改进鱼类营养和饲料研究范式: 从大口黑鲈和大黄鱼配合饲料在养殖生产中的应用谈起

王 岩

(浙江大学海洋学院，浙江 舟山 316021)

20 世纪70 年代以来，水产养殖是全球农业中发展最快的部分，其快速发展不仅归因于人类对水产品需求量的增加，还得益于水产动物人工育苗技术和配合饲料技术的进步。前者表现为在较短的时间内实现大量水生动物种类的家养[1]，后者表现为配合饲料在鱼类和甲壳动物养殖中的普遍应用和投饵养殖在水产养殖产量中所占比例的逐年升高[2]。

水产动物营养和饲料研究是水产配合饲料技术的基础，二者侧重点有所不同。水产动物营养研究内容包括发现新营养素、确定营养素的功能、确定营养素在动物体内的代谢途径和过程、确定不同营养素间的相互作用、确定不同养殖动物种类饲料中各种营养素的需求量(图1)。水产饲料研究内容包括评价各种饲料原料的营养价值(如营养素组成、含量以及各种营养素的生物可利用性)、确定饲料原料中的功能性成分(如促生长因子、免疫调节因子)和抗营养因子等及其作用、确定饲料原料间的相互作用(如协同或拮抗等)、根据养殖对象的营养需求选择合适的原料种类设计饲料配方[3]。对于水产动物营养研究而言，有关营养素及其功能和代谢等方面的知识多借鉴于人类、畜和禽的营养研究成果，有关营养素间相互作用方面的知识至今匮乏，确定具有重要经济价值的水产养殖动物的营养需求是研究的重点[3]，也是设计水产饲料配方的基础。对于水产饲料研究而言，有关饲料原料的营养价值和功能性成分的作用等方面的知识多借鉴于畜、禽饲料研究的结果，评价水产饲料原料中各种营养素的生物可利用性(如表观消化率等)和针对水产养殖生产要求设计营养平衡、高效、经济的饲料配方是研究的重点[3]。

图1 水产动物营养和饲料研究内容以及配合饲料生产与应用的流程1. 营养研究内容，2. 饲料研究内容，3. 配合饲料技术，4. 配合饲料在养殖生产中的应用。Fig. 1 Contents of aquatic animal nutrition and feed research and diagram of production and application of formulated feed in commercial farming 1. contents of nutrition research, 2. contents of feed research, 3. design and production of formulated feed, 4. application of formulated feed in commercial farming.

范式(paradigms)指从事某一类常规科学(normal science)研究活动的人员所共同遵循的世界观和行为方式，包括共同的信念或某种自然观以及共同的基本概念、理论和方法等，其特征如下：①具有公认性；②由基本定律、理论、应用和相关仪器设施等构成体系，该体系为科学研究提供基本的框架或可以借鉴并能够获得成功的范例[4]。与人类和畜、禽营养研究相比，水产动物营养和饲料研究起步较晚，其大量借鉴了人类和畜、禽营养研究的成果，包括人类和畜、禽营养研究的范式。遵循所建立的研究范式，水产动物营养和饲料研究在较短的时间内产生了大量的成果[3,5-12]，这些成果推动了水产配合饲料技术的进步，为水产饲料业从无到有、从小到大做出了重要的贡献。

水产养殖动物包括无脊椎动物(甲壳动物和软体动物)和脊椎动物(鱼类、两栖类和爬行类)，其中鱼类在水产动物养殖产量和产值方面均居首位。2020 年，鱼类分别贡献了世界水产动物养殖产量的65.74%和产值的55.15%[2]。大口黑鲈(Micropterus salmoides)属鲈形目(Perciformes)、太阳鱼科(Centrarchidae)、黑鲈属(Micropterus)，原产于北美洲内陆水域，20 世纪80 年代后被引入我国进行养殖，目前已成为世界范围内重要的淡水肉食性鱼类养殖种类[13]。2020 年世界大口黑鲈养殖产量为62.41 万t，居淡水肉食性鱼类养殖产量第2 位，淡水鱼类养殖产量第15 位[2]。在我国，大口黑鲈居淡水肉食性鱼类养殖产量第1 位，淡水鱼类养殖产量第7 位[14]。大黄鱼(Larimichthys crocea)属鲈形目(Perciformes)、石首鱼科(Sciaenidae)、黄鱼属(Larimichthys)，为分布于西北太平洋区域的暖温性近岸洄游性鱼类。我国1985 年突破大黄鱼全人工繁殖技术，1994 年成功进行网箱养殖[15-16]。2020 年大黄鱼养殖产量达25.41 万t，居世界海洋和沿岸带鱼类养殖产量第5 位(占比3%)[2]，居我国海水鱼养殖产量第1 位(占比17%)[14]。在我国大口黑鲈和大黄鱼养殖产业发展过程中，很长一段时期内配合饲料难以在养殖生产中应用，不得不依赖冰鲜鱼饵料(大黄鱼养殖迄今仍普遍投喂冰鲜鱼)。回顾配合饲料在大口黑鲈和大黄鱼养殖生产中应用的曲折历程并分析其原因，对于完善水产动物营养和饲料研究方法具有启迪意义。下面，作者简单介绍已有的鱼类营养和饲料研究范式，然后以大口黑鲈和大黄鱼配合饲料研究和应用为例分析已有范式存在的问题，最后针对存在的问题提出改进意见。

1 鱼类营养和饲料研究范式的基本内容

1953 年美国鱼类及野生动植物管理局(USFWS)所属西部鱼类营养实验室使用半纯化饲料(semipurified diet)研究大鳞大麻哈鱼(Oncorhynchus tshawytscha)饲料维生素和氨基酸需求[3]，这一活动被认为是鱼类营养和饲料研究的开始。随之而形成了鱼类营养和饲料研究范式，其基本内容如下。

概念和理论：① 根据 “一种营养性疾病对应一种营养素” 的原则确定鱼类必需的营养素。需的营养素。② 根据 “能够对生长产生限制作用的浓度最低的营养素为限制性营养素(Liebig 最小量定律)” 的原理确定营养素需求量或其在饲料中的最适水平。③ 根据 “饲料原料提供营养素且特定原料的营养素组成和含量相对稳定” 的理念，在饲料鱼粉替代研究中，认为某种替代原料与鱼粉在饲料配方中的作用之差别取决于二者营养素组成和含量的差别，认为该种替代原料的作用等同于一定比例的鱼粉。

研究方法：① 通常采用单因素方法设计饲养实验。在营养学研究中，往往以缺乏某种营养素的饲料为基础饲料，通过向基础配方中逐渐添加该种营养素以形成浓度梯度；在饲料研究中，往往以基于高质量饲料原料(如鱼粉)配制的饲料为基础饲料，按等蛋白替代的原则向基础配方中逐渐添加待检验的饲料原料以形成其替代高质量原料的梯度。实验饲料可以是半纯化饲料，也可以由实用饲料原料配制而成。② 通过饲养实验来评价饲料效果，一般以成群饲养的幼鱼为实验鱼，实验过程中按饱食量投喂，实验开始和结束时测量鱼体重、鱼体组成和相关生理生化指标。营养学研究的饲养实验通常在室内循环水养殖系统(RAS)或流水水槽中进行，饲料研究的饲养实验可在室内RAS、室外水槽、池塘或网箱中进行，控制或监测养殖水体的水温、光照、溶解氧、pH、铵态氮和亚硝酸态氮浓度等环境因子。③ 通过方差分析或回归分析检验营养素浓度或饲料原料替换的比例对鱼摄食、生长、食物利用效率、鱼体组成以及组织中特定营养素水平等的影响。营养学研究中通常利用折线模型或抛物线模型确定待检营养素需求量，饲料研究中通过比较基础饲料和实验饲料组鱼的生长性能评价待检原料的营养价值。营养价值。

评价标准：主要根据实验鱼个体生长表现确定营养需求量或饲料原料的营养价值。根据处理间个体生长差异在统计学上是否显著(P＜0.05)判断是否出现生长差异。通常将鱼生长最快的饲料处理的营养素浓度确定为该营养素的需求量或在饲料中的最适水平，将与基础饲料相比未导致鱼生长明显减慢的实验饲料中替代原料的添加量确定为该饲料原料可在饲料配方中添加的水平。加的水平。

如前所述，水产动物营养和饲料研究范式是在借鉴人类和畜、禽营养研究成果的基础上建立的。与畜、禽相比，水产养殖动物种类较多，很多种类被驯化家养的时间较短[1]，许多凶猛肉食性鱼类的营养生理特点与前者(畜、禽为杂食性或草食性动物)存在较大的差异。即便如此，遵循已有范式所获得的鱼类营养和饲料研究结果仍成功构建起今天的鱼类营养和饲料知识体系[5-10]，为配合饲料在鱼类养殖中的广泛应用提供了科技支撑。然而，随着水产养殖规模的扩大，产业所面临的资源和环境压力日益增加[17-20]，对水产饲料的要求也越来越高、越来越多。养殖生产实践表明，根据一些已发表的肉食性鱼类营养和饲料研究结果所设计的饲料配方常常不能取得预期的应用效果[21]。这一现象除了与个别研究所采用的实验设计、方法或操作存在缺陷有关外，也反映出已有研究范式存在不足，需要改进或完善。

2 大口黑鲈营养和饲料研究以及配合饲料在养殖生产中的应用过程

大口黑鲈的营养和饲料研究始于20 世纪80年代(表1)。Anderson 等[22]报道初始体重为2～6 g的大口黑鲈饲料蛋白需求为399～408 g/kg，但养殖生产中投喂含470 g/kg 粗蛋白和37 g/kg 粗脂肪的配合饲料时鱼(初始体重为122 g)生长明显快于投喂含420 g/kg 粗蛋白和87 g/kg 粗脂肪的饲料时[23]。之后的研究[24-26]确定初始体重为15～28 g 的大口黑鲈饲料蛋白需求量为420～436 g/kg。在我国，由于投喂配合饲料的鱼生长明显慢于投喂冰鲜饲料的鱼，很长一段时期大口黑鲈养殖生产完全依赖冰鲜鱼饵料。陈乃松等[27]报道初始体重为10 g 的大口黑鲈最适饲料粗蛋白和粗脂肪含量分别为460～490 和115～140 g/kg，这一结果揭示以往研究[22,24-26]明显低估了饲料蛋白需求，但其实验设计中通过同时改变饲料蛋白质和脂肪含量使饲料能量保持在19 和21 MJ/kg 两个水平上以形成蛋白质/能量梯度，既未在等脂肪水平上评价饲料蛋白质含量变化的影响，也未在等蛋白水平上评价饲料脂肪含量变化的影响。为了检验陈乃松等[27]的研究结果的可靠性，Hung 等[21]采用4 × 2实验设计进一步评价了初始体重为9 g 的大口黑鲈最适饲料蛋白质和脂肪水平，确定其分别为480～510 g/kg 粗蛋白和120 g/kg 粗脂肪。在后续研究中，Guo 等[28]报道初始体重为21.8 g 的大口黑鲈最适饲料脂肪水平为183 g/kg。Li 等[29]采用3 × 2 实验设计确定初始体重为18 g 的大口黑鲈最适饲料蛋白质和脂肪水平分别为450 和100 g/kg。Cai 等[30]确定初始体重为10.6、103 和204 g 的大口黑鲈最适饲料蛋白质水平分别为516、505 和470 g/kg。Chen 等[31]确定初始体重为110 g 的大口黑鲈最适饲料蛋白质和脂肪水平分别为500 和160 g/kg[31]。养殖生产实践表明，投喂粗蛋白含量为480～510 g/kg 的配合饲料时大口黑鲈生长与投喂冰鲜鱼时无明显差异。配合饲料在养殖生产中的普遍应用推动了大口黑鲈养殖产业的快速发展。2016 年我国大口黑鲈养殖产量为34.73 万t，2017年养殖产量较2016 年增加了31.5%[32]。

表1 大口黑鲈饲料蛋白质和脂肪需求的部分研究结果Tab. 1 Results of some research on dietary protein and lipid requirements of M. salmoides

鱼粉为优质的饲料蛋白源，但其产量有限、价格昂贵。每年世界鱼粉产量的70%以上用于生产水产饲料，故降低饲料鱼粉含量是过去40 多年来水产养殖研究领域中最重要的问题之一[17-19,33-35]。大口黑鲈商业饲料鱼粉含量高达450 g/kg[36]。Tidwell 等[37]报道利用鸡肉粉可完全替代大口黑鲈饲料中的鱼粉，但其所用的实验饲料蛋白质含量仅为380 g/kg，远低于最适饲料蛋白质水平[21]，由于鱼类饲料蛋白水平可影响其鱼粉替代水平[38]，故这一结果[37]难以置信。2018 年后围绕大口黑鲈饲料鱼粉替代开展了大量研究(表2)。Ren 等[39]报道在最适饲料蛋白质水平下通过添加鸡肉粉与豆粕的混合物可将大口黑鲈饲料鱼粉含量降低至160 g/kg，其后续研究[40]表明，通过添加γ 射线辐照处理的羽毛粉可将饲料鱼粉含量降低至180 g/kg。Wu 等[41-42]和Cui 等[43]通过添加去皮豆粕、γ 射线辐照豆粕、大豆浓缩蛋白或棉籽浓缩蛋白等将大口黑鲈饲料鱼粉含量降低至160 g/kg。Wang 等[44]通过添加鸡肉粉、鸡肉粉与棉籽浓缩蛋白的混合物以及鸡肉粉、棉籽浓缩蛋白和大豆浓缩蛋白的混合物将大口黑鲈饲料鱼粉含量降低至80 g/kg。在其他研究中，大口黑鲈饲料鱼粉含量被分别降低至410 g/kg (以鸡血浆蛋白粉为鱼粉替代物)[45]、245 g/kg (以发酵豆粕为鱼粉替代物)[46]、200 g/kg (以棉籽浓缩蛋白为鱼粉替代物)[47]、300 g/kg (以虾水解物与植物蛋白的混合物为鱼粉替代物)[48]、218 g/kg (以鸡肉粉与豆粕的混合物为鱼粉替代物)[49]、145 g/kg (以鸡肉粉、血粉、豆粕与磷虾粉的混合物为鱼粉替代物)[50]、400 g/kg (以酶处理豆粕为鱼粉替代物)[51]、385 g/kg (以棉籽浓缩蛋白为鱼粉替代物)[52]、250 g/kg (以发酵豆粕为鱼粉替代物)[53]和245 g/kg (以乙醇梭菌蛋白为鱼粉替代物)[54]。上述结果显示，单独利用鸡肉粉、豆粕、发酵豆粕、大豆浓缩蛋白、棉籽浓缩蛋白、羽毛粉和乙醇梭菌蛋白等作为替代原料时可将大口黑鲈饲料鱼粉含量降低至80～250 g/kg[40-44,46-47,51-54]。最近，McLean 等[55]报道利用鸡肉粉和大豆浓缩蛋白的混合物可完全替代大口黑鲈饲料中的鱼粉，这一结果还需要验证。

表2 大口黑鲈饲料鱼粉替代方面的部分研究结果Tab. 2 Results of some research on dietary fish meal replacement for M. salmoides

3 大黄鱼营养和饲料研究与配合饲料在养殖生产中应用的过程

大黄鱼营养和饲料的研究始于21 世纪初(表3)。Duan 等[56]报道初始体重为0.6 g 的大黄鱼最适饲料蛋白质和脂肪水平分别为470 和105 g/kg。2002年发布的中华人民共和国水产行业标准SC/T 2012—2002[57]中规定体重为0.2～10 g、11～150 g和≥151 g 的大黄鱼配合饲料蛋白质含量应分别≥470 g/kg、≥450 g/kg 和≥400 g/kg。随后的研究相继报道了饲料中的磷[58]、蛋氨酸[59-60]、维生素C[61-62]、脯氨酸[62]、赖氨酸[63]、益生菌和益生元[64]、蛋白质[65]、烟酸[66]、虾青素和叶黄素[67-68]、脂肪和碳水化合物[69-72]、锰[73]、羟脯氨酸[74]、柠檬酸[75]和胆酸[76-77]等对大黄鱼生长的影响，确定适宜的饲料脂肪水平为97～110 g/kg[69-72]。孙瑞健等[65]报道每天投喂2 次时，摄食含450 g/kg 粗蛋白的饲料时大黄鱼生长与摄食含500 g/kg 粗蛋白的饲料的鱼无显著差异，甚至略快于后者。2018 年发布的中华人民共和国国家标准GB/T 36206—2018[78]中规定体重＜1.0 g、1.0～＜50 g 和50～＜300 g 的大黄鱼配合饲料蛋白质含量应分别≥450 g/kg、≥420 g/kg 和≥400 g/kg。在上述大黄鱼营养研究中，除了个别研究的饲料蛋白质含量为485 g/kg[72]和470 g/kg[75]以外，绝大多数研究[58-64,66-71,73-74,76-77]所用的实验饲料蛋白质含量为430～450 g/kg。投喂蛋白质含量为430～450 g/kg 的商业配合饲料时大黄鱼生长缓慢，难以按期养成上市规格，因此养殖生产中一直普遍投喂冰鲜鱼饵料[79]。配合饲料仅在夏季高温期间使用以降低养殖鱼类的死亡率，或与冰鲜鱼搭配使用以节省劳力或弥补冰鲜鱼供应的不足。最近，Chen 等[80]采用4 × 3 实验设计确定初始体重为11.5 g 的大黄鱼的适宜饲料蛋白质和脂肪水平分别为490～520 g/kg 和100 g/kg，这一结果显示过去二十多年中大黄鱼饲料蛋白质需求一直被明显低估。Liu 等[81]报道初始体重为11.5 g的大黄鱼投喂含490～520 g/kg 粗蛋白的配合饲料时，生长与投喂冰鲜鱼时接近，但其成活率和养殖产量远高于后者，饲料成本、饲料利用效率和养殖废物排放量远低于后者。2020—2022 年作者所在的实验室于舟山市普陀区登步岛完成了全过程使用配合饲料养殖大黄鱼的网箱生产实验，结果表明，投喂粗蛋白含量为490～520 g/kg 的配合饲料可将大黄鱼在2 年内养成上市规格。根据已有的研究结果和2020 年国内大黄鱼养殖产量推算，假如全过程投喂配合饲料养殖大黄鱼，我国每年所需的配合饲料应超过40 万t。

表3 大黄鱼营养需求的部分研究结果Tab. 3 Results of some research on dietary nutrient requirements of L. crocea

2016 年大黄鱼商业配合饲料鱼粉含量高达450 g/kg[35]。围绕替代大黄鱼饲料鱼粉开展了一些研究(表4)，结果表明，可将大黄鱼饲料鱼粉含量降低至303 g/kg (以肉骨粉为鱼粉替代物)[82]、361 g/kg (以豆粕、肉骨粉、花生粕和菜粕的混合物为鱼粉替代物)[83]、420 g/kg (分别以豆粕、肉骨粉或鸡肉粉为鱼粉替代物)[84]、283 g/kg (以虾壳粉为鱼粉替代物)[85]、220 g/kg (以发酵豆粕为鱼粉替代物)[86]、100 g/kg (以磷虾粉为鱼粉替代物)[87]、468 g/kg (以磷虾粉为鱼粉替代物)[88]或300 g/kg (以鸡肉粉为鱼粉替代物)[89]。根据上述结果，通过合理使用虾壳粉、发酵豆粕和磷虾粉等作为替代原料可将大黄鱼饲料鱼粉含量降低至100～283 g/kg[85-87]。Wang 等[90]和Fan 等[91]报道利用大豆浓缩蛋白或谷朊粉可完全替代大黄鱼饲料中的鱼粉，但其结果与Wang 等[89]的结果存在矛盾，还需要进一步验证。除了个别研究[88]以外，绝大多数大黄鱼饲料鱼粉替代研究中所用的实验饲料蛋白质水平为430～450 g/kg[82-87,89-91]，明显低于Chen 等[80]所报道的大黄鱼适宜饲料蛋白质水平(490～520 g/kg)。由于饲料蛋白质水平可影响饲料鱼粉替代水平[38]，已有的饲料鱼粉替代研究结果需要被重新评价。最近，Chen 等[92]报道在适宜饲料蛋白质水平下通过添加大豆浓缩蛋白可将大黄鱼饲料鱼粉含量降低至240 g/kg。于安澜等[93]报道通过联合添加羽毛粉和DP-100 酶可将饲料鱼粉含量降低至245 g/kg。Wang 等的研究结果表明，通过添加鸡肉粉可将饲料鱼粉含量降低至160 g/kg*。

表4 大黄鱼饲料鱼粉替代方面的部分研究结果Tab. 4 Results of some research on dietary fish meal replacement for L. crocea

4 已有鱼类营养和饲料研究范式存在的不足

大口黑鲈和大黄鱼营养与饲料研究以及配合饲料应用的历史揭示，这两种鱼类的饲料蛋白质需求在很长一段时期内被明显低估，由于饲料蛋白水平偏低，导致早期的配合饲料不能满足鱼类的快速生长需求而难以在养殖生产中应用。大口黑鲈和大黄鱼的饲料蛋白需求被长期低估，这一事实折射出已有鱼类营养和饲料研究范式的不足，主要表现在以下几个方面：

① 已有的范式忽视了鱼类遗传背景和食物以外的其他环境条件对鱼生长的作用：在鱼类营养和饲料研究中，主要根据实验鱼的个体生长表现来判断营养需求量或饲料质量，但究竟是鱼类生长决定了其食物营养素的需要量，还是鱼类生长取决于食物营养素的供给量(需要量等同于最适供给量)，关于这一问题尚未见明确的答案。尽管一些研究报道同一种鱼类的不同品系(生长速率不同)在营养需求和对饲料蛋白源的利用能力方面存在差异[94-97]，但其未明确鱼类生长与食物营养素供给量的关系。鱼类营养研究中被广为接受的观点是 “鱼类生长取决于食物营养素的供给” 且 “不同营养素各自独立地发挥着不同的作用” 。事实上，鱼类遗传因素是其生长的内因，包括食物在内的环境条件是其生长的外因。因此，鱼类生长的需求决定了其对食物营养素的需要量，而食物是影响鱼类生长的诸多环境条件之一。作者认为，在特定环境条件下鱼类的生长表现(G)可表示为：

式中，Gmax为鱼的生长潜能，其取决于遗传背景，反映了在理想环境条件下鱼的生长潜力；Ger为环境条件对鱼类生长的阻力，ε为随机效应。Ger可表示为：

式中，Er为环境阻力系数(Er为0～1，Er= 0 时表明环境条件对鱼生长不产生限制，Er=1 时表明环境阻力导致鱼生长停滞)。产生环境阻力的因素主要包括食物限制、水质恶化和由各种应激源产生的应激。Er可表示为：

式中，Erf为因食物限制所产生的阻力，Erw为因水质恶化所产生的阻力，Erw为因环境应激所产生的阻力。

鱼类生长G与摄食量(FI)和食物效率(FE)的关系可表示为：FE =G/ FI，则有：

式中，FI 和G的单位可以是湿重、干物质、蛋白质或能量。当FI 和G的单位为蛋白质或能量时，FE 分别等于蛋白质贮积效率(NRE)或能量贮积效率(ERE)。在最适摄食强度下，FE 可反映食物质量的好坏。

结合公式(1)、(2)、(3)和(4)，得出：

从公式(1)、(2)、(3)、(4)和(5)可以看出，鱼类遗传背景决定了其生长潜力，食物只是限制鱼类生长潜力实现的诸多环境因素之一。鱼类内在的生长需求决定了对食物营养素的需要量，而食物的质量和数量影响鱼类生长，是决定鱼类能否实现其生长潜能的重要因素。由于鱼类对食物的需求取决于其生长潜能以及能够影响其生长的各种环境条件，因此，在鱼类营养和饲料研究中应选择合适的实验鱼和养殖环境条件进行饲养实验，只有实验鱼和养殖环境条件反映了养殖生产实际情况，实验得出的结果才能够用于指导生产实践。如果选用生长缓慢的劣质鱼种做为实验鱼，或者实验的养殖环境条件(如养殖水体积过小、水温偏低或过高、水质恶化等)对鱼生长产生明显的限制作用，实验鱼就会因生长受到其他因素的抑制而对食物需求下降，也就难以客观评价饲料营养素水平和饲料质量对鱼生长的作用。已有的范式没有强调实验鱼种质和养殖环境对饲养实验结果代表性或可靠性的影响，因而一些研究的饲养实验中仅关心处理组之间鱼生长的差异，而不太注意实验鱼的总体生长情况，特别是摄食基础饲料或对照饲料的鱼的生长。早期研究明显低估了大口黑鲈和大黄鱼的饲料蛋白质需求，很大程度上与这些研究的饲养实验中鱼生长速度较慢有关(表1，表3)。早期研究报道大口黑鲈饲料鱼粉可被鸡肉粉完全替代(表2)，原因也与实验饲料蛋白含量偏低导致实验鱼生长缓慢有关。

② 已有的范式忽视了鱼类个体生长差异与鱼类养殖产量差异的区别：由于鱼类种群中往往存在社会等级[98-99]，而鱼类生长过程中也存在补偿生长[100]，因此不同的种群结构和不同的生长阶段都会使鱼类生长产生变化，这使得在较短的时间内客观、准确地评价鱼类生长特征面临一定的困难。在鱼类营养和饲料研究中，饲养实验所用的鱼通常被群体饲养，选用的实验鱼往往是由同一批亲本产卵培育出的同一批幼鱼，对实验鱼种群的大小(或养殖密度)以及鱼群内个体间大小分化的程度往往不加以特别限定。饲养实验时间为能够使实验处理间生长差异得以充分表现的最短时间(通常为8 周或使对照鱼体重增加1 倍以上的时间)；判断处理效应是否显著的标准是处理间的鱼个体生长指标[鱼体绝对增重或相对增重、特定生长率(SGR)、日生长系数(DGC)或温度单位生长系数(TGC 等)]差异在统计学上是否显著(P＜0.05)。由于不同处理间实验鱼生长是否表现出统计学显著差异同时取决于处理间个体生长差异的程度和处理内不同重复之间的生长分化的程度，而上述处理间和重复之间的个体生长分化程度受实验鱼群内个体生长分化程度的影响，因此实验鱼群结构是否合理可影响对处理间个体生长差异的评价。此外，在养殖生产中，单位水体的鱼类养殖产量等于个体增重 × 放养密度 × 成活率，故个体生长对养殖产量的贡献被收获时的养殖密度放大。当鱼类放养密度和成活率很高时，较小的个体生长变化就会导致较大的养殖产量变化。因此，鱼类个体生长差异并不能完全反映鱼类养殖产量和效益的差异。在鱼类营养和饲料研究中，当同一处理的重复之间个体生长分化较大时，处理间个体生长(绝对增重)差异超过10%在统计学上也不会表现出显著差异(P＞0.05)，这时根据统计学检验结果会得出处理间个体生长无差异的结论。在养殖生产中(以大口黑鲈池塘养殖为例)，当2 口池塘的鱼个体平均增重相差10% (设W1和W2分别为池塘1 和2 中鱼个体平均增重，W1=1.1W2)，放养密度均为45 000 尾/hm2，成活率均为100%时，池塘1 (鱼产量为45 000W1/ hm2)较池塘2 (鱼产量45 000W2/ hm2)可增产4 500W2/ hm2，无论养殖产量还是经济效益都明显高于池塘2。

③ 已有的范式未考虑投饵养殖对自然资源和环境的影响：鱼类营养和饲料研究中所用的主要评价指标包括个体生长、饲料利用效率和鱼体组成，这些指标对应了养殖产量、饲料成本以及鱼的健康和品质，能够基本反映饲料质量对养殖生产性能的影响。随着水产养殖规模的扩大，环境污染和饲料蛋白源匮乏对产业发展的制约作用越来越大。然而，只有为数不多的研究评价了饲料营养水平和蛋白源结构对养殖碳、氮、磷废物排放 量 的 影 响[13,21,38-44,101-112]以 及 饲 料 蛋 白 源 结 构 对鱼粉依赖性的影响[13,39-40,42-44,106-112]。Zhang 等[106]提出综合生长、饲料成本、养殖鱼类健康和环境影响这4 个方面评价鱼类养殖生产性能的方法，但这一方法仅在少数研究中被采用[113-114]。生态系统服务可全面反映水产养殖活动的经济、生态和社会效益以及产业发展的可持续性[115]，根据作者掌握的资料，仅Cui 等[43]定量分析了降低大口黑鲈饲料鱼粉含量对养殖生态系统服务价值的影响。

④ 已有的范式没有足够重视基础饲料配方对评价营养需求或饲料质量的影响：评价鱼类营养需求和饲料质量需要设定参照，基础饲料(有时也做为对照)是重要的参照。研究表明，在不同基础饲料配方背景下，利用豆粕替代卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)饲料鱼粉的水平[110]以及尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)对特定饲料原料的消化率[116]会明显不同。如果基础饲料配方不合理，会导致研究结果偏颇而失去其科学和应用的价值。例如，在饲料鱼粉替代研究中，已发表的很多文献将 “当摄食实验饲料和对照饲料的鱼个体生长无显著差异时，实验饲料中所检验的替代原料替代了对照饲料中鱼粉量的百分比作为该原料可替代鱼粉的水平”[45-54,82-91]。然而，对照饲料中鱼粉量可被替代的百分比并不能反映饲料鱼粉含量，当即使鱼粉含量偏高时，对照饲料鱼粉量可被替代的百分比很高，饲料鱼粉含量仍然保持在较高的水平。因此，采用这种评价标准所得出的结果不能反映饲料鱼粉的替代能够在多大程度上降低配合饲料和养殖生产对鱼粉的依赖性。Wang 等[117]指出上述评价方法的缺陷，建议用能够满足鱼类正常生长(与对照饲料相比)的最低饲料鱼粉含量来判断饲料鱼粉替代效果，并采用最低饲料鱼粉含量评 价 了 鮸 状 黄 姑 鱼(Nibea miichthioides)[38,117]、点带石斑鱼(Epinephelus malabaricus)[101-102]、卵形鲳鲹[105,108-111]、花 鲈(Lateolabrax japonicus)[106-107]、大口黑鲈[39-44]和大黄鱼[92-93]的饲料鱼粉替代潜力。Naylor 等[18-19]采用最低饲料鱼粉含量评价了1995—2017 年世界水产饲料鱼粉替代技术的进步。

5 对已有鱼类营养和饲料研究范式的改进

作者认为应对已有鱼类营养和饲料研究范式做如下改进：

① 在概念和理论方面，重视鱼类遗传背景和食物以外的其他环境条件对鱼类生长的影响，明确鱼类生长潜力决定了其营养需求，明确食物条件是满足具有特定种质的鱼类生长的环境条件之一，而非决定鱼类生长的唯一因素或首要因素。此外，重视食物中各种营养素之间的相互作用，明确一种饲料原料是包含了多种营养素的集合，不同的饲料原料在饲料配方的营养平衡方面具有不同的作用。

② 在研究方法方面，明确饲养实验中应选用种质背景清晰、种群内个体大小均匀的鱼为实验鱼；明确饲料研究中应避免使用纯化或半纯化饲料；明确评价营养需求和饲料质量的指标体系中应包含与可持续发展的相关的指标(如对自然资源和环境的影响)。此外，将个体生长差异的幅度作为判断饲料处理效应的指标，设置1 个阈值(建议将鱼类个体生长差异的阈值设为5%～10%)，当处理间个体生长差异幅度超过规定的阈值时，即使个体生长的差异在统计学上不显著(P＞0.05)，也判定处理间存在生长差异。最后，发展基于多个指标的综合评价方法，将其与基于单个指标的评价结合来确定营养需求水平和饲料质量好坏。改进后的鱼类营养和饲料研究范式如下：

概念和理论：①根据 “鱼类生长潜力决定了营养需求，食物仅在特定鱼类遗传背景和养殖环境条件下对鱼类生长发挥作用” 的原则设计评价营养需求和饲料质量的饲养实验，明确实验鱼的种质背景和除食物以外的其他环境条件。②根据 “能够对生长产生限制作用的浓度最低的营养素为限制性营养素(Liebig 最小量定律)” 的原理开展饲养实验确定营养素需求量或最适水平。③根据 “不同营养素之间存在相互作用” 的原则，在明确营养素相互作用的基础上确定限制性营养素的需求。④根据 “一种饲料原料是包含多种营养素的集合” 的原则进行饲料配方设计，采用多种饲料原料的合理组合实现饲料营养 “充分且平衡” 的目的。由于不同的饲料原料在配方营养平衡方面发挥的作用不同，故饲料配方设计应尽可能使用多种具有互补性的饲料原料，而非依赖某一种优质原料。

研究方法：①根据研究目的在饲养实验中采用单因素或多因素实验设计。在营养学研究中，以缺乏待确定的营养素的饲料为基础饲料，通过向基础配方中逐渐添加该种营养素以形成浓度梯度；在饲料研究中，根据养殖生产实际情况和需要设计基础饲料，按等蛋白替代原则向基础配方中逐渐添加待确定的饲料原料以形成其替代高质量原料的梯度。②在强调促生长目的的饲养实验中避免使用纯化或半纯化饲料。除非对实验鱼规格有特殊要求，饲养实验应选择种质背景清晰、初始体重＞10 g 的幼鱼为实验鱼；实验鱼成群饲养，每个鱼群内个体大小均匀；实验过程中按饱食量投喂，实验开始和结束时测量鱼体重、鱼体组成和相关生理生化指标。营养学研究的饲养实验通常在室内RAS 或流水水槽中进行，饲料研究的饲养实验通常在室内RAS、室外水槽、池塘或网箱中进行。养殖水体不宜过小，以免对鱼产生应激限制其生长，对养殖水体的水温、光照、溶解氧、pH、铵态氮和亚硝酸态氮浓度等环境指标进行控制或监测。③根据实验鱼总体生长情况是否正常判定饲养实验的有效性，如实验鱼生长缓慢则应分析是否存在实验处理以外的干扰及其对实验处理效果的影响。在明确饲养实验有效性的前提下，通过方差分析或回归分析检验营养素浓度或饲料原料的变化对鱼摄食、生长、食物利用效率、鱼体组成、组织中特定营养素水平、免疫、抗应激能力和养殖废物排放量等的影响。营养学研究中利用折线模型或抛物线模型确定待测营养素需求量；饲料研究中通过比较基础饲料和实验饲料组鱼体的生长性能确定待测原料的营养价值。

评价标准：主要根据实验鱼个体生长表现确定营养需求量或饲料原料的营养价值。将能够使鱼体生长最快的饲料处理的营养素浓度确定为该营养素的需求量或最适水平，将与基础饲料相比未导致鱼体生长明显变慢的实验饲料确定为符合要求的饲料。判定处理间个体生长差异一方面依据处理间生长在统计学上是否达到显著水平(P＜0.05)，另一方面依据处理间生长差异的幅度是否超出规定的阈值(建议阈值取5%～10%)。当处理间个体生长差异幅度超过规定的阈值时，即使差异在统计学上达不到显著水平(P＞0.05)，也不判定为处理间生长无差异。此外，与产业可持续发展相关的内容，包括养殖废物排放量、对自然资源(如鱼粉、淡水等)的依赖性和生态系统服务价值等应被列入评价营养需求和饲料质量的指标体系。

综上所述，水产养殖产业面临日益增长的资源和环境压力，对水产配合饲料提出了越来越多和越来越高的要求。遵循已有鱼类营养和饲料研究范式所产生的一些研究成果难以满足养殖产业可持续发展的需要，因此应对已有的研究范式加以改进。改进后的研究范式能够更好地符合现代水产动物养殖生产的实际情况，在此范式指导下的研究结果能够为设计开发高营养、低污染、廉价配合饲料提供更可靠的数据，能够为配合饲料在水产动物养殖生产中的应用提供有力的科技支撑。

（作者声明本文无实际或潜在的利益冲突）