二 十世紀 90年代以來,我國漁業生產進入快速發展時期。由于大量投喂人工配合飼料,池塘殘餌腐敗分解造成養殖水體嚴重污染,生態平衡遭受破壞,病原體大量滋生,進而引起魚類疾病頻繁發生,新病原層出不斷。為了保證水產養殖業的可持續性發展,必須盡可能地控制養殖水體污染,維護水體的生態平衡,實現水體的良性循環已勢在必行,而采取營養調控的方法降低養殖水體污染為實現這一目標的重要舉措。
水產餌料對水環境的污染
氮磷污染。水產養殖動物飼料入水后會受到各種環境因素的影響(水溫、滲透壓、水柱沖擊等)而發生系列變化,如:溶失、崩裂、溶脹等,飼料穩定性越差,飼料在水中的損失越多。陳四清報道,配合飼料入水后5min,重量損失12.4 %~13.8 %,120 min可達17.0 %~23.9%;Burford 等(2001)研究了對蝦攝食后含氮廢棄物的趨向,對對蝦攝食后所產生的溶解性氮廢棄物進行了描述和定量分析,認為水體中可溶性氮有三個主要來源:鰓排泄、從顆粒飼料中溶失及從蝦糞便中溶出。Rich等(1996)研究發現,魚對各種魚粉的表觀利用率為19.5%~50.5%,植物蛋白磷利用率30.7 % ,不能被利用的磷排入水體中;Mallek 等(1999)認為,生產1 kg大菱鲆魚向環境中輸入51g總氮,8.7g總磷;Beveridge等報道,每攝食1kg飼料,虹鱒大約產生269g糞氮;張碩等(1999)研究了中國對蝦氮收支情況,指出不同鹽度下中國對蝦生長氮占攝食氮的百分比為4.88 %~6.51%,排泄氮占攝食氮百分比為60.34%~83.47%;歐洲人們在養殖鮭魚的過程中發現,投入的飼料約有80%的氮被魚類直接攝食,攝食的部分中僅有25%用于魚體生長,其余的65%用于排泄,10%作為糞便排出體外,這就意味著投入的飼料僅有1/5被有效利用,其余部分以污染物形式排入水環境中。
綜合以上資料大致可看出,在投喂的飼料中約有10%~20%直接進入水環境不能被攝取,在被攝食的飼料氮中,約有20%~25%氮用于生長,75%~80%氮以糞便和代謝物形式排入水環境,被攝食的飼料磷中,約有25%~40%磷用于生長,60%~75%磷排入水環境。傳統的“立體交叉式”養魚,通過食物鏈的方式解決糞便問題,也存在著一些不合理的因素,需要進一步研究和探討。
飼料污染。(1)抗菌藥物 (磺胺類藥物和抗生素) 的污染。雖然抗菌藥物在短時間內具有提高動物機體的免疫機能、促進動物的生長發育和提高飼料的轉化率等作用,但大部分抗菌藥物都有很強的副作用。抗菌藥物隨飼料進入水產動物的消化道后,其中的一部分進入血液循環,絕大部分的抗菌素經腎臟的過濾作用,隨尿液排除體外,污染水環境。極少量沒有排出且未被動物機體利用的抗菌素,則殘留在動物體內,同時失去抗菌作用。(2)細菌污染。飼料在儲藏過程中,受到細菌、細菌毒素和霉菌毒素的污染,以及在微生物的作用下,蛋白質分解為氨、硫化氫、硫醇、糞臭素等,脂肪分解產生酸、醛,這些物質對動物機體都是有害的。飼料受霉菌感染后,如黃曲霉素可使飼料中產生黃曲霉毒素,赤霉菌感染小麥后產生赤霉麥毒素。黃曲霉毒素是一種強致癌劑;而赤霉麥毒素可引起食物中毒。用這樣的飼料喂養水產動物,同樣會對水環境造成破壞。
養殖水體的調控
氮的營養調控。養殖水體污染的很大一部分原因是由于水體中輸入的氮量過高,因此提高飼料氮的利用率,降低輸入水體中的氮的濃度,可在某種程度上控制污染。
(1)氨基酸。利用氨基酸的互補作用,向飼料中添加游離氨基酸以平衡營養,從而提高現有飼料蛋白質的消化吸收率,減少氮排泄量。提高飼料在水中的穩定性,減少飼料溶失通過向飼料中加入粘合劑及增大飼料原料的粉碎細度,既提高了飼料在水中的穩定性,不易溶失和潰散,又增加了飼料的消化吸收率。飼料中加入生物活性物質 ,提高飼料利用率。
(2)酶制劑。酶制劑是利用現代生物技術開發的綠色飼料添加劑,如蛋白酶、植酸酶、聚糖酶等。其能降低腸道中食糜的粘度,促進營養物質被機體消化吸收,提高飼料利用率,尤其在幼稚水產動物日糧中添加效果更佳。
(3)誘食劑。誘食劑又叫攝餌促進物質,具有促進水產動物攝食、減少飼料在水中溶失及提高飼料利用率的功能。Papatryphon等(2000)將攝食刺激物添加到條紋狼鱸飼料中,發現添加組魚增重及飼料轉換率明顯高于對照組;崔青曼等(2002)研究了誘食劑對中華絨螯蟹的應用效果,結果表明,添加組蟹的攝食率、蛋白質效率及飼料系數均明顯高于對照組。
(4)肉毒堿和甜菜堿。這兩種物質均具有降低脂肪肝的作用,同時還具有促生長和降低飼料系數的作用。Becker 等(1996)在鯉魚飼料中添加肉毒堿,可使魚氮排泄量降低15%;劉萬涵等(1998)研究了肉毒堿與魚蝦增重的關系,指出魚平均增重27.38% ,節約飼料19.00%,蝦平均增重39.48% ,節約飼料20.87%;陳建酬等(2002)研究后認為,甜菜堿對虹鱒等魚類的體重及飼料轉化率都增加近20%,并能降低飼料系數。
磷的營養調控。(1)控制飼料中磷的水平。在不影響水產動物生長、飼料利用率、體質健康和繁殖的前提下,適當降低飼料中磷的含量。Coloso等(2001)研究發現,虹鱒飼料中低磷含量加上高水平維生素D3的這種搭配,可降低排入水中可溶性磷和糞便中磷的含量,說明可通過調節磷的代謝,降低飼料中磷的水平,而不影響飼養效果。(2)利用植酸酶提高飼料中磷的利用率。植酸酶是近年來開發和應用的新型飼料添加劑,可通過催化水解反應將磷從植物中釋放出來,從而提高植酸磷的利用率。Riche 等(1996)在虹鱒飼料中補充植酸酶,使磷表觀利用率提高44.9%;Eya等(1997)研究了植酸酶對斑點叉尾魚回植酸磷吸收率的影響,指出添加植酸酶后磷凈吸收率提高17.9%~31.3%;Li等(1997)研究表明,植酸酶可有效提高魚對植酸磷的生物利用率,且無需添加無機磷,糞便中磷濃度比添加無機磷組低;Papatryphon等(1999)研究發現,條紋鱸對磷的吸收隨植酸酶添加量在500U/kg 以上而提高。(3)飼料配方中選用磷生物利用率高的飼料原料。飼料原料磷利用率高就會降低磷的排放量,減少磷污染,盡量選用無機磷酸鹽作為磷的供應源。
礦物質的營養調控。藺玉華等(2000)研究發現,鯉魚飼料中添加鉻鹽,使相對生長率提高20.69%,飼料轉化率提高26.0%;常仁亮等(2000)分別以10、20和30%的硒酵母代替魚粉飼養中國對蝦,結果硒酵母添加組的養殖效果優于對照組,而以10%硒酵母添加量為最好,飼料系數比對照組降低13.3 %;魏文志等(2001)在異育銀鯽飼料中分別添加亞硒酸鈉和有機硒,發現有機硒組魚增重比對照組和無機硒組分別提高15.29和14.59%,飼料系數降低12.49%和12.35%;冷向軍等(2002)在羅非魚飼料中添加醋酸鎂,比對照組降低飼料系數9.6%,促進生長16.4%。
維生素的營養調控。維生素在動物體內主要是調節物質代謝和能量代謝,參與氧化還原反應。美國伊利諾伊大學科研人員在澳大利亞羅非魚飼料中添加維生素E,能促進魚體增重和提高飼料轉換率;宋進美(1996)研究了不同劑型維生素 C對羅非魚生長的影響,認為添加維生素C組魚體增重和飼料轉換率均高于對照組,以添加維生素C磷酸酯鎂和維生素C硫酸酯鉀效果最好。
實施現代飼料加工技術。生態環保型飼料是目前水產飼料發展的主要目標。在配制水產動物環保飼料過程中,加工工藝的重點應放在最大限度減少餌料在水中溶失和沉底,防止飼料營養和添加物變性和提高餌料利用率上。故要采用現代飼料加工技術和工藝,如普通制粒的革新、擠壓膨化、沉性與浮性膨化、最適粉碎粒度、最佳調質參數、后噴涂、微膠囊等工藝都是需要考慮的。
生物修復。生物修復是一種通過微生物、植物等多種動植物對水體中污染物進行降解, 改善水域環境,維持水域生態平衡新的改善養殖水體方法。微生物制劑一方面可以改善魚蝦腸道微生物菌群、提高魚蝦消化率、增強魚蝦免疫力的飼料微生物添加劑(如乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌等);另一方面(如光合細菌、芽孢菌、硝化細菌等)具有改良水質、增加養殖水體的溶解氧、降低養殖水體的氨態氮含量、抑制致病菌生長、改善動物體內水環境的生態平衡、提高動物抗病與免疫力、促進養殖對象生長等功能。
人工處理。在投餌精養的池塘,池塘底部殘留的餌料應及時處理,及時更換新水,保證水體潔凈。控制好水源,防止水體被污染,定期對水質進行檢測,及時發現問題,及時解決。
現代水產養殖業的發展是以破壞水域環境、破壞水產資源為代價而獲得的。因此,必須全面開展水產養殖動物的營養需要與環境因素的協調研究,把環境、動物、產品作為一個整體,研究動物在復雜環境條件下,對營養素的動態需求及其相互關系,通過營養調控和平衡原理,來開發優質、高效、低污染的飼料,最大限度的減少資源浪費和環境污染,保證水產養殖業的可持續發展。