杂交鲟幼鱼饲料中有效磷需要量的研究

周文博，褚志鹏，李罗新,，刘 伟，陈细华﹡，柴 毅，洪宇聪，孙凯辉

(1.长江大学动物科学学院，湖北荆州 434025;2.中国水产科学研究院长江水产研究所，武汉 430223;3.广东越群海洋生物研究开发有限公司，广东揭阳 522000)

磷是鱼类生长所必需的重要常量矿物元素。鱼类虽然可以直接吸收自然水体中的磷，但水体中磷含量有限且吸收率低，无法满足鱼类正常生长需要，因而饲料是人工养殖鱼类的主要磷源[1]。饲料中的磷来源于饲料原料中的磷及添加的无机磷，而饲料总磷中可被动物利用的部分称之为有效磷[2]。饲料中磷不足，会导致鱼类生长缓慢、饲料效率低，甚至造成鱼体脂肪异常积累[3-4]。但磷含量过多时，鱼体中磷的利用率不高会导致未被利用的磷和尿磷排泄到环境中引起水体富营养化[5]。目前关于鱼类磷需要量已有一些研究，结果表明鱼类有效磷需求量在0.51%～0.96%[6-10]，这说明不同鱼类对饲料有效磷需求量差异较大。

鲟鱼是鲟形目鱼类的俗称，2019年我国鲟鱼养殖年产量约为10万吨，但其配合饲料和营养参数方面的研究仍较为薄弱[11-14]。市场上生产的商品饲料一般通过添加磷酸二氢钙来满足鱼体对磷的需求且磷含量普遍较高，相关检测报道鲟鱼商品饲料总磷含量在1.55%～1.74%[15]，高于已知的施氏鲟(Acipenserschrenckii)(0.88%～1.00%)[16]、西伯利亚鲟(Acipenserbaerii)(0.50%～0.87%)[17]和杂交鲟(Husohuso♀×A.schrenckii♂)(0.63%～1.15%)[18]的总磷需求量。不仅造成资源的浪费同时也不利于鲟鱼产业的可持续发展。杂交鲟(西伯利亚鲟♀×施氏鲟♂)俗称西杂，是目前国内商品鲟养殖市场中养殖产量最大的品种[19]。鉴于此，本实验以西杂为研究对象探讨饲料不同有效磷水平对其生长性能、饲料利用、体成分和部分血清生化指标的影响，旨在确定杂交鲟饲料有效磷的需要量，为优化鲟鱼饲料配方提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验饲料

以鱼粉、明胶和干酪素为蛋白源，鱼油和大豆油为脂肪源，糊精为糖源，磷酸二氢钙为磷源配制有效磷水平(实测值)为0.37%(Diet1)、0.65%(Diet2)、0.96%(Diet3)、1.22%(Diet4)和1.48%(Diet5)的5组等氮等能饲料(表1)。原料经粉碎后过60目筛，按表1比例精准称重(0.1 g)充分混匀，含量较低(<5%)的原料采用逐级预混法混匀,用饲料加工设备(浙江民益食品机械有限公司，32型制粒机)制成直径约为2.0 mm条状饲料，并烘干(50℃)破碎后，将饲料密封放入-20 ℃冰柜中保存备用。

表1 实验饲料配方及成分含量Tab.1 Formulation and proximate composition of the experimental diets %

表2 饲料中的有效磷含量Tab.2 Dietary available phosphorus levels %

1.2 实验鱼来源与饲养管理

实验鱼购自荆州市渔都特种水产养殖有限公司，并在该公司基地室内流水养殖系统进行养殖实验。正式实验开始前饲喂对照组饲料驯化实验鱼2周，使其适应饲料和养殖环境。2周后，挑选规格齐整、健康的实验鱼330尾，平均体质量为(10.06±0.39)g，随机平均分配到15个直径0.78 m，高0.3 m，容量为140 L的圆柱形聚乙烯养殖桶，每桶放鱼22尾。实验设5个处理组，每组设3个重复。实验期间每天表观饱食投喂3次(7:00，12:00，18:00)，每次投喂结束0.5 h后用虹吸法收集成型的粪便并进行换水。养殖周期为8周。每天记录实验鱼摄食和死亡情况，每2周对鱼体重进行称量。养殖用水为充分曝气的地下水，养殖期间水温19.2～20.9 ℃，溶氧质量浓度6.90～7.69 mg/L，pH 7.6～8.0，氨氮质量浓度<0.10 mg/L。

1.3 样品的采集与测定方法

养殖结束时，将每个养殖桶的实验鱼称重、计数，用以计算增重率、特定生长率和成活率。每桶随机取3尾鱼用MS-222(120 mg/L)麻醉后，测量体重与体长，用以计算肥满度，随后将实验鱼解剖取肝脏和内脏称重，用以计算肝体比和脏体比。统计每个重复饲料的饲料摄入量，用以计算饲料效率和蛋白质效率。将每个重复的粪便收集于样品袋中放-20 ℃冰柜保存，经冷冻干燥及粉碎后测定饲料磷表观消化率(ADCP)。指标的计算公式如下：

增重率(WGR)=(Wt-W0)/W0×100%；

特定生长率(SGR)=(lnWt-lnW0)/t×100%；

存活率(SR)=Nt/N0×100%；

饲料效率(FE)=(Wt-W0+Md)/f×100%；

蛋白质效率(PER)=(Wt-W0)/Pt×100%；

脏体比(VSI)=Wv/W×100%；

肝体比(HSI)=Wh/W×100%；

肥满度(CF)=W/(BL)3×100；

磷表观消化率(ADCP)=[1-(Tid×Pf)/(Pd×Tif)]×100%

式中，Nt为终末尾数；N0为初始尾数；Wt为终末体质量(g)；W0为初始体质量(g)；W为鱼体重；t为实验天数(d)；Wh为肝脏重(g)；Wv为内脏重(g)；f为总摄食饲料干重(g)；Md为终末每个养殖箱的总死亡质量(g)；BL为终末体长；Tid为饲料中TiO2含量；Pf为粪便含磷量；Tif为粪便TiO2含量；Pd为饲料含磷量。

将实验鱼饥饿24 h处理后，每个养殖桶随机取3尾鱼，用MS-222(120 mg/L)麻醉后，取背部肌肉和背、侧、腹骨板；再用微波炉处理加热至鱼体熟化后，分离脊柱，干燥，捣碎后去脂制备脱脂干骨[20]。另外从每个养殖桶中再取3尾鱼，麻醉后，放-20 ℃冰柜保存用以测定全鱼常规营养成分。全鱼、肌肉和饲料常规营养成分含量测定时，水分采用105 ℃干燥法测定(GB/T 5009.3-2003)。粗蛋白质采用凯氏定氮法测定(GB/T 5009.3-2003)。粗脂肪采用索氏抽提法测定(GB/T 5009.6-2003)。粗灰分采用550 ℃灼烧法测定(GB/T 5009.4-2003)。饲料、骨板和脊椎磷含量采用分光光度法(GB/T 6437-2018)。饲料钙含量采用原子吸收光谱法(GBT 13885-2017)测定。血清生化指标采用全自动生化分析仪(BS-460，深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)测定。饲料和粪便中的二氧化钛(TiO2)含量采用酸消化法、原子吸收分光光度计测定。

1.4 数据处理

2 结果

2.1 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼生长性能和饲料利用的影响

由表3可知，在本实验中，各组实验鱼的成活率均较高且无显著差异。随饲料中有效磷水平由0.37%增加至0.96%，实验鱼的增重率和特定生长率显著升高，但当饲料有效磷水平达到0.96%后实验鱼的生长速度减缓，0.96%、1.22%和1.48%组的实验鱼的增重率和特定生长率显著高于0.37%组和0.65%组。各实验组饲料效率和蛋白质效率随着饲料有效磷水平的增加均呈先升高后降低趋势，对照组实验鱼的饲料效率和蛋白质效率显著低于其他各组，且饲料有效磷水平0.96%组的饲料效率和蛋白质效率最高。饲料中不同有效磷水平对各实验组鱼肝体比、脏体比和肥满度均无显著影响。以杂交鲟幼鱼增重率为因变量(Y)，以饲料有效磷水平为自变量(X)，进行折线回归分析得出Y=368.46-385.53 (0.93-X) (R2=0.995 2)，当X=0.93%时，增重率达到最大值(图1)。

表3 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼生长的影响Tab.3 Effect of dietary available phosphorus levels on growth performance of juvenile hybrid sturgeon

图1 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼增重率的影响Fig.1 Effect of dietary available phosphorus levels on weight gain rate of juvenile hybrid sturgeon

2.2 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼体成分的影响

由表4可知，各实验组全鱼水分和粗蛋白含量无显著差异。随饲料中有效磷水平增加，全鱼粗脂肪含量显著降低，对照组的全鱼粗脂肪含量显著高于其他组。全鱼粗灰分和磷含量随饲料有效磷水平增加均呈现先升高后趋于平稳趋势，0.96%、1.22%和1.48%实验组全鱼粗灰分和磷含量显著高于0.37%组和0.65%组。当饲料中有效磷水平为0.96%时，全鱼粗灰分含量最高，而全鱼磷含量在饲料有效磷水平1.22%组达到最大值。饲料中添加不同有效磷水平对实验鱼肌肉水分、粗蛋白、粗灰分和磷含量均无显著影响，肌肉粗脂肪含量随饲料有效磷水平增加呈降低趋势但无显著性差异。以杂交鲟幼鱼全鱼磷含量为因变量(Y)，以饲料有效磷水平为自变量(X)，进行折线回归分析得出Y=0.392 6-0.220 3(1.02-X) (R2=0.999 8)，当X=1.02%，鱼体磷含量最高(图2)。

表4 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼体组成的影响Tab.4 Effects of dietary available phosphorus levels on body content of juvenile hybrid sturgeon %

图2 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼全鱼磷含量的影响Fig.2 Effect of dietary available phosphorus levels on whole-body phosphorus content of juvenile hybrid sturgeon

随饲料有效磷水平的增加，脊椎粗灰分和磷含量呈先升高后趋于平稳趋势。饲料有效磷水平由0.37%增加至0.96%，脊椎粗灰分和磷含量显著增加，当饲料有效磷水平达到0.96%后实验鱼的脊椎粗灰分和磷含量趋于平稳。0.96%、1.22%和1.48%组脊椎粗灰分和磷含量均显著高于0.37%组和0.65%组。以杂交鲟幼鱼脊椎磷含量为因变量(Y)，以饲料有效磷水平为自变量(X)，进行折线回归分析得出Y=2.096 6-0.801 9(0.95-X) (R2=0.977)，当X=0.95%，脊椎磷含量最高(图3)。

图3 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼脊椎磷含量的影响Fig.3 Effect of dietary available phosphorus levels on vertebrae phosphorus content of juvenile hybrid sturgeon

2.3 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼血清生化指标的影响

由表5可知，随着饲料中有效磷水平的增加，实验鱼血清中磷含量显著升高，当有效磷水平达到0.96%后趋于平稳，且对照组的血清磷含量显著低于其他各组；血清中钙含量呈先升后降的趋势，但差异不显著。碱性磷酸酶活性随饲料有效磷水平的增加呈先升高后趋于平稳趋势，对照组的碱性磷酸酶活性显著低于其他组。

3 讨论

3.1 饲料有效磷水平对实验鱼生长性能和饲料利用的影响

已有研究表明低磷水平饲料会导致实验鱼生长缓慢以及饲料效率降低[1,4]。本实验中饲料有效磷水平较低的组(0.37%)杂交鲟也出现了生长缓慢及饲料效率低等症状。Yu等[8]和Schamber等[21]研究认为饲料中有效磷水平较低时，磷主要被用于鱼体生理代谢过程，故生长所需的磷不足导致鱼体从饲料蛋白中摄取的氨基酸未被充分利用形成体蛋白，而是通过联合脱氨作用被代谢，从而使得鱼体生长受阻。Wang等[22]研究发现牙鲆(Paralichthysolivaceus)缺磷会出现食欲差和头部畸形等症状。

表5 饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼血清生化指标的影响Tab.5 Effect of dietary available phosphorus levels on some serum biochemical indexes of juvenile hybrid sturgeon

Roy等[23]研究也表明低磷水平饲料组黑线鳕(MelanogrammusaeglefinusL.)食欲和活力极差且出现脊椎弯曲症状。但本实验中并未发现类似的问题，这可能与本实验对照组饲料中含有少量磷有关[16]。同样，有研究表明饲料中过量的磷会与其他矿物质形成复合物抑制鱼体对微量元素吸收并导致生长速度的减缓[3]。在本实验中饲料有效磷水平最高的实验组并未发现实验鱼的生长受到明显抑制，这表明本实验中杂交鲟可以耐受1.48%的有效磷水平。以增重率为指标，通过折线回归分析得出实验鱼对饲料有效磷需要量为0.93%，这与施氏鲟[16]的总磷需求量(1.00%)相近。但低于杂交鲟[(欧洲鳇(Husohuso)♀×施氏鲟♂)[18](494.21±18.63) g]饲料中总磷需求量(1.15%)，分析原因可能是鱼种规格的不同所造成的。然而，Xu等[17]研究发现以磷酸二氢钠为磷源在室内循环养殖系统条件下得出西伯利亚鲟的饲料总磷需求量为0.50%，低于本实验结果0.93%。这可能是由于鱼体对饲料不同磷源利用率及养殖环境的不同从而造成了鱼体对饲料磷的需求量有所差异[3,8]。

饲料效率和蛋白质效率可有效反映鱼类对饲料及其中蛋白质利用情况[24]。本实验中，饲料有效磷水平由0.37%增加至0.96%时，各实验组饲料效率和蛋白质效率显著升高。这可能是饲料有效磷水平的增加升高了羧肽酶的活性从而改善了鱼体对饲料中蛋白质的消化吸收能力[25]。而当饲料有效磷水平继续增加至1.48%时，饲料效率和蛋白质效率出现下降趋势。这与黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)[26]和印度囊鳃鲶(Heteropneustesfossilis)[27]的研究结果类似，说明实验鱼在对饲料的摄食及消化吸收存在着上限，即存在一个最适磷水平能显著提高鱼体对饲料中营养物质的吸收和利用[8]。因此，过高的饲料磷水平不但难以使鱼体获得最佳的生长速度和饲料利用率，而且会造成饲料的浪费，增加养殖成本[28]。

3.2 饲料有效磷水平对实验鱼体成分的影响

饲料磷水平是影响鱼体脂肪含量的重要因素，饲料磷水平较低时会造成鱼体脂肪的大量沉积[4]。Zafar等[27]研究也发现饲料中有效磷水平增加会引起印度囊鳃鲶鱼体脂肪含量降低。同样的，在本实验中全鱼粗脂肪含量与饲料有效磷水平呈负相关，对照组的鱼体脂肪含量显著高于0.65%～1.48%组，这与对鲫[9]的研究结果一致，说明有效磷水平增加可促进鱼体脂肪的氧化代谢、保障其能量的需求，从而减少鱼体脂肪的沉积[29]。Liang等[1]对草鱼(Ctenopharyngodonidella)的研究认为饲料中有效磷的缺乏会降低鱼体的氧化磷酸化作用从而阻碍了机体的三羧酸循环(TCA)和体内乙酰CoA的堆积，抑制脂肪酸的β氧化，阻碍脂肪的供能，导致脂肪的沉积；当饲料有效磷水平增加后，鱼体内脂肪酸的β氧化增强，脂肪的供能作用加强，进而使鱼体脂肪沉积降低。

水产动物机体组织中粗灰分和磷含量的变化常用作其营养研究的评价指标[30]。饲料有效磷水平由0.37%增加至1.48%，全鱼粗灰分和磷含量均呈先升高后趋于平稳的趋势。这与团头鲂(Megalobramaamblycephala)[3]和吉富罗非鱼(GIFTOreochromisniloticus)[29]的研究结果一致，说明饲料中高水平的有效磷促进了鱼体矿物质的积累[31]。灰分的增加可能是骨骼系统、鳞片快速生长发育的结果[32]。鱼体内约85%的磷储存于骨骼中，而骨骼参与磷代谢，脊椎骨中磷含量可作为确定饲料中适宜的磷水平的指标[33]。在本实验中，饲料有效磷水平显著影响了实验鱼脊椎粗灰分和磷含量，并与之呈一定的正相关。在哲罗鱼(Huchotaimen)[5]的研究中也有相似结果，这表明增加饲料中的有效磷可促进鱼体骨骼中磷代谢和沉积[17]。通过折线回归分析全鱼磷含量得出实验鱼饲料有效磷的需求量为1.02%，略高于最佳生长的有效磷需求量。这可能是由于以生长作为变量来评估营养物质的需求依赖于实验的时间，随着实验时间的延长，基于生长指标评估所得的磷需求量将趋近于以机体组织磷沉积为评估指标所得的磷需求量[34]。而本实验中以实验鱼脊椎磷含量为评价标准得到的有效磷需求量几乎与最佳生长的有效磷需求量相等，这与印度囊鳃鲶[27]和黄鳝[4]等硬骨鱼类研究结果不同。有研究者推测鲟鱼是软骨鱼类，其脊椎磷含量本来就比硬骨鱼类要低[17,35]。

在本实验中并未发现饲料有效磷水平对杂交鲟幼鱼的肌肉粗蛋白、粗脂肪、水分、粗灰分和磷含量有显著影响，同样的结果也出现在施氏鲟[16]的研究中，这可能与鱼体肌肉对磷缺乏或富余的敏感性较低有关[36]。

3.3 饲料有效磷水平对实验鱼血清生化指标的影响

血清生化指标能反映机体血液中营养成分和生理代谢状况的变化，血清中磷含量可以大致了解机体内的磷吸收和利用的情况，也是评价鱼体磷水平的指标[27,37]。在本实验中，饲料有效磷水平由0.37%增加至0.96%，血清中的磷含量显著升高，在鲫鱼[9]的研究中也有类似的结果，这表明增加饲料中有效磷水平有利于鱼体磷的吸收和利用[1]。当饲料有效磷水平达到0.96%后继续增加有效磷水平，血清磷含量无显著差异，说明0.96%的有效磷水平促使鱼体肠道和肾脏对磷的吸收机制达到饱和，此时进一步增加有效磷水平导致鱼体内的可溶性磷以尿磷的方式进行排泄以维持血清中磷含量的稳定[4]。也有研究认为鱼体内存在着磷的稳态机制且血清磷含量达到一定水平即可激活此机制，并通过调节肾脏合成1,25-二羟维生素D3的速度从而调控鱼体磷的吸收和骨骼的矿化速率[38]。因此有必要对磷的稳态机制进一步的研究。本实验中饲料有效磷水平的增加未显著影响各组血清钙含量，与澳洲银鲈(Bidyanusbidyanus)[39]的研究结果一致。Song等[40]研究发现鱼类可以通过鳃上皮细胞和皮肤直接吸收周围水体中的钙，同时摄食的饲料含有充足的钙使得血清钙含量稳定，这可能是本实验中血清钙含量无显著差异的原因。

碱性磷酸酶主要由成骨细胞和肝脏合成分泌，参与鱼体骨骼的矿物质代谢并控制细胞膜的运输活性，其活性与机体钙磷代谢强度紧密相关，可作为衡量肝脏和骨骼代谢状况指标[41]。本实验结果显示，饲料有效磷水平由0.37%增加至0.96%，鱼体血液中的碱性磷酸酶活性显著升高。这表明饲料中有效磷水平的增加可以提高鱼体碱性磷酸酶活性，促进磷代谢及利用[3]。但饲料有效磷水平继续增加并未提高1.22%组和1.48%组鱼体血液中碱性磷酸酶的活性。Zhang等[42]研究发现过高的饲料有效磷水平减缓了花鲈(Lateolabraxjaponicus)骨骼的矿化和钙磷代谢，这也可能是1.22%组和1.48%组实验鱼血清碱性磷酸酶活性不再升高的原因。这与实验鱼脊椎骨粗灰分和磷含量的结果相对应。此外，血液中的碱性磷酸酶活性易受多种因素影响，如温度、摄食量、生长阶段等[43]。也有研究表明饲料磷水平的增加会降低黑鲷(Sparusmacrocephalus)[30]和澳洲银鲈[39]的碱性磷酸酶的活性。有关饲料磷水平对鱼体血液碱性磷酸酶活性影响的原因有待于进一步研究探讨。

4 结论

综上所述，在本实验条件下，综合考虑杂交鲟幼鱼的生长、鱼体营养成分、脊椎骨磷含量及血清生化指标，建议杂交鲟幼鱼饲料有效磷水平在0.93%～1.02%。