紫萍替代飼料對羅非魚魚種生長的影響

楊喬喬，韓冰瑩，于博涵,3，賴杭桂，張家明,3

（1.海南大學 熱帶作物學院，海口 570228; 2.中國熱帶農業科學院 熱帶生物技術研究所，海口 571101;3.南京農業大學 生命科學學院，南京 210059）

浮萍是浮萍科浮水植物，其分布范圍廣泛，全世界共有5個屬，分別是青萍屬(Lemna)、紫萍屬(Spirodela)、蘭氏萍屬(Landoltia)、蕪萍屬(Wolffia)和扁蕪萍屬(Wolfiella)，共37個種[1-2]，常見于河流、湖泊和稻田。目前浮萍已被認為是潛力巨大的新型非糧生物質原料之一，其經濟價值較高，不僅可以入藥，還可以作為飼料。浮萍除了作為淡水魚飼料，還可凈化養殖水體[3]，但是鮮浮萍的含水量很高( 89%～91%)，且野生生長環境水體質量較差，可能含有細菌和寄生蟲，因此，直接飼喂禽畜等動物有一定風險[4]。多年來，以色列和孟加拉國的農民種植浮萍作為魚飼料，將烘干的浮萍出口到歐洲[5]。浮萍產量是大豆的10倍，可以在2～4 d增加1倍。烘干后其蛋白質含量約為35%～50%，與大豆蛋白質含量相當，且種植成本低。我國在20世紀50年代就有將浮萍用于飼養草魚的文獻記載。將浮萍作為飼料養豬、鵝等畜禽及其他水產動物的研究也有報道[6]。據報道，將浮萍作為補充飼料養殖銀鯉、羅非魚等水生動物，能夠有效促進魚的生長[7]。

羅非魚（Oreochromis mossambicus），俗稱非洲鯽魚，是世界水產業重要的慈鯛科淡水養殖魚類，被譽為未來動物性蛋白質的主要來源之一[8]。絕大部分羅非魚是雜食性，有很強的適應能力。通常生活于淡水中，也能生活于不同鹽分含量的咸水中，能夠在面積狹小的水域中繁殖。近年來，羅非魚養殖場增多，行業競爭激烈。如何在為羅非魚提供適口飼料的同時降低養殖成本，是一個重要的課題。浮萍是淡水魚喜食的天然優質飼料，繁殖快，產量高，養殖成本低，是一種廉價的飼料源和蛋白源[4]，目前還沒有發現其含有對淡水魚不利的成分。本研究利用海南島本土高蛋白浮萍干粉，按不同比例添加到傳統飼料中，研究浮萍部分替代傳統飼料對羅非魚生長的影響，以期獲得一條降低飼料成本、促進羅非魚生長的途徑。

1 材料與方法

1.1 高蛋白浮萍品種的篩選及大規模繁育在前期研究中，本實驗室篩選到3個海南省本土高產浮萍品種，分別是紫萍DW2602、蘭氏萍DW2701及稀脈萍DW1301。浮萍經過培養獲得生物質后，測定其含水量、粗蛋白及氨基酸含量。綜合浮萍生長情況及營養成分，選擇最好的品種作為本試驗飼料添加的原料。筆者將高蛋白浮萍品種從實驗室無菌環境轉移到室外進行適應性培養后，再轉移到人工池塘內養殖，每667 m2（畝）每月施用5 kg復合肥。

1.2 浮萍材料的收集與處理從人工水塘定期撈取的浮萍，用自來水清洗干凈，裝入網袋置于甩干機中甩干，然后在烘箱中60 ℃烘干。使用破壁機（JP05D-1300，蘇泊爾股份有限公司，中國浙江）將干浮萍打磨成粉，過0.42 mm網篩，裝入塑封袋于干燥柜中保存備用。

1.3 浮萍干粉的微生物指標測定將浮萍干粉送海南省進出口檢驗檢疫局進行微生物指標測定。志賀氏菌按照國標GB 4789.5—2012方法測定，沙門氏菌按照GB 4789.4—2016方法測定，霉菌總數按照GB 4789.15—2016第一法測定，菌落總數按照GB4789.2—2016方法測定。

1.4 不同添加比例的浮萍顆粒飼料制備以羅非魚養殖企業（漁場）常用的膨化配方飼料156（通威集團，中國成都）為對照，本實驗按照0、10%、15%、20%、25%和30%的比例在膨化配方飲料中添加浮萍干粉。添加浮萍干粉具體做法：將飼料156打碎磨粉，過0.42 mm網篩，分別按上述比例添加浮萍干粉，加入少量山梨酸鉀復配防腐劑（坤達生物有限公司，中國山東），混合均勻，加適量水后，用制粒機（MGD-120，中國廣東）重新制成直徑2 mm左右的顆粒飼料，烘干后用塑料袋密封保存于4 ℃。

1.5 浮萍添加量和投喂量對羅非魚生長的影響

將大小相近的尼羅羅非魚魚種（12.25±0.25) g，購自海南省澄邁縣山瓊村魚苗養殖場）分成54組（表1），每組6條，分池（45 L水）靜養1～2 d，用少量對照飼料開食。然后，分別投喂上述制備好的含浮萍0、10%、15%、20%、25%和30%的顆粒飼料，分別按照魚體質量2.5%、3%和4%的投喂量飼喂，共18個處理。每個處理3次重復。每天定時投喂3次（9:00，13:00，17:30）。每10 d稱重1次，根據羅非魚生長情況相應增加投喂量。依據天氣情況和水體質量，實驗水體用氣泵增氧。除此之外，每個水池每2天換1/3的水，并清理糞便1次。實驗周期為40 d。

表1 試驗分組

1.6 羅非魚的生長指標分析在養殖前測定魚種魚體質量、長度并拍照記錄。實驗結束后停喂1 d，再測定體質量和長度，計算成活率、增重率、肥滿度。從每組抽選1條羅非魚解剖，測定其臟體比[9]。

1.7 最佳配比飼料的營養成分分析根據羅非魚生長情況，選擇實驗中最優浮萍飼料配比，將該浮萍飼料與購買的原始飼料的水中穩定性以及營養成分如水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、賴氨酸、含硫氨基酸（蛋氨酸+胱氨酸）含量進行測定分析。

1.8 數據處理與統計分析浮萍原料及顆粒飼料的各項指標檢測均按照國家標準進行。按SC/T 1077—2004標準做水中穩定性的測定；按GB/T 6435—2014標準做含水量的測定；按GB/T 6438 —2007標準做灰分的測定；按GB/T 6432—2018標準做蛋白質的測定[全自動凱氏定氮儀（Kjeltec8400，福斯分析儀器公司，丹麥）]；按GB/T 5009.6—2016標準做粗脂肪的測定；按GB/T 6434—2006標準做粗纖維的測定；按GB/T 18246—2019標準做氨基酸含量的測定。以上檢測均由海南省進出口檢驗檢疫局完成。

羅非魚的生長指標計算如下：

增重率(WG)=(試驗終魚體質量-試驗初魚體質量)/試驗初魚體質量×100%[4]，

特定生長率(SGR/d)=(ln 試驗終魚體質量-ln試驗初魚體質量)/試驗天數×100%[4]，

肥滿度(CF)=(試驗終魚體質量/試驗終末魚體長)×100%[4]，

臟體比(HSI)=(試驗終魚內臟重/試驗終魚體質量)×100%[10]。

使用WPS2019和SPSS Statistics 17軟件對試驗數據進行整理分析，差異顯著性分析使用新復極差法（Duncan法）[11]。

2 結果與分析

2.1 海南本地3個高產浮萍品種的營養成分分析DW1301、DW2602、DW2701是通過前期研究從海南本地200余份浮萍種質資源中篩選出的高產品種。本研究測定了這3個品種的主要營養指標（表2）。從表2可見，3個浮萍品種的蛋白質含量都較高，其中紫萍DW2602的粗蛋白含量最高，達到44.52%，游離氨基酸和游離賴氨酸含量也最高，分別為16.23%和0.78%。DW2701粗蛋白含量最低（35.04%）。因此，筆者選擇DW2602作為進一步研究材料。

表2 海南3個浮萍高產品種的主要營養成分%

2.2 浮萍原料微生物學檢測結果人工水塘養殖的紫萍DW2602干粉的微生物學檢測結果見表3。從表3可見，沙門氏菌、志賀氏菌未檢出，霉菌總數及菌落總數未超標，符合國家標準，可以作為飼料的原料成分使用。

表3 紫萍干粉微生物學檢測結果

2.3 浮萍替代率和投喂量對羅非魚生長的影響

經預實驗發現，投喂量為魚體質量的4%時，每次投喂的飼料均有較多剩余。因此，終止了4%投喂量的所有處理。浮萍替代率為30%時，飼料外觀顏色較深，羅非魚進食情況不理想，投喂的飼料也有較多剩余，分散在水中。因此，替代率為30%的處理也被終止。正式實驗采用了0、10%、15%、20%、25%等5個替代率，以及2.5% 和3%兩個投喂量。

用10%～25%的浮萍替代傳統飼料飼喂羅非魚40 d，羅非魚成活率從92.5%提高到95%～100%（表4）。由表4可見，當投喂量為魚體質量3%時，所有浮萍替代比例的飼料在羅非魚增重率方面都優于傳統飼料。替代率為20%時，羅非魚增重率最高，達到295.9%，比對照組提高了57.5%。替代率增加到25%時，羅非魚增重率與20%替代率相比有所下降，但仍比對照組增加49.6%。投喂量為魚體質量2.5%時，也是20%替代率的羅非魚增重率最高，比投喂量為3%的傳統飼料的羅非魚增重率還高51.4%。因此，使用浮萍替代傳統飼料還可以在減少羅非魚養殖飼料用量的情況下，獲得更高產量。

表4 浮萍干粉替代傳統飼料對羅非魚生長的影響

用浮萍替代部分傳統飼料還能增加羅非魚特定生長率，減少肥滿度，降低臟體比。替代率為20%時，上述3個指標最好（表4），在投喂量為魚體質量3%時，特定生長率達到3.44%/d，比對照組提高30.3%；肥滿度為2.48%，比對照組下降6.4%；臟體比為8.47%，比對照組下降5.5%。

2.4 浮萍最佳替代飼料的營養價值及效用評價

由于用20%浮萍品種DW2602干粉替代傳統飼料飼喂羅非魚，取得最好的養殖結果，所以研究了20%浮萍替代飼料的營養價值（表5），結果表明，20%浮萍替代飼料各項指標都符合國家標準，其中，粗蛋白、粗纖維和含硫氨基酸高于傳統飼料，粗脂肪比傳統飼料略低，賴氨酸含量無明顯差異，含水量、灰分有所降低。水分含量降低可能是因為飼料在重新加工制成顆粒后經歷了再次烘干的過程，而灰分與粗脂肪含量降低是由于浮萍灰分和脂肪含量較低。粗蛋白含量明顯提高，粗纖維含量也略有升高，這與添加的浮萍原料營養特性相符。20%浮萍替代飼料保藏2個月后，表觀顏色無明顯變化，顆粒大小均勻，無發霉變質、結塊、蟲害現象，具有飼料正常氣味。說明該飼料儲存性能較好。

表5 浮萍配方飼料的營養成分%

3 討 論

3.1 利用野生浮萍培育高產優質飼料型浮萍新品種的前景浮萍是水生漂浮草本植物，已有較多研究其營養價值的報道。然而，由于所用品種和養殖條件不同，不同研究所報道的營養成分差異很大。Culley等[12]利用市政廢水養殖紫萍（S.polyrhiza），所得浮萍粗蛋白含量為32.7%。Sutton等[13]用市政廢水混合養殖小葉浮萍（L.minor）和膨葉浮萍(L.gibba)，所得生物質粗蛋白含量約為39%。姚茂桂[4]測定稀脈萍（L.aequinotialis）粗蛋白含量為30.5%。Appenroth等[14]研究了11種無根萍的營養成分，其粗蛋白約為20%～35%，脂肪含量約為4%～7%，賴氨酸含量為4.8%，甲硫氨酸和半胱氨酸含量均為2.7%，苯丙氨酸和酪氨酸含量均為7.7%，氨基酸組成非常接近WHO推薦的標準。本研究通過篩選獲得的紫萍品種DW2602蛋白含量高達44.5%，為高蛋白浮萍品種。本研究將紫萍DW2602與常見的糧食作物及其他的蛋白源(蛋白質的數據來源：http://nutritiondata.self.com; http://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods)相比，其蛋白含量可以與大豆相媲美，遠高于大米、小麥、玉米等（圖1）。

圖1 不同來源的蛋白質含量對比

浮萍科植物的產量很高，在營養充足的廢水中養殖浮萍，產量更高。利用市政廢水養殖紫萍（S.polyrhiza），單位面積年收獲干浮萍34 t·hm[12]；用養豬場廢水養殖紫萍，單位面積年獲得蛋白質9.8 t·hm-2和淀粉6.9 t·hm-2[15]。

本研究使用的紫萍DW2602生長速度很快，在營養充足、沒有病蟲害、舒適的培養環境中，紫萍DW2602的年平均干物質產量約為17～30 t·hm-2。按照44.5%的蛋白質含量計算，養殖紫萍DW2602，每年可以獲得蛋白質產量7.6～13.3 t·hm-2，遠高于大豆蛋白產量。在飼料中添加20%的紫萍DW2602，能夠使原料的成本降低19%左右。另外，紫萍DW2602的游離賴氨酸含量是普通玉米的2.89倍，添加浮萍可以有效的增加飼料賴氨酸總量。

3.2 浮萍的投喂量對羅非魚生長的影響飼料蛋白質水平對羅非魚生長有顯著影響。劉偉[16]的研究結果表明，飼料蛋白水平為35%時，羅非魚的增重率、特定生長率和飼料效率要顯著高于25%蛋白水平。胡國成等[17]研究了3 種蛋白水平(23.1%、37.6%和 47.9%)飼料對尼羅羅非魚生長的影響，結果表明隨著飼料蛋白質含量的上升,羅非魚平均日增重從 0.30 g·d-1上升到 0.74 g·d。但也有研究表明，當蛋白質水平超過魚體的需要量時，羅非魚的生長性能不會繼續提高[18]。強俊等[19]的研究結果表明，飼料蛋白水平（25%～45%）對尼羅羅非魚幼魚生長性能沒有顯著影響；尼羅羅非魚幼魚特定生長率隨蛋白質水平的升高而升高，但飼料蛋白質水平高于45% 時，特定生長率緩慢下降。

由于浮萍具有較高的蛋白質含量，在飼料中添加浮萍，可以顯著提高飼料中蛋白質含量，是替代魚粉配制高蛋白飼料的優質原料，但是，添加比例對羅非魚生長有顯著影響。本研究使用的紫萍品種DW2602蛋白質含量為44.5%，利用其替代20%傳統飼料時，飼料粗蛋白含量提高了4.3%，粗脂肪下降了0.9%，賴氨酸含量無明顯變化，含硫氨基酸即蛋氨酸和胱氨酸總量增加了0.1%，用該飼料養殖羅非魚幼魚，增重率比對照提高了57.5%；當浮萍替代率提高到25%，羅非魚增重率只比對照增加49.6%，與20%替代率相比有所下降。當浮萍干粉替代率為25%時，飼料粗蛋白含量提高到43.2%，并沒有達到可能導致羅非魚特定生長率緩慢下降的45%的粗蛋白水平[19]。究其原因，可能不能用蛋白質含量超過羅非魚的需求解釋，因此特定生長率下降可能另有原因。

已有較多研究表明，在飼料中添加適當比例的浮萍能促進養殖動物生長發育。張植元等[10]研究了在飼料中添加0～14%浮萍干粉對錦鯉生長發育的影響，當浮萍添加量為14%時，錦鯉特定生長率顯著高于低浮萍水平的飼料組。酪氨酸是動物黑色素合成的前體，由于浮萍酪氨酸含量豐富，在添加量為0～14%時，隨著添加量的增加，與黑色素合成相關的限速酶—絡氨酸酶TYR基因在錦鯉皮膚中的表達量逐漸上調[20]。文獻[10,12]兩項報道所用的浮萍添加量都較低。埃及研究人員用浮萍干粉替代5%～100%的魚粉制備顆粒飼料喂羅非魚，用不添加浮萍的飼料作對照，結果表明，替代率為20%時，羅非魚的日增重、特定生長率、飼料轉換率、蛋白質效率比值等參數與對照無差異；當替代率為100%時，上述參數比對照差[5]。Bairagi等[21]利用10%、20%、30% 和40%的經過發酵和不發酵的紫萍干粉喂養野鯪幼魚，在不發酵的飼料組合中，10%添加量最好；在發酵的飼料組合中，30%的添加量最好[21]，說明通過發酵，可以提高浮萍的添加量。

使用高蛋白浮萍干粉替代部分魚粉不僅可促進魚類生長，還能降低羅非魚的肥滿度和臟體比。一般認為，肝體指數、臟體指數和肥滿度是表明魚體營養狀態的間接指標[22]，而臟體指數及肥滿度隨浮萍含量的提高而降低，這可能與飼料中的碳水化合物有關。低蛋白飼料中過多的碳水化合物在魚體內轉化成脂肪，沉積在內臟中，進而導致臟體比提高，在對奧尼羅非魚的研究中也有類似的現象[23]。

4 結 論

用高營養價值的紫萍新品種DW2602干粉替代部分傳統羅非魚飼料顯著促進羅非魚魚種生長，替代比例以20%最佳。當浮萍替代率為20%，飼料粗蛋白含量比原飼料提高了4.3%，與對照組相比，幼魚增重率提高了57.5%，特定生長率提高了30.3%，肥滿度和臟體比分別下降了6.4%和5.5%。因此，紫萍新品種DW2602在羅非魚產業中具有很大推廣應用前景。