2. 浙江一星实业股份有限公司, 浙江 海盐 314300
Fe是鱼类必需的微量元素之一,在鱼体内具有多种生理作用。例如Fe是鱼体血红蛋白的重要组成成分,参与氧气的运输,同时也是细胞色素、过氧化氢酶的重要组成成分,在氧化还原反应中起传递氢的作用。Fe在鱼类免疫活动过程中也起到了重要的作用,能调节鱼类的非特异性免疫反应。团头鲂(Megalobrama amblycephala)隶属鲤形目(Cypriniformes),鲤科(Cyprinidae),鳊亚科,鲂属(Megalorama),是我国重要的淡水经济鱼类之一。关于鱼类对饲料中Fe需要量的研究,王辉亮等[1]报道了黑鲷(Sparus macrocephlus)对Fe的需要量为89 mg/kg。黄耀桐和刘永坚[2]研究了草鱼(Ctenopharyngodon idellus)对Fe的适宜添加量为900 mg/kg。陈冬梅和刘维德[3]认为鲤鱼(Cyprinus carpio)对Fe的最适需要量为141.7 mg/kg。蒋蓉[4]的研究表明黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)饲料中Fe的最适添加量为80 mg/kg。本研究主要通过养殖实验,在实验结束时通过测定团头鲂生长、形体骨骼指标、常规体成分、蛋白沉积率、脂肪沉积率的含量,确认团头鲂饲料中Fe的需要量。
1 材料与方法 1.1 实验材料团头鲂(Megalobrama amblycephala)为浙江一星饲料集团海盐实验基地池塘养殖1冬龄鱼种,实验团头鲂初始平均体重为50 g,经2周暂养、驯化后,选择体格健壮、规格整齐的鱼种400尾,随机分成5组,每组设4个重复,每个重复放20尾鱼。
1.2 实验饲料以酪蛋白、秘鲁鱼粉、豆油、糊精、淀粉和纤维素为原料配置半纯化饲料,以FeSO4·H2O(四川龙蟒钛业股份有限公司,饲料级)为Fe源,分别添加0、0.4、0.8、1.2、1.6 g/kg FeSO4·H2O,饲料中无机Fe补充量分别为0、120、240、360、480 mg/kg的5种半纯化饲料,实验饲料组成及营养水平见表1。饲料原料经粉碎过60目筛,混合均匀后加适量水搅拌,
用小型面条加工机加工成1.5 mm粗细的条状料,电风扇吹干后再手工搓碎,筛选2~3 mm长的颗粒饲料置于冰箱中,-20 ℃密封保存。
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表1 实验饲料组成及营养水平 Tab. 1 Composition and nutrient levels of experimental diets |
各实验组饲料Fe含量的实测值分别是391.40、492.29、585.98、681.85、776.46 mg/kg。因此,对饲料Fe补充量与实际测定值进行分析,得到饲料中总Fe含量(y)与饲料中Fe的补充量(x)之间的关系式是:y=0.7997x+393.66,R2=0.9999。
1.3 饲养管理养殖实验在5个667 m2的池塘网箱(网箱规格为1 m×1 m×1.5 m)中进行,以海盐县长山河河水为水源,池塘中设置两台1.5 kW叶轮式增氧机,每天运行8 h。日投喂2次,每天8:00、15:00定时投喂,日投喂量为鱼体重的3%~5%。每两周根据估算的鱼体重增加量调整投喂量。整个养殖实验期间,随季节变化,池塘水温逐渐升高,水温日变化趋势见图1。养殖实验期间,水温21~32.9 ℃、溶氧>7.0 mg/L、pH 7.0~7.4、 氨氮0.20~0.30 mg/L、硫化物<0.05 mg/L。正式养殖实验共计43 d。
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图1 水温日变化曲线图 Fig.1 Daily variation of water temperature |
养殖过程中,每10天从塘口取5份水样,采用原子吸收分光光度计(型号 GGX-9,北京海光仪器公司)测定水体中Fe、Cu、Mn、Zn的含量[11],结果见表2。通过单因素方差分析得出各实验组间无显著性差异(P>0.05),水体微量元素含量远小于饲料中微量元素的含量,所以可以认为水体中Fe、Cu、Mn、Zn含量对于鱼体饲料中微量元素吸收利用率的影响很小,故认为水体Fe、Cu、Mn、Zn对鱼体吸收无影响。
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表2 养殖水体Fe、Cu、Mn、Zn、Mg含量 Tab. 2 Content of Fe,Cu,Mn,Zn in breeding aquatics water |
饲养实验结束时,统计每个重复实验的饲料日摄入量。禁食24 h后称量每个养殖网箱鱼体总重和计数鱼尾数,计算成活率、增重率、饲料系数;随机从每个养殖网箱里抽取6尾鱼测量体长、体重、鳞片重、脊椎骨重、脊椎骨长,计算肥满度、特定生长率、体重/体长、鳞片重/体重。开水剥离鱼肉等其他部分,留取脊椎骨,用水冲洗干净,纸巾吸干水分,测量长度并称重,以长度比、重量比判断主轴骨骼生长情况,计算脊椎骨长/体长、脊椎骨重/体重。解剖取内脏团称重,计算内脏指数。计算公式如下:
采用常规的解剖方法获取肝胰脏、肌肉、全鱼用于测量鱼体常规体成分。采用105 ℃常压干燥法测定饲料、鱼体水分含量,凯氏定氮法测定粗蛋白质含量,索氏抽提法测定粗脂肪含量,高温消化炉550 ℃灼烧法测定粗灰分含量,分光光度法测定磷含量,乙二胺四乙二酸二钠滴定法测定钙含量。上述测定步骤均参照AOAC(1995)规定的方法进行。
1.5 数据处理实验数据用“平均值±标准差”表示,实验结果用SPSS 17.0软件进行统计分析,在One-Way ANOVA进行方差分析的基础上采用Duncan’s多重比较检验组间差异,实验数据表中同列上标为不同小写字母者表示有显著差异。以P<0.05表示差异显著。根据特定生长率、饲料系数、蛋白沉积率、脂肪沉积率的数据,采用一元三次模型分析团头鲂对饲料中Fe的需求量。
2 结果 2.1 以团头鲂生长速度和饲料系数确定的Fe的需要量经过43 d的养殖实验,饲料Fe补充量对团头鲂生长速度和饲料系数的影响结果见表3。补充不同浓度的Fe对团头鲂鱼体的生长产生了不同的影响。当饲料中Fe补充量从0 mg/kg增加到120 mg/kg时,末体重和增重率均显著上升(P<0.05)、饲料系数显著下降(P<0.05),从120 mg/kg增加到480 mg/kg时,末体重、增重率显著下降(P<0.05)、饲料系数显著上升(P<0.05)。团头鲂的特定生长率也随着饲料中Fe补充量的增加呈先升后降的趋势,120 mg/kg组的特定生长率显著高于0、360、480 mg/kg 3个组(P<0.05)。成活率在各组之间无显著性差异(P>0.05)。
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表3 饲料Fe含量对团头鲂生长性能的影响 Tab. 3 Effects of dietary Fe content on growth performance of bluntnose black bream |
采用一元三次模型分析饲料Fe补充量、Fe总量与团头鲂饲料系数、特定生长率之间的关系(图2,3)。特定生长率的回归方程为y=0.0188x3-0.2x2 + 0.6187x + 1.2885,R2=0.9589,计算得到当具有最大特定生长率时饲料中添加的Fe为124.55 mg/kg,依据饲料中补充Fe与饲料中总Fe的关系式(y=0.7997x + 393.66),计算得到此时饲料中总的Fe含量为493.26 mg/kg。
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图2 饲料Fe补充量(x)与饲料系数(y)的关系 Fig.2 Relationship between dietary Fe recruitment content (x) and FCR(y) of bluntnose black bream |
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图3 饲料Fe补充量(x)与特定生长率(y)的关系 Fig.3 Relationship between dietary Fe recruitment content (x) and SGR(y) of bluntnose black bream |
饲料系数与饲料中补充的Fe含量的回归方程为y = -0.0269x3 + 0.2876x2 - 0.893x + 2.573,R2= 0.9699。计算得到当具有最小饲料系数时饲料中补充的Fe为130.18 mg/kg,依据饲料中补充Fe与饲料中总Fe的关系式(y=0.7997x + 393.66),计算得到此时饲料中总的Fe含量为497.76 mg/kg。
因此,经回归分析得出,当饲料Fe补充量为124.55~130.18 mg/kg时,此时饲料中Fe实际含量为493.26~497.76 mg/kg,团头鲂生长效果最好。该实验中,团头鲂日均摄食量为5.10 g/100g体重,因此饲料Fe日均添加量为0.64~0.66 mg/100g体重时(饲料Fe日均总量为2.52~2.54 mg/100g体重)团头鲂可获得最大生长。
2.2 团头鲂形体、骨骼与饲料Fe含量的关系实验结束后,测定鱼体肥满度、内脏指数、体重/体长、脊椎骨长/体长、脊椎骨重/体重、鳞片重/体重来反映饲料中Fe含量对团头鲂形体、骨骼的影响,结果见表4。方差分析结果显示,各实验组间鱼体的肥满度、内脏指数、体重/体长、脊椎骨重/体重、鳞片重/体重均无显著性差异(P>0.05)。0 mg/kg组团头鲂的脊椎骨长/体长显著低于120 mg/kg组(P<0.05)。随着添加Fe浓度的增加,鱼体内脏指数呈逐渐上升的趋势;脊椎骨长/体长、鳞片重/体重呈先上升后下降的趋势并在120 mg/kg组达到最大值。各实验组间肥满度不受不同Fe补充量的影响。
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表4 饲料Fe含量对团头鲂形体指标的影响 Tab. 4 Effects of dietary Fe content on body index of bluntnose black bream |
上述结果显示,随着饲料Fe补充量的增加,团头鲂脊椎骨长/体长增加。表明,饲料Fe对团头鲂鱼体脊椎骨的生长有促进作用。
2.3 团头鲂鱼体蛋白、脂肪沉积率与饲料Fe含量的关系饲料Fe补充量对团头鲂体成分、蛋白沉积率、脂肪沉积率的影响结果见表5。由表可知,全鱼粗脂肪含量显著受到饲料中不同Fe水平的影响(P<0.05),0 mg/kg组全鱼粗脂肪含量显著低于其他4组(P<0.05);肌肉、肝胰脏粗脂肪含量差异不显著(P>0.05);全鱼、肌肉、肝胰脏粗蛋白含量在各组间差异不显著(P>0.05)。团头鲂蛋白沉积率、脂肪沉积率随着饲料中Fe含量的增加呈先升后降的趋势,120 mg/kg组的蛋白沉积率、脂肪沉积率显著高于其他四组(P<0.05),显示饲料中Fe添加量为120 mg/kg时,饲料总Fe含量为492.29 mg/kg,团头鲂的蛋白脂肪沉积率在5个组别中最优。
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表5 饲料Fe含量对团头鲂体组成的影响(干重基础) Tab. 5 Effects of dietary Fe content on body composition of bluntnose black bream (dry weight basis) |
采用一元三次模型分析饲料Fe补充量、Fe总量与团头鲂蛋白沉积率、脂肪沉积率之间的关系。蛋白沉积率的回归方程为:y=3.6267x3-25.52x2+43.003x+93.718,R2= 0.9944,计算得到当具有最大蛋白沉积率时饲料中添加的Fe为126.34 mg/kg,此时饲料中总的Fe含量为494.69 mg/kg。脂肪沉积率与饲料中补充的Fe含量的回归方程为:y=4.8683x3-34.117x2+63.13x+162.98,R2 = 0.9542。计算得到当具有最大脂肪沉积率时饲料中补充的Fe为128.44 mg/kg,此时饲料中总的Fe含量为496.37 mg/kg。
因此,当饲料Fe补充量为126.34~128.44 mg/kg时,此时饲料中Fe实际含量为494.69~496.37 mg/kg,团头鲂蛋白、脂肪沉积率最高。该实验中,团头鲂日均摄食量为5.10 g/100g体重,因此饲料Fe日均添加量为0.65~0.66 mg/100g体重时(饲料Fe日均总量为2.53~2.54 mg/100g体重)团头鲂蛋白、脂肪沉积率最高。
3 讨论 3.1 以团头鲂生长速度和饲料系数确定的Fe的需要量本实验采用了半纯化饲料的配方方案,主要是尽量减少饲料原料中不同矿物质元素对实验中Fe不同水平的干扰,养殖实验则在池塘网箱中进行,可以更接近实际养殖环境,尽可能满足实验鱼类对实际生理、生长条件的需要。鱼类具有从水体中直接吸收可溶解的矿物质的能力,对本实验的实验元素Fe虽然有一定的影响,但由于本实验池塘水体中矿物质元素的含量均低,影响程度较小;同时,这也反映了实际养殖水域环境状况。
本实验结果表明,在基础饲料和实验条件相同的情况下,补充不同水平的Fe对团头鲂生长性能有显著性影响(P<0.05)。适当地补充Fe能促进团头鲂的生长。黄耀桐和刘永坚[2]研究了草鱼Fe的适宜添加量为900 mg/kg,他们认为草鱼不能够利用鱼粉和植物原料中的Fe。佐藤秀一[5]认为在鲤鱼中Fe的适宜添加量为150 mg/kg,陈冬梅和刘维德[3]的研究发现鲤鱼Fe的最适需要量为141.7 mg/kg。魏万权[6]研究了牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼中适宜Fe的添加量是50 mg/kg,此时饲料中Fe总含量是373 mg/kg,当最大Fe添加量达到140 mg/kg时(饲料总Fe量453 mg/kg)未产生毒性,只是牙鲆生长率降低。GATLIN[7, 14, 15]研究发现饲料Fe添加量在20 mg/kg时斑点叉尾鮰(Ietalurus punetaus)维持最适血液学指标,认为斑点叉尾鮰日粮中Fe的需求量在30 mg/kg左右。蒋蓉[4]提出黄颡鱼饲料中Fe的适宜补充量是80 mg/kg,此时相应的饲料中Fe总量为840.53 mg/kg。说明不同鱼类对Fe的需求量有一定的差异。此外,PARK和SHIMIZA[8, 12, 13]用添加Fe为100 mg/kg,饲料中总Fe含量为880 mg/kg的饲料饲喂幼鳗,其生长未受到不利影响。
随着饲料中Fe含量的增加,团头鲂蛋白沉积率、脂肪沉积率呈先升后降的趋势,120 mg/kg组的蛋白沉积率、脂肪沉积率显著高于其他4组(P<0.05)。由于铁对鱼体蛋白、脂肪沉积率影响的研究结果偏少,并未查阅到相关文献资料。
本实验中,依据饲料Fe补充量、Fe总量与团头鲂饲料系数、特定生长率之间的关系,得到实验条件下团头鲂最佳生产时的饲料中无机Fe补充量为124.55~130.18 mg/kg,而对饲料中总Fe需要量为493.26~497.76 mg/kg。实验期间团头鲂日均摄食量为5.10 g/100g,因此,采用100 g体重每日需要量表示,团头鲂饲料中无机Fe补充量为0.64~0.66 mg/100g,对饲料总Fe需要量为2.52~2.54 mg/100g。
依据团头鲂鱼体蛋白质沉积率、脂肪沉积率与饲料中Fe含量的关系,得到团头鲂饲料无机Fe添加量为126.34~128.44 mg/kg(饲料中总Fe实际含量为494.69~496.37 mg/kg),饲料Fe日需要总量在2.53~2.54 mg/100g。因此,团头鲂获得最大蛋白质和脂肪沉积率时,对饲料中补充的无机Fe、总Fe需要量在上述以特定生长率、饲料系数确认的对饲料Fe需要量的区间内,建议采用上述依据团头鲂生长速度、饲料系数确认的对饲料Fe需要量作为团头鲂对饲料Fe的需要量。
3.2 团头鲂形体、骨骼生长与饲料Fe含量的关系Fe元素除了与鱼类的生长性能有关外,还与鱼类骨骼系统的生长和发育有关,对鱼类正常形体的维持有重要作用。如何确认饲料微量元素与鱼体生长的关系,一直没有很好的评价指标,本实验以肥满度、内脏指数、体重/体长、脊椎骨长/体长、脊椎骨重/体重、鳞片重/体重等指标来反映Fe对团头鲂形体和骨骼的影响。团头鲂随着饲料中Fe补充量的增加,脊椎骨长/体长、鳞片重/体重呈先升后降的趋势,体重/体长呈先降后升的趋势,内脏指数逐渐上升,其中0 mg/kg组的脊椎骨长/体长显著低于120 mg/kg组(P<0.05)。郭建林等[9]研究表明随着饲料中补充Fe的增加,异育银鲫(Carassius auratus)的体长生长大于体重生长。蒋蓉等[4]在对黄颡鱼的研究中表明,Fe的增加对鱼体肥满度增长有利。王友慧等[10]研究表明Fe的增加可使体长/体重比增加。相关研究也证明缺Fe会导致鱼体生长迟缓、骨骼畸形和高死亡率。本实验结果表明缺Fe会导致骨骼生长迟缓,适度补充Fe元素可以促进鱼体骨骼的生长发育;鱼体脊椎骨长度增长与饲料补充的Fe含量显示出正相关关系。
4 结论对体重为50 g的池塘养殖团头鲂,在平均日投饲量为5.10 g/100g体重时,饲料中无机Fe补充量为124.55~130.18 mg/kg、饲料总Fe含量为493.26~497.76 mg/kg时生长最好,此时团头鲂对饲料总Fe日需要量为 2.52~2.54 mg/100g体重。饲料Fe的补充,有利于团头鲂脊椎骨的生长。
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