摘 要:為探明一次性施用緩控釋肥和常規(guī)施肥方式(基肥+追肥)對(duì)稻蝦綜合種養(yǎng)模式小龍蝦(Procambarus clarkii)肌肉品質(zhì)的影響,分別從采用上述2種施肥方式的稻蝦綜合種養(yǎng)稻田,隨機(jī)采樣小龍蝦,對(duì)其肌肉樣品進(jìn)行常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析、氨基酸和脂肪酸成分分析。結(jié)果表明,相較于常規(guī)施肥方式,一次性施肥顯著降低了小龍蝦肌肉中粗脂肪和粗蛋白含量,其中粗脂肪含量下降20.62%,粗蛋白含量下降4.31%;小龍蝦肌肉中11種氨基酸、總氨基酸、必需和非必需氨基酸含量顯著降低,僅胱氨酸顯著升高。一次性施肥方式下,檢測(cè)到12種脂肪酸,較常規(guī)施肥減少2種,肌肉脂肪酸含量顯著降低。在不投餌的前提下,一次性施肥不利于小龍蝦肌肉品質(zhì)的提升。
關(guān)鍵詞:施肥方式;稻蝦綜合種養(yǎng);小龍蝦(Procambarus clarkii);營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)
2020年我國(guó)小龍蝦(Procambarus clarkii)養(yǎng)殖總面積達(dá)到145.64萬hm2,養(yǎng)殖總產(chǎn)量達(dá)到239.37萬t,其中稻蝦綜合種養(yǎng)模式小龍蝦產(chǎn)量占養(yǎng)殖總產(chǎn)量的86.15%,已成為小龍蝦主要養(yǎng)殖模式[1]。稻蝦綜合種養(yǎng)將水稻種植和小龍蝦養(yǎng)殖結(jié)合在一起,充分利用稻田空間和生態(tài)資源,具備改良土壤、提升稻與蝦產(chǎn)量及品質(zhì)、提高農(nóng)民收益等優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了一田兩用、一水雙收[2]。但稻與蝦同時(shí)空管理給農(nóng)藝管理措施提出新的要求,其中,肥料施用方式仍存在較大的爭(zhēng)議,不適宜的施肥會(huì)導(dǎo)致小龍蝦死亡或大幅度減產(chǎn)[3]?,F(xiàn)有研究多從水稻產(chǎn)量[4]、土壤改良[5]、溫室氣體排放[6]等方面開展,而以其肌肉品質(zhì)評(píng)判稻蝦綜合種養(yǎng)施肥方式的研究則較少。因此,本文以小龍蝦肌肉品質(zhì)為研究對(duì)象,探討一次性施用緩控釋肥(下文簡(jiǎn)稱一次性施肥)和常規(guī)施肥方式(基肥+追肥)的影響,為提升稻蝦綜合種養(yǎng)生產(chǎn)技術(shù)提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料及樣品處理
試驗(yàn)地點(diǎn)位于山東省濟(jì)寧市魚臺(tái)縣王魯鎮(zhèn),所選試驗(yàn)地已開展稻蝦綜合種養(yǎng)3年以上。選取兩塊試驗(yàn)稻田,單塊面積為2 hm2,其中田面面積為1.8 hm2,環(huán)溝面積為0.2 hm2。6月前完成稻前小龍蝦采捕工作,晾田至田面輕微開裂。6月10日上水,放入蝦苗,蝦苗由其它非試驗(yàn)地塊轉(zhuǎn)入,蝦苗規(guī)格約為5.0 g/尾,放養(yǎng)密度為60 000 尾/hm2。6月20日施用基肥,其中對(duì)照組為常規(guī)施肥模式,復(fù)合肥375 kg/hm2作為基肥,分別在返青、分蘗和幼穗分化階段施用150 kg/hm2尿素追肥;試驗(yàn)組則為一次性施用緩控釋肥,用量600 kg/hm2。6月23日移栽水稻秧苗。種養(yǎng)期間,除施肥方式外,兩組管理方式一致,不進(jìn)行投喂。
2021年8月25日,試驗(yàn)組和對(duì)照組每3個(gè)地籠中的樣品混合后作為一個(gè)重復(fù),每組3個(gè)重復(fù),于每重復(fù)中隨機(jī)選取體格健壯、附肢完好、規(guī)格均一的小龍蝦30只,其中10只小龍蝦肌肉樣品混合后用于常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析,其余20只小龍蝦肌肉混合后用于后續(xù)的氨基酸和脂肪酸成分分析。
1.2 檢測(cè)方法
小龍蝦肌肉樣品常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定:使用直接干燥法測(cè)定肌肉含水量,灼燒法測(cè)定肌肉粗灰分含量,凱氏定氮法測(cè)定肌肉粗蛋白含量,索氏抽提法測(cè)定肌肉粗脂肪含量。
小龍蝦肌肉樣品氨基酸和脂肪酸含量的測(cè)定:氨基酸采用氨基酸分析儀進(jìn)行測(cè)定,脂肪酸按照GB 5009.168-2016 進(jìn)行測(cè)定。
1.3 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的評(píng)定方法
根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)1973年建議的氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式和中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生所提出的全雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸模式計(jì)算氨基酸評(píng)分(Amino acid score, AAS)、化學(xué)評(píng)分(Chemical score, CS):
AAS=樣品氨基酸含量(mg/gN)/FAO評(píng)分模式氨基酸含量(mg/gN)
CS=樣品氨基酸含量(mg/gN)/全雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(mg/gN)
式中,氨基酸含量是指每克氮中氨基酸的毫克量。
氨基酸含量(mg/g N) = 肌肉氨基酸百分含量×6.25×1 000/肌肉蛋白質(zhì)的百分含量。
1.4 數(shù)據(jù)處理
用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析試驗(yàn)組和對(duì)照組樣本間的差異性,描述性統(tǒng)計(jì)值使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。
2 結(jié)果
2.1 小龍蝦肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分
如表1所示,一次性施肥小龍蝦肌肉粗蛋白和粗脂肪含量顯著低于常規(guī)施肥方式(Plt;0.05),其中粗脂肪含量下降20.62%,粗蛋白含量下降4.31%;而粗灰分和含水量無顯著性差異(Pgt;0.05)。
2.2 小龍蝦肌肉氨基酸組成
2種施肥方式小龍蝦肌肉中共檢測(cè)出17種氨基酸(表2),氨基酸總含量分別為14.42%和13.93%。常規(guī)施肥方式下小龍蝦肌肉中氨基酸總量、必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量、必需氨基酸總含量與氨基酸總量(WEAA/WTAA)的比值和必需氨基酸總含量與非必需氨基酸總量(WEAA/WNEAA)的比值均顯著高于一次性施肥(Plt;0.05),而鮮味氨基酸總含量與氨基酸總量(WDAA/WTAA)的比值顯著低于一次性施肥(Plt;0.05)。
2.3 小龍蝦肌肉營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)
通過計(jì)算得出2種方式下小龍蝦肌肉的AAS和CS值(表3),常規(guī)施肥方式下小龍蝦肌肉中必需氨基酸的AAS在0.01~1.28;一次性施肥方式下小龍蝦肌肉中必需氨基酸的AAS在0.01~1.25。根據(jù)AAS評(píng)分和CS評(píng)分,2種施肥方式下小龍蝦肌肉的第一限制氨基酸均為甲硫氨酸+胱氨酸;第二限制氨基酸為纈氨酸。
2.4 小龍蝦肌肉脂肪酸組成
小龍蝦肌肉中共檢測(cè)出14種脂肪酸,包括飽和脂肪酸(Saturated fatty acid, SFA)5種,單不飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid, MUFA)2種,多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid, PUFA)7種(表4)。其中,常規(guī)施肥方式下肌肉SFA、MUFA和PUFA占肌肉濕重的1.98%、1.55%和1.93%,均顯著高于一次性施肥方式下的1.12%、0.82%和0.47%(Plt;0.05)。
常規(guī)施肥方式下小龍蝦肌肉SFA含量最高的是棕櫚酸(C16:0),MUFA含量最高的是油酸(C18:1n9c),PUFA含量最高的是順式-5,8,11,14,17-二十碳烯酸(C20:5n3);一次性施肥方式下則分別為硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1n9c)和亞油酸(C18:2n6c)含量最高。
3 討論
尾部肌肉是小龍蝦的主要可食部位,分析其營(yíng)養(yǎng)組成是評(píng)判蝦肉品質(zhì)的重要手段,也是反映其生理代謝水平的關(guān)鍵指標(biāo)[7]。本研究發(fā)現(xiàn),小龍蝦尾部肌肉除水分外,以粗蛋白含量為主,粗脂肪次之,灰分含量最低,組成比例與陳健等[8]、田娟等[9]研究結(jié)果相似。相較于常規(guī)施肥方式,一次性施肥顯著降低了小龍蝦肌肉的粗脂肪和粗蛋白含量,其中粗脂肪含量下降20.62%,粗蛋白含量下降4.31%。施肥方式已對(duì)稻田養(yǎng)殖小龍蝦肌肉品質(zhì)產(chǎn)生了顯著影響。
為明確施肥方式對(duì)小龍蝦肌肉品質(zhì)的影響,本研究從氨基酸和脂肪酸層面進(jìn)行了進(jìn)一步研究。結(jié)果表明,兩種施肥方式下小龍蝦肌肉中均檢出17種氨基酸,其中:必需氨基酸8種、非必需氨基酸9種,施肥方式并未影響氨基酸的組成種類。常規(guī)施肥方式下小龍蝦肌肉中11種氨基酸、總氨基酸、必需和非必需氨基酸含量等均高于一次性施肥,其中谷氨酸和天冬氨酸為氨基酸含量前兩位,與吳雷明等[10]研究一致,是影響肉質(zhì)鮮味的主要氨基酸[11],施肥方式已對(duì)小龍蝦肌肉氨基酸含量產(chǎn)生了顯著影響。根據(jù)AAS評(píng)分和CS評(píng)分,2種施肥方式下小龍蝦肌肉的第一限制氨基酸均為甲硫氨酸+胱氨酸,與鄭丹等[12]研究結(jié)果一致。常規(guī)施肥方式下小龍蝦肌肉更接近接近世界衛(wèi)生組織(WHO)/聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)理想模式優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)要求。
脂肪酸是機(jī)體主要能源之一,對(duì)蝦類的生長(zhǎng)和生存起著重要作用。飽和脂肪酸(SFA)可為機(jī)體提供能量,是重要的能量來源;而不飽和脂肪酸(UFA)具有降低血脂、預(yù)防心血管疾病、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育的作用[13]。常規(guī)施肥方式檢測(cè)脂肪酸種類為14種,而一次性施肥方式下僅檢測(cè)到12種,低于羅雅婷等[14]研究中的20種脂肪酸和田娟等[9]研究中的15種脂肪酸,一次性施肥降低了脂肪酸種類。在改變脂肪酸種類的同時(shí),一次性施肥方式顯著降低了肌肉脂肪酸含量,除C20:0含量差異不顯著,其他脂肪酸含量均顯著低于常規(guī)施肥。施肥方式同樣對(duì)小龍蝦肌肉脂肪酸產(chǎn)生了顯著影響。
生活環(huán)境和食物組成是影響肌肉品質(zhì)的主要因素[15]。施肥方式改變了稻田浮游植物[16]、底棲生物[17]、雜草[18]及昆蟲[19]等動(dòng)植物組成的群落結(jié)構(gòu),影響了稻田生態(tài)系統(tǒng)組成。小龍蝦以其為食物來源[20],食物結(jié)構(gòu)的改變是影響小龍蝦肌肉品質(zhì)的主要原因之一。萬金娟等[7]研究發(fā)現(xiàn),可能由于缺少餌料的原因,蓮田套養(yǎng)小龍蝦肌肉中必需氨基酸和鮮味氨基酸的含量相對(duì)較低,野生蝦肌肉中粗脂肪含量最低??芟槊鞯萚21]研究中發(fā)現(xiàn)“藕蝦”共作系統(tǒng)中天然餌料能支撐一定產(chǎn)量的小龍蝦養(yǎng)殖,過度減少飼料和化肥的投入則會(huì)導(dǎo)致小龍蝦減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。另外一方面,施肥引起養(yǎng)殖水體銨態(tài)氮、硝態(tài)氮等指標(biāo)劇烈變化[22]。常規(guī)施肥方式下會(huì)出現(xiàn)銨態(tài)氮等指標(biāo)短期劇烈升高,影響小龍蝦生理代謝水平、消化活性和免疫活性等[23],但隨著各脅迫指標(biāo)的逐漸下降小龍蝦進(jìn)入恢復(fù)期,各項(xiàng)生理指標(biāo)逐步恢復(fù)正常[24];而一次性施肥為滿足水稻需求,水體指標(biāo)長(zhǎng)期保持在較高濃度水平[25],抑制了蝦的攝食及生長(zhǎng),從而影響了小龍蝦的肌肉品質(zhì)。
4 結(jié)論
在不投餌的前提下,相較于常規(guī)施肥,一次性施肥改變了小龍蝦脂肪酸種類,降低了氨基酸和脂肪酸含量,不利于提升小龍蝦肌肉品質(zhì)。本研究結(jié)果可為構(gòu)建合理的稻蝦綜合種養(yǎng)施肥技術(shù)提供參考。
參考文獻(xiàn):
[1]農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)漁政管理局,全國(guó)水產(chǎn)技術(shù)推廣總站,中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì).2021年中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2021: 21-36.
[2] 曹湊貴,江洋,汪金平,等.稻蝦共作模式的“雙刃性”及可持續(xù)發(fā)展策略[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 25(9): 1245-1253.
[3] 張丁月,朱建強(qiáng),侯俊,等.施肥對(duì)稻蝦共作池水質(zhì)影響的田間試驗(yàn)[J].水產(chǎn)學(xué)雜志,2020, 33(3): 78-83.
[4] 倪明理,鄧凱,張文宇,等.稻蝦種養(yǎng)對(duì)水稻產(chǎn)量和糧食安全的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)(中英文), 2022, 30(8): 1293-1300.
[5] 佀國(guó)涵.長(zhǎng)期稻蝦共作模式下稻田土壤肥力變化特征研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2019.
[6] 徐祥玉,張敏敏,彭成林,等.稻蝦共作對(duì)秸稈還田后稻田溫室氣體排放的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 25(11): 1591-1603.
[7] 萬金娟,陳友明,邵俊杰,等.盱眙地區(qū)不同養(yǎng)殖模式下克氏原螯蝦肌肉品質(zhì)的比較分析[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2020, 32(2): 965-972.
[8] 陳健,李良玉,楊壯志,等.池塘及稻田養(yǎng)殖克氏原螯蝦肌肉成分與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較分析[J].中國(guó)飼料, 2020(13): 79-84.
[9] 田娟,許巧情,田羅,等.洞庭湖克氏原螯蝦肌肉成分分析及品質(zhì)特性分析[J].水生生物學(xué)報(bào), 2017, 41(4): 870-877.
[10] 吳雷明,韓光明,覃寶利,等.稻前減飼對(duì)小龍蝦生長(zhǎng)性能、組織生理指標(biāo)及肌肉營(yíng)養(yǎng)成分的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2023, 35(9): 5931-5941.
[11] BONO G, GAI F, PEIRETTI P G, et al. Chemical and nutritional characterisation of the Central Mediterranean Giant red shrimp (Aristaeomorpha foliacea): Influence of trophic and geographical factors on flesh quality[J].Food chemistry, 2012,130(1):104-110.
[12] 鄭丹,彭西甜,張仙,等.湖北省不同養(yǎng)殖模式下克氏原螯蝦肌肉品質(zhì)評(píng)價(jià)[J].食品工業(yè)科技, 2023, 44(10): 91-97.
[13] RYCKEBOSCH E, BRUNEEL C, TERMOTE-VERHALLE R,et al. Nutritional evaluation of microalgae oils rich in omega-3 long chain polyunsaturated fatty acids as an alternative for fish oil[J].Food chemistry,2014, 160: 393-400.
[14] 羅雅婷,劉益,劉金夢(mèng),等.湖南省稻田養(yǎng)殖的不同規(guī)格克氏原螯蝦的肌肉營(yíng)養(yǎng)成分分析[J]. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2021, 33(8): 4592-4603.
[15] ADEOSUN O, OLUKUNLE O, AKANDE GR. Proximate composition and quality aspects of iced wild and pond-raised African catfish (Clarias gariepinus) [J]. International Journal of Fisheries and Aquaculture, 2014, 6(3): 32-8.
[16] 王海艷,毛文靜,董澤濤,等.不同施肥模式對(duì)克氏原螯蝦稻田養(yǎng)殖水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響[J].水生生物學(xué)報(bào), 2022, 46(3): 410-418.
[17] 楊荷.底棲動(dòng)物對(duì)稻田生境變化的響應(yīng)及其安全性評(píng)價(jià)[D]. 湘潭:湖南科技大學(xué), 2020.
[18] 蔣敏,沈明星,沈新平,等.長(zhǎng)期不同施肥方式對(duì)稻田雜草群落的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志, 2014, 33(7): 1748-1756.
[19] 陽菲,楊荷,趙文華,等.有機(jī)肥對(duì)稻田節(jié)肢動(dòng)物群落的影響及其Top-down效應(yīng)[J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào), 2020, 57(1): 153-165.
[20] 李聰,成永旭,管勤壯,等.用穩(wěn)定性同位素技術(shù)分析稻-蝦系統(tǒng)中不同“碳/氮”投喂方式對(duì)克氏原螯蝦食性的影響[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2018, 42(11): 1778-1786.
[21] 寇祥明,王桂良,張家宏,等.飼料和化肥養(yǎng)分匹配對(duì)藕田克氏原螯蝦生長(zhǎng)特性與品質(zhì)的影響[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖, 2020, 41(12): 1-6.
[22] 崔榮陽,劉宏斌,毛昆明,等.洱海流域稻田綜合種養(yǎng)對(duì)田面水氮素和水稻產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)土壤與肥料, 2020(1): 127-134.
[23] 劉莎,黃小麗,李良玉,等.氨氮、亞硝酸鹽脅迫對(duì)小龍蝦的影響[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖,2021, 42(1): 56-57.
[24] 吳樂,李嘉堯,周文宗,等.氨氮短期脅迫與恢復(fù)對(duì)克氏原螯蝦的影響[J/OL].水產(chǎn)科學(xué):1-14 [2024-05-11].https://doi.org/10.16378/j.cnki.1003-1111.23038.
[25] 王強(qiáng),姜麗娜,潘建清,等.一次性施肥稻田田面水氮素變化特征和流失風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2019, 38(1): 168-175.