彭志蘭,李凌剛,鄭圓圓,3,李偉業(yè),柳敏海,3
(1.浙江萬(wàn)里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院,浙江省水產(chǎn)種質(zhì)資源高效利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江寧波 315100;2.浙江省舟山市水產(chǎn)研究所,浙江舟山 316000;3.浙江萬(wàn)里學(xué)院海洋生物種業(yè)研究院,浙江寧波 315100)
條紋鋸鮨(Centropristisstriata)隸屬于鮨科(Serranidae),石斑魚(yú)亞科(Serraninae),鋸鮨屬,俗稱(chēng)美洲黑石斑[1]。其抗病能力強(qiáng)、生長(zhǎng)快、刺少、肉質(zhì)鮮美,是非常適合工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的優(yōu)良品種[2]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外有關(guān)條紋鋸鮨的研究主要集中在生態(tài)習(xí)性、生殖與繁育、營(yíng)養(yǎng)與飼料、育苗與養(yǎng)殖等方面[3-8],有關(guān)胃排空特征和適宜投喂頻率的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。胃排空率(gastric evacuation rate,GER)是指攝食后食物從胃中排出的速率。魚(yú)類(lèi)胃排空的快慢會(huì)影響攝食量、食物消化率和生理代謝水平;也可當(dāng)做一種有效的速測(cè)指標(biāo)用于評(píng)價(jià)魚(yú)類(lèi)的投喂效果。胃排空快慢與魚(yú)類(lèi)食欲恢復(fù)之間存在著密切的關(guān)系,胃排空后食欲恢復(fù),此時(shí)投喂飼料可以增加攝食量,提高飼料的利用率[9-10]。另一方面,投喂頻率是影響魚(yú)類(lèi)攝食、生長(zhǎng)、存活以及飼料轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)的重要因子之一,也是影響水質(zhì)狀況、養(yǎng)殖生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的重要因素[11-14]。開(kāi)展魚(yú)類(lèi)適宜投喂頻率的研究,有助于建立合理的投喂模式,從而取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[15]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究條紋鋸鮨胃排空率和不同投喂頻率對(duì)其生長(zhǎng)、存活率、飼料系數(shù)、營(yíng)養(yǎng)成分及酶活性等指標(biāo)的影響,確定條紋鋸鮨最適投喂頻率,以期為該品種營(yíng)養(yǎng)生理研究和養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)踐提供參考。
實(shí)驗(yàn)用魚(yú)為浙江省舟山市水產(chǎn)研究所同一批孵化的條紋鋸鮨。隨機(jī)挑選體質(zhì)健康、規(guī)格相近的5月齡條紋鋸鮨2 500尾,體質(zhì)量為(40.38±0.18)g,體長(zhǎng)為(9.53±0.09)cm。
1.2.1 胃排空率實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)用魚(yú)飼養(yǎng)在直徑1.5 m×高1.2 m的圓形玻璃鋼養(yǎng)殖桶內(nèi),有效水位1 m;流水養(yǎng)殖,平均流速3.2 L·min-1,微充氣;水溫22℃(最適養(yǎng)殖溫度)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前2 d停止喂食,使其胃排空(隨機(jī)取10尾魚(yú)解剖觀察,確定所有魚(yú)胃內(nèi)無(wú)殘余飼料)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)平行,每個(gè)平行200尾魚(yú)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)投喂石斑魚(yú)膨化浮性配合飼料(粗蛋白48%、粗脂肪10%、粗灰分11%,能量14.37 MJ·kg-1),使所有的魚(yú)充分?jǐn)z食。投喂30 min后,觀察養(yǎng)殖桶內(nèi)若有飼料剩余,則結(jié)束投喂并撈出殘餌。從0 h開(kāi)始計(jì)時(shí),隨機(jī)取出10尾魚(yú)解剖用于分析飼料攝入量,此后每隔2 h取1次樣,取樣方法同第1次取樣。
1.2.2 投喂頻率實(shí)驗(yàn)
設(shè)置4個(gè)不同的投喂頻率處理組,每組3個(gè)平行。各組的投喂頻率與投喂時(shí)間見(jiàn)表1。
表1 條紋鋸鮨的投喂頻率與投喂時(shí)間Tab.1 Feeding frequency and feeding time of C.striata
實(shí)驗(yàn)用魚(yú)飼養(yǎng)在直徑1.5 m×高1.2 m的圓形玻璃鋼養(yǎng)殖桶內(nèi),有效水位1 m,每個(gè)養(yǎng)殖桶放養(yǎng)魚(yú)100尾。養(yǎng)殖條件:流水養(yǎng)殖,平均流速3.2 L·min-1,水溫保持在22~26℃,溶解氧(DO)6 mg·L-1,鹽度25~27,自然光照。每天投喂魚(yú)體質(zhì)量2%~3%的石斑魚(yú)膨化浮性飼料(粗蛋白48%、粗脂肪10%、粗灰分11%,能量14.37 MJ·kg-1),觀察攝食情況,使其飽食而無(wú)剩余,記錄攝食飼料質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間8周。
用100 mg·L-1MS-222麻醉劑麻醉實(shí)驗(yàn)用魚(yú),測(cè)定全長(zhǎng)、體長(zhǎng)和體質(zhì)量。而后解剖取出魚(yú)胃,用濾紙吸干表面水分,稱(chēng)重;再解剖取出胃內(nèi)含物,用蒸餾水清洗胃,用濾紙吸干胃表面水分,稱(chēng)重;2次所得質(zhì)量差值即為胃內(nèi)含物質(zhì)量(濕重)。取每次所得胃內(nèi)含物質(zhì)量的平均值作為該取樣時(shí)間段魚(yú)胃內(nèi)含物質(zhì)量。
投喂頻率實(shí)驗(yàn)開(kāi)始及結(jié)束時(shí)均提前1 d停止投喂,對(duì)各組實(shí)驗(yàn)用魚(yú)進(jìn)行計(jì)數(shù)、稱(chēng)重,并計(jì)算增重率和特定生長(zhǎng)率。統(tǒng)計(jì)投喂量,計(jì)算飼料系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,從每個(gè)養(yǎng)殖桶中隨機(jī)取5尾魚(yú)用于測(cè)定主要營(yíng)養(yǎng)成分:采用直接干燥法測(cè)定水分含量(GB/T 5009.3-2016),凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白質(zhì)含量(GB/T 5009.5-2016),索氏抽提法測(cè)定粗脂肪含量(GB/T 5009.6-2016),灼燒稱(chēng)重法測(cè)定灰分含量(GB/T 5009.4-2016)。從每個(gè)養(yǎng)殖桶中隨機(jī)取10尾魚(yú)用于測(cè)量體質(zhì)量、體長(zhǎng)等。從每個(gè)養(yǎng)殖桶中隨機(jī)取3尾魚(yú),用100 mg·L-1MS-222麻醉劑麻醉后,在魚(yú)尾部采集靜脈血,將尾靜脈血混合后,在4℃條件下靜置4 h,2 000 r·min-1離心10 min,取血清,測(cè)定血清總蛋白、白蛋白、球蛋白、谷丙轉(zhuǎn)氨酶及谷草轉(zhuǎn)氨酶等指標(biāo),試劑盒購(gòu)自南京建成生物科技有限公司,用美國(guó)貝克曼CX-4型自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血清相關(guān)指標(biāo)。
1.3.1 最佳胃排空數(shù)學(xué)模型擬合
采用胃排空率研究中最常用的3種數(shù)學(xué)模型——指數(shù)模型、線性模型和平方根模型分別擬合胃內(nèi)含物質(zhì)量的變化規(guī)律[16],計(jì)算公式分別為:
式中,Y為瞬時(shí)胃內(nèi)含物濕重百分比=胃內(nèi)含物濕重(g)/魚(yú)體質(zhì)量(g)×100%;B為胃排空率;t為攝食后時(shí)間(h);A為常數(shù)。通過(guò)比較各擬合模型的相關(guān)系數(shù)(R2)、殘差平方和(RSS)及殘差標(biāo)準(zhǔn)差(SDR)來(lái)選擇胃排空最佳數(shù)學(xué)擬合模型。
1.3.2 投喂頻率實(shí)驗(yàn)相關(guān)生長(zhǎng)與生理生化指標(biāo)參數(shù)統(tǒng)計(jì)
相關(guān)計(jì)算公式如下:
式中,Wb為魚(yú)體質(zhì)量(g);L為魚(yú)體長(zhǎng)(cm);Wt為實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)體質(zhì)量(g);W0為實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)體質(zhì)量(g);t為實(shí)驗(yàn)時(shí)間(d);F為攝食量(g)。
1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示,用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,不同處理間數(shù)據(jù)采用單因素方差分析(one-way ANOVA),用Duncan法進(jìn)行多重比較,P<0.05表示差異性顯著。
在水溫22℃條件下,條紋鋸鮨攝食后瞬時(shí)胃含物濕重百分比變化見(jiàn)圖1。從圖1可見(jiàn),條紋鋸鮨胃含物濕重百分比在攝食后4 h里明顯下降,隨后下降速率變緩。在14 h時(shí)有少部分個(gè)體的胃已排空,24 h時(shí)均完全排空;條紋鋸鮨平均胃排空率為0.185 g·h-1,其50%和80%胃排空時(shí)間分別為6 h和14 h左右,排空速率先快后慢。用指數(shù)模型、線性模型和平方根模型分別擬合條紋鋸鮨胃排空實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表2),根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,各擬合曲線按相關(guān)系數(shù)大小排列依次為:平方根模型>線性模型>指數(shù)模型;各擬合曲線按殘差平方和與殘差標(biāo)準(zhǔn)差大小排列依次為:指數(shù)模型>線性模型>平方根模型。綜合來(lái)看,3種模型中平方根模型擬合效果最好,可以定量描述條紋鋸鮨胃排空曲線。
圖1 條紋鋸鮨瞬時(shí)胃含物濕重百分比變化Fig.1 Change dynamics of percetage of instand gastric content wet weight of Centropristis striata
表2 條紋鋸鮨胃排空曲線數(shù)學(xué)模型Tab.2 Mathematical model for gastric evacuation curve of C.striata
如表3所示,各組的終末體質(zhì)量、增重率、特定生長(zhǎng)率和肥滿度隨著投喂頻率增加而增加,且F1組與其他各組差異顯著(P<0.05)。飼料系數(shù)隨投喂頻率增加先降低后升高,其中F1組最高,F(xiàn)2組最低,且分別與其他兩組差異顯著(P<0.05)。攝食率隨投喂頻率增加先降低后升高,其中F2組最低,F(xiàn)4組最高,兩組間差異顯著(P<0.05)。蛋白質(zhì)效率和蛋白質(zhì)生產(chǎn)值隨投喂頻率的增加而降低,其中蛋白質(zhì)生產(chǎn)值各組間差異顯著(P<0.05)。
表3 投喂頻率對(duì)條紋鋸鮨生長(zhǎng)性能和飼料利用的影響Tab.3 Effects of feeding frequency on growth performance and feed utilization of C.striata
如表4所示,隨著投喂頻率的增加,魚(yú)體水分值呈現(xiàn)下降趨勢(shì),其中,F(xiàn)1組最高且與其他各組差異顯著(P<0.05)?;曳种惦S投喂頻率的增加而降低,F(xiàn)1組與F2組之間差異不顯著(P>0.05),分別與F3、F4組差異顯著(P<0.05)。粗蛋白值隨投喂頻率的增加而降低,其中F1組與F4組之間差異顯著(P<0.05)。粗脂肪值隨投喂頻率的增加而升高,且各組間差異顯著(P<0.05)。
表4 投喂頻率對(duì)條紋鋸鮨體成分的影響Tab.4 Effects of feeding frequency on body composition of C.striata
如表5所示,血清總蛋白值F1組最低且與其他各組差異顯著(P<0.05)。血清白蛋白各組間沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)。血清球蛋白值F1組顯著低于F2、F4組(P<0.05)。血清葡萄糖值隨投喂頻率的增加而升高,F(xiàn)4組與其他各組差異顯著(P<0.05)。血清總膽固醇值F1組最低且與其他各組差異顯著(P<0.05)。血清甘油三酯值隨投喂頻率的增加而升高,F(xiàn)1組與其他各組差異顯著(P<0.05)。血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶值均隨投喂頻率增加先升高后降低,且F3組均為最高。
表5 投喂頻率對(duì)條紋鋸鮨血清生化指標(biāo)的影響Tab.5 Effects of feeding frequency on serum biochemical indicators of C.striata
胃排空率可以定義為:魚(yú)類(lèi)攝食后,食物從胃排到腸道的速率,是研究魚(yú)類(lèi)生理生態(tài)和能量學(xué)的一個(gè)必需且重要的參數(shù)[9]。胃排空與魚(yú)類(lèi)食欲恢復(fù)之間存在著密切的聯(lián)系,在食欲恢復(fù)時(shí)投喂飼料可以增加攝食量,提高飼料的利用率[10]。魚(yú)類(lèi)胃排空的方式主要有3種類(lèi)型:第1種類(lèi)型主要見(jiàn)于攝食細(xì)小、分散、低能量食物(如浮游生物)的魚(yú)類(lèi),其攝食后胃內(nèi)食物快速進(jìn)入腸道,初始胃排空速度較快,隨后排空速度迅速降低;第2種類(lèi)型主要見(jiàn)于大型肉食性魚(yú)類(lèi),攝食后胃內(nèi)含物質(zhì)量隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈線性下降;第3種類(lèi)型表現(xiàn)為胃排空速度先慢后快再變慢,最后排空曲線變平,可認(rèn)為是由食物中不可消化的殘余部分引起的[17]。表6中列出了部分魚(yú)類(lèi)在不同條件下胃排空曲線數(shù)學(xué)模型。體質(zhì)量分別為1.78 g、8.52 g的許氏平鲉(Sebastesschlegelii)幼魚(yú)的平均胃排空率分別約為0.007 g·h-1、0.047 g·h-1;其達(dá)到50%和99%胃排空的理論時(shí)間分別為攝食后10 h和23 h、12 h和30 h[18]。饑餓會(huì)明顯降低南方鯰(Silurusmeridionalis)幼魚(yú)的胃排空率并延長(zhǎng)胃排空時(shí)間[19]。綠鰭?cǎi)R面鲀(Thamnaconusseptentrionalis)胃內(nèi)飼料在飽食投喂10 h左右后完全排空,達(dá)到投喂前水平,80%胃排空時(shí)間為6 h[20]??梢钥闯?,魚(yú)類(lèi)胃排空率除了受到自身生理狀況影響外,還受食物種類(lèi)、食物理化性質(zhì)、攝食頻率、溫度、饑餓時(shí)間以及魚(yú)體大小等因素的影響[17]。本實(shí)驗(yàn)在水溫22℃條件下,條紋鋸鮨平均胃排空率為0.185 g·h-1,其50%和80%胃排空時(shí)間分別為6 h和14 h左右,排空速度先快后變慢。本實(shí)驗(yàn)采用的干顆粒飼料,粒徑較大,魚(yú)攝食后在胃部會(huì)吸水膨脹,其中難以消化或消化速度較慢的組分會(huì)留在消化道內(nèi),因此呈現(xiàn)后期排空過(guò)程變慢的現(xiàn)象。
表6 不同魚(yú)類(lèi)在不同條件下的胃排空曲線數(shù)學(xué)模型Tab.6 Mathematical model for gastric evacuation curve of different fishes under different conditions
研究投喂頻率有助于建立合理的養(yǎng)殖投喂策略,從而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益[14]。投喂頻率過(guò)低,會(huì)降低魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)性能;投喂頻率過(guò)高,則會(huì)降低飼料效率、增加養(yǎng)殖成本,并惡化養(yǎng)殖環(huán)境[15]。已有研究表明,星斑川鰈(Platichthys stellatus)隨著投喂頻率的增加,增重率、特定生長(zhǎng)率和攝食率等均顯著增高(P<0.05);且攝食率隨著投喂頻率的改變而變化,與飼料系數(shù)不相關(guān)[21]。虹鱒(Salmogairdneri)生長(zhǎng)率隨投喂頻率增加而增高,與攝食率無(wú)關(guān)[22]。本實(shí)驗(yàn)中,F(xiàn)1組攝食率與F2、F3組差異不顯著(P>0.05),F(xiàn)4組最高且與其他各組差異顯著(P<0.05)。條紋鋸鮨生長(zhǎng)率隨著投喂頻率的增加而增高,這與對(duì)大黃魚(yú)(Larimichthyscrocea)的研究結(jié)果相似[23],說(shuō)明適當(dāng)增加投喂次數(shù)有利于魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)。2次·d-1、3次·d-1和4次·d-1的投喂頻率對(duì)30 d和60 d時(shí)大口黑鱸(Micropterussalmoides)的終末體質(zhì)量、增重率、特定生長(zhǎng)率和飼料系數(shù)無(wú)顯著影響(P>0.05),這表明投喂頻率為2次·d-1時(shí),已能夠滿足大口黑鱸生長(zhǎng)和發(fā)育對(duì)營(yíng)養(yǎng)和能量的需求;而120 d時(shí),2次·d-1組魚(yú)的生長(zhǎng)率顯著高于3次·d-1組和4次·d-1組(P<0.05),表明高投喂頻率降低了生長(zhǎng)率[24]。魚(yú)類(lèi)腸道較短,高投喂頻率會(huì)導(dǎo)致飼料尚未充分消化就快速排出,對(duì)其行為、生理及生長(zhǎng)產(chǎn)生消極影響[25]。
本實(shí)驗(yàn)中,條紋鋸鮨增重率和特定生長(zhǎng)率均是F4組最高,但F4組與F2、F3組差異不顯著(P>0.05),長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)高頻率投喂是否會(huì)引起生長(zhǎng)率降低還有待于進(jìn)一步的研究。
隨著投喂頻率的增加,條紋鋸鮨水分、灰分、粗蛋白值均呈現(xiàn)降低趨勢(shì);粗脂肪值隨投喂頻率的增加而升高,這與大口黑鱸魚(yú)體脂肪值隨著投喂頻率增加而升高的研究結(jié)果類(lèi)似[26]。高投喂頻率會(huì)使魚(yú)類(lèi)將除用于自身生長(zhǎng)發(fā)育需要以外的過(guò)量能量轉(zhuǎn)化為脂肪,并儲(chǔ)存在肝臟和肌肉中,導(dǎo)致魚(yú)體內(nèi)脂肪含量的升高。蛋白質(zhì)效率和蛋白質(zhì)生產(chǎn)值隨投喂頻率的增加而降低,蛋白質(zhì)生產(chǎn)值各組間差異顯著(P<0.05),這與對(duì)星斑川鰈[21]、大黃魚(yú)[23]的研究結(jié)果一致。本實(shí)驗(yàn)中,條紋鋸鮨水分值隨投喂頻率增加而降低,這與對(duì)團(tuán)頭魴[27](Megalobramaamblycephala)和花鱸(Lateolabraxmaculatus)[28]的研究結(jié)果一致。而大口黑鱸不同組之間魚(yú)體水分含量無(wú)差異[26],說(shuō)明投喂頻率對(duì)成分的影響可能與種類(lèi)、生長(zhǎng)階段等也有關(guān)。F1組血清總蛋白和總膽固醇值最低,與其他各組差異顯著(P<0.05),表現(xiàn)出營(yíng)養(yǎng)不良特征;葡萄糖值隨投喂頻率的增加而升高,F(xiàn)4組與其他各組差異顯著(P<0.05);甘油三酯值隨投喂頻率的增加而升高,F(xiàn)1組與其他各組差異顯著(P<0.05),說(shuō)明隨著投喂頻率的增加,攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)多,肝臟內(nèi)脂肪開(kāi)始累積。肌酐各組間差異不顯著(P>0.05);谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶值均隨投喂頻率增加先升后降,F(xiàn)3組均為最高,說(shuō)明過(guò)低或過(guò)高的投喂頻率均會(huì)影響肝臟代謝能力,但是會(huì)否對(duì)魚(yú)體肝臟造成損傷還有待于進(jìn)一步研究。
魚(yú)類(lèi)最適投喂頻率因種類(lèi)、規(guī)格、生長(zhǎng)階段的不同而存在差異。林艷等[27]研究表明,初始體質(zhì)量為1.007g的團(tuán)頭魴幼魚(yú)的投喂頻率以每天5次為宜,初始體質(zhì)量為54.52 g的星斑川鰈幼魚(yú)的適宜投喂頻率為2次·d-1(周日不投)[21];而印度野鯪(Labiorohita)和南亞野鯪(Labeo rohita)則是1次·d-1的投喂頻率即可滿足其生長(zhǎng)需求[29]。本實(shí)驗(yàn)中,投喂頻率2次·d-1組飼料系數(shù)最低,而其增重率與投喂3次·d-1和4次·d-1組沒(méi)有顯著差異(P>0.05)。綜合考慮胃排空率、生長(zhǎng)性能、飼料利用、營(yíng)養(yǎng)成分等指標(biāo),在本實(shí)驗(yàn)條件下,條紋鋸鮨幼魚(yú)的適宜投喂頻率為2次·d-1。
本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果為條紋鋸鮨胃排空方面的研究工作提供了基礎(chǔ)資料,但不同環(huán)境條件、不同養(yǎng)殖模式、不同規(guī)格的條紋鋸鮨的最佳胃排空模型還有待于進(jìn)一步研究,以更深入了解和掌握其食欲控制和消化機(jī)制,為條紋鋸鮨的養(yǎng)殖生產(chǎn)提供更好的參考。