水产养殖与生态营养

水产养殖与生态营养内容摘要：

水产养殖与生态营养 林建斌 (福建省淡水水产研究所，福建 福州 350002) 随着水产科技水平的不断提高，水产养殖集约化、规模化的迅速发展，在水产品产 量大幅度增加的同时，也带来了一系列问题，在集约化、高密度养殖中，残饵和排泄物 的数量超过了微生物的分解能力，打破了水体营养盐的平衡，导致水中氮、磷含量增加， 水质恶化，底质污染严重，养殖水体富营养化，最终造成养殖系统物质和能量循环失调， 甚至受阻；养殖生物生长变慢，病害加重，死亡率升高，严重影响我国水产养殖业健康、 稳定和可持续发展。其中最为突出的就是产生了养殖污染。所谓养殖污染，即指水生动 物不断排出的粪便及残饵等废物的增长速度超过了水流的冲刷速度和水体的自净能力， 引起沉淀并腐烂，形成腐烂层，使养殖水体生态环境恶化和水质变坏。水中尤其是池底 的有机物积累为致病微生物成为优势种并快速增殖提供了条件。 集约化与高密度水产养殖，大量投喂外源性人工配合饲料的养殖方式，产生了大量 的残饵和排泄物，从而对水环境产生较大的影响。Penczak 等运用质量平衡方程通过测 定波兰 Cole-bokie 湖网箱养殖的虹鳟碳、氮和磷的输入和输出量来计算废物的产量，结 果表明：每生产 1kg 的虹鳟，平均排入湖泊中的总碳、总磷和总氮的量分别为 0.75kg、 0.023kg 和 0.1kg。日本网箱养殖鲤鱼的研究结果表明：用蛋白质含量为 36%的饲料饲养 鲤鱼，饲料中的氮只有 31.89%沉积在鱼体内，而 52.5%的氮则形成氨、尿素和尿酸被排 出体外，15.61%的氮随着粪便被排出体外，而这些被排出体外的氮绝大部分是溶解在水 中。经过长期的积累，将会造成养殖水体中总氮和总磷水平过高，一旦超过了水体自身 的自净能力，就会形成富营养化。养殖水体的富营养化主要表现在水体中浮游藻类数量 迅速上升，而种类却在不断减少，浮游藻类中以绿藻和蓝藻为主，当富营养化程度较为 严重时，蓝藻将成为优势种类，并迅速繁殖形成水华，造成养殖水体生物耗氧量(BOD) 大幅度增加，水中溶解氧(DO)降低，严重时还会引起养殖鱼类大量死亡。 水生动物生态营养学是一门新兴的学科，是水生动物营养学和养殖水环境生态学相 互交叉的边缘学科，它的目的是研究饲料中的营养物质与水中的营养物质的消长关系及 其对水生生物的影响，同时研究环境因子对水产动物营养代谢的影响。水生动物营养学 是沟通水产动物饲养学与动物生理生化等主要基础学科的桥梁，最终目标是为水产动物 1 饲养中科学配制全价饲料，以及改善水产动物健康和促进动物高效生产，以便用最少的 饲料投入向人类提供数量多且优质、安全的水产品，同时减少水产动物生产对环境的污 染，保护生态平衡。生态学是研究生物与其环境相互作用的科学。其特点是运用层次观 和系统论的方法，从微观到宏观的各个方面认识生物与环境；其研究结果对于持续发展、 资源管理物种保护等生物学基础理论和社会经济发展有重要意义。水生动物生态营养学 研究的内容主要是水生动物对配合饲料摄食、消化、吸收、积累和排泄对养殖生态环境 因子的影响以及养殖生态环境因子对水生动物营养生理和代谢生理的影响。 饲料中的蛋白质被水产动物摄食后，在体内被消化分解成氨基酸而被吸收，进而合 成各种组织蛋白质，或经过脱氨基作用被分解成氨、尿素、尿酸等物质，并释放出能量， 或通过转氨基作用，形成新的氨基酸，或经过脱羧基作用，产生胺类。鱼虾类对蛋白质 水平要求较高，特别是在鳗鱼、甲鱼、虾类等集约化养殖过程中常使用高蛋白饲料，以 促进其快速生长。大量的营养研究表明，在一定范围内，提高鱼类等水产动物配合饲料 蛋白质水平能够明显提高其生长速度，提高鱼体中蛋白质的沉积，最大限度地发挥鱼类 的生长潜能。但是当饲料中蛋白质水平达到一定值时，再继续提高，鱼类生长速度并不 会随着提高，有时甚至会影响鱼类的生长，既浪费蛋白质资源，又会因氮排泄引起水体 氮污染。在我国目前的水产养殖生产中，特别是投喂高蛋白水平饲料的情况下，蛋白质 的利用率实际上是很低的，鱼类摄入的氮中只有较少的一部分沉积在鱼体内转化为鱼类 体蛋白，而相当一部分却排出体外。 一般情 况下 ， 用于 鱼类 饲 料 的 动物性 原料 中磷的 含量较 高 ， 如鱼粉 ( 含磷为 1.5%~3.2%)、肉骨粉(含磷为 3.5%~5.5%)，且大部分以无机态形式存在，其余部分与蛋 白质、脂类和碳水化合物结合成磷酸盐复合物，而植物性原料磷含量较低，而且其中大 约有 2/3 是以植酸磷的形式存在。饲料中各种不同来源的磷的生物利用率存在着相当大 的差异，影响磷利用率的因子主要包括：磷的化学形式、消化率、颗粒大小、饲料加工 条件等。通常情况下，鱼类对无机磷盐中磷的利用率随着磷盐溶解度的增加而提高，而 对于大多数鱼类来说，植物性饲料中的植酸磷几乎不能被利用。虹鳟和鲶鱼对豆粕中磷 的利用率仅为 10%～40%，玉米蛋白粉为 30%～40%，不但如此，被吸收到鱼体内的磷 只有不到 30%沉积在鱼体中，而超过 70%的磷将随着粪尿被排出体外。日本在网箱养殖 鲤鱼的研究结果表明：进入水体的磷超过了投入量的 70%，其中 5.1%随尿排出体外、 65.1%随粪便排出，而这些被排出体外的磷只有 24.1%是溶解在水里，其余部分则沉积 于底泥中。大量的磷将富积在水体和底泥中，造成水体的富营养化和污染。 2 生态营养和环境的关系研究主要是解决养殖场排放水的富营养化问题。应用生态营 养学的理论和方法，研究开发出高效、环境友好型配合饲料，提高蛋白质的消化率和磷 的利用率，以减少氮、磷排出。合理利用安全、高效、环境友好型的绿色饲料添加剂， 提高营养成分的有效利用率，促进水产动物的生长，减少其排泄物，保持良好的养殖水 环境。如使用植酸酶，改善水产动物对植物性饲料中磷的利用，就可能用价格较低的植 物蛋白代替昂贵的鱼粉，同时选用磷利用率高的饲料原料，也可以有效地减少磷的排放。 总之，生态营养学同时解决了营养合理和环境稳定两大问题，它在控制因水产养殖 而产生环境污染行为的生态效应，以及提供调控对策等方面起着重要的作用。 参考文献 [1] 李 勇,王雷,蒋克勇,等.水产动物营养的生态适宜与环保饲料[J].海洋科学,2004,3: 76~78. [2] 袁春营,崔青曼.通过营养调控降低养殖水体污染[J].饲料研究,2003,5:25~27. [3] 方热军,汤少勋. 生态营养学理论与环保型饲料生产技术[J].饲料研究,2002,(1):27~30. [4] Aires O T, Antonio L C, Paula G, et a1．The utilization of diets containing high levels of fish protein hydrolysate by turbot(Scophthalmus maximus) juveniles[J]．Aquaculture,1999, 179:195~201. [5] Bengmark. Mmunonmutrition Role of biosurfactants,fiber, and probiotic bacteria[J]. Nutrition,1998,14(7-8):585~594. [6] Munilla moran R, Stark J R．Protein digestion in early turbot larvae,Scophthalmus maximus L [J]．Aquaculture,1989,81:315~327. 3