扇貝土和黃土在刺參幼參飼料中的應(yīng)用研究

路晶晶，趙春龍，郭冉，崔兆進(jìn)，夏輝，王美雪解偉，楊品賢，賈高旺，劉春陽(yáng)

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，河北秦皇島066000；2.河北省海洋與水產(chǎn)科學(xué)研究院河北省海洋生物資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北秦皇島066000)

刺參是沉積食性的棘皮動(dòng)物，以海底沉積物中的有機(jī)物為生，對(duì)蛋白質(zhì)和脂肪的需求量比其他水產(chǎn)動(dòng)物低，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量為18.21%～24.18%，脂肪含量為5%時(shí)，刺參可獲得最大生長(zhǎng)和最低臟壁比[1]。雖然海泥中蛋白質(zhì)、脂肪含量較低，但海泥中富含大量的原生動(dòng)物、有益藻、礦物質(zhì)、腐殖質(zhì)等，在刺參養(yǎng)殖過(guò)程中有著極其重要的營(yíng)養(yǎng)作用[2-3]。目前，在刺參育苗及養(yǎng)成過(guò)程中，大多采用人工飼料或者藻粉搭配一定比例的海泥作為刺參飼料。隨著大量的海泥作為刺參飼料的原料，海泥使用量在逐步增大。而海泥的挖掘和運(yùn)輸有諸多不便，在干制過(guò)程中也存在費(fèi)時(shí)、易結(jié)塊、營(yíng)養(yǎng)流失等諸多問(wèn)題，并且大規(guī)模地挖掘海泥勢(shì)必會(huì)影響當(dāng)?shù)睾Ｓ虻纳鷳B(tài)環(huán)境[4]。目前，學(xué)界對(duì)海泥替代原料的研究和開(kāi)發(fā)仍相對(duì)滯后，開(kāi)發(fā)替代海泥的新資源成為了海參規(guī)模化養(yǎng)殖中亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一[5]。為此，本研究中從節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和開(kāi)采簡(jiǎn)單與便捷考慮尋找可以替代海泥的新資源。

近年來(lái)，扇貝產(chǎn)量迅猛發(fā)展，據(jù)中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)2015年全國(guó)養(yǎng)殖扇貝量為178.54萬(wàn)t，同比2014年增幅為8.24%。河北沿海海灣扇貝養(yǎng)殖面積為5.33 hm2，扇貝起捕后，扇貝籠上附著的大量附生生物 (藻類、苔蘚類、藤壺、小型原生動(dòng)物等約30多種)、淤泥和扇貝殼碎片，經(jīng)過(guò)晾曬、碾壓至脫落后產(chǎn)生的混合物，即為扇貝土。目前，每年隨意排放堆積的扇貝土以萬(wàn)噸計(jì)，不僅造成了資源的浪費(fèi)，也污染環(huán)境。能否將扇貝土應(yīng)用于刺參飼料中是本試驗(yàn)?zāi)康闹?。黃土作為陸地土壤，含有豐富的以腐殖質(zhì)為主的有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)和微生物[6]。與海泥相比，黃土稍加處理即可粉碎成特定顆粒大小，簡(jiǎn)便易添加。將黃土按比例混合一定量的螺旋藻，豐富其土質(zhì)中藻類的含量并用于刺參養(yǎng)殖，是一次大膽的新探索。本試驗(yàn)中，用扇貝土和按一定比例混合螺旋藻粉的黃土替代刺參飼料中的海泥，通過(guò)測(cè)定刺參生長(zhǎng)性能和免疫性指標(biāo)，分析刺參對(duì)扇貝土和黃土的利用效果，旨在為刺參養(yǎng)殖飼料的開(kāi)發(fā)和合理化使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用刺參購(gòu)自山東省安源水產(chǎn)有限公司。采用經(jīng)沉淀、過(guò)濾的秦皇島海域自然海水養(yǎng)殖刺參。

扇貝土采自昌黎大蒲河扇貝養(yǎng)殖區(qū) (晾曬、粉碎后過(guò)篩)，螺旋藻粉購(gòu)自山東無(wú)棣縣，海泥和黃土取自秦皇島市，海帶購(gòu)自秦皇島天橋海鮮市場(chǎng)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)飼料的制備 試驗(yàn)中將海帶、海泥、黃土、扇貝土等主要原料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)60目篩，采用逐級(jí)混合法將各原料混合，再于攪拌機(jī)(HYJ-30，北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司)中充分混勻，制成3種試驗(yàn)飼料，分別記為海泥組(SM)、扇貝土組 (SS)和黃土組 (YS)并保存于冰箱 (-20℃)中備用。飼料配方及其營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

表1 飼料配方及其營(yíng)養(yǎng)成分 (干物質(zhì))Tab.1 Ingredients of trial diets(dry matter) w/%

1.2.2 飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)前將刺參在室內(nèi)水族玻璃缸 (0.4 m×0.5 m×0.6 m)中暫養(yǎng)兩周，以適應(yīng)養(yǎng)殖環(huán)境。隨機(jī)選取720頭 (平均體質(zhì)量為0.35 g)大小均勻、體色相近、健康無(wú)病的刺參幼參進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)置3組，每個(gè)組設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)放80頭刺參，分別飼養(yǎng)在9個(gè)水族玻璃缸中。試驗(yàn)期間，采用避光養(yǎng)殖，于每天10：00按刺參體質(zhì)量的3%～5%進(jìn)行投喂。水溫為 (17±1)℃，鹽度為30.5～31.5，溶解氧保持在7 mg/L以上，pH值為8.0±0.2。每天定時(shí)吸底、換水，換水量為2/3～3/4。觀察刺參攝食及死亡情況并做好記錄。

1.2.3 樣品采集 飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)所有試驗(yàn)刺參禁食24 h，并對(duì)各組刺參進(jìn)行計(jì)數(shù)和稱重。從每個(gè)平行組取11頭刺參依次測(cè)量體長(zhǎng)和稱重后，用2.5 mL針管于刺參腹部1/3處抽取體腔液，并解剖刺參取出完整的腸道，再依次測(cè)定其腸道長(zhǎng)度、腸道質(zhì)量和體壁質(zhì)量，計(jì)算消化道指數(shù)和臟壁比。將刺參體腔液離心 (以2500 g)，取上清液于4℃下保存，用于免疫指標(biāo)的測(cè)定；將腸道和體壁在液氮中迅速冷凍，取出后放于超低溫冰箱 (-80℃)中保存，用于刺參腸道消化酶指標(biāo)和體壁營(yíng)養(yǎng)成分的分析。

1.2.4 指標(biāo)的測(cè)定與計(jì)算

(1)生長(zhǎng)指標(biāo)。刺參的增重率、特定生長(zhǎng)率、蛋白質(zhì)效率、飼料系數(shù)、臟壁比、比腸長(zhǎng)、比腸重計(jì)算公式分別為

增重率(WGR)＝(Wt-W0)/W0×100%，特定生長(zhǎng)率(SGR)＝(ln Wt-ln W0)/t×100%，蛋白質(zhì)效率(PER)＝(Wt-W0)/(F×P)×100%，飼料系數(shù)(FC)＝F/(Wt-W0)，臟壁比＝Wv/Wb×100%，比腸重＝Wi/Wt，比腸長(zhǎng)＝Li/L。

其中：W0、Wt分別為試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)刺參體質(zhì)量 (g)；Wv為內(nèi)臟質(zhì)量 (g)；Wi為腸道質(zhì)量 (g)，Wb為體壁質(zhì)量 (g)；Li為刺參腸道長(zhǎng)度 (cm)；L為刺參體長(zhǎng) (cm)；F為飼料攝食量 (g)；P為飼料中蛋白質(zhì)含量 (%)；t為試驗(yàn)時(shí)間 (d)。

(2)刺參體壁營(yíng)養(yǎng)成分。分別采用105℃烘干恒重法、馬弗爐灼燒法 (550℃)、微量凱氏定氮法和索氏抽提法測(cè)定水分、粗灰分、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量。

(3)刺參消化、免疫指標(biāo)。采用南京建成生物工程生產(chǎn)的試劑盒分別測(cè)定淀粉酶 (碘-淀粉比色法)、脂肪酶 (比濁法)、胃蛋白酶 (福林試劑比色法)、胰蛋白酶 (BAEE法)、溶菌酶 (LZM，自身對(duì)照法)、過(guò)氧化物酶 (POD，酚比色法)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 (GSH-Px，二硫雙硝基苯甲酸法)、超氧化物歧化酶 (SOD，黃嘌呤氧化酶法)、磷酸酶 (ALP和ACP，鐵氰化鉀法)和總抗氧化能力 (T-AOC，F(xiàn)RAP法)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差 (mean±S.D.)表示，使用SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因子方差分析(One-way ANOVA)，若組間有顯著性差異，采用LSD法進(jìn)行多重比較，顯著性差異水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同飼料對(duì)刺參生長(zhǎng)性能的影響

從表2可見(jiàn)：SS組和YS組刺參與對(duì)照組SM組刺參相比，在成活率、增重率、特定生長(zhǎng)率、攝食量、蛋白質(zhì)效率等指標(biāo)均呈現(xiàn)SS組＞YS組＞SM組的趨勢(shì)，而飼料系數(shù)則呈現(xiàn)SS組＜YS組＜SM組的趨勢(shì)，各組間無(wú)顯著性差異 (P＞0.05)；YS組刺參臟壁比顯著低于SM組和SS組 (P＜0.05)。

2.2 不同飼料對(duì)刺參體壁營(yíng)養(yǎng)成分的影響

從表3可見(jiàn)，僅YS組刺參體壁水分含量顯著高于SM組和SS組 (P＜0.05)，各組刺參體壁粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分等含量均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。

表2 不同飼料對(duì)刺參生長(zhǎng)性能的影響Tab.2 Effects of different diets on growth performance in sea cucumber

表3 不同飼料對(duì)刺參體壁營(yíng)養(yǎng)成分的影響 (干物質(zhì))Tab.3 Effects of different diets on body wall compositionin sea cucumber(dry matter) w/%

2.3 不同飼料對(duì)刺參消化道指數(shù)的影響

從表4可見(jiàn)：僅YS組刺參比腸重顯著低于SM組 (P＜0.05)：SS組和YS組刺參比腸長(zhǎng)略高于SM組，但無(wú)顯著性差異 (P＞0.05)。

表4 不同飼料對(duì)刺參消化道指數(shù)的影響Tab.4 Effects of different diets on intestine-somatic indices in sea cucumber

2.4 不同飼料對(duì)刺參腸道消化酶指標(biāo)的影響

從表5可見(jiàn)：僅SS組刺參腸道淀粉酶活力顯著高于YS組 (P＜0.05)；SS組刺參體腔液中脂肪酶活力和胰蛋白酶活力均最高，YS組胃蛋白酶活力最高，但與其他組均無(wú)顯著性差異 (P＞0.05)。

表5 不同飼料對(duì)刺參腸道消化酶指標(biāo)的影響Tab.5 Effects of different diets on activities of digestive enzymes in sea cucumber

2.5 不同飼料對(duì)刺參體腔液非特異性免疫指標(biāo)的影響

從表6可見(jiàn)：SS組刺參體腔液中GSH-Px活力顯著高于YS組刺參 (P＜0.05)，二者均顯著高于SM組 (P＜0.05)；SM組LZM、SOD、ALP活力均高于SS和YS組，而POD、T-AOC活力均低于SS和 YS組，但組間均無(wú)顯著性差異 (P＞0.05)。

3 討論

3.1 扇貝土和黃土對(duì)刺參生長(zhǎng)及體成分的影響

在本研究中，扇貝土和黃土組刺參的成活率、增重率、特定生長(zhǎng)率、攝食量、蛋白質(zhì)效率等指標(biāo)略高于海泥組，而飼料系數(shù)略低于海泥組，但無(wú)顯著性差異。這與Liu等[5]和金波昌[7]用黃泥等量替代海泥投喂刺參，刺參特定生長(zhǎng)率無(wú)顯著性差異的試驗(yàn)結(jié)果一致。本研究中扇貝土組刺參臟壁比略低于海泥組，但混合螺旋藻的黃土組顯著低于海泥組和扇貝土組，即黃土更有利于刺參體壁的增長(zhǎng)。除黃土組體壁水分顯著高于海泥組和扇貝土組外，各組刺參體壁粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗灰分含量無(wú)顯著性差異。因此，從影響生長(zhǎng)的指標(biāo)分析，扇貝土和黃土完全替代海泥飼料在實(shí)踐上是可行的。

表6 不同飼料對(duì)刺參體腔液非特異性免疫的影響Tab.6 Effects of different diets on nonspecific immunity in sea cucumber

3.2 扇貝土和黃土對(duì)刺參消化道指數(shù)和消化酶指標(biāo)的影響

刺參缺乏專門(mén)的消化器官和消化腺，而海洋生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收與其腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)越完整，小腸絨毛越稠密，對(duì)食物的吸收越好[8-9]。本研究中發(fā)現(xiàn)，黃土組刺參比腸重顯著低于海泥組和扇貝土組，而后兩組間無(wú)顯著性差異；各組比腸長(zhǎng)值無(wú)顯著性差異。推測(cè)海泥和扇貝土可能有增粗刺參腸道的作用。一方面原因可能是，扇貝土和海泥在通過(guò)機(jī)械攪拌、摩擦切割藻類碎片過(guò)程中形成的物質(zhì)，直接刺激刺參腸道，增加腸道中微生物的附著面積；另一方面原因可能是，通過(guò)海泥和扇貝土中微生物的間接刺激，增大與腸道的接觸面積。這與魏國(guó)重等[2]研究海泥在刺參苗種培育的應(yīng)用試驗(yàn)中的推論一致。本研究中對(duì)消化酶的研究表明，扇貝土組刺參腸道淀粉酶活力顯著高于黃土組，且該組脂肪酶活力和胰蛋白酶活力也較其他兩組略高。消化酶活性是反映刺參消化機(jī)能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其活性的高低決定著刺參對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力，對(duì)生長(zhǎng)速度有著決定性作用[10-12]。在本研究中，綜合比較刺參消化酶活力，結(jié)果為扇貝土組刺參消化酶活力最佳，推測(cè)扇貝土可能一方面促進(jìn)刺參消化道自身分泌消化酶，另一方面促進(jìn)某些微生物進(jìn)入刺參腸道分泌外源性消化酶，兩者協(xié)同促進(jìn)消化道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。

3.3 扇貝土和黃土對(duì)刺參非特異性免疫的影響

刺參不具備專門(mén)的免疫組織和器官，主要靠細(xì)胞免疫和體液免疫組成的非特異性免疫系統(tǒng)來(lái)防御疾病。POD、GSH-Px、SOD等抗氧化酶和磷酸酶、溶菌酶等免疫酶在刺參體液非特異性免疫系統(tǒng)中具有重要的作用[13-16]。本研究中發(fā)現(xiàn)，扇貝土組刺參體腔液中GSH-Px活力顯著高于黃土組，二者均顯著高于海泥組；扇貝土組和黃土組刺參體腔液POD、T-AOC活力要略高于海泥組，各組刺參的SOD、LZM和ALP活力均無(wú)顯著性差異。有研究表明，扇貝殼提取物具有抗皮膚氧化損傷、抗衰老和促進(jìn)脂質(zhì)代謝的作用[17-19]；螺旋藻中的水溶性螺旋藻多糖含有較高的糖醛酸基團(tuán)、酚羥基團(tuán)等酸性基團(tuán)，他們通過(guò)電子轉(zhuǎn)移和氫傳遞等作用清除機(jī)體產(chǎn)生的自由基和過(guò)氧化物，從而防止過(guò)氧化發(fā)生，提高抗氧化能力[20]。這與本試驗(yàn)中扇貝土組和黃土組刺參體腔液GSH-Px和POD等抗氧化酶活性較高的結(jié)果相一致。因此，推測(cè)扇貝土組中的扇貝和黃土組中的螺旋藻成分對(duì)于刺參抗氧化能力的增強(qiáng)起到了積極促進(jìn)作用。

綜上所述，在本試驗(yàn)條件下，綜合考慮刺參生長(zhǎng)、消化性能、非特異性免疫等指標(biāo)，扇貝土和黃土均可以作為新資源完全替代海泥飼料，且以扇貝土為最優(yōu)。

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