长吻鮠幼鱼日粮中常量营养物质适宜需求量的研究

陈斌,彭淇,梁文,梁品恒,刘飞龙,冯健

(广西大学水产研究所,广西南宁530004)

长吻鮠幼鱼日粮中常量营养物质适宜需求量的研究

陈斌,彭淇,梁文,梁品恒,刘飞龙,冯健

(广西大学水产研究所,广西南宁530004)

按照Cornell法设计常量营养物质——蛋白质、脂肪和碳水化合物在日粮中的不同水平配比,以研究初始体质量为(2.0±0.1)g的长吻鮠Leiocassis longirostric Gunther幼鱼日粮中常量营养物质的适宜需求量。日粮中蛋白质、脂肪和碳水化合物水平分别设置为33% ～51%、3% ～18%和24% ～33%(干质量,质量分数)。将1 920尾试验长吻鮠幼鱼养殖于室内水泥池中的64个网箱内,每个网箱随机放30尾鱼。试验共设计21种试验日粮,其中20种日粮(每种日粮设3个平行)分别随机投喂60个网箱中的试验鱼;1种中心组日粮设4个平行,投喂4个网箱中的试验鱼,试验共进行60 d。结果表明:除日粮蛋白质水平为33%的组长吻鮠幼鱼的成活率明显下降外(P＜0.05),其余日粮中3种常量营养物质的含量对幼鱼的成活率均没有显著影响(P＞0.05);当日粮蛋白质水平≤48%时,幼鱼的特定生长率随日粮蛋白质水平的上升而明显增加,当日粮蛋白质水平为33%～36%时,幼鱼的特定生长率显著降低(P＜0.05);除日粮脂肪水平为6%的组外,日粮脂肪水平为9%的组幼鱼特定生长率显著高于其他日粮脂肪水平组(P＜0.05),但当日粮脂肪水平≥15%后,鱼体和肝脏的脂肪含量显著上升(P＜0.05);日粮中不同的碳水化合物水平对长吻鮠幼鱼的特定生长率没有显著影响(P＞0.05),但当日粮碳水化合物水平为33%时,鱼体碳水化合物含量和肝脏糖原含量显著增加(P＜0.05)。本研究表明,长吻鮠幼鱼日粮蛋白质、脂肪和碳水化合物3种常量营养物质的适宜需求量分别为45%、9%和≤30%,日粮总能为20.0 MJ/kg。

长吻鮠;常量营养物质;蛋白质;脂肪;碳水化合物;日粮

对各种养殖鱼类的日粮营养需要研究一直是鱼类营养学主要的研究方向之一,具有重要的学术价值与生产实际意义[1]。以往的研究大多采用传统的ANOVA法,即在设计试验日粮配方中只有一种常量营养物质为变量,每个试验组需设3个以上平行组,每次试验只能确定日粮中一种常量营养物质的适宜需要量。蛋白质、脂肪和碳水化合物是养殖鱼类日粮的主要营养物质,其在日粮中的适宜添加量是鱼类营养需要量研究的首要内容。由于鱼类蛋白质、脂肪和碳水化合物这3种常量营养物质在机体代谢与能量转化方面有着密切的关系,所以一般鱼类日粮中这3种常量营养物质的适宜需要量需要多次试验与评价才能确定。如对鲑科鱼的初期研究认为,其日粮蛋白质适宜需要量为55% ～60%,但之后研究发现日粮脂肪具有较好的节约蛋白质效果,其营养标准中日粮蛋白质适宜需要量大幅下降为38%左右[2]。此外,在多次试验间可能存在试验鱼体大小、试验条件及养殖环境与水温等养殖条件差异影响其结果的可靠性,并由此引发学术争议。这是在大量养殖鱼类品种中,目前只有少数品种确定了营养标准与适宜的日粮蛋白质、脂肪和碳水化合物需要量的主要缘故[1,3]。因此,在鱼类营养需要量(特别是常量营养物质)研究方面寻找适宜的研究多因素、多水平的随机设计方法具有重要意义。

Cornell法是一种在设定的变化范围内,对3个具有相关关系的变量进行同时、连续、系统变化研究的较新的随机数学模型,它满足了上述3种常量营养物质研究的要求与特性,通过一次试验就可以得到养殖鱼类适宜的日粮蛋白质、脂肪和碳水化合物需要量,弥补了传统的ANOVA法的缺陷[4]。2003年《Aquaculture》杂志发表了应用Cornell法对大西洋比目鱼Hippoglossus hippoglossus L.幼鱼常量营养需求量(蛋白质、脂肪和碳水化合物)的研究报道[5]。但在淡水鱼与国内水产营养研究中尚未见到有关应用Cornell法的研究报道。

长吻鮠Leiocassis longirostric Gunther隶属于鲇形目 Siluriformes、鮠科 Bagridae,俗称白吉、鮰鱼,其肉质肥嫩鲜美,为中国长江流域特有的温水性经济鱼类之一,现已在中国南方地区广泛养殖。张泽芸等[6]采用正交法(未设平行组)对初始体质量为60 g左右的长吻鮠日粮中常量营养物质(蛋白质、脂肪和碳水化合物)的适宜需要量进行了初步研究。但目前尚未见有关长吻鮠幼鱼日粮中常量营养物质适宜需要量的报道。本试验中,作者采用Cornell法,按照Hamre等[5]的方法研究了初始体质量为2 g左右的长吻鮠幼鱼日粮中常量营养物质的适宜需要量,旨在为确定长吻鮠幼鱼日粮中适宜的常量营养物质需要量以及为长吻鮠人工配合饲料的研究提供科学依据,进而探索在淡水鱼类中采用Cornell法研究养殖鱼类日粮中常量营养物质适宜需要量的可能性。由于Cornell法在试验组中不设平行组,而是通过中心组的4个平行组检验试验的可靠性,这可能会影响一些试验组内数据的可信度。为此,本试验中在各试验组内设立3个平行组予以改进,以提高试验组内数据的可信性。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用长吻鮠鱼苗6 000尾,由四川雅安周公河特种水产良种场提供,全部鱼苗均从一尾长吻鮠雌鱼的受精卵孵化出的上浮稚鱼中选出。

1.2 方法

1.2.1 试验日粮设计 设计采用Cornell法[4],参照张泽芸等[6]的研究结果,设定日粮中蛋白质、脂肪和碳水化合物这3种常量营养物质的变化范围。日粮中蛋白质、脂肪和碳水化合物梯度变化范围分别为33%～51%、3%～18%和24%～33%。在设定变化范围内,日粮中蛋白质、脂肪和碳水化合物呈现连续、系统的变化。设计21种试验日粮组,其中包括1个中心日粮组。中心日粮组设4个平行组,由 12%脂肪、28.5%碳水化合物和40.5%蛋白质组成,以评价试验结果的可靠性与准确性,其他20个试验日粮组均设3个平行。其试验日粮设计见图1。

图1 试验日粮设计Fig.1 Design of dietary test

日粮中蛋白质原料主要为白鱼粉,脂类原料主要为玉米油和鲱鱼油(2∶1),碳水化合物原料为精制面粉,维生素和矿物质按照高于N.R.C标准中斑点叉尾鮰推荐量的50%添加[5]。日粮中各原料的营养成分实测值见表1,各试验组营养成分的理论和实测值见表2。由表2可见,日粮中碳水化合物实测值稍低于理论值,脂肪和蛋白质的实测值除了第5组和第7组外,其余组均稍高于理论值。

表1 试验日粮各原料的营养成分Tab.1 Ingredients and approximate composition of thetest diets w/%

表2 试验日粮的营养成分与能量Tab.2 Macronutrient composition and energy level in the test diets

饲料原料全部经过粉碎,过40目筛,按配比称量后,微量成分采取逐级扩大法添加,并与大宗原料混合均匀,加油和水后再次均匀混合,用小型颗粒饲料机制成直径为2.0 mm的颗粒饲料,采用热干燥方法,于烘箱(85℃)内烘干,储存于密封塑料袋中,置冰柜内(-20℃)保存。

试验共设计21种试验日粮,其中20种日粮分别随机投喂60个网箱中的试验鱼,每个日粮组设3个平行网箱;另1中心组日粮设4个平行,分别随机投喂4个网箱中的试验鱼。试验周期为60 d。

1.2.2 饲养管理 试验鱼在四川雅安周公河特种水产良种场暂养驯化一周后开始正式分组试验。暂养期间,按鱼体质量的5%每天3次投喂试验中心组日粮。暂养结束后,取大小均匀、体表完整、游动活拨的幼鱼进行试验,每尾称重,分组。将初始体质量为(2.0±0.1)g的1 920尾长吻鮠幼鱼养殖于室外水泥池(10.0 m×8.0 m×1.5 m)中的64个尼龙网箱(1 m×0.8 m×1 m)内,中间架设一个直径为15 cm、高为3 cm的白色塑料食台。每个网箱内养殖30尾鱼。养殖网箱上方布置一半面积的黑色遮光网,以防止养殖池内试验鱼被日光直接照射,光周期为自然周期。

试验水源为过滤青衣江水,水温为(25.1± 2.9)℃,溶解氧为(8.4±0.2)mg/L,pH为7.0± 0.2,氨氮含量为(0.48±0.07)mg/L,总硬度为(1.50±0.13)mmol/L,钙含量为(23.6±0.3) mg/L,亚硝酸盐含量为(0.101±0.050)mg/L,硝酸盐含量为(0.097±0.013)mg/L。试验期间按试验组别饲喂相应的试验日粮,每天投喂3次(8:00、13:00、18:00),投喂量为鱼体质量的10%～5%,每次投喂时将试验日粮少量多次投入水泥池中的食台内,观察试验鱼的进食情况,投喂后3 min后若饲料台上有剩余的饲料,则结束投喂。每天观察试验鱼的情况,一旦发现死鱼立即捞出,同时记录余料。每20 d称重1次并调整投喂量,称重前停止饲喂1 d。

1.2.3 样品的采集与分析 试验开始前取饲料主要原料和各组日粮样品分析主要营养成分。试验结束时,对试验各组的鱼逐一记数、称重,计算其存活率和特定生长率。试验结束后从各组随机取6尾鱼,分别称重,烘干,用于全鱼主要营养成分的测定;剩余的鱼分别称重,解剖取其肝脏称重,计算肝体指数,并收集肝脏样品保存于冰柜(-25℃)中。试验日粮、鱼体和肝脏的水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量按A.O.A.C有关标准方法测定[7]。鱼体与肝脏的糖原含量及日粮淀粉含量的检测分别采用恒温烘干失水法(105℃)、3.5二硝基水杨酸法、蒽酮试剂法和减量法(总干质量减去蛋白质、脂肪和灰分含量)[8-9]。由于试验鱼肝脏样品量较少,每个肝脏样品由4尾鱼肝脏混合后再检测。有关指标计算公式如下:

成活率(SR,%)=100×试验结束时鱼尾数/试验开始时鱼尾数,

特定生长率(SGR,%/d)=100×(ln Wf-ln W0)/t,

肝体指数(HSI,%)=100×Wh/Wf,

其中:W0、Wf分别为试验开始和试验结束时的鱼体质量(g);t为养殖时间(d);Wh为肝脏质量。

1.3 数据处理

试验数据均用平均数±标准差表示。采用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA),先进行方差齐性分析,如方差齐性,则运用LSD法进行单因素方差多重比较;若方差非齐性,则采用Tamhane's T2法进行单因素方差分析,采用Duncan's法进行多重比较。显著性水平设为0.05。

2 结果

2.1 各日粮组长吻鮠幼鱼的成活率与生长性能

从表3和图2可见:试验中心日粮组组间鱼体质量与特定生长率均无显著性差异(P＞0.05),表明试验组内差异性较小。各组鱼试验初始体质量为(2.0±0.1)g,试验终末体质量为(19.4±1.4)g,平均死亡率为(2.3±3.3)%,平均特定生长率为(2.76±0.11)%/d。除日粮蛋白质水平为33%的组(1、5组)外,其余日粮中3种常量营养物质含量与成活率均无显著相关性(P＞0.05);当日粮蛋白质水平低于48%时,其特定生长率与日粮蛋白质水平明显呈正相关;当日粮蛋白质水平为33% ～42%时,长吻鮠幼鱼的特定生长率显著降低(P＜0.05)。除日粮脂肪水平为6%的组外,日粮脂肪水平为9%的组幼鱼特定生长率的平均值显著高于其他脂肪水平日粮组(P＜0.05);日粮的不同碳水化合物水平对长吻鮠幼鱼特定生长率无显著影响(P＞0.05)。

表3 各日粮组鱼的平均体质量和死亡率(n=30)Tab.3 The mean body weight and mortality in the fish in test groups(n=30)

图2 各日粮组鱼的特定生长率Fig.2 Specific growth rates in the fish in test groups

2.2 各日粮组长吻鮠幼鱼鱼体营养成分组成和肝脏脂肪、肝脏糖原含量及肝体指数

从图3、图4可见:日粮蛋白质水平对长吻鮠幼鱼鱼体蛋白质含量无显著影响(P＞0.05);随着日粮脂肪水平的升高,全鱼脂肪含量和肝脏脂肪含量增加,特别是日粮脂肪水平为18%时全鱼脂肪和肝脏脂肪含量最高(P＜0.05),但日粮蛋白质和碳水化合物水平对其无显著影响(P＞0.05);当日粮碳水化合物水平达到33%时,幼鱼全鱼碳水化合物含量和肝脏糖原含量均显著增加(P＜0.05),但日粮蛋白质和脂肪水平对其无显著影响(P＞0.05);日粮中3种常量营养物质对长吻鮠幼鱼肝体指数(HIS)没有显著影响(P＞0.05)。

图3 各日粮组鱼体营养成分组成(n=8)Fig.3 Whole body macronutrient composition in the fish in test groups(n=8)

图4 各日粮组鱼肝脏脂肪、肝脏糖原含量及肝体指数(n=12)Fig.4 Liver lipid,and glylogen concentration,and hepatosomatic index(HIS)of the fish in test groups(n=12)

3 讨论

本试验结果表明,试验中心日粮组组间鱼体质量与特定生长率无显著性差异(P＞0.05),表明试验组组内差异性较小,试验结果可靠度较高。当日粮蛋白质为33%时,长吻鮠幼鱼的成活率明显下降,而其他日粮中3种不同常量营养物质水平对其成活率无显著影响(P＞0.05) (表3)。直至日粮蛋白质水平为48%时,长吻鮠幼鱼生长随着日粮蛋白质含量的升高而上升,当日粮蛋白质水平为33%～42%时,长吻鮠幼鱼的生长明显降低(P＜0.05);日粮脂肪水平为9%时长吻鮠幼鱼生长最好(P＜0.05);而日粮中不同碳水化合物水平对长吻鮠幼鱼生长无明显影响(P＞0.05)。不同日粮蛋白质水平对长吻鮠幼鱼鱼体蛋白质含量无明显影响(P＞0.05)。随着日粮脂肪水平的升高,长吻鮠幼鱼全鱼脂肪和肝脏脂肪含量相应增加,特别是日粮脂肪水平为18%时全鱼脂肪和肝脏脂肪含量最高(P＜0.05),但日粮蛋白质和碳水化合物水平对其无显著影响(P＞0.05)。从试验数据和组织学检测结果来看,当长吻鮠幼鱼日粮碳水化合物水平为30%以下时,未见糖原在鱼体和肝脏中大量聚集。这表明日粮碳水化合物水平≤30%时,长吻鮠幼鱼能够较好地代谢这些糖类。当日粮中碳水化合物水平达到33%时,长吻鮠幼鱼体内碳水化合物和肝脏糖原含量均显著增加(P＜0.05),但日粮中的蛋白质和脂肪水平对其无显著影响(P＞0.05)。由此说明,在长吻鮠幼鱼鱼体能量代谢中,当日粮碳水化合物和脂肪水平过高时并没有较好地起到节约蛋白质的作用。本试验结果表明,日粮中脂肪含量的增加最终表现为鱼体脂肪和肝脏脂肪含量的增加,肝脏是鱼体脂肪代谢的重要器官。本研究中发现,当日粮中脂肪水平≥12%时,脂肪在肝脏中大量聚集,这些脂肪不能完全被长吻鮠幼鱼有效地代谢利用。因此,对于长吻鮠幼鱼来说,日粮脂肪为9%是保证其健康生长的安全添加量。

综上所述,作者认为初始体质量2 g左右的长吻鮠幼鱼日粮中蛋白质、脂肪和碳水化合物适宜添加量应分别为48%、9%和≤30%,对应的日粮总能为20.0 MJ/kg,高于张泽芸等[6]采用正交法对初始体质量60 g左右长吻鮠日粮中蛋白质、脂肪和碳水化合物的适宜需要量分别为40% ～43%、6%～9%、25%的结果。这可能是因为鱼体质量不同所产生的差异。张泽芸等[6]的试验中未设平行组以及没有检测试验鱼肝脏,也可能会影响试验结果的可靠性。本试验表明,Cornell法是一种综合研究长吻鮠幼鱼常量营养物质适宜需要量的可行方法,它弥补了传统的ANOVA法和正交法的缺陷,节约了大量人力和物力,降低了不同试验条件产生的误差,增加了试验结果的可信性。在今后淡水鱼常量营养需要量研究中,Cornell法可能是一种具有较好应用价值的随机设计方法,可以推广使用。

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Optimal macronutrient composition of formulated diets for juvenile longsnout catfish Leiocassis longirostris Gunther

CHEN Bin,PENG Qi,LIANG Wen,LIANG Pin-heng,LIU Fei-long,FENG Jian

(Institute of Aquaculture,Guangxi University,Nanning 530004,China)

A three component mixture design(cornell design)was used to investigate the optimal composition of macronutrients including protein from 33%to 51%,fat from 3%to 18%and carbonhydrate from 24%to 33%in dry weight for juvenile longsnout catfish Leiocassis longirostris Gunther with initial body weight of(2.0±0.1)g.A total of 1 920 test fish were randomly stocked into 64 cages displaced in an indoor tank with a tiny running water system at a rate of 30 individuals per cage.In the 60 cages,the fish were fed 20 diets with triplication,and 1 group diet with tetraplication for 60 days.The results showed that no significant effect of the dietary macronutrient composition on fish survival was observed except for the significant decline at 33%dietary protein(P＜0.05). There was a positive effect of increasing dietary protein levels on the growth at the dietary protein level of over 48%,while dietary protein levels from 33%to 36%resulted in growth depression significantly(P＜0.05).Besides dietary lipid 6%,the fish fed the diet containing lipid 9%showed significantly better growth than the fish fed the diet containing other lipid levels(P＜0.05).There was significantly higher lipid contents in body or liver of the fish fed the diet containing lipid level of over 15%(P＜0.05).There was no significant effect of dietary carbohydrate levels on the growth of the fish(P＞0.05),and the glycogen contents were found to be increased in whole body and liver of the fish fed the diet containing carbohydrate level of 33%(P＜0.05).It can be concluded that the optimal dietary macronutrient requirement appears to be protein 45%,carbohydrate 30%,lipids 9%,and gross energy 20.0 MJ/kg.

Leiocassis longirostric Gunther;macronutrient composition;protein;lipid;carbohydrate;ration

S965.1

A

2012-05-28

广西南宁市科技局基金资助项目(201003071G)

陈斌(1987-),男,硕士研究生。E-mail:252957185@qq.com

冯健(1958),男,博士,教授。E-mail:fengjian08@163.com

2095-1388(2013)02-0179-06