谢全森, 宋 磊, 刘艺冉, 张配瑜
(1.邯郸学院生命科学与工程学院,河北邯郸 056005; 2.邯郸学院马克思主义学院,河北邯郸 056005;3.河北师范大学生命科学学院,河北石家庄 050024)
中华鳖()属于动物界爬行纲龟鳖目鳖科鳖属,是我国重要的特色淡水养殖品种之一,在我国人工养殖并形成多种地方种群,如台湾种群、黄河种群、日本种群等。1990年以来,中华鳖在养殖技术及引种方面不断改善,产量也呈日渐上升的趋势。根据2019—2021年的《中国渔业统计年鉴》数据显示,我国养殖中华鳖产量在2018—2020年持续稳定在33万t左右。
中华鳖在国内养殖使用人工饲料,但我国对于该品种营养需求研究起步比较晚,其自身生长过程所需营养素研究报道不系统,很长时间的饲料营养参数是参照鳗饲料,研究探明中华鳖的营养需求,开发中华鳖高效配合饲料是促进其养殖业发展的关键之一。本文对中华鳖常量和微量营养素需求及饲料研究进行综述,以期为后续相关研究提供参考。
1.1.1 蛋白质需求 蛋白质是动物组织细胞主要成分,是组织更新和修复的主要原料,中华鳖作为偏肉食性水产动物,开展对其蛋白质需求是研究中华鳖配合饲料的重要基础。目前,有关中华鳖的蛋白质需求已有较多研究报道。许国焕等以增质量率为评价指标,选用初始体质量约55.95 g的稚鳖,饲料蛋白质水平设置下限是36.82%,经70 d的饲养后,结果表明,饲料中添加36.82%的蛋白质最适宜其生长。齐占会以豆粕、肝粉和鱼粉为蛋白源,结果表明,中华鳖稚鳖(初始体质量50 g)饲料中蛋白质含量可降到32.54%,且其生长适应性良好。川崎义一等选取初始体质量为50 g的稚鳖,研究表明,50.00%的蛋白含量对于稚鳖的生长最佳。包吉墅等通过以酪蛋白为蛋白源,外源添加氨基酸,采用正交试验方法,结果显示46.63%的蛋白含量能较好地满足稚鳖(体质量15~30 g)的生长。Nuangsaeng 等选取初始体质量为5.1 g的稚鳖,饲料蛋白含量设计30%~55%,研究表明45%~55%的蛋白质含量时最利于稚鳖生长,对终末体质量做折线回归可得46.48%的蛋白质含量对稚鳖最为适宜。周帆等研究发现,42.20%的蛋白含量能较好地满足稚鳖(初始体质量3.7 g)的生长。王珺等研究结果,32.80%的蛋白含量能较好地满足稚鳖的生长。上述有关中华鳖蛋白质需求的数据主要基于鱼粉等动物蛋白源(表1),有关其对植物蛋白源适宜需求研究报道较少,稚鳖的蛋白质需求量32%~47%,其他规格未见报道。
表1 中华鳖对蛋白质需求量
1.1.2 必需氨基酸的需求 蛋白质在动物体内需要被分解为氨基酸才能进行消化和利用,因此氨基酸为蛋白质利用的最终形式。水产动物饲料中氨基酸的组成对蛋白品质起着决定性作用。评价鱼类营养价值多以必需氨基酸为评价指标。在预估和计算水产动物氨基酸的需求量时,许多研究者采用测定肌肉中氨基酸组成的方法。动物的最适饲料需要与动物体必需氨基酸组成一致。中华鳖的肌肉中存在16种不同的氨基酸,其中10种是必需氨基酸,1种是条件必需氨基酸。赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸等是鱼类公认的必需氨基酸,牛磺酸属于条件必需氨基酸。
甲硫氨酸在合成蛋白质的过程中起主导作用。研究表明,初始体质量3.2 g的稚鳖在其饲料中分别添加4种不同含量的甲硫氨酸,结果显示,对照组(甲硫氨酸含量0%)的增质量率显著低于处理组。周小秋等选用初始体质量17.63 g稚鳖为研究对象,并饲喂6组不同蛋白含量的饲料,结果表明,稚鳖对甲硫氨酸的需求量为1.28%。周凡等设置了5组蛋白含量不同的饲料,饲喂初始体质量约为3.48 g的稚鳖8周,结果表明:添加0.1%的-甲硫氨酸养殖效果较好。Huang 等试验表明,稚鳖甲硫氨酸的最适需求为1.03%。赖氨酸也叫生长性氨基酸,是常见的鱼类必需氨基酸。周小秋等选用初始体质量约为22.62 g的稚鳖,用5种不同含量赖氨酸的饲料饲喂,最终可测出稚鳖赖氨酸最适需求量为2.40%。在饲料中添加一定量的赖氨酸,可增加水产动物的蛋白沉积率。牛磺酸参与生长和代谢过程,具有维持机体免疫和营养的功能。在饲料中添加牛磺酸能增强鳖对于疾病的抵抗能力,也可作为鳖饲料的诱食剂。潘训彬等在稚鳖饲料中添加5种不同含量的牛磺酸,其中1组为对照组,饲喂8周后,结果显示,随着牛磺酸量的增加,稚鳖的摄食率逐渐降低;添加0.4%的牛磺酸时最有利于中华鳖的生长。潘训彬等选用约15 g的稚鳖作为试验对象,研究低蛋白配合饲料中添加氨基酸对中华鳖的影响,结果显示中华鳖牛磺酸适宜需求量在0.20%(表2)。有关中华鳖对其他必需氨基酸的需求尚未见报道。
表2 中华鳖对必需氨基酸的需求量
1.1.3 替代蛋白源研究进展 蛋白质是水产动物包括中华鳖的重要营养成分, 需要及时补充。在水生动物所需要的蛋白源中,鱼粉是不可缺少的。近年来受气候、人为因素、养殖方面等的影响,鱼粉价格持续提升,供不应求,寻找开发廉价、来源较丰富的蛋白源替代品迫在眉睫。
刘士学等评估了不同梯度喷雾干燥血粉应用于饲料中对3.53~3.69 g稚鳖生长性能的影响,结果表明,补充血粉后饲料的适口性明显优于未添加组,鳖的特定增长率和增质量率差异不大,加入过多会使饵料系数增加,适宜添加量为4%。张海琪等研究蝇蛆蛋白粉取代50%鱼粉对3.50 g日本稚鳖生长性能的影响,表明蝇蛆蛋白粉可以替代中华鳖日本品系中部分饲料,但替代的适宜比例需进一步研究确定。程逍妹等研究发现在体质量248.15 g幼鳖的饲料中添加15%蝇蛆蛋白能促进中华鳖生长,降低饲料系数,提高中华鳖的营养价值与药用保健功能。贾艳菊等对体质量6.80 g稚鳖使用5%乌贼肝粉和鱼浆蛋白替代鱼粉,得出饲料中添加5%的乌贼肝粉能提高稚鳖的抗氧化能力。朱站英等评估了体质量120.00 g的幼鳖对蚕蛹、发酵豆粕、肉骨粉和玉米蛋白粉4种饲料原料中粗蛋白质和氨基酸的表观消化率,结果表明蚕蛹可作为中华鳖幼鳖的优质动物性蛋白质源,发酵豆粕可作为中华鳖幼鳖较好的植物性蛋白质源。蒋迪等使用对照组饲料(54%白鱼粉)、51.3%白鱼粉(添加5%蚕蛹替代)、48.6%白鱼粉(添加10%蚕蛹替代)的等氮饲料饲喂中华鳖,结果显示,未脱脂的蚕蛹粉不适合补充至幼鳖饲料中。沈城等评估了体质量4.00 g鳖饲料中发酵豆粕替代部分鱼粉对其生长性能和非特异性免疫的影响,结果发现发酵豆粕可适量替代中华鳖配合饲料中的鱼粉,且适宜替代量为15%。 Zhou等评估了体质量 4.54 g 鳖饲料中发酵豆粕替代部分鱼粉对其生长性能和非特异性免疫的影响,结果发现发酵豆粕可替代鳖饲料中15%的鱼粉。唐精等研究植物蛋白部分替代鱼粉对体质量4.26 g中华鳖的饲喂效果,结果表明鳖饲料中可使用混合植物蛋白来代替少量的鱼粉。Li等研究脱脂黑水虻粉替代鱼粉对体质量224 g中华鳖的饲喂效果,结果表明该蛋白原料可10%替代鱼粉(表3),由此可见,在中华鳖幼鳖和稚鳖配合饲料中,饼粕类植物蛋白源替代鱼粉水平有限,低于20%,其原因可能是植物抗营养因子影响物质使用以及其蛋白含量偏低,而动物性蛋白源替代鱼粉也不高,可能与原料适口性有关,还需进一步开展研究。
表3 中华鳖饲料中其他蛋白源替代鱼粉量
综上所述, 有关中华鳖饲料中鱼粉替代品的研究已取得的数据,主要是利用价格低、来源广泛的饼粕类植物性蛋白源和陆上动物蛋白源作为鱼粉替代物,并采取添加晶体氨基酸来均衡饲料氨基酸平衡。对多种混合蛋白源替代鱼粉的研究报道数据较少,还有待进一步加强。
1.2.1 脂肪需求 脂肪是水生动物体的主要营养成分之一。当饲料脂肪含量不足时,水产动物会消耗蛋白质来满足机体供能的需求,这不利于机体生长,同时当饲料脂肪含量过多超过其代谢能力时,脂肪蓄积导致脂肪肝,更不利于机体生长,因此得到水产动物适宜的脂肪需求尤为重要。占秀安等测定了成鳖饲料的脂肪需求量为4.02%~5.83%。徐学明等的研究表明,中华鳖幼鳖的饲料中适宜的脂肪需求量在4.2%~6.7%。吴斌等的研究表明,稚鳖的最适脂肪需求量为3%~5%。Huang等用不同含量脂肪的饲料饲养体质量约4.9 g的稚鳖8周,结果表明,稚鳖的最适脂肪需求量为12%~15%。关于中华鳖脂肪需求研究进展见表4。中华鳖脂肪需求与其饲养环境、养殖模式和饲料组分影响有关,不同规格中华鳖对脂肪需求不同,中华鳖对饲料脂肪的精准营养需求需进一步深入研究。
表4 中华鳖对脂肪和脂肪酸的需求量
1.2.2 脂肪酸需求 必需脂肪酸(EFA)对鱼类的生长和发育具有重要作用。关于中华鳖脂肪酸需求的研究较少。用不添加脂类的饲料饲喂中华鳖,8周后中华鳖体中C14、C16、C18脂肪酸含量与试验前相比增加,说明鳖体能够合成、加长碳原子和去饱和化碳原子到18,但不具备合成碳原子数大于18的脂肪酸的能力。饲料中不添加C20:4n-6的脂肪酸,不同饲料处理组的鳖体中此脂肪酸的含量基本相同,有可能稚鳖从卵黄中遗传了足够的此种脂肪酸。蒋迪以中华鳖稚鳖为研究对象,初始体质量为3.5 g左右,在基础饲料(DHA含量0.8%)的基础上,分别再加入0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%的6种不同含量的DHA藻油,研究不同含量DHA对稚鳖的影响。结果表明,当饲料中的DHA含量达1.0%时,稚鳖的增质量率最高,同时粗蛋白的表观消化率也最高,但超氧化物歧化酶的变化较为显著。因此,综合分析来看,稚鳖对DHA的最佳需求量为0.8%~1.0%。
1.2.3 脂肪源替代进展 Huang等在中华鳖词料中添加猪油、大豆油、橄榄油、鱼油和其混合物(比例 1 ∶1),对中华鳖的增质量率、饲料系数、肝体比、蛋白效率和肌肉的组成影响不显著,各组对中华鳖肌肉中的脂肪酸组成影响有差异,鱼油组的中华鳖肌肉中饱和脂肪酸含量最高,鱼油中含有丰富的DHA等中华鳖所必需的脂肪酸。近年来,水产养殖业迅速发展,鱼类对脂肪的需求量大大增加,但全球的海洋资源日渐减少,每年的产量以2.6%的速度在下降。综上所述,初步研究显示,在中华鳖配合饲料中,鱼油替代研究报道很少。参考其他品种的该方面研究,在中华鳖饲料中采用混合植物油或混合动植物油替代鱼油的应用研究或许将是未来的研究重点。
机体的各种生命活动均离不开能量的变化,水温的不同可引起中华鳖能量利用率的变化。谭洪新等研究中华鳖幼鳖摄食人工饲料的能量收支,以及温度对能量利用效率的影响,建立了幼鳖在不同温度下的能量收支方程式,结果表明,摄食率、日排粪能与水温呈正相关关系,幼鳖在饲养温度为 31 ℃ 时能量利用率最高,其次是28 ℃,因此在养殖时,温度在28~31 ℃最为适宜。
贾艳菊研究了膨化饲料中设计4种动植物蛋白比对中华鳖稚鳖(体质量7.2~9.5 g)摄食生长、身体组成、营养物质的消化吸收,以及氮和能量收支的影响。结果表明,饲料的原料组成影响能量收支模式,植物蛋白含量的增加,使中华鳖对能量的吸收能力降低,导致生长能占摄入能的比例降低。
雷思佳等在30 ℃水温下进行摄食-生长试验(试验周期为56 d),设饥饿、1%、2%、4%投喂率和饱食5个摄食水平,研究了摄食水平对体质量39.54~44.22 g稚鳖生长、氮排泄和能量收支的影响,结果显示摄食水平对能量收支有显著影响。
雷思佳等在30 ℃水温下进行摄食-生长试验(试验周期为56 d),设饥饿、1%、2%投喂率和饱食4个摄食水平,研究了摄食水平对体质量296.60~396.09 g幼鳖生长、氮排泄和能量收支的影响,结果显示摄食水平对能量收支有显著影响。
王珺研究设计7组蛋白质含量的稚鳖饲料,研究蛋白质含量对中华鳖稚鳖(体质量4.8 g±0.7 g)摄食生长、饲料利用、各营养物质的消化吸收、身体营养组成、身体外部形态、氮收支和能量收支的影响,确定了在此蛋白梯度下中华鳖稚鳖饲料的最适蛋白质含量。结果表明,饲料蛋白质含量显著影响能量收支模式,在最高蛋白质组尿能值最大,高蛋白饲料显著降低能量同化效率。
贾艳菊等研究了饲料的膨化处理对于中华鳖能量收支和氮收支的影响,选取初始体质量为8 g左右的稚鳖,用粉状饲料与膨化饲料分组饲喂共 35 d 后,对稚鳖进行称质量处理,计算其生长量。结果显示,鳖对于粉状饲料、膨化饲料的消化率差异较为显著,膨化饲料处理组的各性能明显高于粉状饲料的处理组。由此可得,膨化处理提高了稚鳖的能量利用效率,但降低了稚鳖的摄食效率,因此膨化饲料的适口性还需进一步改善。综上所述, 初步的研究显示, 在中华鳖配合饲料中, 饲料原料组成和加工工艺对中华鳖能量收支影响较大,因此应加强开展该方面的应用研究。
碳水化合物对维持机体正常的生命活动具有至关重要的作用。有关中华鳖碳水化合物的需求研究较少。张旭涛等研究葡萄糖含量对稚鳖生长的影响,选取了480只初始体质量(12.95±0.50)g的稚鳖,饲料设置5种糖含量(5.82%、13.42%、21.34%、28.93%、37.16%),分别饲喂10周。结果显示,饲料糖含量升高时,稚鳖的生长性能先逐渐上升后逐渐下降,饲料中营养成分的利用率显著增加。经回归分析后,结果显示,稚鳖饲料糖最适需求量为17.06%。包吉墅等选取初始体质量为15~30 g的幼鳖,饲喂不同含量的糊精,结果表明,幼鳖对饲料中糊精的最适需求为21%~28%。任天聪等设计5种等氮等脂不同来源碳水化合物(含量相同,均设计17%)饲料研究其对初始体质量(12.36±0.37)g稚鳖生长性能的影响,结果表明,与葡萄糖、蔗糖和纤维素相比,α-淀粉显著提高稚鳖的增质量率和特定生长率。结合生长和代谢指标分析得出,α-淀粉是最合适的碳水化合物来源。综上所述, 中华鳖饲料中碳水化合物最适需求量为17%~28%,且α-淀粉较为适合作为碳水化合物来源。然而,不同阶段的需求量和应用效果需进一步研究。
维生素是鱼类生长发育必不可少的有机化合物,机体自身不能合成,需从食物中获取。关于中华鳖对于维生素的需求在国内外研究较多。Wang等研究饲料中维生素C的含量对于中华鳖的影响,选取了初始体质量约为4.3 g的140只稚鳖为研究对象,分为7组,饲料中维生素含量范围为0~619 mg/kg,饲养8周后,结果显示,基于稚鳖的甲壳强度分析,维生素C的最适添加量为350 mg/kg。尽管饲料中的维生素C含量不足对于鳖的生长性能无明显影响,但是时常补充是必要的。经分析,饲料维生素C水平在370~380 mg/kg时,可达到最佳背甲强度和甲壳胶原蛋白的含量。钱美亚的试验表明,中华鳖稚鳖在长期缺乏维生素C时,其肾脏球蛋白的活力显著下降,因此饲料维生素C对于正常球蛋白活力的维持具有重要作用,但在其冬眠时无明显影响。Zhou等认为,当饲料维生素C水平不足500 mg/kg时,幼鳖的肝脏维生素C水平相差不明显,有逐渐上升的趋势;饲料维生素C水平超过 2 500 mg/kg 时,幼鳖的肝脏维生素C水平显著提高。
周显青等选取体质量约150 g的幼鳖,饲喂不同含量的维生素C和维生素E,结果显示:在饲料维生素C含量为2 500 mg/kg、维生素E含量为 250 mg/kg 时,幼鳖的免疫性能最强。邵庆均等选取初始体质量为(55.26± 0.17)g的幼鳖,设置5种不同含量的维生素C饲料,饲喂15周。结果显示,当饲料中维生素C含量为200 mg/kg时最有利于幼鳖生长。分析可得,幼鳖饲料的最适维生素C含量为 184~192 mg/kg。Huang等选取初始体质量为 4.8 g 的稚鳖,设置不同含量的维生素E,饲喂12周后,结果显示,以增质量率为评价指标,稚鳖最适维生素E需求为88 IU/kg。关于中华鳖对维生素需求见表5。有关其他维生素对于中华鳖的影响和需求量还有待进一步研究。
表5 中华鳖对维生素的需求量
矿物盐类也称无机盐,是饲料当中必需的营养物质,能参与多种酶的作用,对鱼类的生长和代谢起调控作用。矿物质元素也可参与机体的免疫功能,在体内含量较低。磷与钙是常量矿质元素,较其他矿质元素含量高。对于具有甲壳的爬行类来讲,钙也具有不可忽视的作用。Huang等选用初始体质量约4.1 g的中华鳖,在饲料中添加磷和钙,其中有2种不同的磷含量,分别是2.7%和3.0%;钙含量的范围为4.7%~6.6%,饲养10周后,结果表明:钙含量为5.7%、磷含量为3.0%时,养殖效果最佳。铁是微量元素,是肌红蛋白、氧化酶、细胞色素酶和血红素的组成成分。矿质元素外源的补充形式(无机、有机)和价态影响水产动物的需求量。Chu等选取初始体质量5.06 g的稚鳖,添加8种不同含量的柠檬酸铁,饲养8周后对稚鳖的免疫指标和生长进行测定,结果表明,铁含量在266~325 mg/kg 时效果最佳。而Chu等以硫酸亚铁为铁源,选用初始体质量5.55 g的稚鳖,得出120~198 mg/kg为稚鳖的最适需求量。表明铁的不同形式影响中华鳖的需求量,有机形式更利于其吸收和利用。Wu等研究中华鳖对铜的需求,分别饲喂10种不同含量的硫酸铜,结果显示,以生长性能为评价指标,中华鳖铜的最适需求为4.4~4.8 mg/kg,含量过高时(20 mg/kg),中华鳖的生长受阻。Huang等研究稚鳖对于锌的需求,选取初始体质量为4.8 g的稚鳖,分别添加7种不同含量的七水硫酸锌,结果显示,以肝脏中锌的含量为评价指标,稚鳖最适锌需求为42 mg/kg。关于中华鳖对矿物质盐的需求见表6。目前有关饲料中其他矿质元素(比如镁、钴、碘等)对于中华鳖的影响报道较少,还有待后续深入研究。
表6 中华鳖对矿物质的添加量
饲料添加剂能提高机体的相关功能,如抗病能力、生长性能等。关于中华鳖饲料添加剂的研究较多。桂琳等以体质量(227.47±14.42)g的中华鳖作为研究对象,添加4种不同复合益生菌(包括干酪乳杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌),含量为0(对照组)、500、1 000、2 000 mg/kg,饲喂140 d后分析其最适宜添加量,结果显示,中华鳖最适益生菌水平为1 000 mg/kg,但当含量达2 000 mg/kg时,淀粉酶的活力下降;同时,试验组降低了血清中的总胆固醇、谷丙转氨酶的活力和尿素的氮水平。分析可得,复合益生菌的最适宜添加量为1 000 mg/kg。温安祥等选取80只初始体质量约140 g左右的中华鳖,分为5组 ,分别饲喂含0(对照组)、100、200、400、800 mg/kg绿原酸(CGA)的饲料,饲养60 d后,结果表明,绿原酸可提高中华鳖的生长性能。以增质量率为指标,200 mg/kg的添加量最为适宜,且可在一定程度上促进中华鳖肠道的发育、增强其抗氧化的能力。100、200 mg/kg试验组血浆超氧化物歧化酶(SOD)活性相较对照组分别增加了27.06%、28.25%,中华鳖生长所需最适绿原酸含量为200 mg/kg。李建良选取稚鳖作为研究对象,研究中草药添加剂对于稚鳖的影响,结果表明,在饲料中加入1%和2%含量的中草药粉(马齿苋、金银花、连翘、板蓝根、鱼腥草)能够使稚鳖成活率提高,且有明显的促生长功能和提高细胞免疫的作用。1%与2%含量的中草药粉对于提高稚鳖成活率无明显差异,但是从体质量增加方面讲,2%的含量最为适宜,而1%含量的中草药更有利于稚鳖-球蛋白含量的增加,当中草药含量达到2%时,-球蛋白含量有所降低。占秀安等选取初始体质量(200.38±10.52) g的中华鳖,饲喂不同含量的-肉碱后,结果表明,100 mg/kg的-肉碱能使中华鳖脂肪沉积显著降低,可降低27.11%。陈昌福等选取初始体质量为197 g的中华鳖,饲喂不同含量的酵母水解物,结果表明,中华鳖的酵母水解物最适需求为2 000 mg/kg,具有最高的诱食效果。钱利纯等选取初始体质量为240 g的中华鳖,设置3种不同含量的寡聚糖,结果显示,中华鳖对寡聚糖的最适需求为0.2%,此时最有利于其生长。
不同添加剂具有不同的功能,可在一定程度上促进中华鳖的生长、发育、抗病能力和免疫能力等,为其全价配合饲料开发提供参考(表7)。
表7 中华鳖饲料中添加剂的适宜添加量
近年来,有关中华鳖营养需求的研究逐渐增多,但有许多方面还需进一步研究。在蛋白质方面,相关研究较多,中华鳖对蛋白质的需求量约45%,各种必需氨基酸的需求也均有研究。中华鳖能很好地利用肉骨粉,其中蚕蛹是较好的动物蛋白源,发酵豆粕是较好的植物蛋白源。脂肪需求量约4.2%~8.8%;碳水化合物可提高中华鳖的抗氧化能力、成活率和产卵率,其需求量需视中华鳖的生长阶段和环境的不同而改变。维生素和矿物盐也均有涉及,一些饲料添加剂也有一定的作用。
在其中还存在一些问题有待解决:(1)中华鳖合适的鱼油替代源研究很少,还需深入研究;(2)有关中华鳖必需氨基酸的需求研究相对较少,其中色氨酸的需求量有待报道;(3)维生素和矿物盐的研究尚不全面,需要进一步完善。