瓜尔豆胶作为饲料添加剂在推水养殖模式下氮磷收支

沈钦一， 陈 燕， 赵 琳， 黄 文， 李 森

（1.北京市水产技术推广站，北京大兴 100176；2.北京理工大学，北京海淀 100081）

在水产养殖中，氮（N）、磷（P）是重要的营养元素，而造成水体污染的也正是这些元素。根据已有报道研究，绝大部分养殖90%的营养物质来自于饲料投入，而投入的氮、磷中，仅有20%～30%的N和10%～13%的P以收获物的形式产出，其余均以不同形态留在养殖水体中，长期大量积累超出水体自身净化能力便会造成水体富营养化，使环境恶化，同时也影响养殖动物的健康。

本试验所采用的饲料添加剂为瓜尔豆胶，其原料为瓜尔豆，生长在巴基斯坦、印度、美国南部，主要用作食品添加剂如冰激凌、面包、面条等。瓜尔胶在工业上广泛用作增稠剂、稳定剂、乳化剂，以前主要应用于石油开采和食品加工中，目前已逐步拓展到精细化工、造纸、纺织以及医药领域。

本试验对比了在推水设备中瓜尔豆胶饲料与普通饲料喂养大鳞鲅，对其生长情况、氮磷收支及饲料对肠道的影响。

1 材料与方法

1.1 试验池塘和养殖管理 选择北京通州某养殖场进行试验，在两个推水系统内进行养殖，2个池塘面积分别为120 m3和187.5 m3。大鳞鲃平均初始体重约为180 g，放养密度每个推水系统8000尾。养殖周期为120 d。2个推水系统分别投喂普通饲料（PT）与添加量0.3%的瓜尔豆胶饲料（DJ）。两种饲料主要营养指标见表1。每日投喂3次，坚持“四定”原则投饵。投饵量根据天气、水温、鱼的摄食状况确定，10月中旬收获。整个养殖期间，不换水，根据水深加注新水并记录水量。

表1 两种饲料主要营养指标

1.2 样品采集及其测定 养殖初始和结束分别采集池塘水样、沉积物、鱼体、饲料、补水、排放水。其中鱼种和成鱼分别采集20尾，排放水每半个月采集1次，每次采集间隔10 s共3次。沉积物、饲料和鱼体于65℃烘干，研细过60目分样筛，低温保存待测，再分别测定其总氮（TN）和总磷（TP）含量。

在整个养殖周期结束后，分别选取不同饲料投喂大鳞鲃10尾进行肠道切片观察。从鱼体内小心将肠道取出，并用生理盐水反复冲洗干净，选取肠中段浸泡在4%多聚甲醛中24 h后进行组织切片。将取3 mm厚肠道，放入模子中，用75%～100%的酒精、乙醇二甲苯、二甲苯进行脱水、透明处理之后65℃浸蜡。切面向下包埋至蜡块冷却后从模具中取出。进行4 μm切片，而后将组织黏粘于载玻片之上。65℃烤箱1 h后进行HE染色，染色后可观察到细胞胞质、红细胞、肌肉组织、嗜伊红颗粒、结缔组织等被染成不同程度红色或粉色，与蓝色的细胞核形成鲜明的对比。

1.3 计算方法

1.3.1 试验指标

增重率/%=[（Wt-W0）/W0]×100；

饵料系数/%=[C/（Wt-W0）]×100；

特定生长率/%=[（lnWt-lnW0）/t]×100；

成活率/%=（St/S0）×100；

式中：其中t为试验天数，d；W0为试验鱼的初始体重，g；Wt为t时间内试验鱼的终末体重，g；W 为试验鱼体重，g；C为饲料投喂量，kg；St为 t时间后成活尾数，尾；S0为初始总尾数，尾。

1.3.2 数据分析 用SPSS 19.0软件对原始数据进行标准化处理，结果以“平均值±标准差”表示，单因子方差分析（ANOVA），多重比较采用Duncan's检验方法，以P＜0.05为显著差异，P＜0.01为极显著差异。

1.3.3 氮和磷收支计算 采用物料平衡原理计算不同养殖模式池塘、收支，计算方程如下：

（1） N（P）input=Win+Ss+F；

（2） N（P）output=Wout+Sh+O；

（3） O=N（P）input-Wout-Sh-E；

式中：Win为通过池塘进水带入的 N、P，kg/hm2；Ss为通过苗种带入的 N、P，kg/hm2；F 为通过饵料带入的 N、P，kg/hm2；Wout为通过排水带出的 N、P，kg/hm2，是随养殖期排水排出N、P和随收获期排水排出N、P之和；Sh为通过渔获物带出的N、P，kg/hm2；O 为通过其他途径输出的 N、P，kg/hm2，如底泥沉积、渗漏、挥发等。

2 结果及分析

2.1 产量及生长指标比较 试验时间共计120 d，其中PT组捕获大鳞鲃6500 kg，平均规格812.5 g/尾，平均成活率98.1%，平均饵料系数1.67。特定生长率1.05。DJ组大鳞鲃产量6800 kg，平均规格850 g/尾，成活率97.8%，平均饵料系数1.58。特定生长率1.1。从表2数据可以看出，两种饲料饲喂的试验鱼在生长上无显著差异（P＞0.05）。

表2 两种饲料投喂大鳞鲃的生长情况

2.2 两种饲料养殖氮、磷收支 两个池塘投入和产出各组分总量及其各氮、磷含量见表3和表4，N、P占比例见图1.其中PT组整个养殖周期N输入总量为377.6 kg。主要输入途径是通过饲料携带，为286.88 kg，占总输入N的76%。通过鱼输入的N为87.0 kg，占总输入的23%，其他的水体交换输入N最少约为3.7 kg，占总输入的1%左右。DJ组整个养殖周期N输入总量为393.4 kg。主要输入途径是通过饲料携带，为290.94 kg，占总输入N的74%。通过鱼输入的N为96.8 kg，占总输入的25%，其他的水体交换输入N最少约为5.7 kg，占总输入的1%左右。

表3 两个池塘系统中投入各组分总量及其各氮、磷含量

表4 两个池塘系统中产出各组分总量及其各氮、磷含量

图1 两个池塘系统中产出各组分氮、磷含量

在N输出方面，其中PT组整个养殖周期N输出总量为351.12 kg。通过渔获物携带输出的N为162.24 kg，占总输出N的46%。通过排水输出的N为141.5 kg，占总输入的40%，通过其他途径输出的N约为47.38 kg，占总输入的14%左右。DJ组整个养殖周期N输入总量为377.64 kg。通过渔获物携带输出的N为179.52 kg，占总输出N的48%。通过排水输出的N为189.57 kg，占总输入的50%，通过其他途径输出的N约为8.53 kg，占总输入的2%左右。

PT组整个养殖周期P输入总量为84.7 kg。饲料携带仍是主要输入途径为74.25 kg，占总输入P的88%。通过鱼输入的P为8.38 kg，占总输入的10%，其他的水体交换输入P最少约为2.07 kg，占总输入的2%左右。DJ组整个养殖周期P输入总量为86.41 kg。主要输入途径是通过饲料携带，为75.81 kg，占总输入P的88%。通过鱼输入的P为7.36 kg，占总输入的8%，其他的水体交换输入P最少约为3.24 kg，占总输入的4%左右。

在P输出方面，其中PT组整个养殖周期P输出总量为78.78 kg。通过渔获物携带输出的P为15.73 kg，占总输出P的20%。通过排水输出的P为47.35 kg，占总输出的60%，通过其他途径输出的P约为15.7 kg，占总输入的20%左右。DJ组整个养殖周期P输入总量为82.96 kg。通过渔获物携带输出的P为15.91 kg，占总输出P的19%。通过排水输出的P为63.13 kg，占总输入的76%，通过其他途径输出的P约为3.91 kg，占总输出的5%左右。

2.3 添加瓜尔豆胶对大鳞鲃肠道情况的影响两种饲料投喂的肠道组织切片分别见图2和图3，通过观察饲料对肠道的损伤情况，可以看出，喂食两种饲料的鱼肠道均呈现完好状态，前肠绒毛形状完整，整齐地伸入肠腔内，未发现绒毛破损，肿胀，脱落，表皮细胞水肿充血等症状。

图2 PT肠道切片

图3 DJ肠道切片

3 讨论

3.1 瓜尔豆胶饲料对大鳞鲃生长性能的影响在本试验中利用瓜尔豆胶的特性在推水设备里进行喂养，在本研究中，与普通饲料相比添加瓜尔豆胶饲料所投喂的大鳞鲃的增重、饵料系数并没有明显差异，普通饲料投喂增重率351.4%，饵料系数1.67，瓜尔豆胶饲料投喂增重率372.2%，饵料系数1.58，在成活率方面瓜尔豆胶饲料所投喂的略低于普通饲料，这是由于在试验初期鱼肠道不能很好适应瓜尔豆胶饲料导致部分鱼出现肠炎等症状，随着时间的推移该症状消退。所以在达到同样生长情况下，添加瓜尔豆胶不会影响鱼类正常生长。

3.2 氮、磷收支的比较

3.2.1 养殖池塘的氮磷输入 在池塘养殖系统中，氮、磷输入主要来源包括饲料、肥料、养殖水体、养殖生物、降雨等。本试验过程于在推水设备中完成，未使用肥料，PT和DJ池塘氮、磷输入的形式有饲料、苗种、水体交换（包括进水、降雨）等，其饲料分别占N输入的74%和76%，来源于饲料输入的P均为88%。以往结果研究表明饲料是养殖系统氮、磷输入的主要形式。对低密度养殖（6尾/m2）的半咸水鱼和高密度养殖（10尾/m2）的海水鱼的研究结果表明，由饲料输入的氮、磷比例分别为 88%和 75%与 99%和 94%（Krom和 Neori，1989）。在普通土池塘中由饲料输入的氮、磷分别占池塘氮、磷输入总量84.3%～92.7%和81.9%～90.8%（Daniels和 Boyd，1989）。本研究中 PT 和 DJ中饲料对氮、磷输入的比例均与上述养鱼池塘研究结果相似。

一般情况下，放养动物输入的氮、磷占池塘氮、磷总输入的比例因放养动物种类和放养规格不同而存在差异。本试验中，PT和DJ池塘来源于鱼苗输入的N均占总输入23%，P均占池塘磷总输入的25%。

杨逸萍等（1999）报道，在斑节对虾的养殖中，注水输入氮占池塘总氮输入的5%～7%。Christopher Jackson等（2003）的研究也表明进水中的总氮水平很低，只占池塘总输入的5%。本试验水体交换的氮磷占池塘氮磷总输入的比例相对较小，PT和DJ进水输入的N、P均分别占池塘氮磷总输入的1%左右。由于在推水系统中养殖池中的水与外塘不断循环，水体经外塘代谢后进入养殖池，故而在进水中输入的N、P含量较低。

3.2.2 养殖池塘的氮磷输出 本研究中，两个池塘的氮、磷输出主要包括商品鱼、吸排污和其他形式输出三部分，其他形式中包括底泥氮、磷沉积、水体交换和渗漏等途径输出。对于PT池塘的氮、磷输出来说，商品鱼输出的氮、磷所占比例最大，分别为46.0%和20.0%；其次是吸排污输出的氮、磷，分别为 40.0%和60.0%，其他输出分别为14.0%和20.0%。而DJ池塘的氮、磷输出情况却有所不同，吸排污的氮、磷所占比例最大，分别为50.0%和76.0%；其次是商品鱼输出的氮、磷，分别为48.0%和19.0%，其他输出为2%和5%。对比两池塘的氮、磷输出差异，在渔获物上面差异不大，最主要的区别在于吸排污。而在养殖过程中对水体污染也主要来源是残饵及排泄物。其浸泡液中氮、磷含量与饲料溶失率呈正相关性（刘旭东2009）。由于在饲料中添加了瓜尔豆胶明显增强了鱼类粪便的颗粒稳定性和机械强度，便于粪便及残饵的清理，在吸排污过程中可以将更多排泄物吸出。Alexan-der Brinker（2007）的研究表明不同质量和剂量的瓜尔胶作为鱼饲料黏合剂对鱼类排泄物稳定性的影响亦有不同，其中高等黏度的瓜尔胶效率较高。 通过测定排污口水中氮、磷含量，PT中氮浓度为141.50 g，磷浓度为47.35 g；DJ中氮浓度为189.57 g，磷浓度为63.13 g，差异显著（P＜0.05）。一些研究者却认为输入氮的大部分是以排水的形式释放到环境中。如Daniels和Boyd（1989）报道，换排水氮、磷输出分别占氮、磷总输出的24.8%和4.92%。但本研究中，推水设备吸排污将大部分残饵料、排泄物吸出使得排放到水体中的氮磷占氮、磷总输出的比例相对较小，PT中氮浓度为 141.50 g，磷浓度为 47.35 g；DJ中氮浓度为189.57 g，磷浓度为 63.13 g，差异显著（P ＜ 0.05）。由于瓜尔豆胶增强了排泄物及饲料的水稳定性，使得排放到环境中的氮、磷含量有差异。

3.3 对肠道细胞损伤的比较 瓜尔豆胶饲料主要成分也是瓜尔豆的豆粕，而豆粕中由于含有皂苷、非淀粉多糖等抗营养因子，在当做饲料使用的过程中会对鱼类消化道产生不良影响。如：饲料中的非淀粉多糖不仅能够结合胆汁酸阻塞微绒毛，损伤肠道，而且还能够增加营养物质的黏稠性，进而降低鱼类对营养物质的消化吸收（张帆 等 ，2012；Leenhouwers 等 ，2010；Storebakken等，1998）。

目前，关于豆粕替代鱼粉引起鱼类肠道组织结构改变已有很多相关研究，如当豆粕替代量超过45%时，能够引起大黄鱼 （Pseudosciaena crocea）肠壁变薄，肠绒毛严重破损（张伟等，2010）。用添加30%豆粕的饲料饲喂异育银鲫（Caraddius auratus gibelio）3周后发现，其肠黏膜上皮细胞受损，黏膜皱襞间质变宽（宋文新，2009）。用发酵豆粕替代鱼粉饲喂黑鲷（Sparus macrocephalus）时发现，当替代量为 40%和 50%时，其中肠壁破损，肠绒毛出现大量脱落并且减少，50%替代组幼鱼中肠黏膜层和肠壁连接变得开始疏松 （姚迪翡，2013）。而在本研究中通过肠道切片可以观察出，投喂瓜尔豆胶饲料对大鳞鲃的肠道并无损伤，而根据文献所述，这有可能是所添加豆类替代物（瓜尔豆胶）含量较少，并未达到引起肠道组织结构改变的替代比例所导致。

4 结论

本试验采用添加0.3%瓜尔豆胶饲料与普通饲料喂养大鳞鲃，以增重率和饵料系数作为生长评定，以肠道切片有无损害，养殖周期氮磷排放作为评定指标。结果表明，添加瓜尔豆胶后增重和饵料系数上没有明显差异（P＞0.05）。 喂食两种饲料的鱼肠道均呈现完好状态，前肠绒毛形状完整，整齐地伸入肠腔内，未发现绒毛破损、肿胀、脱落、表皮细胞水肿充血等症状。通过测定排污口水中氮、磷含量，PT中氮浓度为141.50 g，磷浓度为47.35 g；DJ中氮浓度为 189.57 g，磷浓度为 63.13 g，差异显著（P ＜ 0.05）。