王萬良 張忭忭, 譚大明

(1. 西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院水產(chǎn)科學(xué)研究所, 拉薩 850000; 2. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所, 上海 200090;3. 西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所, 拉薩 850000)

循環(huán)水養(yǎng)殖是一種新型的高效養(yǎng)殖模式, 與開放流水養(yǎng)殖模式相比, 其主要優(yōu)勢是節(jié)能減排、安全高效和節(jié)水節(jié)地, 是未來水產(chǎn)綠色養(yǎng)殖的發(fā)展方向[1,2]。集裝箱循環(huán)水養(yǎng)殖是高密度集約化養(yǎng)殖的主要形式之一, 通過以集裝箱為載體, 采取水質(zhì)過濾、殺菌和供氧等措施實現(xiàn)水體循環(huán)利用, 符合當前國內(nèi)外漁業(yè)供給側(cè)改革戰(zhàn)略發(fā)展需求[3]。西藏地處我國西南邊陲, 水資源十分豐富, 但水產(chǎn)養(yǎng)殖起步晚、底子薄、研究水平相對滯后; 根據(jù)西藏地理環(huán)境、生態(tài)及氣候特點, 相關(guān)科研單位研發(fā)了一種新型單元式循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng), 通過在高原地區(qū)應(yīng)用, 有效推動了西藏水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展[4]。

亞東鮭(Salmon trutta)隸屬于鮭形目、鮭科、鮭屬, 與褐鱒系同物異名, 由英國人從20世紀90年代引進到西藏亞東縣, 距今有150多年的歷史, 已成為一個地方性特色養(yǎng)殖品種, 因其肉質(zhì)細嫩, 營養(yǎng)豐富而深受消費者喜愛[5]。近年來, 隨著自治區(qū)政府大力扶持亞東鮭養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展, 使其成為當?shù)剞r(nóng)民持續(xù)推動鄉(xiāng)村振興的有效手段。目前國內(nèi)外有關(guān)亞東鮭的研究主要集中在形態(tài)生物學(xué)、繁殖生物學(xué)、分子生物學(xué)和資源保護等方面[6—12]。但是在養(yǎng)殖模式方面依舊很單一, 發(fā)展綠色養(yǎng)殖勢在必行, 系統(tǒng)評價現(xiàn)有養(yǎng)殖模式之間的優(yōu)劣, 將更有助于推動亞東鮭養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

目前, 在西藏地區(qū)經(jīng)過廣大科研工作者的努力,已初步研發(fā)了一種新型單元式循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng), 但是關(guān)于該循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與常規(guī)開放流水養(yǎng)殖模式之間的具體效價沒有經(jīng)過系統(tǒng)的評價。本實驗通過設(shè)定兩種模式之間的養(yǎng)殖實驗對比, 系統(tǒng)探討了兩種養(yǎng)殖模式下亞東鮭幼魚生長狀況、血清生化指標變化和肌肉營養(yǎng)成分差異, 將為探索不同模式下養(yǎng)殖亞東鮭提供技術(shù)支撐, 同時為高原地區(qū)發(fā)展循環(huán)水養(yǎng)殖提供實驗性前瞻。

1 材料與方法

1.1 實驗條件

集裝箱循環(huán)水養(yǎng)殖箱體(6 m×2.5 m×2.0 m), 本次實驗控制水位約為1 m, 容納水體12 m3, 設(shè)置3個網(wǎng)箱(1.8 m×2.5 m×2.0 m), 循環(huán)水交換水量0—0.96 m3/次, 流速為0—0.144 m3/h, 溶氧控制7.54—8.43 mg/L,pH 7.0—8.5, 水溫2.5—16℃; 開放流水采用圓形玻璃缸(r=0.6 m; h=1 m), 實驗水位0.8 m, 流量為0—4.5 m3/h, 溶氧7.13—8.21 mg/L, pH 8.1—8.3, 水溫9.5—13℃; 兩種養(yǎng)殖方式水源均是地下水, 經(jīng)水泵抽入蓄水池后曝氣沉淀, 集裝箱循環(huán)水由水泵直接抽取, 開放式流水自高向低流入養(yǎng)殖池。

1.2 實驗用魚

養(yǎng)殖實驗在西藏拉薩市雅魯藏布江漁業(yè)資源繁育基地進行, 正式實驗開始前集裝箱循環(huán)水運行1周; 隨后挑選體質(zhì)健壯, 規(guī)格均一的亞東鮭隨機分組, 循環(huán)水初始體質(zhì)量(103.04±2.85) g, 開放流水(102.67±3.08) g; 循環(huán)水養(yǎng)殖密度7.81 kg/m3, 開放流水養(yǎng)殖密度7.85 kg/m3, 每個養(yǎng)殖模式各設(shè)3個平行。

1.3 養(yǎng)殖管理

每天投喂2次(選用全價配合顆粒飼料, 主要營養(yǎng)成分粗蛋白≥42%, 粗脂肪≥22%, 碳水化合物≥19%, 粗纖維≥2%, 粗灰分≤6%, 水分≤8%, 總磷≥1%), 上午10:00和下午5:00各1次, 投喂完畢后及時收集未攝食飼料; 每20天用2%氯化鈉消毒1次,每次20min; 早中晚準時紀錄水質(zhì)溶氧、水溫、pH及氨氮等指標。

1.4 樣品采集和分析

樣品采集在180d養(yǎng)殖結(jié)束后, 用MS-222麻醉(濃度130 mg/L), 然后計數(shù)、稱重。每個平行隨機選取5尾魚, 用注射器在臀鰭下方尾靜脈抽血約5 mL, 血樣在4℃條件下靜置24h, 離心15min(4℃,2000 r/min)取上清液, 置于-20℃保存, 用于血清生化指標測定; 每個平行隨機選取3尾, 采集背部肌肉, 每尾分2份, 分析前用-80℃冰箱保存, 一份用于常規(guī)營養(yǎng)分析, 一份用于測定氨基酸、脂肪酸和礦物質(zhì)含量。

血清生化指標分析血清樣品在4℃下解凍,補體C3、補體C4、溶菌酶、堿性磷酸酶、酸性磷酸酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總蛋白、球蛋白和生長激素等指標按照試劑盒說明書進行測定(南京建成科技有限公司生產(chǎn))。

常規(guī)營養(yǎng)成分分析粗蛋白采用凱氏定氮法(參照GB5009-2010, 半微量凱氏定氮法); 粗脂肪采用索氏抽提法(參照GB5009.6-2003); 粗灰分采用灼燒質(zhì)量法(參照GB5009.4-2010, 馬福爐550℃灼燒法); 水分采用烘干法(參照GB5009.3-2010, 105℃烘干法); 氨基酸采用GB5009.124-2016食品中氨基酸的測定方法; 脂肪酸采用GB/T5009.168-2016測定方法。

礦物質(zhì)鋅、鎂、硒、鐵和鈣分別采用GB5009.14-2016、GB5009.241-2017、GB5009.93-2017、GB5009.90-2016和GB5009.92-2016檢測方法。

1.5 計算及統(tǒng)計分析

成活率(Survival rate, SR, %)=N0/N×100

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

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

肝體比(Hepatosomatic index, HSI)=mg/m1×100

肥滿度(Condition factor, CF, g/cm3)=m1/L3×100

飼料轉(zhuǎn)化率(Feed conversion ratio, FCE, %)=(m1-m)/C×100

式中,N0為每組存活尾數(shù),N為每組實驗魚總尾數(shù);m、m1、mg、L、t和C分別代表實驗幼魚的初始體質(zhì)量、終末體質(zhì)量、肝質(zhì)量、體長、實驗周期和投喂飼料量。

實驗結(jié)果用平均數(shù)±標準誤(mean±SE)表示, 數(shù)據(jù)用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析,P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 生長性能

本實驗循環(huán)水模式選擇亞東鮭幼魚912尾, 每個平行304尾; 開放流水模式共69尾, 每個平行23尾;循環(huán)水初始體質(zhì)重(103.04±2.85) g, 開放流水(102.67±3.08) g; 養(yǎng)殖密度循環(huán)水模式7.81 kg/m3,開放流水模式7.85 kg/m3, 二者差異不顯著(P＞0.05);經(jīng)過180d養(yǎng)殖, 循環(huán)水模式下終末體質(zhì)量顯著低于開放流水模式(P＜0.05); 循環(huán)水模式下存活率略低于開放流水模式, 但二者差異不顯著(P＞0.05); 開放流水模式下增重率、肥滿度、肝體指數(shù)、特定生長率和飼料轉(zhuǎn)化率均顯著高于循環(huán)水(P＜0.05; 表 1)。

表1 亞東鮭循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖模式的生長性能對比Tab. 1 Comparison of growth performance of Salmon trutta in circulating water and open-flow water aquaculture models

2.2 血清生化指標

循環(huán)水補體C3、堿性磷酸酶和酸性磷酸酶略低于開放流水, 但二者之間均差異不顯著(P＞0.05);補體C4、總蛋白和生長激素均顯著低于開放流水(P＜0.05); 循環(huán)水溶菌酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶均顯著高于開放流水(P＜0.05); 循環(huán)水球蛋白略高于開放流水, 但二者之間差異不顯著(P＞0.05; 表 2)。

表2 亞東鮭循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖模式的生化指標對比Tab. 2 Comparison of biochemical indicators between Salmon trutta circulating water and open flow aquaculture models

2.3 肌肉營養(yǎng)成分

肉質(zhì)基本成分 循環(huán)水養(yǎng)殖亞東鮭肉質(zhì)水分高于開放流水, 但二者之間差異不顯著(P＞0.05);開放流水養(yǎng)殖亞東鮭粗蛋白含量略高于循環(huán)水, 二者之間差異不顯著(P＞0.05); 循環(huán)水養(yǎng)殖粗脂肪含量顯著低于開放流水(P＜0.05), 但灰分含量循環(huán)水養(yǎng)殖顯著高于開放流水(P＜0.05; 表 3)。

表3 亞東鮭循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖模式的肉質(zhì)基本組成對比Tab. 3 Comparison of basic meat composition of Salmon trutta circulating water and open water aquaculture model

氨基酸循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖亞東鮭檢測肌肉氨基酸種類均一致, 有17種, 其中必需氨基酸7種, 非必需氨基酸8種, 半必需氨基酸2種; 循環(huán)水必需氨基酸、非必需氨基酸、半必需氨基酸、鮮味氨基酸總量均略低于開放流水, 二者之間差異不顯著(P＞0.05); 氨基酸總量循環(huán)水顯著低于開放流水(P＜0.05); EAA/TAA和EAA/NEAA循環(huán)水略高于開放流水, 但二者之間差異不顯著(P＞0.05; 表 4)。

表4 亞東鮭循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖模式的氨基酸組成對比Tab. 4 Comparison of amino acid composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model

脂肪酸循環(huán)水養(yǎng)殖亞東鮭檢測脂肪酸有17種, 未檢測出月桂酸, 開放流水18種; 肉豆蔻酸循環(huán)水含量略高于開放流水, 二者之間差異不顯著(P＞0.05); 棕櫚酸、硬脂酸、花生四烯酸、EPA、DHA和神經(jīng)酸循環(huán)水均顯著高于開放流水(P＜0.05);循環(huán)水養(yǎng)殖亞東鮭棕櫚油酸、珍珠酸、亞油酸、花生酸和C20∶3含量均低于開放流水, 二者之間差異不顯著(P＞0.05); 循環(huán)水養(yǎng)殖亞東鮭油酸、α-亞麻酸、C20∶1、C20∶2和MUFA含量均顯著低于開放流水(P＜0.05), 而EPA+DHA、SAFA和PUFA含量相反, 二者之間差異性顯著(P＜0.05; 表 5)。

表5 亞東鮭循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖模式的脂肪酸組成對比Tab. 5 Comparison of fatty acid composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model

礦物質(zhì)本實驗共測定5種礦物質(zhì)含量, 其中循環(huán)水鋅含量高于開放流水, 鐵含量和硒含量相反, 二者之間差異均不顯著(P＞0.05); 鎂含量循環(huán)水高于開放流水, 鈣含量相反, 二者之間差異性均顯著(P＜0.05; 表 6)。

表6 亞東鮭循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖模式的礦物質(zhì)組成對比Tab. 6 Comparison of mineral composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model (n=3;±SD)

表6 亞東鮭循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖模式的礦物質(zhì)組成對比Tab. 6 Comparison of mineral composition between Salmon trutta circulating water and open-flow aquaculture model (n=3;±SD)

項目Item (mg/kg)開放流水Open flow through鋅Zn 6.99±0.68 6.43±0.23鐵Fe 9.98±0.11 10.02±0.06硒Se 0.038±0.001 0.042±0.003鎂Mg 265.31±2.58a 255.33±2.16b鈣Ca 95.42±0.96a 105.67±1.53b循環(huán)水Recirculating

3 討論

3.1 兩種養(yǎng)殖模式生長性能主要差異

魚類屬于變溫脊椎動物, 易受環(huán)境因子影響,隨著養(yǎng)殖規(guī)模的持續(xù)增長, 流水養(yǎng)殖模式對自然環(huán)境產(chǎn)生一定影響, 在國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排影響下,循環(huán)水養(yǎng)殖應(yīng)運而生[13]。國內(nèi)于20世紀90年代在一些農(nóng)業(yè)園區(qū)零星開展淡水循環(huán)水養(yǎng)殖, 由于養(yǎng)殖品種少, 技術(shù)相對落后, 與傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式相比, 效益和優(yōu)勢均不明顯[14]; 如今, 隨著科技進步, 各方面技術(shù)不斷突破, 循環(huán)水養(yǎng)殖成效頗為顯著[15]。王峰等[16]比較了循環(huán)水與開放流水養(yǎng)殖半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis)生長情況, 結(jié)果顯示循環(huán)水養(yǎng)殖在成活率、增重率、特定生長率、肥滿度、飼料轉(zhuǎn)化率和生長激素含量等方面均高于開放流水, 表明從生長性能角度循環(huán)水養(yǎng)殖模式優(yōu)于開放流水。本實驗研究結(jié)果表明, 在兩種模式下養(yǎng)殖亞東鮭幼魚,在循環(huán)水條件下增重率、肥滿度、肝體指數(shù)、特定生長率和飼料轉(zhuǎn)化率顯著低于開放流水(P＜0.05),這與上述研究結(jié)果不一致, 分析其主要原因可能是目前亞東鮭養(yǎng)殖循環(huán)水設(shè)施無控溫裝置, 養(yǎng)殖期間水溫變化較大, 易受環(huán)境溫度變化影響, 而流水養(yǎng)殖水源為地下水, 水溫變化相對較小, 更適宜亞東鮭生長和飼料轉(zhuǎn)化。循環(huán)水模式下存活率略低于開放流水模式, 但二者差異不顯著, 提示雖然循環(huán)水模式下增重率和肥滿度等指數(shù)顯著低于開放流水養(yǎng)殖, 但是并不影響實際存活率。地下水雖然水溫變化相對較小, 但是可以發(fā)現(xiàn)在實驗期間還是有波動, 且地下水溫并不能加以控制, 結(jié)合我們之前的研究發(fā)現(xiàn)亞東鮭幼魚存活和生長的最適水溫為15℃, 這也預(yù)示在接下來對該養(yǎng)殖設(shè)施的優(yōu)化上,要更注重溫度控制系統(tǒng), 從而改進和優(yōu)化該循環(huán)水養(yǎng)殖設(shè)施, 將更好地服務(wù)于西藏地區(qū)亞東鮭等品種的節(jié)能集約化養(yǎng)殖。

3.2 兩種養(yǎng)殖模式血清生化指標差異

在魚類養(yǎng)殖過程中, 正常情況下血清生化指標相對比較穩(wěn)定; 當魚體組織發(fā)生病變、損傷和養(yǎng)殖環(huán)境發(fā)生變化時, 其血清生化指標將會異常[17,18]。補體C3、C4和總蛋白等是參與魚類免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)的重要因子, 在一般情況下, 魚類也會因種類差別而導(dǎo)致含量不同[19]。本次實驗結(jié)果表明, 循環(huán)水養(yǎng)殖模式補體C4和總蛋白均顯著低于開放流水(P＜0.05), 而溶菌酶相反, 說明在不同養(yǎng)殖模式條件下,水環(huán)境因子發(fā)生改變導(dǎo)致魚類適應(yīng)性免疫因子也隨之發(fā)生改變, 這與溫度對虹鱒(Oncorhynchus mykiss)血清有機成分影響研究結(jié)果相似[20]。ALP和ACP是魚體溶酶體酶的重要組成部分, 在免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[21], 本次實驗兩種模式下ALP和ACP差異不顯著。血清ALT和AST是氨基酸代謝的兩個關(guān)鍵酶, 常被用來反映氨基酸代謝的程度和指示肝臟功能狀況, 當肝細胞受到損傷時, 細胞膜通透性增大, 大量谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶進入血液[22];在本實驗養(yǎng)殖條件下, ALT和AST均顯著高于開放流水, 可能因為兩種模式養(yǎng)殖水環(huán)境差異較大所致,這與吳蒙蒙等[23]研究采用不同投喂策略對金樽幼魚的補償生長中血清ALT和AST變化相類似, 但是否會對魚體生長發(fā)育產(chǎn)生進一步影響, 有待進一步研究。

3.3 不同養(yǎng)殖模式下肌肉營養(yǎng)成分差異

肌肉組織是魚類的主要食用和經(jīng)濟價值部分,是魚類生長研究的首要目的以及水產(chǎn)養(yǎng)殖的最終目標, 受養(yǎng)殖模式、飼料營養(yǎng)和投喂方式等諸多因素影響。張亞光[24]開展了養(yǎng)殖條件下大黃魚(Pseudosciaena crocea)肌肉品質(zhì)相關(guān)性分析, 發(fā)現(xiàn)大圍網(wǎng)箱和傳統(tǒng)網(wǎng)箱粗蛋白、粗脂肪均存在顯著性差異, 同時雌雄魚也存在顯著性差異, 表明養(yǎng)殖魚類受養(yǎng)殖環(huán)境、模式、種類和性別等不同有所差別。本次實驗結(jié)果表明, 循環(huán)水養(yǎng)殖亞東鮭肉質(zhì)水分高于開放流水, 而粗蛋白含量相對略低, 二者之間差異不顯著(P＞0.05); 循環(huán)水養(yǎng)殖粗脂肪含量低于開放流水, 但灰分含量相反, 二者之間差異顯著(P＜0.05), 說明不同養(yǎng)殖模式對亞東鮭肌肉營養(yǎng)成分組成具有一定影響。

本實驗檢測循環(huán)水和開放流水養(yǎng)殖亞東鮭肌肉氨基酸種類基本一致, 有17種, 其中必需氨基酸7種, 非必需氨基酸8種, 半必需氨基酸2種, 這與王芳等[25]測定亞東鮭肌肉營養(yǎng)成分結(jié)果相一致, 但氨基酸總量循環(huán)水顯著低于開放流水(P＜0.05), 說明不同養(yǎng)殖模式對其具有一定影響; 與一般魚類相比, 亞東鮭氨基酸明顯高于普通經(jīng)濟魚類, 且必需氨基酸種類齊全, 比例適宜[26], 本次實驗檢測循環(huán)水養(yǎng)殖脂肪酸有17種, 未檢出月桂酸, 而開放流水18種, 月桂酸的合成機制需要進一步探究; 另外循環(huán)水養(yǎng)殖亞東鮭油酸、α-亞麻酸、C20:1、C20:2和MUFA含量均顯著低于開放流水(P＜0.05), 而EPA+DHA、SAFA和PUFA含量相反, 二者之間差異性顯著(P＜0.05), 說明不同養(yǎng)殖模式對亞東鮭脂肪酸組成, 以及EPA+DHA、SAFA和PUFA含量均產(chǎn)生一定影響, 這與王峰等[16]比較不同養(yǎng)殖條件下對半滑舌鰨脂肪酸影響結(jié)果相似。

礦物質(zhì)元素與生物體的各項生理機能密切相關(guān), 對維持動物機體滲透壓、酸堿平衡等發(fā)揮重要的生理作用。張鈺等[27]比較分析了野生與流水養(yǎng)殖齊爾白鮭(Coregonus clupeaformis)肌肉礦物質(zhì)含量, 發(fā)現(xiàn)鈣、鋅和硒等含量差異顯著; 本實驗共測定5種礦物質(zhì)含量, 其中循環(huán)水鋅含量高于開放流水, 鐵含量和硒含量略低于開放流水, 但二者之間差異均不顯著(P＞0.05); 鎂含量循環(huán)水高于開放流水, 鈣含量相反, 二者之間差異性均顯著(P＜0.05),說明兩種模式養(yǎng)殖條件下僅對亞東鮭鈣鎂含量影響較大, 后期可以通過離子添加和去除來降低這種影響。

4 結(jié)論

在現(xiàn)有條件下, 西藏地區(qū)利用該系統(tǒng)進行循環(huán)水養(yǎng)殖可充分利用當?shù)靥柲?、地?zé)豳Y源或溫室進行水溫調(diào)控、同時加強水質(zhì)微生態(tài)凈化能力, 進一步優(yōu)化養(yǎng)殖管理等措施, 使其生長條件更貼近開放流水養(yǎng)殖環(huán)境, 并從條件優(yōu)化中達到或超越開放流水養(yǎng)殖模式, 從而提升亞東鮭養(yǎng)殖效益, 保證營養(yǎng)品質(zhì), 為循環(huán)水養(yǎng)殖推廣奠定堅實理論基礎(chǔ)。