罗非鱼可以耐受较大的饲料能量和蛋白范围

　　摘要：
　　
　　本实验目的是评估尼罗罗非鱼幼鱼（初重7.44±0.03g）低蛋白（20、25和30%）饲料的适宜蛋能比。配制了九组实验饲料，蛋能比水平在66.84～115.14 mg蛋白/kcal能量。每组饲料随机分配到4个平行水族箱中，每箱15尾鱼，实验为期10周。实验结果表明：摄食最低蛋白（20%）和最低能量（2600kcal/kg）饲料（D1组）的罗非鱼增重率显著低于D5（25/2800）和D6（30/2800）组。然而，除了D1组外，其它组别并没有出现显著差异。全鱼的水分和蛋白水平受到饲料蛋白和能量水平的显著影响，全鱼能量水平和可消化能量保留率也受到饲料能量水平的显著影响。饲料蛋白水平也显著影响蛋白保留率，但并不影响可消化能量保留率。在本实验条件下，饲料蛋白和能量水平最低（D1）时才会影响罗非鱼的生长，而且罗非鱼的能量节约蛋白效应是有限的。另外，饲料能量水平的提高会影响全鱼的体组成。
　　
　　1. 前言
　　
　　众所周知，罗非鱼抗病力强、易繁殖、食物链广泛，并能耐受较差的水质和低溶氧，其中的大部分品种都可以在咸淡水中生长，有些还能适应海水。这些特征使罗非鱼可以在绝大部分的区域养殖，并成为全世界第二大产量的养殖鱼类（Winfree and Stickney., 1981）。罗非鱼人工养殖的产量从2000年1,189,959吨增加到2009的3,096,935吨，大约占了全世界水产养殖有鳍鱼类的8.6%（36,117,880吨）（FAO，2009）。到目前为此，尼罗罗非鱼是全世界最重要的罗非鱼养殖品种（El-Sayeda et al., 2005）。人工养殖的尼罗罗非鱼产量在2009年达到2,542,960吨，占了人工养殖罗非鱼总产量的82.1%（FAO., 2009）。
　　
　　罗非鱼养殖业的发展也促进了罗非鱼营养需求的研究和饲料配方的改进。蛋白质是鱼类饲料最昂贵的原料，对鱼类的生长非常重要（NRC., 1993）。之前的研究表明通过平衡饲料中的蛋白和非蛋白能量可以节约蛋白质作为能量消耗，并提高其用于生长部分的利用率（Nankervis et al., 2000; Morais et al., 2001; Wang et al., 2006; Schulz et al., 2008; Ahmadr., 2008）。然而，过量的非蛋白能量会降低罗非鱼的摄食量，导致鱼过肥，并抑制其它营养素的利用（Winfree and Stickney., 1981）。因此，配制罗非鱼饲料必需考虑适宜的蛋白能量比（P/E）。之前的研究表明幼鱼的适宜蛋能比在90（鲤鱼和斑点叉尾鮰）（Ogino and Saito., 1970; Garling and Wilson., 1976）到125-150（溪红点鲑、鲽鱼和黄鰤鱼）之间（ringrose., 1971; Cowey et al., 1972; Takeda et al., 1975）。一般来说，肉食性鱼类需求的蛋能比高于草食性和杂食性鱼类，大规格鱼的蛋能比需求低于小规格鱼（Winfree and Stickney ., 1981）。
　　
　　目前，罗非鱼商品饲料的蛋白水平较低（17-25%），还明显低于为降低养殖成本而提供的推荐值。由于蛋白水平较低，饲料的能量水平就会比较高，这样可能会降低商品饲料的利用率。许多研究都表明鱼类可以利用碳水化合物作为能量来源，例如尼罗罗非鱼（Popma., 1982）和斑点叉尾鮰（Wilson and Poe., 1985）。这些品种对非糊化淀粉的能量消化率超过70%。在这些研究的基础上，本实验探讨了尼罗罗非鱼实用饲料中不同的蛋能比对生长、饲料利用和体组成的影响，以及蛋白和能量的交互作用。
　　
　　2. 材料和方法
　　
　　2.1 实验鱼与饲料
　　
　　该生长实验在阿拉巴马州的E.W.贝类渔业研究中心进行。转性后的尼罗罗非鱼来自一商业苗种场。实验饲料所用的主要蛋白源为豆粕和鱼粉。设计了9组实验饲料，通过等量调整主要蛋白源设置3个蛋白水平（20、25和30%）；在每个蛋白水平下通过调整脂肪和碳水化合物水平，使可消化能分别达到2600、2800和3000 kcal/kg饲料。纤维素作为填充剂。这些饲料的能蛋比（DE/P）计算值为9.4到14.8 kcal DE/g 蛋白，P/DE值在66.84到115.14 mg蛋白/kcal能量之间（表1）。九组饲料分别被标记为D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8和D9。
　　
　　实验饲料在E.W.贝类渔业中心鱼类营养实验室生产和储存。饲料原料先经过粉碎和称量，再在搅拌机中（Hobart Inc., Troy, Ohio, USA）搅拌20分钟至混合均匀，然后添加热水制成面团状，最后用小型膨化机制粒，粒径3 mm，35℃风干24小时后储存于-20℃冰箱。
　　
　　3. 实验过程
　　
　　为了达到实验结果的稳定性，该实验重复了三次。养殖实验在室内循环水族箱系统进行，该系统包括水族箱（45 L）、蓄水池、生物过滤膜、过滤沙、水泵和增氧设备。在该系统中，水温通过加热器（Aquatic Eco-Systems Inc., Apopka, Florida, USA）保持在26.5±0.1℃。溶氧通过气泵保持在6.3±0.05mg/L。溶氧和水温使用YSI-55溶氧/温度计（美国YSI公司）检测，每天2次；氨氮和亚硝酸盐氮每周检测2次，分别保持在0.14±0.012mg/L和<0.001mg/L。光周期设定为每天14小时光照。
　　
　　每组饲料投喂4个平行箱，每箱放15尾尼罗罗非鱼，初始重为7.44±0.03g。日投喂率为体重的4.0-5.0%，分为两等份，分别在08:00-09:00和16:00-17:00各投喂一次。每隔一周就对鱼进行称重，并根据投喂率调整投喂量。在实验结束后，对实验鱼进行计数和称重以计算增重率、存活率和饲料系数（FCR）。
　　
　　4. 样品检测和分析
　　
　　在生长实验结束后，从每箱中选取5尾鱼保存在-20℃冰箱中，用于营养组成分析。实验饲料和全鱼的营养成分分析方法为AOAC(1995)，每个样品检测5个平行。原料、饲料和全鱼样品在105℃下烘干以检测水分。蛋白通过凯式定氮法(N×6.25)检测（Ma and Zuazago., 1942）。总能通过绝热能量计检测，以苯甲酸作为标准品。因为罗非鱼不能消化纤维素，所以外加的纤维素被定为不可利用。因此饲料总能水平需通过减去纤维素的能量进行调整，而饲料纤维素的能量水平通过检测饲料纤维素含量和纯纤维素的能值进行计算。调整后的能量水平，也就是后面所述的消化能，以及蛋白检测水平被用于计算饲料蛋白能量比（Winfree and Stickney., 1981）。
　　
　　各评价指标的计算公式为：
　　
　　饲料系数（FCR）＝Id/(Wt-W0)
　　
　　能量保留率＝(Wt×E1-W0×E2)/(Id×DE)
　　
　　蛋白保留率＝(Wt×P1-W0×P2)/(Id×P)
　　
　　以上公式中，Wt指终末体重，W0是初始体重，Id指饲料摄入量。P、P1和P2分别表示饲料、终末鱼体和初始鱼体的蛋白含量。E1、E2和DE分别表示终末鱼、初始鱼体的能量水平和饲料消化能水平。
　　
　　统计分析软件为SAS 9.0。数据进行单因子和双因子方差分析，分别检测饲料蛋白、消化能水平对实验鱼的影响，以及二者是否存在交互作用；P<0.05时被认为差异显著。实验结果的评价指标为终末体重、增重率、存活率、饲料效率、净蛋白保留率和净能量保留率。

　　5. 结果
　　
　　在本实验中，存活率在83.3%到95.0%之间，而且不受饲料组别的影响（表2）。鱼的末重和增重率在28.75g (281.5%)到39.04g (430.5%)之间（表2）。在最低能量（2600 kcal/kg饲料）和最高能量（3000 kcal/kg饲料）各组间，增重率随饲料蛋白水平的增加而增加。D1（20/2600）组的鱼摄入的蛋白（20%）和能量（2600kcal/kg）水平最低，其体重明显低于D5（25/2800）和D6（30/2800）组；然而，除了D1组外其它各组的生长均无显著差异。当能量在同一水平时，随着饲料蛋能比的增加罗非鱼的增重呈现上升趋势。当饲料蛋白在同一水平时，投喂低蛋能比组的罗非鱼生长优于高蛋能比组。
　　
　　FCR的变化趋势与增重率相反，D1组的FCR比其它各组都显著更高（表2）。在最低能量的几组中，FCR随着饲料蛋能比的增加而降低。然而，在最高能量的各组中，FCR的变化趋势与最低能量组相反，它是随着饲料蛋能比的增加而增加的。根据双因子方差分析，饲料蛋白和DE水平对生长、FCR和存活率没有交互作用。在最低蛋白和能量水平组（D1），罗非鱼的末重和增重率都受到抑制。饲料蛋白水平不会影响FCR，然而最低能量组的鱼FCR却显著更高。一般来说，饲料能量或蛋白对FCR的影响只有在较低水平时才会出现。

　　全鱼营养组成和蛋白、能量保留率见表3。根据单因子方差分析，全鱼的能量水平在各组间无显著差异；然而，水分和蛋白含量却有明显差异。可消化能保留率（26.2%到36.6%）和蛋白保留率（36.7%到50.7%）在各组间也存在显著差异。根据双因子方差分析，全鱼水分和蛋白含量分别受到饲料蛋白和能量水平的影响，但全鱼的能量只受饲料能量水平的影响。同样，饲料消化能水平影响了能量保留率，但饲料蛋白水平却不会影响。相反，饲料蛋白水平影响了蛋白保留率却不会影响能量保留率。饲料蛋白和消化能水平之间的交互作用显著影响消化能的保留率。然而，饲料蛋白和能量的交互作用并不影响全鱼水分、能量、蛋白和蛋白保留率。

　　6. 讨论
　　
　　在本实验中，罗非鱼的生长效应受到饲料蛋能比的显著影响，摄食最低蛋白和能量水平饲料（D1）的罗非鱼规格最小。也就是说，只有在低蛋白和低能量同时出现时，罗非鱼的营养需求才出现不足，并明显降低了其增重率。一般来说，5-25g的尼罗罗非鱼蛋白需求量在25%到35%之间（Balarin and Haller., 1982）。Balarin and Haller (1982)认为，20%的蛋白水平不能满足罗非鱼幼鱼的蛋白需要量，并会导致生长速度的降低。一般而言，生长速度会随着饲料消化能水平的提高（从2600到2800 kcal/kg）而提高。然而，进一步提升消化能到3000 kcal/kg并没有带来增重率的提升或蛋白节约效应，这很可能说明此能量水平已达到罗非鱼的最低的能量需求量。也有其它研究得出了类似的结果，即能量对蛋白的节约效应不显著（Kestemont et al., 2001; Zakes et al., 2001; Nyina-Wamwiza et al., 2005; Grisdale-Helland et al., 2008）。摄食消化能为2800 kcal/kg饲料的罗非鱼是所有不同消化能组别中FCR最低的，说明2800 kcal/kg的消化能更适于该鱼类的需求。
　　
　　为满足罗非鱼快速和有效生长的最佳蛋能比通常会随着规格的增大而降低（Winfree and Stickney., 1981）。Winfree and Stickney. (1981)研究表明，实验结束后最大规格的罗非鱼（平均末重7.5 g）摄食的是34%蛋白、3200 kcal/kg能量的饲料，其蛋能比为108。在本实验中，最大规格的罗非鱼（平均末重39.04g）摄食的是25%蛋白、2800 kcal/kg能量的饲料，蛋能比为89。这很可能是因为本实验中罗非鱼的初始规格（平均初重为7.44g）明显大于以上研究报道（平均初重为0.016g）。在本实验中，除了最低蛋白和能量组的罗非鱼生长慢外，其它组间并没有显著差异。这说明罗非鱼对不同营养浓度饲料的耐受性很强，而且可以耐受很低的蛋白水平。
　　
　　体组成的分析表明，高能饲料会显著增加能量的沉积和保留率。该现象在许多其它鱼类中都有发现，如梭鱼（Schulz et al., 2008）、大西洋鳕（Grisdale-Helland et al., 2008）和日本海鲈（Aiet al., 2004）。本实验通过调节不同的脂肪和碳水化合物水平来达到所需的饲料能量水平。在20%和25%蛋白的饲料组中，能量保留率随着饲料能量水平的提高而显著增加，但同时也伴随着饲料碳水化合物水平的降低。这说明碳水化合物在高水平时并没有被充分利用。这种能量保留率的增加在20%和25%蛋白的几组饲料中最明显。
　　
　　通常在饲料营养不足或动物达到了最大生长潜能时，能量的沉积率会显著提高。罗非鱼摄食低蛋白饲料时体内有较高的能量沉积，这与在梭鱼中的发现类似（Schulz et al., 2008）；说明这种情况下能量节约蛋白的能力较弱，所以脂肪在体组织中沉积。这也是高能量饲料组的罗非鱼并没有长得比中等能量饲料组好的原因。当饲料蛋白水平增加时，鱼体蛋白会显著增加，这与日本海鲈类似（Ai et al., 2004）。通常会存在这样的普遍规律：即饲料蛋白水平的增加会导致蛋白保留率的降低，并与饲料能量水平无关；而且在某一固定蛋白水平下，蛋白保留率也不会受到饲料能量的影响。该结论与鮸状黄姑鱼（Wang et al, 2006）和大西洋鳕（Gridsale -Helland et al., 2008）的研究结论一致，这两项研究也发现氮保留率与饲料蛋白水平呈负相关性。
　　
　　本实验结果表明，罗非鱼可以耐受较大的饲料能量和蛋白范围，而不影响生长效应。低水平或中等水平的饲料蛋白也要搭配合理的能量水平，否则能量节约蛋白的效应会很小。然而，高能饲料的确会影响鱼的体组成。本实验结果表明只要投喂量足够并能满足罗非鱼的日需要量，罗非鱼可以利用低蛋白饲料。（完）
　　
　　（原文：Li Y, Bordinhon A M, Davis D A, et al. Protein: energy ratio in practical diets for Nile tilapia Oreochromis niloticus[J]. Aquaculture International, 2013, 21(5): 1109-1119.）
　　
　　1、来源：《中大水生通讯》第50期
　　
　　2、作者：广州市诚一水产科技有限公司 胡云华/译