劉曉娟　郭　勛　王春芳　李大鵬　Dominique Bureau

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院淡水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心, 池塘健康養(yǎng)殖湖北省工程實(shí)驗室, 武漢 430070;

2. Fish Nutrition Research Laboratory, Department of Animal Bioscience,University of Guelph, ON, Canada N1G 2W1)

養(yǎng)殖成本和養(yǎng)殖產(chǎn)量是水產(chǎn)養(yǎng)殖從業(yè)者關(guān)注的重點(diǎn)。然而, 近年來, 生產(chǎn)成本的增加, 市場競爭導(dǎo)致的利潤空間擠壓, 以及國家、相關(guān)管理機(jī)構(gòu)、甚至消費(fèi)者, 對水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的要求, 讓水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)[1]。養(yǎng)殖過程中很小的改動都將顯著影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)效益。預(yù)測養(yǎng)殖魚類對飼料的需求量主要依賴于已發(fā)表的文章、以往的養(yǎng)殖經(jīng)驗以及觀察飼料投喂過程中魚類的行為。但在生產(chǎn)實(shí)踐中, 養(yǎng)殖品種的投喂管理和飼料需求還是以以往的經(jīng)驗為主[2]。盲目的使用機(jī)械化工具(如自動投餌機(jī)), 不僅會導(dǎo)致飼料不可避免的浪費(fèi), 而且還增加了飼料需求量的估算難度[3]。飼料投喂過多會導(dǎo)致成本增加和養(yǎng)殖水域的污染, 投喂不足則容易導(dǎo)致養(yǎng)殖品種生長緩慢, 造成養(yǎng)殖效益的降低[4]。由于養(yǎng)殖魚類的外部環(huán)境、遺傳因素和飼料的營養(yǎng)質(zhì)量的不同, 魚類對飼料的需求也會產(chǎn)生較大的差異[3]。因此, 建立合理的魚類能量需求模型并運(yùn)用此模型來預(yù)測魚類生長、飼料需求以及污染物排放, 可在實(shí)際養(yǎng)殖中為其差異化上市、節(jié)約飼料成本、減少飼料浪費(fèi)以及養(yǎng)殖場的污染評價提供有效的預(yù)測工具。

在水產(chǎn)動物養(yǎng)殖過程中, 已有許多研究者在生物能量和營養(yǎng)代謝的基礎(chǔ)上建立了一些簡單的營養(yǎng)模型[5—13]。這些模型已經(jīng)越來越多地被用到了實(shí)踐養(yǎng)殖中, 成為預(yù)測魚類和蝦類生長、飼料需求以及廢物排放的重要工具, 對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。然而, 它們大多數(shù)忽略了魚類在不同的生長階段會有生長差異這一特征, 因此許多模型只適用于魚類生長過程的某一階段[14]。另外, 這些模型主要是根據(jù)以往經(jīng)驗而得出的, 其適用范圍較窄[15]。因此, 需要進(jìn)一步研究攝食、環(huán)境以及內(nèi)源性因素對不同生長階段魚類營養(yǎng)的利用和吸收的影響, 構(gòu)建更加實(shí)用的模型。

異育銀鯽(Carassius auratas gibelio) 是利用天然雌核發(fā)育的方正銀鯽為母本, 以興國紅鯉為父本,經(jīng)人工授精繁育的子代, 生長速度比普通鯽魚快2—3倍, 是我國鯽魚養(yǎng)殖中的主要品種[16]。近年來,雖然有一些學(xué)者開始著手有關(guān)異育銀鯽能量收支方面的研究, 并建立了異育銀鯽的能量收支方程[17]：100C=12.32F+3.32U+63.74R+20.72G, 式中C為攝食能, F為糞便能, U為排泄能, R為代謝能, G為生長能。但到目前為止, 有關(guān)異育銀鯽的復(fù)合型營養(yǎng)模型的研究還未有報道。本研究主要探討不同環(huán)境下異育銀鯽的能量需求, 對不同生長階段的異育銀鯽的生長規(guī)律進(jìn)行研究, 并在生物能量學(xué)的基礎(chǔ)上構(gòu)建異育銀鯽生長、營養(yǎng)需求以及污染排放(固體廢物和溶解態(tài)氮、磷廢物)模型, 為實(shí)際養(yǎng)殖中提高異育銀鯽養(yǎng)殖質(zhì)量、降低養(yǎng)殖污染提供一定的理論基礎(chǔ)。本研究主要包括以下3個方面： (1) 搜集異育銀鯽生長數(shù)據(jù), 對異育銀鯽生長周期進(jìn)行分段,通過連續(xù)采樣試驗, 對鯽魚不同生長階段生長模型進(jìn)行調(diào)整; (2)搜集異育銀鯽魚體生化成分、耗氧率、排氨率以及生長能、代謝能、排泄能等基本參數(shù), 確定不同生長階段異育銀鯽消化能需求, 構(gòu)建不同生長階段異育銀鯽飼料需求模型; (3)根據(jù)異育銀鯽不同生長階段飼料營養(yǎng)需求, 通過營養(yǎng)物質(zhì)平衡法構(gòu)建異育銀鯽污染排放模型。

1　材料與方法

1.1　不同生長模型的比較

本研究選用了特定增長率(SGR)、日增長率(DGC)、日均增重(ADG)和熱積溫系數(shù)(TGC)這幾種生長模型, 其計算公式如下：

式中, FBW和IBW分別為魚體的終末體重和初始體重, d為養(yǎng)殖天數(shù), t為養(yǎng)殖水溫, (1-b)為TGC模型體重指數(shù)。

根據(jù)上述公式, 異育銀鯽的生長預(yù)測公式如下：

為了明確魚類的生長速度和其生長階段之間的關(guān)系, 本研究查閱并收集文獻(xiàn)中魚類的初末體重、養(yǎng)殖時間、水溫等數(shù)據(jù), 根據(jù)上述公式分別計算SGR、DGC、ADG、TGC等值, 擬合其生長曲線,再將鯽魚的預(yù)測體重和實(shí)際養(yǎng)殖中的觀測值進(jìn)行比較, 選擇最適生長模型。在積溫系數(shù)TGC的計算中, 其指數(shù)(1-b)首先按照1/3計算, 隨后進(jìn)行調(diào)整,采用模型預(yù)測值和養(yǎng)殖觀測值的最小殘差平方和法校正[18], 直到 RSS數(shù)值最小, RSS的計算采用迭代法, 工具采用Excel 2013。由于b＞0[19], 故當(dāng)RSS最小時, 1-b＜1。殘差平方和公式如下：

其中yj代表生長過程中的觀測值, Yj代表預(yù)測值。

1.2　生化成分分析

異育銀鯽的生化成分?jǐn)?shù)據(jù)來自于46篇文獻(xiàn)中的216個觀測值, 文獻(xiàn)出版時間為1987年到2017年,異育銀鯽的體重為0.25—302.7 g。在選擇文獻(xiàn)中,生化成分的測定方法采用AOAC[20]的標(biāo)準(zhǔn)測定方法。異育銀鯽的生化成分分析采用異育銀鯽體重(BW)和其水分(BWat)、蛋白(BP)、脂肪(BL)、灰分(BA)和能值(GE)含量之間的回歸分析描述。

1.3　各能量的估算

魚類基礎(chǔ)代謝(HeE)也稱為靜止代謝。魚類進(jìn)行有氧代謝所需要的能量與消耗的氧氣成正比, 因此, 大多數(shù)研究都采用測定呼吸實(shí)驗中耗氧量來估算靜止代謝。本文異育銀鯽耗氧量的數(shù)據(jù)均來自文獻(xiàn), 氧熱系數(shù)采用13.6 J/mg。由于HeE和BW二者關(guān)系為HeE=A×WB, 一般魚類的指數(shù)B為0.8, 故HeE采用以下公式計算[3]：

式中, T為水溫, a, b為常數(shù), BW為體重。

尿液和鰓的能量損失(UE+ZE)主要是通過代謝氮廢物排出的。魚類在正常情況下每消耗1 g氮相當(dāng)于損失了24.9 J的能量, 因而可以通過測定魚類的排氨率來計算UE+ZE, 本研究異育銀鯽排氨率數(shù)據(jù)均來自文獻(xiàn)。HiE主要為攝食中產(chǎn)生的能量,可用總攝食能(IE)與糞便能(FE)、儲積能(RE)、UE+ZE、HeE之差來估算, 公式如下：

魚類在不同的生長階段對飼料的需求量由消化能(DE)決定[2], 通過計算RE、HeE、HiE以及UE+ZE的和, 可以估算鯽魚DE需求量, 進(jìn)而獲得異育銀鯽在養(yǎng)殖的某個時期對飼料的需求量：

1.4　廢物排放量的估計

在養(yǎng)殖過程中, 總污染物(TW)主要包括固態(tài)污染物(SW)以及已經(jīng)溶解在養(yǎng)殖水體中的溶解態(tài)污染物(DW), 養(yǎng)殖中的污染物排放預(yù)測模型如下：

TSW=DM×(1-ADC of DM)

式中TSW為總的固態(tài)廢物的含量, ADC為表觀消化率, DM為干物質(zhì), 同樣的方程式也可運(yùn)用于估算N、P污染物的排放上。

在上述公式中SWN和SWP分別代表固態(tài)氮污染物和固態(tài)磷污染物, DWN和DWP分別為溶解態(tài)氮污染物和溶解態(tài)磷污染物。

1.5　驗證試驗

驗證異育銀鯽生長和飼料需求模型的數(shù)據(jù)主要來自公安崇湖漁場。共有9個池塘, 每個月采樣1次, 每個池塘采20條魚樣以及100 g飼料, 記錄魚體質(zhì)量、水溫等數(shù)據(jù)。對采集的魚樣和飼料樣品進(jìn)行化學(xué)成分分析。調(diào)整后的異育銀鯽生長模型用預(yù)測體重與實(shí)際體重比較來驗證。飼料需求模型使用實(shí)際和預(yù)測的飼料系數(shù)(FCR)來驗證。

1.6　攝食率和廢物排出量估算

本研究根據(jù)驗證試驗中異育銀鯽在不同生長階段中的飼料營養(yǎng)成分估計攝食率和廢物排出量。飼料DE可通過飼料中粗蛋白消化率(ADCCP)、粗脂肪消化率(ADCCL)以及碳水化合物消化率(ADCCHO)來估算。公式如下：

TSW以及N、P污染物分別由干物質(zhì)、粗蛋白(ADC 81%)、磷(ADC 68%)的表觀消化率估算?？上晌镔|(zhì)含量為可消化粗蛋白、脂肪(ADC 90%),碳水化合物(ADC 60%)和灰分(ADC 50%)的總和。

2　結(jié)果

2.1　生長階段的劃分

為了預(yù)測異育銀鯽的生長趨勢, 本研究共收集了98篇文獻(xiàn)中的420個異育銀鯽生長數(shù)據(jù)(異育銀鯽體重范圍0.2—550 g), 并根據(jù)上述公式分別計算SGR、DGC、TGC、ADG的值。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在用TGC模型計算其生長速率時, 異育銀鯽在其生長周期中的生長性能具有一定的規(guī)律(圖1), 分段性分析不同體重異育銀鯽的積溫系數(shù), 發(fā)現(xiàn)異育銀鯽在其生長周期中含有2個異速生長點(diǎn)(兩條線段之間的交點(diǎn)), 根據(jù)該點(diǎn)的位置, 可將異育銀鯽的生長周期劃分為3個階段(圖2)： 0.25—13.1 g (第一階段)、13.1—172.8 g (第二階段)、＞172.8 g (第三階段)。圖1和圖2中各種參數(shù)(斜率、系數(shù)、異速生長點(diǎn))均使用工具Excel 2013確定。

2.2　生長模型的選擇

異育銀鯽在不同生長階段的各個子模型的最適體重指數(shù)(1-b)存在顯著差異。在第一生長期, 異速生長模型SGR、DGC、TGC 和調(diào)整后的TGC模型(2.4—35.0)的殘差平方和明顯低于ADG模型(316.2)(表1、圖3A), 因而能比線性模型更好的預(yù)測異育銀鯽的生長情況。在第二生長期, 只有指數(shù)調(diào)整為0.27的TGC模型(RSS為39)預(yù)測效果明顯比其他任何模型更好(RSS為282—18122)(表1、圖3B)。在第三生長期, ADG和指數(shù)調(diào)整為1的TGC模型(相當(dāng)于是一個線性函數(shù))的預(yù)測效果相同(RSS都為508), 但明顯優(yōu)于SGR (RSS= 87711)、DGC(RSS=40700)和TGC (RSS=40700)模型(表1、圖3C)。因此, 只有校正后的TGC模型能夠最好的預(yù)測整個生長周期的生長速率。

2.3　魚體生化成分

圖1　不同生長階段異育銀鯽積溫系數(shù)Fig. 1　Thermal-unit growth coefficient (TGC) of the gibel carp on different growth stages

圖2　分段性分析不同體重鯽魚的積溫系數(shù)Fig. 2　Piecewise linear analysis of the thermal-unit growth coefficient (TGC) as a function of body weight (BW)

異育銀鯽在體重小于2 g時, 其相對體成分隨著體重的變化具有顯著差異, 在體重大于2 g時, 體重與體化學(xué)成分如BWat (-0.03)、BP (0.0008)、BL(0.0053)和BA (0.0092)之間的回歸方程斜率都接近于0 (圖4)。因此, 簡單的等速線性方程可以有效估計異育銀鯽BP (圖5a)、BL (圖5b)、BA (圖5c)和GE (圖5d)含量。當(dāng)分別用對數(shù)方程和等速線性方程來預(yù)測不同體重的異育銀鯽體化學(xué)成分時發(fā)現(xiàn),除BP的預(yù)測效果相同外, 在BL、BA和GE的預(yù)測中, 等速線性方程都優(yōu)于對數(shù)方程(方程1—4, 表2)。此外, 在異育銀鯽體重為1—180 g的時候(方程5), 魚體內(nèi)磷含量同樣也隨著魚體體重呈等速增加。

2.4　各種能量的估計

異育銀鯽生化成分組成、HeE、HiE、UE+ZE以及DE需求量的計算公式見表3。由方程6可看出, 異育銀鯽HeE除與體重直接相關(guān)外, 還與水溫具有一定的關(guān)系。當(dāng)水溫在一定范圍內(nèi)時, 異育銀鯽的HeE隨水溫的增加而增加。另外, 研究還發(fā)現(xiàn),異育銀鯽攝食活動產(chǎn)生的HiE與RE和HeE之間呈正相關(guān)關(guān)系(圖6, 方程7); UE +ZE則與IE和DE密切相關(guān), 為3.8% 的RE+HeE+HiE (圖6b, 方程8)。

2.5　模型驗證, 攝食率和污染物排放

驗證該模型的數(shù)據(jù)主要來自公安崇湖漁場(中國, 荊州)。模型的驗證使用異育銀鯽體重與飼料系數(shù)(FCR)的實(shí)際觀測值和模型預(yù)測值之間的相關(guān)關(guān)系來比較, 研究發(fā)現(xiàn)魚體濕重、體重增量和FCR在實(shí)際值和預(yù)測值之間顯著相關(guān)(R2分別為0.998和0.857,P＜0.001)(圖7)。

表1　異育銀鯽在3個不同生長階段SGR、DGR、ADG、TGC以及調(diào)整后的TGC體重系數(shù)和殘差平方和Tab. 1　The regression coefficients, body weight (BW) exponents and residual sum squares (RSS) of specific growth rate (SGR), daily growth coefficient (DGC), linear, thermal-unit growth coefficient (TGC) and revised TGC models for the nursery, pre-grow out and grow out stages of gibel carp

圖3　不同生長模型的比較-分別用SGR、DGC、ADG、TGC和Rev. TGC這幾種生長模型來描述異育銀鯽的生長Fig. 3　Comparison of different growth models of SGR, DGC,ADG, TGC and Rev. TGC model describes the growth of gibel carp

從表4可看出, 異育銀鯽攝食率隨體重的增加而下降, 在體重為1 g時每條鯽魚每天攝食率約為4%, 而當(dāng)其體重為500 g時, 攝食率降到了0.8%。異育銀鯽總固體廢物排放量和總可溶性含氮廢物預(yù)測排放量見表5, 經(jīng)估算, 對于體重為0.25—506 g的異育銀鯽, 每消耗1 kg飼料以及每生產(chǎn)1 kg異育銀鯽, 所排放的總固態(tài)廢物分別為282和419 kg。

3　討論

以往的魚類生物能量學(xué)模型大多是建立在天然餌料基礎(chǔ)上的[21,22]。現(xiàn)如今, 隨著飼料加工行業(yè)的不斷發(fā)展, 超過80%的異育銀鯽養(yǎng)殖都依靠商業(yè)配合飼料。因此, 在人工飼料投喂的基礎(chǔ)上構(gòu)建飼料需求模型, 對于提升水產(chǎn)養(yǎng)殖中的經(jīng)濟(jì)效益, 降低養(yǎng)殖中的廢物排放有重大意義。近年來, 已有一些研究者開始嘗試在生物能量學(xué)的基礎(chǔ)上構(gòu)建一些飼料需求模型, Trung等[12]在2011年首次利用營養(yǎng)模型, 對集約化養(yǎng)殖條件下尼羅羅非魚(Tilapia nilotica)的飼料需求進(jìn)行預(yù)測, 隨后Chowdhury等[3]構(gòu)建了羅非魚的復(fù)合性營養(yǎng)模型, 有效的評估了商業(yè)養(yǎng)殖中羅非魚飼料需求以及廢物排放量。本文基于生物能量學(xué)方法建立了異育銀鯽生長、飼料需求以及污染排放模型。采用TGC模型, 參照Dumas等[19]方法, 將異育銀鯽的生長周期分為了3個階段： 第一生長期(＜13.1 g)、第二生長期(13.1—172.8 g)和第三生長期(＞172.8 g)。

3.1　生長模型

圖4　異育銀鯽魚體化學(xué)組成及能量與體重的關(guān)系Fig. 4　Whole body chemical composition and gross energy of gibel carp in relation to body weight

圖5　異育銀鯽體重和魚體蛋白質(zhì)(4a和4e)、脂肪 (4b和4f)、灰分 (4c和4g)和生長能 (4d和4h)之間的等距和對數(shù)回歸分析Fig. 5　Isometric and allometric relationship between whole body mass and body protein (4a and 4e), lipid (4b and 4f), ash (4c and 4g) and gross energy (4d and 4h)

許多魚類在不同生長階段存在異速生長點(diǎn)[23,24],需要找出異速生長點(diǎn)并對生長模型進(jìn)行調(diào)整。Dumas等[19]根據(jù)虹鱒(Oncorhynchus mykiss)在不同階段生長速率的不同, 將虹鱒生長周期劃分為3個階段。這表明用單個系數(shù)或體重指數(shù)的模型來描述魚類的整個生命周期的生長特征并不是非常適用的。同時Dumas的研究表明, 只有當(dāng)魚體重量在20—500 g之間, 原有生長指數(shù)為1/3的TGC模型才具有較好的預(yù)測效果。Chowdhury等[3]對羅非魚(Oreochromis spp.)的生長模型研究表明, 在第二生長期和第三生長期, 采用迭代法不斷調(diào)整TGC模型的系數(shù)和指數(shù)后, TGC模型比單一的指數(shù)模型更加精確。生長指數(shù)為1/3的TGC模型只適用于體重小于30 g的羅非魚, 隨著魚體重量的增加, 其生長指數(shù)(1-b)的數(shù)值也會呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢, 隨著魚體重量的無限增加, 該指數(shù)(1-b)的理論數(shù)值會趨近1。本文對異育銀鯽的研究結(jié)果和羅非魚的研究結(jié)果一致, 但具體系數(shù)值和羅非魚的研究存在較大的差異, 這可能是由于不同魚類的生長潛力不同而導(dǎo)致的。本文對異育銀鯽的研究發(fā)現(xiàn), 在第一生長期,各模型的預(yù)測值和觀測值之間的殘差平方和差別不大, 但是隨著異育銀鯽體重的增加, 不同模型的預(yù)測值和實(shí)際觀測值之間的殘差平方和差異明顯,相似的結(jié)果也出現(xiàn)在羅非魚[3]、虹鱒[19]和草魚(Ctenopharyngodon idellus)[25]的研究中。針對以上結(jié)論, 在異育銀鯽的生長預(yù)測模型中, 采用迭代法調(diào)整生長系數(shù)和生長指數(shù)后的TGC模型能夠比其他模型(ADG、DGC、SGR和TGC)有更好的預(yù)測效果(預(yù)測值和觀測值之間的殘差平方和最小)。

表2　線性方程和對數(shù)方程(體重與BP、BL、BA和GE)預(yù)測值與實(shí)際觀測值的殘差平方和(RSS)Tab. 2　Residual sum squares (RSS) of the isometric and allometric regression analysis of body weight with body protein,lipid, ash and gross energy as predictors

3.2　異育銀鯽飼料需求模型

魚類營養(yǎng)需求模型需要準(zhǔn)確的反映魚類對各營養(yǎng)成分的需求范圍以及蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)和水等對魚類體重增加做出的貢獻(xiàn)。異速生長方程(Y=a×BWb)已被很多學(xué)者用來描述魚體體重和其化學(xué)成分之間的關(guān)系[6,7,10,26]。為了預(yù)測異育銀鯽魚體化學(xué)成分, 本研究對異速生長和等速生長模型都進(jìn)行了實(shí)驗驗證。研究結(jié)果表明, 在水體溫度、魚類大小、飼料成分和投喂水平具有差異的情況下, 簡單的等速線性模型仍然可以有效的在實(shí)踐中描述魚體質(zhì)量和魚體生化成分之間關(guān)系。研究結(jié)果還表明, 異育銀鯽體內(nèi)脂質(zhì)增加是等速的, 這與羅非魚[3]和草魚[25]的研究結(jié)果一致, 但與虹鱒[19]中脂質(zhì)的異速生長不同。

表3　異育銀鯽生化成分組成、基礎(chǔ)代謝、增值熱、排泄代謝能以及消化能需求量方程Tab. 3　The equations for the estimation of body chemical composition, basal metabolism, heat requirement of feeding, urinary-branchial excretion and digestible energy requirement

圖6　熱增能(HiE)、排泄能(UE+ZE)與其他能量之間的關(guān)系Fig. 6　The relationship between heat increment of feeding (HiE), urine and gills energy (UE+ZE) and other energy

圖7　異育銀鯽日均增長率的觀測值和預(yù)測值(a1)和體重的觀測值和預(yù)測值關(guān)系圖(a2); 飼料轉(zhuǎn)化率的觀測值和預(yù)測值(b1)以及它們之間關(guān)系圖(b2)Fig. 7　Observed and predicted average daily gain (g) of gibel carp (a1) and the relation between observed and predicted body weight (g)(a2); Observed and predicted feed conversion ratio of gibel carp (b1) and the relation between them (b2)

表4　在水溫為26℃的條件下體重為1—500 g異育銀鯽日均飼料需求量(%體重)Tab. 4　General daily feeding rates (%BW) of gibel carp reared at 26℃ growing from 1—500 g

3.3　能量收支和廢物排放模型

動物需要不斷供應(yīng)能量才能維持機(jī)體的各項生命活動。HeE是動物維持生命器官所有活動最基礎(chǔ)的能量, 魚類HeE和魚類體重以及水溫有直接關(guān)系[27]。本研究異育銀鯽的各種能量代謝數(shù)據(jù)均來自于已發(fā)表的文獻(xiàn)。通過計算魚體RE、HeE、HiE以及UE+ZE, 可以估算出異育銀鯽的DE, 從而確定異育銀鯽飼料需求量。結(jié)合表4、表5估算,對于體重為0.25—506 g的異育銀鯽, 每生產(chǎn)1 kg魚,其DE需求量約為： 1.94×104kJ, 飼料需求量為1.47 kg。

有研究表明, 一些簡單的指數(shù)方程如HeE=(a+bT)×BW0.8可以用來描述溫度對魚類HeE的影響[3,4,25,28]。相比RE, 擁有較小標(biāo)準(zhǔn)誤差SE(±0.015)的HeE能更好的預(yù)測HiE。而如果使用RE+HeE作為因變量, 則精度可以進(jìn)一步增加[SE±0.004; 圖6, 方程(8)]。異育銀鯽的HiE分別約為98% HeE、1.5 RE或60% (RE+HeE), 約占總DE攝入量的三分之一, 這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于羅非魚、虹鱒和其他物種中觀察到的值。在Kaushik等[29]的研究中虹鱒的HiE約等于60% HeE; 對于鯛魚(Sparus aurata)和多寶魚(Scophthalmus maximus), 它僅相當(dāng)于40% HeE[30]。這種特異性差異可能是不同品種魚類的生長潛力不同導(dǎo)致的。本研究中異育銀鯽UE+ZE的估算結(jié)果與羅非魚[2]、虹鱒[27]十分相似約為4% (RE+HeE+HiE)。

表5　異育銀鯽固態(tài)廢物和可溶性廢物排放量Tab. 5　Output of solid and dissolved wastes of gibel carp

有研究發(fā)現(xiàn), 基于生物能量學(xué)基礎(chǔ)的營養(yǎng)模型同樣可以用來估算水產(chǎn)養(yǎng)殖的營養(yǎng)負(fù)荷[1,31—34], 在本研究中, 每噸飼料和每噸魚的總固體污染物排放量分別為282和419 kg, 這比羅非魚[3]的排放量(分別為331和432 kg/1000 kg)低, 但顯著高于虹鱒[35]的排放量(分別為220和250 kg/1000 kg)。這可能與魚類品種和飼料營養(yǎng)成分不同有關(guān)。本模型預(yù)測的FCR在整個生產(chǎn)周期中其預(yù)測值(1.47)與觀察值相一致(1.51), 表明該模型能夠高度有效的估計飼料的需求量和利用率。

4　結(jié)論

本研究擬合的異育銀鯽生長、飼料需求和污染排放模型是在收集文獻(xiàn)資料中飼料營養(yǎng)組成, 魚類生長速度和魚體的營養(yǎng)生化成分組成相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建的。該生物能量學(xué)模型考慮到了水溫對飼料需求量、魚類生長、代謝需求和排泄率的綜合影響。這一點(diǎn)在構(gòu)建魚類生長和飼料需求模型中極為重要, 因為當(dāng)魚類在不可控的養(yǎng)殖條件下時(如在湖泊、河流或池塘的網(wǎng)箱養(yǎng)殖中), 魚類可能會受到季節(jié)性和垂直水溫變化的影響, 從而導(dǎo)致魚類的各種生長、代謝指標(biāo)發(fā)生較大差異, 造成模型的準(zhǔn)確度明顯下降。

在本研究中, 魚體濕重、體重增量和FCR在實(shí)際值和預(yù)測值之間的高度相似證明該模型可以有效的估計異育銀鯽在實(shí)際養(yǎng)殖中的飼料需求量和污染物排放量。然而, 在特定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下,為使結(jié)果更加精確, 還需要利用以往該養(yǎng)殖條件下的周年連續(xù)采樣獲得的數(shù)據(jù)重新調(diào)整增長模型。

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