。E-mail: yewenjuan1986@yahoo.com.cn

解綬啟(1969—), 男, 研究員; E-mail: sqxie@ihb.ac.cn