植酸酶對(duì)虹鱒養(yǎng)殖水環(huán)境的影響

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 劉行彪 付 熊 吳晗冰 石 野 楊雨虹＊

磷、氮不僅是水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中限制初級(jí)生產(chǎn)力的兩種營(yíng)養(yǎng)元素，也是評(píng)價(jià)水產(chǎn)養(yǎng)殖自身污染的重要指標(biāo)。近年來，隨著集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的興起，為了追求高產(chǎn)、高效，往往投入大量的富含氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的餌料和肥料，結(jié)果導(dǎo)致養(yǎng)殖水體營(yíng)養(yǎng)鹽含量大大超出浮游植物正常生長(zhǎng)的需求，頻頻出現(xiàn)水華暴發(fā)、病害猖獗、養(yǎng)殖效益下降的情況，另外，富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的養(yǎng)殖廢水的排出，會(huì)造成外部環(huán)境水體富營(yíng)養(yǎng)化，引起水華和赤潮泛濫（袁春營(yíng)，2003）。要解決這個(gè)問題，必須從不同動(dòng)物的飼料研制抓起，即通過營(yíng)養(yǎng)調(diào)整的方法來降低氮、磷的排泄量，采用營(yíng)養(yǎng)平衡、消化吸收率高、氮磷排泄物少的低污染性飼料配方技術(shù)，其中，植酸酶的應(yīng)用是降低養(yǎng)殖水環(huán)境氮、磷污染的有效方法之一。植酸酶可以分解植酸和植酸鹽，使磷和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得以釋放和利用（林仕梅等，1999）。本試驗(yàn)以虹鱒稚魚為研究對(duì)象，研究不同添加水平的植酸酶對(duì)虹鱒養(yǎng)殖水環(huán)境中氮、磷含量的影響，以期為虹鱒飼料中植酸酶的應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 基礎(chǔ)飼料的配制 以豆粕、玉米蛋白粉、魚粉、魚油、豆油、面粉等組成基礎(chǔ)飼料，其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1，維生素及礦物質(zhì)預(yù)混料參照NRC（1993）標(biāo)準(zhǔn)配制。飼料在實(shí)驗(yàn)室制備，原料粉碎過60目篩，按表1配方準(zhǔn)確稱量各種飼料原料，微量組分采用逐級(jí)擴(kuò)大法混合，先將固體成分混合均勻，后加脂肪和10%左右的水，再次混合均勻，飼料用小型顆粒機(jī)壓制成粒徑為1.5 mm，風(fēng)干成含有8%～10%左右水分的顆粒飼料，封口袋包裝后放入-18℃冰箱冷凍保藏。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在基礎(chǔ)飼料表面噴涂0、500、1000、1500、2000、2500 U/kg 和 3000 U/kg 不同濃度的植酸酶，各組試驗(yàn)飼料見表2。植酸酶選用德國(guó)巴斯夫（BASF）粉狀微生物植酸酶，單位5000 U/g，購(gòu)自哈爾濱龍寶飼料公司。

表2 試驗(yàn)日糧

噴涂方法參考Jackson（1996）的方法，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)濃度，準(zhǔn)確稱取植酸酶溶于檸檬酸鹽緩沖液中，按質(zhì)量（kg）體積（L）比為 20∶1 將植酸酶緩沖溶液均勻地噴涂到基礎(chǔ)飼料表面，用魚油包裹，然后放入烘干箱37℃烘干，取出后室溫下放置24 h，使其水分保持在8%～10%。封口袋包裝后放入-18℃冰箱冷凍保藏。

2.3 試驗(yàn)魚來源及飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)用虹鱒購(gòu)自中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所渤海試驗(yàn)站。正式試驗(yàn)前，用基礎(chǔ)飼料對(duì)虹鱒魚馴養(yǎng)10 d，進(jìn)行消毒和馴化，使試驗(yàn)魚逐漸適應(yīng)試驗(yàn)飼料。經(jīng)過10 d的馴化喂養(yǎng)后，挑選出體格健壯、規(guī)格一致的試驗(yàn)魚進(jìn)行稱重，然后進(jìn)行分組試驗(yàn)。

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)分組設(shè)計(jì)方案，選擇初始體重為(18±0.3)g的稚魚，試驗(yàn)設(shè)計(jì)6個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)放養(yǎng)30尾實(shí)驗(yàn)魚，試驗(yàn)期72 h。

采用封閉靜水養(yǎng)殖方法進(jìn)行試驗(yàn)，正常曝氣，每個(gè)試驗(yàn)缸容積 180 L，水溫（15±1）℃，溶氧＞ 6.0 mg/L、pH為7.6～8.0。每天投喂2次，日投喂量為體重的2%左右，確保沒有飼料存留。

試驗(yàn)結(jié)束后，以重復(fù)組為單位，每缸采集水樣500 mL，經(jīng)抽提過濾后，在4℃下保存，并在24 h內(nèi)進(jìn)行總磷、總氮和氨氮的測(cè)定。

2.4 水質(zhì)分析方法 養(yǎng)殖水環(huán)境中總磷的測(cè)定采用鉬銻抗光度法；總氮的測(cè)定采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法；氨氮的測(cè)定采用奈氏試劑法。

2.5 統(tǒng)計(jì)方法 采用SAS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，數(shù)據(jù)均以＿ 表示。先對(duì)數(shù)據(jù)作單因素方差分析（ANOVA），處理間若有顯著差異，再作Duncan’s多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

3 結(jié)果與分析

不同濃度植酸酶對(duì)虹鱒養(yǎng)殖水環(huán)境的影響，結(jié)果見表3。

表3 植酸酶對(duì)虹鱒養(yǎng)殖水環(huán)境的影響mg/L

由表3可以看出，虹鱒養(yǎng)殖水體中總磷含量，D0組表現(xiàn)最高，隨著飼料中植酸酶的添加，植酸酶各處理組中總磷含量均顯著低于D0組 （P＜0.05）；總氮含量，D0 組表現(xiàn)最高，達(dá) 5.32 mg/L；隨著飼料中植酸酶的添加，植酸酶各處理組中總氮含量有所下降， 其中，D3、D4、D5、D6 組總氮顯著低于 D0組（P＜ 0.05），但 D1、D2組與 D0組差異不顯著（P＞0.05）；各處理組中氨氮含量與總氮的變化趨勢(shì)較為相似，D0組表現(xiàn)最高，達(dá)2.64 mg/L，隨著飼料中植酸酶的添加，植酸酶各處理組中氨氮含量有所下降，D0組氨氮含量顯著高于D2、D3、D4、D5、D6 組（P ＜ 0.05），但 D0 和 D1 組間差異不顯著（P ＞ 0.05）。

4 討論

4.1 植酸酶對(duì)虹鱒水環(huán)境中磷含量的影響 植物性飼料中的磷大部分以植酸及其鹽的形式存在，由于單胃動(dòng)物尤其是魚類的消化道中缺乏水解植酸的植酸酶，因此很難有效利用以植酸及其鹽形式存在的磷（林仕梅等，1999）。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于水產(chǎn)動(dòng)物飼料中添加植酸酶對(duì)養(yǎng)殖水體磷含量變化的研究工作開展較少，從已有的研究結(jié)果可以看出，在魚類飼料中添加植酸酶，可以提高磷的利用率，從而減少因攝食向水環(huán)境中排放的磷量（白東清等，2002；曾弘等，2001；Riche 等，1996；Schafer等，1995；Rodehutscord 等，1995）。 但植酸酶對(duì)于糞磷含量和單位增重磷排放的變化，研究者對(duì)此已進(jìn)行了較多的研究工作。Cain和Garling（1995）對(duì)虹鱒魚的研究指出，飼喂商品飼料的虹鱒幼魚，糞磷含量為1.18 g，每千克魚體增重將向水體排放4.54 g磷，飼喂植酸酶處理飼料的虹鱒幼魚，糞磷含量為0.46 g，每千克魚體增重將向水體排放1.61 g磷，糞磷含量和單位增重排放的磷較商品飼料組分別減少了近61%和65%。Schafer等（1995）用鯉作為試驗(yàn)動(dòng)物，飼料中添加500 U/kg和1000 U/kg的植酸酶，結(jié)果磷的排泄量分別減少28%和25%。Jackson等（1996）在斑點(diǎn)叉尾 飼料中用噴涂法添加植酸酶進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明糞磷較對(duì)照組降低了33%。Rodehutscord等（1995）用植酸酶處理大豆粉喂虹鱒，可使磷排泄量降低65%～88%。曾虹等（2001）在對(duì)鯉魚飼料添加植酸酶的研究中發(fā)現(xiàn)，添加500 U/kg和1000 U/kg中性植酸酶和1000 U/kg酸性植酸酶，單位增重磷排出量分別降低19.4%、25.56%和17.71%。Sugiura等（1999）報(bào)道，虹鱒攝食用植酸酶處理過的低灰分大豆粕日糧，磷的排泄量比飼喂商用虹鱒飼料降低95%～98%。

本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，添加不同濃度植酸酶的處理組中，D0組表現(xiàn)最高，隨著飼料中植酸酶的添加，各處理組養(yǎng)殖水環(huán)境中總磷含量均顯著低于D0組（P＜0.05），其中D5組效果最顯著。說明在豆粕型虹鱒飼料中添加植酸酶可以有效地分解植酸磷，促進(jìn)磷的消化吸收，降低糞磷的排放量，進(jìn)而從源頭防治了磷的浪費(fèi)和水環(huán)境的污染。4.2 植酸酶對(duì)虹鱒水環(huán)境中氮含量的影響 天然水體中，氮以-3至+5九種不同價(jià)態(tài)存在，在生物及非生物因素的共同作用下，它們?cè)谒w內(nèi)不斷地遷移轉(zhuǎn)化，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)循環(huán)。天然水體中氮與養(yǎng)殖生物的關(guān)系表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面 NH4+、NH3、NO3-、NO2-是藻類能直接吸收利用的氮的形態(tài)，在適宜的濃度范圍內(nèi)，增加其含量，可提高浮游植物的生物量，提高天然餌料基礎(chǔ)，促進(jìn)養(yǎng)殖生產(chǎn)；另一方面，當(dāng)水體中氮含量過高時(shí)，易導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)“藻華”和“赤潮”等現(xiàn)象，對(duì)養(yǎng)殖生物產(chǎn)生有害的影響。

從本試驗(yàn)的結(jié)果看，添加不同濃度植酸酶的處理組中，D0組總氮含量最高，D1～D6組總氮含量較D0均有所下降，其中D3～D6組下降顯著（P＜0.05），這是由于飼料中添加了不同濃度植酸酶，粗蛋白質(zhì)的表觀消化率得到顯著提高，從而降低了虹鱒糞便氮的排出，減少了水環(huán)境中總氮的含量。添加不同濃度植酸酶的處理組中，D1～D6組的氨氮含量較D0組均有所下降，其中D2～D6與D0組差異顯著（P＜0.05），說明飼料中添加植酸酶可以促進(jìn)氮的利用，減少水體氨氮含量。

綜上所述，從水環(huán)境中氮、磷含量指標(biāo)綜合分析，豆粕型虹鱒稚魚飼料中通過噴涂法添加2500 U/kg植酸酶較為適宜。

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