1、水產(chǎn)飼料污染的概念
飼料污染主要指投喂過(guò)量的飼料、溶失于水中的飼料營(yíng)養(yǎng)成分和未被消化吸收的養(yǎng)分隨糞便排出對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生臭味或造成磷、氮等污染，集約化、規(guī)模化養(yǎng)殖條件下更易發(fā)生。為此，加強(qiáng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)生理和代謝機(jī)理、養(yǎng)分生物學(xué)利用率和營(yíng)養(yǎng)平衡模式的研究，對(duì)于準(zhǔn)確滿(mǎn)足動(dòng)物對(duì)養(yǎng)分的需要量，盡可能減少養(yǎng)分過(guò)量供應(yīng)，以及提高飼料養(yǎng)分利效率均很重要。水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的最大影響是殘餌和排泄物對(duì)環(huán)境的污染，尤其殘餌是水產(chǎn)養(yǎng)殖中最大的有機(jī)污染源。飼料未被魚(yú)蝦蟹吃掉的主要原因是適口性差、過(guò)度飼喂以及沉降過(guò)快。殘餌和糞便的分解導(dǎo)致水中溶解氧濃度降低，水中養(yǎng)分（特別是氮、磷）的富積導(dǎo)致不希望的海藻和水藻的過(guò)度生長(zhǎng)，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。海水養(yǎng)殖鮭魚(yú)和鱒魚(yú)常常遇到這種現(xiàn)象，是飼料污染的主要形式，這種形式的飼料污染較容易解決。養(yǎng)殖塘和排放污水的水道中的養(yǎng)分來(lái)自魚(yú)蝦蟹通過(guò)糞便、尿液和鰓排出的氮和磷的代謝產(chǎn)物。其中糞便排泄物是飼料中魚(yú)蝦蟹不能消化的部分。排泄物中的氮來(lái)自不能被魚(yú)蝦蟹用來(lái)合成蛋白質(zhì)的氨基酸，通過(guò)鰓排出體外。排泄物中的磷是通過(guò)尿液排出體外。當(dāng)磷的吸收超過(guò)了魚(yú)蝦蟹的生長(zhǎng)發(fā)育、儲(chǔ)存及其它新陳代謝需要時(shí)，通過(guò)尿液排出體外。基于以上的基本原理，設(shè)計(jì)低污染性飼料就不僅僅是改善日糧中蛋白質(zhì)質(zhì)量，提高脂類(lèi)含量或降低磷含量，還要使飼料中的營(yíng)養(yǎng)保持平衡，并恰好滿(mǎn)足水產(chǎn)動(dòng)物在各生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)氨基酸和磷等營(yíng)養(yǎng)素的需要。為此必須使用完全合成飼料，但成本過(guò)高。因此必須在實(shí)際生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)之間獲得某種平衡。
2、低污染性飼料的研究開(kāi)發(fā)
研究開(kāi)發(fā)低污染性飼料，首先要考慮水生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料學(xué)中的下列問(wèn)題：①提高氮的利用率，減少和控制氮對(duì)養(yǎng)殖水環(huán)境的污染；②提高磷的利用率，減少和磷對(duì)養(yǎng)殖水環(huán)境的污染；③改進(jìn)飼料加工工藝，減少飼料營(yíng)養(yǎng)成分在加工過(guò)程中和水體中的溶失；④研究飼料的誘食劑、各種酶制劑、著色劑等飼料添加劑，促進(jìn)動(dòng)物攝食，并提高飼料營(yíng)養(yǎng)成分的消化吸收，減少魚(yú)蝦蟹排泄物中營(yíng)養(yǎng)成分的含量，達(dá)到既減少飼料浪費(fèi)，又減輕排泄物對(duì)環(huán)境污染的目的；⑤飼料本身的衛(wèi)生，去除或降低飼料中有毒有害的物質(zhì)以及殺滅病原微生物；⑥改進(jìn)飼料配方。營(yíng)養(yǎng)素平衡可減少營(yíng)養(yǎng)素之間在吸收過(guò)程中的頡頏作用而有助于協(xié)同作用的發(fā)揮，促進(jìn)吸收量的提高。
研究開(kāi)發(fā)水產(chǎn)低污染性飼料，要融合水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)和水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)研究成果，制定一套正確評(píng)價(jià)餌料質(zhì)量的指標(biāo)體系、投喂管理技術(shù)規(guī)范和水質(zhì)管理技術(shù)措施，開(kāi)發(fā)新的餌料源，尤其是生物餌料原料資源，優(yōu)化新型餌料配方和新型飼料添加劑配方。大力開(kāi)展實(shí)用新型復(fù)合酶制劑和微生態(tài)制劑（如光合細(xì)菌PSB、有效微生物群EM的研究的研究）的研究，提高飼料的利用率，促進(jìn)魚(yú)蝦蟹健康生長(zhǎng)，減少排泄物，改善飼養(yǎng)環(huán)境和水產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)建立一套養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的科學(xué)方法，推廣健康生態(tài)養(yǎng)殖。
低污染性飼料，通過(guò)水生動(dòng)物攝食、消化、吸收、積累和排泄對(duì)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境因子的影響最小及養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境因子對(duì)水生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)代謝有利。目前水產(chǎn)養(yǎng)殖中常投喂高魚(yú)粉含量飼料，是導(dǎo)致高磷和高氮污染的原因。尤其是湖泊、水庫(kù)的三網(wǎng)養(yǎng)殖不合理設(shè)置，會(huì)迅速導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。因此，開(kāi)發(fā)低蛋白高能量飼料和提高蛋白質(zhì)的消化率和磷的利用率，可減少氮磷排泄。各種酶制劑的使用，可提高難消化營(yíng)養(yǎng)成分的有效利用，如使用植酸酶改善水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物對(duì)植物性飼料中磷的利用，就可能用價(jià)格較低的植物蛋白代替昂貴的魚(yú)粉。這方面的嘗試已在畜牧飼料中進(jìn)行，并取得了較好的效果，在虹鱒、異育銀鯽等魚(yú)類(lèi)中也有初步的應(yīng)用成果。此外，研究水生動(dòng)物飼料的加工過(guò)程和處理方法，以提高水生動(dòng)物對(duì)植酸中磷的利用也是重要課題。
人工配合餌料的質(zhì)量對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境有重要影響。傳統(tǒng)的人工配合餌料研制均以追求最大增重和最大生長(zhǎng)速度為目標(biāo)，餌料蛋白質(zhì)含量高，磷含量也高，且多超量投喂，這樣的餌料和投喂方式造成水質(zhì)敗壞，危及魚(yú)蝦蟹的生存。必須加強(qiáng)對(duì)魚(yú)蝦蟹基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究，充分了解魚(yú)蝦蟹對(duì)必需氨基酸等必需營(yíng)養(yǎng)素的需要水平以及對(duì)合成氨基酸的利用情況。根據(jù)不同品種、不同發(fā)育階段、不同生理狀態(tài)下的營(yíng)養(yǎng)需求最精確地來(lái)研制能滿(mǎn)足營(yíng)養(yǎng)需求的配合餌料。同時(shí)，改進(jìn)餌料加工工藝和餌料投喂方法，達(dá)到降低餌料殺數(shù)，減少對(duì)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境污染，提高生產(chǎn)效率的目的。魚(yú)蝦蟹是被動(dòng)適應(yīng)型生物，耐機(jī)體功能（如體溫）變化的范圍大，耐環(huán)境變化的范圍小，只能通過(guò)漸變的生理性或遺傳性適應(yīng)來(lái)馴化或習(xí)慣養(yǎng)殖環(huán)境。有機(jī)污染，導(dǎo)致養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境惡化到超過(guò)了魚(yú)蝦蟹的適應(yīng)范圍，使其大多處于應(yīng)激狀態(tài)，應(yīng)激降低了魚(yú)蝦蟹保持體內(nèi)環(huán)境平衡的能力與功能，表現(xiàn)出厭食、體弱、患病、拒食甚至死亡。
總之，開(kāi)發(fā)低污染性飼料，首先加強(qiáng)基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)生理學(xué)研究，充分了解各營(yíng)養(yǎng)素生理功能、消化吸收、分布、代謝、排泄等規(guī)律；其次，密切注意研究各種飼料原料的消化吸收率，以養(yǎng)殖魚(yú)蝦蟹為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)的表觀(guān)消化率；再次，合理調(diào)整飼料和飼料添加劑配方，降低粗蛋白質(zhì)和磷含量。研究各種能提高魚(yú)蝦蟹對(duì)磷利用率的飼料添加劑的效果，研究魚(yú)蝦蟹在各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)磷需要量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，研究用低磷飼料飼喂魚(yú)蝦蟹的生產(chǎn)性能；最后，要研究飼料原料的處理方法和飼料的加工工藝。
3、改善和控制魚(yú)蝦蟹排泄物中氮的污染
通過(guò)改進(jìn)飼料配方，可以達(dá)到改善和控制魚(yú)蝦蟹排泄物中氮的污染。隨著水生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究進(jìn)展，對(duì)水生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要有較為深入的研究，特別是單體氨基酸合成和添加試驗(yàn)成功．使人們能夠通過(guò)添加單體氨基酸來(lái)降低飼料中粗蛋白質(zhì)的含量，減少魚(yú)蝦蟹N的排泄，從而減少對(duì)養(yǎng)殖水環(huán)境的污染，同時(shí)，也可以達(dá)到更精確、更經(jīng)濟(jì)地利用飼料中的有效養(yǎng)分。采用理想蛋白質(zhì)模式，從氨基酸平衡飼料配方著手，用合成氨基酸來(lái)平衡日糧中必需氨基酸的需要，達(dá)到既節(jié)省天然蛋白質(zhì)飼料資源，又減少水環(huán)境N污染的問(wèn)題；選用營(yíng)養(yǎng)成分含量高、消化率高的飼料，提高蛋白質(zhì)的利用率，通過(guò)調(diào)整蛋白：能量也可減少飼料中氮的排泄。開(kāi)發(fā)高效飼料添加劑，促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)和磷的消化吸收，低污染性飼料必需含有足夠來(lái)自脂類(lèi)或糖類(lèi)的能量，以避免蛋白質(zhì)作為能量來(lái)源被消耗。在對(duì)大西洋鮭魚(yú)的實(shí)驗(yàn)中，把日糧中的脂類(lèi)含量從18%提高到30%，蛋白質(zhì)的吸收率就可以從25%提高到50%。蛋白質(zhì)吸收率的提高可以減少氮的排泄。對(duì)于鯰魚(yú)和其他雜食性魚(yú)類(lèi)必需用糖類(lèi)作為能量來(lái)源，為了保證日糧中的糖類(lèi)能被充分吸收利用，用蒸煮膨化技術(shù)提高淀粉的利用率，并盡可能減少不可消化糖的含量，特別是某些植物性飼料，如黑麥的含量。
4、提高磷的消化利用率
水中含磷量少，且魚(yú)蝦蟹對(duì)水中的磷不易吸收利用，所以其所需的磷主要來(lái)自飼料，不同磷源對(duì)魚(yú)蝦蟹的有效性差異很大。一般來(lái)說(shuō)．磷酸鹽的溶解性越好，其有效性越高；無(wú)機(jī)磷的利用率高于有機(jī)磷。而且前植物性飼料源中的磷約75%左右是植酸磷，不僅不能被利用，還與其他礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類(lèi)等物質(zhì)結(jié)合，形成穩(wěn)定的植酸鹽復(fù)合物，降低營(yíng)養(yǎng)素的利用率。植酸還與消化酶結(jié)合，降低動(dòng)物的消化能力。未被魚(yú)蝦蟹利用的大量植酸磷及飼料中添加的無(wú)機(jī)磷大部分從糞尿中排出體外，一方面造成磷這種較貴的飼料原料的巨大浪費(fèi)，另一方面排出體外的磷進(jìn)入水中和土壤，造成環(huán)境污染，導(dǎo)致集約化漁業(yè)生產(chǎn)區(qū)水域富營(yíng)養(yǎng)化，BOD和COD值升高，水中溶氧含量起伏變化、水質(zhì)惡化、魚(yú)體生病或魚(yú)肉帶異味等。與此同時(shí)養(yǎng)殖水體中排放的飼料磷促使水體中浮游植物的大量繁殖，誘發(fā)赤潮，給養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大損失。
直到1990年，大多數(shù)關(guān)于魚(yú)蝦蟹磷需要量的研究都是基于測(cè)定魚(yú)蝦蟹的生長(zhǎng)率或給魚(yú)蝦蟹喂以含純磷的半合成飼料，然后測(cè)定脊椎骨的灰分含量(Lall，1989)。Sugiura等(1998)研究了鱒魚(yú)尿液中磷含量，看能否用來(lái)衡量鱒魚(yú)對(duì)磷的需要量。發(fā)現(xiàn)，當(dāng)喂以低磷飼料時(shí)，鱒魚(yú)尿液中很難檢測(cè)到磷，當(dāng)攝入的磷超過(guò)需要量時(shí)，尿液磷含量迅速升高。
由于魚(yú)粉和動(dòng)物副產(chǎn)品中灰分含量高以及飼料中含有植酸使磷表觀(guān)消化率(ADCs)低，所以目前生產(chǎn)上采取下列措施降低飼料磷含量及排泄量。①采用低植酸磷飼料原料，同時(shí)以有效磷含量設(shè)計(jì)配方；②采用利用率高的磷原料設(shè)計(jì)配方；⑨去除植酸或添加植酸酶分解植酸磷。
在含魚(yú)粉的鱒魚(yú)飼料中，加入檸檬酸使磷的ADCs從65%提高到95%，添加碳酸氨鈉降低磷的利用率(Sugiura等，1998)。在隨后的研究中，發(fā)現(xiàn)添加5%的檸檬酸效果最佳，在6周的實(shí)驗(yàn)期內(nèi)鱒魚(yú)的采食量和生長(zhǎng)率均沒(méi)有受到影響。但在鯉魚(yú)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)添加檸檬酸，鯉魚(yú)采食量在最初10d大大下降，這表明檸檬酸不適合無(wú)胃魚(yú)類(lèi)。這項(xiàng)研究的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是提高磷ADCs并不一定就能生產(chǎn)出低污染性飼料。鱒魚(yú)飼料中加入檸檬酸使鱒魚(yú)能從日糧中吸收更多的磷，因此，糞便中磷含量較低，但多吸收的磷又通過(guò)尿液被排出體外，還是回到了水中。對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物飼料中添加植酸酶已有一些研究，并取得了明顯的效果。今后還要加強(qiáng)植酸酶在水產(chǎn)動(dòng)物飼料中的應(yīng)用研究，研究其添加方式、添加量等，使植酸磷的利用率明顯提高。換言之，通過(guò)提高磷的吸收并不能降低磷污染，除非降低飼料中總磷量。因此，必需使飼料中的磷恰好滿(mǎn)足魚(yú)蝦蟹的營(yíng)養(yǎng)需要。
要設(shè)計(jì)磷含量恰好滿(mǎn)足魚(yú)蝦蟹營(yíng)養(yǎng)需要量的低污染性飼料就必需準(zhǔn)確地知道魚(yú)蝦蟹對(duì)磷需要量和飼料中磷的ADCs。一種飼料中的磷ADC并不是各種原料的ADCs的簡(jiǎn)單相加。這是因?yàn)轱暳细鞣N成分間存在相互抑制的作用，例如灰分就是一個(gè)典型的抑制磷吸收的成分。
5、改進(jìn)飼料加工工藝
加工工藝對(duì)飼料有較大影響。經(jīng)過(guò)科學(xué)的加工（如粉碎、發(fā)酵、膨化等）或調(diào)制（如加入誘食劑、酶制劑、粘合劑等），能夠提高魚(yú)蝦蟹對(duì)飼料的利用率。由于魚(yú)蝦蟹的生存環(huán)境、生活習(xí)性和生理機(jī)理等獨(dú)有的特點(diǎn)，對(duì)加工魚(yú)蝦蟹配合飼料的要求比較高，這是因?yàn)椋孩亵~(yú)蝦蟹生活在水環(huán)境中，飼料投入后要具有良好的水穩(wěn)定性，防止很快潰散、溶解和流失；②魚(yú)蝦蟹消化道較短，消化能力低，原料粉碎的粒度直接影響其消化率，所以原料粉碎的粒度要細(xì)，以便在飼料加工后，容易消化吸收；⑧不同生活習(xí)性的魚(yú)蝦蟹和同種魚(yú)蝦蟹在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段，其要求的飼料形態(tài)和粒度也不相同。在魚(yú)蝦蟹飼料生產(chǎn)時(shí)，為了有效攝食和減輕水質(zhì)污染，飼料必須加工成可在水中穩(wěn)定的顆粒型，因此，魚(yú)蝦蟹飼料對(duì)粉碎粒度、混合均勻度、飼料成型性和耐水性都有較高的要求。生產(chǎn)魚(yú)蝦蟹飼料應(yīng)采用合理的加工工藝（對(duì)于膨化和顆粒飼料來(lái)說(shuō)，制粒的調(diào)質(zhì)過(guò)程非常重要，常使用蒸汽調(diào)質(zhì)，并保持一定的溫度、壓力和時(shí)間），在保證飼料質(zhì)量的同時(shí)，達(dá)到提高吸收利用率的目的。
6、低污染性飼料的發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)今對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)不但要求高效率，同時(shí)還要求最低程度地污染養(yǎng)殖水環(huán)境，這就要求水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家充分了解魚(yú)蝦蟹對(duì)必需氨基酸的需要水平及對(duì)合成氨基酸的利用情況和其它營(yíng)養(yǎng)素的需要量，能夠按照魚(yú)蝦蟹營(yíng)養(yǎng)成分需求最精確地配制日糧。因此，就需要對(duì)理想蛋白質(zhì)模式的實(shí)際應(yīng)用有深刻理解，目前這方面的研究還有待于深入進(jìn)行。
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