不同养殖模式对亚东鲑幼鱼生长性能、血清生化指标和肌肉营养成分的影响

王万良 张忭忭, 谭大明

(1. 西藏自治区农牧科学院水产科学研究所, 拉萨 850000; 2. 中国水产科学研究院东海水产研究所, 上海 200090;3. 西藏自治区农牧科学院农业资源与环境研究所, 拉萨 850000)

循环水养殖是一种新型的高效养殖模式, 与开放流水养殖模式相比, 其主要优势是节能减排、安全高效和节水节地, 是未来水产绿色养殖的发展方向[1,2]。集装箱循环水养殖是高密度集约化养殖的主要形式之一, 通过以集装箱为载体, 采取水质过滤、杀菌和供氧等措施实现水体循环利用, 符合当前国内外渔业供给侧改革战略发展需求[3]。西藏地处我国西南边陲, 水资源十分丰富, 但水产养殖起步晚、底子薄、研究水平相对滞后; 根据西藏地理环境、生态及气候特点, 相关科研单位研发了一种新型单元式循环水生态养殖系统, 通过在高原地区应用, 有效推动了西藏水产养殖绿色发展[4]。

亚东鲑(Salmon trutta)隶属于鲑形目、鲑科、鲑属, 与褐鳟系同物异名, 由英国人从20世纪90年代引进到西藏亚东县, 距今有150多年的历史, 已成为一个地方性特色养殖品种, 因其肉质细嫩, 营养丰富而深受消费者喜爱[5]。近年来, 随着自治区政府大力扶持亚东鲑养殖产业发展, 使其成为当地农民持续推动乡村振兴的有效手段。目前国内外有关亚东鲑的研究主要集中在形态生物学、繁殖生物学、分子生物学和资源保护等方面[6—12]。但是在养殖模式方面依旧很单一, 发展绿色养殖势在必行, 系统评价现有养殖模式之间的优劣, 将更有助于推动亚东鲑养殖产业可持续发展。

目前, 在西藏地区经过广大科研工作者的努力,已初步研发了一种新型单元式循环水生态养殖系统, 但是关于该循环水养殖系统与常规开放流水养殖模式之间的具体效价没有经过系统的评价。本实验通过设定两种模式之间的养殖实验对比, 系统探讨了两种养殖模式下亚东鲑幼鱼生长状况、血清生化指标变化和肌肉营养成分差异, 将为探索不同模式下养殖亚东鲑提供技术支撑, 同时为高原地区发展循环水养殖提供实验性前瞻。

1 材料与方法

1.1 实验条件

集装箱循环水养殖箱体(6 m×2.5 m×2.0 m), 本次实验控制水位约为1 m, 容纳水体12 m3, 设置3个网箱(1.8 m×2.5 m×2.0 m), 循环水交换水量0—0.96 m3/次, 流速为0—0.144 m3/h, 溶氧控制7.54—8.43 mg/L,pH 7.0—8.5, 水温2.5—16℃; 开放流水采用圆形玻璃缸(r=0.6 m; h=1 m), 实验水位0.8 m, 流量为0—4.5 m3/h, 溶氧7.13—8.21 mg/L, pH 8.1—8.3, 水温9.5—13℃; 两种养殖方式水源均是地下水, 经水泵抽入蓄水池后曝气沉淀, 集装箱循环水由水泵直接抽取, 开放式流水自高向低流入养殖池。

1.2 实验用鱼

养殖实验在西藏拉萨市雅鲁藏布江渔业资源繁育基地进行, 正式实验开始前集装箱循环水运行1周; 随后挑选体质健壮, 规格均一的亚东鲑随机分组, 循环水初始体质量(103.04±2.85) g, 开放流水(102.67±3.08) g; 循环水养殖密度7.81 kg/m3, 开放流水养殖密度7.85 kg/m3, 每个养殖模式各设3个平行。

1.3 养殖管理

每天投喂2次(选用全价配合颗粒饲料, 主要营养成分粗蛋白≥42%, 粗脂肪≥22%, 碳水化合物≥19%, 粗纤维≥2%, 粗灰分≤6%, 水分≤8%, 总磷≥1%), 上午10:00和下午5:00各1次, 投喂完毕后及时收集未摄食饲料; 每20天用2%氯化钠消毒1次,每次20min; 早中晚准时纪录水质溶氧、水温、pH及氨氮等指标。

1.4 样品采集和分析

样品采集在180d养殖结束后, 用MS-222麻醉(浓度130 mg/L), 然后计数、称重。每个平行随机选取5尾鱼, 用注射器在臀鳍下方尾静脉抽血约5 mL, 血样在4℃条件下静置24h, 离心15min(4℃,2000 r/min)取上清液, 置于-20℃保存, 用于血清生化指标测定; 每个平行随机选取3尾, 采集背部肌肉, 每尾分2份, 分析前用-80℃冰箱保存, 一份用于常规营养分析, 一份用于测定氨基酸、脂肪酸和矿物质含量。

血清生化指标分析血清样品在4℃下解冻,补体C3、补体C4、溶菌酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、总蛋白、球蛋白和生长激素等指标按照试剂盒说明书进行测定(南京建成科技有限公司生产)。

常规营养成分分析粗蛋白采用凯氏定氮法(参照GB5009-2010, 半微量凯氏定氮法); 粗脂肪采用索氏抽提法(参照GB5009.6-2003); 粗灰分采用灼烧质量法(参照GB5009.4-2010, 马福炉550℃灼烧法); 水分采用烘干法(参照GB5009.3-2010, 105℃烘干法); 氨基酸采用GB5009.124-2016食品中氨基酸的测定方法; 脂肪酸采用GB/T5009.168-2016测定方法。

矿物质锌、镁、硒、铁和钙分别采用GB5009.14-2016、GB5009.241-2017、GB5009.93-2017、GB5009.90-2016和GB5009.92-2016检测方法。

1.5 计算及统计分析

成活率(Survival rate, SR, %)=N0/N×100

增重率(Weight gain rate, WGR, %)=(m1-m)/m×100

特定生长率(Specific growth rate, SGR, %)=(lnm1-lnm)/t×100

肝体比(Hepatosomatic index, HSI)=mg/m1×100

肥满度(Condition factor, CF, g/cm3)=m1/L3×100

饲料转化率(Feed conversion ratio, FCE, %)=(m1-m)/C×100

式中,N0为每组存活尾数,N为每组实验鱼总尾数;m、m1、mg、L、t和C分别代表实验幼鱼的初始体质量、终末体质量、肝质量、体长、实验周期和投喂饲料量。

实验结果用平均数±标准误(mean±SE)表示, 数据用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析,P＜0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 生长性能

本实验循环水模式选择亚东鲑幼鱼912尾, 每个平行304尾; 开放流水模式共69尾, 每个平行23尾;循环水初始体质重(103.04±2.85) g, 开放流水(102.67±3.08) g; 养殖密度循环水模式7.81 kg/m3,开放流水模式7.85 kg/m3, 二者差异不显著(P＞0.05);经过180d养殖, 循环水模式下终末体质量显著低于开放流水模式(P＜0.05); 循环水模式下存活率略低于开放流水模式, 但二者差异不显著(P＞0.05); 开放流水模式下增重率、肥满度、肝体指数、特定生长率和饲料转化率均显著高于循环水(P＜0.05; 表 1)。

表1 亚东鲑循环水和开放流水养殖模式的生长性能对比Tab. 1 Comparison of growth performance of Salmon trutta in circulating water and open-flow water aquaculture models

2.2 血清生化指标

循环水补体C3、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶略低于开放流水, 但二者之间均差异不显著(P＞0.05);补体C4、总蛋白和生长激素均显著低于开放流水(P＜0.05); 循环水溶菌酶、谷丙转氨酶和谷草转氨酶均显著高于开放流水(P＜0.05); 循环水球蛋白略高于开放流水, 但二者之间差异不显著(P＞0.05; 表 2)。

表2 亚东鲑循环水和开放流水养殖模式的生化指标对比Tab. 2 Comparison of biochemical indicators between Salmon trutta circulating water and open flow aquaculture models

2.3 肌肉营养成分

肉质基本成分 循环水养殖亚东鲑肉质水分高于开放流水, 但二者之间差异不显著(P＞0.05);开放流水养殖亚东鲑粗蛋白含量略高于循环水, 二者之间差异不显著(P＞0.05); 循环水养殖粗脂肪含量显著低于开放流水(P＜0.05), 但灰分含量循环水养殖显著高于开放流水(P＜0.05; 表 3)。

表3 亚东鲑循环水和开放流水养殖模式的肉质基本组成对比Tab. 3 Comparison of basic meat composition of Salmon trutta circulating water and open water aquaculture model

氨基酸循环水和开放流水养殖亚东鲑检测肌肉氨基酸种类均一致, 有17种, 其中必需氨基酸7种, 非必需氨基酸8种, 半必需氨基酸2种; 循环水必需氨基酸、非必需氨基酸、半必需氨基酸、鲜味氨基酸总量均略低于开放流水, 二者之间差异不显著(P＞0.05); 氨基酸总量循环水显著低于开放流水(P＜0.05); EAA/TAA和EAA/NEAA循环水略高于开放流水, 但二者之间差异不显著(P＞0.05; 表 4)。

表4 亚东鲑循环水和开放流水养殖模式的氨基酸组成对比Tab. 4 Comparison of amino acid composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model

脂肪酸循环水养殖亚东鲑检测脂肪酸有17种, 未检测出月桂酸, 开放流水18种; 肉豆蔻酸循环水含量略高于开放流水, 二者之间差异不显著(P＞0.05); 棕榈酸、硬脂酸、花生四烯酸、EPA、DHA和神经酸循环水均显著高于开放流水(P＜0.05);循环水养殖亚东鲑棕榈油酸、珍珠酸、亚油酸、花生酸和C20∶3含量均低于开放流水, 二者之间差异不显著(P＞0.05); 循环水养殖亚东鲑油酸、α-亚麻酸、C20∶1、C20∶2和MUFA含量均显著低于开放流水(P＜0.05), 而EPA+DHA、SAFA和PUFA含量相反, 二者之间差异性显著(P＜0.05; 表 5)。

表5 亚东鲑循环水和开放流水养殖模式的脂肪酸组成对比Tab. 5 Comparison of fatty acid composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model

矿物质本实验共测定5种矿物质含量, 其中循环水锌含量高于开放流水, 铁含量和硒含量相反, 二者之间差异均不显著(P＞0.05); 镁含量循环水高于开放流水, 钙含量相反, 二者之间差异性均显著(P＜0.05; 表 6)。

表6 亚东鲑循环水和开放流水养殖模式的矿物质组成对比Tab. 6 Comparison of mineral composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model (n=3;±SD)

表6 亚东鲑循环水和开放流水养殖模式的矿物质组成对比Tab. 6 Comparison of mineral composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model (n=3;±SD)

项目Item (mg/kg)开放流水Open flow through锌Zn 6.99±0.68 6.43±0.23铁Fe 9.98±0.11 10.02±0.06硒Se 0.038±0.001 0.042±0.003镁Mg 265.31±2.58a 255.33±2.16b钙Ca 95.42±0.96a 105.67±1.53b循环水Recirculating

3 讨论

3.1 两种养殖模式生长性能主要差异

鱼类属于变温脊椎动物, 易受环境因子影响,随着养殖规模的持续增长, 流水养殖模式对自然环境产生一定影响, 在国家大力倡导节能减排影响下,循环水养殖应运而生[13]。国内于20世纪90年代在一些农业园区零星开展淡水循环水养殖, 由于养殖品种少, 技术相对落后, 与传统养殖方式相比, 效益和优势均不明显[14]; 如今, 随着科技进步, 各方面技术不断突破, 循环水养殖成效颇为显著[15]。王峰等[16]比较了循环水与开放流水养殖半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)生长情况, 结果显示循环水养殖在成活率、增重率、特定生长率、肥满度、饲料转化率和生长激素含量等方面均高于开放流水, 表明从生长性能角度循环水养殖模式优于开放流水。本实验研究结果表明, 在两种模式下养殖亚东鲑幼鱼,在循环水条件下增重率、肥满度、肝体指数、特定生长率和饲料转化率显著低于开放流水(P＜0.05),这与上述研究结果不一致, 分析其主要原因可能是目前亚东鲑养殖循环水设施无控温装置, 养殖期间水温变化较大, 易受环境温度变化影响, 而流水养殖水源为地下水, 水温变化相对较小, 更适宜亚东鲑生长和饲料转化。循环水模式下存活率略低于开放流水模式, 但二者差异不显著, 提示虽然循环水模式下增重率和肥满度等指数显著低于开放流水养殖, 但是并不影响实际存活率。地下水虽然水温变化相对较小, 但是可以发现在实验期间还是有波动, 且地下水温并不能加以控制, 结合我们之前的研究发现亚东鲑幼鱼存活和生长的最适水温为15℃, 这也预示在接下来对该养殖设施的优化上,要更注重温度控制系统, 从而改进和优化该循环水养殖设施, 将更好地服务于西藏地区亚东鲑等品种的节能集约化养殖。

3.2 两种养殖模式血清生化指标差异

在鱼类养殖过程中, 正常情况下血清生化指标相对比较稳定; 当鱼体组织发生病变、损伤和养殖环境发生变化时, 其血清生化指标将会异常[17,18]。补体C3、C4和总蛋白等是参与鱼类免疫系统调节的重要因子, 在一般情况下, 鱼类也会因种类差别而导致含量不同[19]。本次实验结果表明, 循环水养殖模式补体C4和总蛋白均显著低于开放流水(P＜0.05), 而溶菌酶相反, 说明在不同养殖模式条件下,水环境因子发生改变导致鱼类适应性免疫因子也随之发生改变, 这与温度对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)血清有机成分影响研究结果相似[20]。ALP和ACP是鱼体溶酶体酶的重要组成部分, 在免疫反应中发挥重要作用[21], 本次实验两种模式下ALP和ACP差异不显著。血清ALT和AST是氨基酸代谢的两个关键酶, 常被用来反映氨基酸代谢的程度和指示肝脏功能状况, 当肝细胞受到损伤时, 细胞膜通透性增大, 大量谷丙转氨酶、谷草转氨酶进入血液[22];在本实验养殖条件下, ALT和AST均显著高于开放流水, 可能因为两种模式养殖水环境差异较大所致,这与吴蒙蒙等[23]研究采用不同投喂策略对金樽幼鱼的补偿生长中血清ALT和AST变化相类似, 但是否会对鱼体生长发育产生进一步影响, 有待进一步研究。

3.3 不同养殖模式下肌肉营养成分差异

肌肉组织是鱼类的主要食用和经济价值部分,是鱼类生长研究的首要目的以及水产养殖的最终目标, 受养殖模式、饲料营养和投喂方式等诸多因素影响。张亚光[24]开展了养殖条件下大黄鱼(Pseudosciaena crocea)肌肉品质相关性分析, 发现大围网箱和传统网箱粗蛋白、粗脂肪均存在显著性差异, 同时雌雄鱼也存在显著性差异, 表明养殖鱼类受养殖环境、模式、种类和性别等不同有所差别。本次实验结果表明, 循环水养殖亚东鲑肉质水分高于开放流水, 而粗蛋白含量相对略低, 二者之间差异不显著(P＞0.05); 循环水养殖粗脂肪含量低于开放流水, 但灰分含量相反, 二者之间差异显著(P＜0.05), 说明不同养殖模式对亚东鲑肌肉营养成分组成具有一定影响。

本实验检测循环水和开放流水养殖亚东鲑肌肉氨基酸种类基本一致, 有17种, 其中必需氨基酸7种, 非必需氨基酸8种, 半必需氨基酸2种, 这与王芳等[25]测定亚东鲑肌肉营养成分结果相一致, 但氨基酸总量循环水显著低于开放流水(P＜0.05), 说明不同养殖模式对其具有一定影响; 与一般鱼类相比, 亚东鲑氨基酸明显高于普通经济鱼类, 且必需氨基酸种类齐全, 比例适宜[26], 本次实验检测循环水养殖脂肪酸有17种, 未检出月桂酸, 而开放流水18种, 月桂酸的合成机制需要进一步探究; 另外循环水养殖亚东鲑油酸、α-亚麻酸、C20:1、C20:2和MUFA含量均显著低于开放流水(P＜0.05), 而EPA+DHA、SAFA和PUFA含量相反, 二者之间差异性显著(P＜0.05), 说明不同养殖模式对亚东鲑脂肪酸组成, 以及EPA+DHA、SAFA和PUFA含量均产生一定影响, 这与王峰等[16]比较不同养殖条件下对半滑舌鳎脂肪酸影响结果相似。

矿物质元素与生物体的各项生理机能密切相关, 对维持动物机体渗透压、酸碱平衡等发挥重要的生理作用。张钰等[27]比较分析了野生与流水养殖齐尔白鲑(Coregonus clupeaformis)肌肉矿物质含量, 发现钙、锌和硒等含量差异显著; 本实验共测定5种矿物质含量, 其中循环水锌含量高于开放流水, 铁含量和硒含量略低于开放流水, 但二者之间差异均不显著(P＞0.05); 镁含量循环水高于开放流水, 钙含量相反, 二者之间差异性均显著(P＜0.05),说明两种模式养殖条件下仅对亚东鲑钙镁含量影响较大, 后期可以通过离子添加和去除来降低这种影响。

4 结论

在现有条件下, 西藏地区利用该系统进行循环水养殖可充分利用当地太阳能、地热资源或温室进行水温调控、同时加强水质微生态净化能力, 进一步优化养殖管理等措施, 使其生长条件更贴近开放流水养殖环境, 并从条件优化中达到或超越开放流水养殖模式, 从而提升亚东鲑养殖效益, 保证营养品质, 为循环水养殖推广奠定坚实理论基础。