楊喬喬，韓冰瑩，于博涵,3，賴杭桂，張家明,3

（1.海南大學(xué) 熱帶作物學(xué)院，海口 570228; 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶生物技術(shù)研究所，海口 571101;3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，南京 210059）

浮萍是浮萍科浮水植物，其分布范圍廣泛，全世界共有5個(gè)屬，分別是青萍屬(Lemna)、紫萍屬(Spirodela)、蘭氏萍屬(Landoltia)、蕪萍屬(Wolffia)和扁蕪萍屬(Wolfiella)，共37個(gè)種[1-2]，常見于河流、湖泊和稻田。目前浮萍已被認(rèn)為是潛力巨大的新型非糧生物質(zhì)原料之一，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，不僅可以入藥，還可以作為飼料。浮萍除了作為淡水魚飼料，還可凈化養(yǎng)殖水體[3]，但是鮮浮萍的含水量很高( 89%～91%)，且野生生長環(huán)境水體質(zhì)量較差，可能含有細(xì)菌和寄生蟲，因此，直接飼喂禽畜等動物有一定風(fēng)險(xiǎn)[4]。多年來，以色列和孟加拉國的農(nóng)民種植浮萍作為魚飼料，將烘干的浮萍出口到歐洲[5]。浮萍產(chǎn)量是大豆的10倍，可以在2～4 d增加1倍。烘干后其蛋白質(zhì)含量約為35%～50%，與大豆蛋白質(zhì)含量相當(dāng)，且種植成本低。我國在20世紀(jì)50年代就有將浮萍用于飼養(yǎng)草魚的文獻(xiàn)記載。將浮萍作為飼料養(yǎng)豬、鵝等畜禽及其他水產(chǎn)動物的研究也有報(bào)道[6]。據(jù)報(bào)道，將浮萍作為補(bǔ)充飼料養(yǎng)殖銀鯉、羅非魚等水生動物，能夠有效促進(jìn)魚的生長[7]。

羅非魚（Oreochromis mossambicus），俗稱非洲鯽魚，是世界水產(chǎn)業(yè)重要的慈鯛科淡水養(yǎng)殖魚類，被譽(yù)為未來動物性蛋白質(zhì)的主要來源之一[8]。絕大部分羅非魚是雜食性，有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。通常生活于淡水中，也能生活于不同鹽分含量的咸水中，能夠在面積狹小的水域中繁殖。近年來，羅非魚養(yǎng)殖場增多，行業(yè)競爭激烈。如何在為羅非魚提供適口飼料的同時(shí)降低養(yǎng)殖成本，是一個(gè)重要的課題。浮萍是淡水魚喜食的天然優(yōu)質(zhì)飼料，繁殖快，產(chǎn)量高，養(yǎng)殖成本低，是一種廉價(jià)的飼料源和蛋白源[4]，目前還沒有發(fā)現(xiàn)其含有對淡水魚不利的成分。本研究利用海南島本土高蛋白浮萍干粉，按不同比例添加到傳統(tǒng)飼料中，研究浮萍部分替代傳統(tǒng)飼料對羅非魚生長的影響，以期獲得一條降低飼料成本、促進(jìn)羅非魚生長的途徑。

1 材料與方法

1.1 高蛋白浮萍品種的篩選及大規(guī)模繁育在前期研究中，本實(shí)驗(yàn)室篩選到3個(gè)海南省本土高產(chǎn)浮萍品種，分別是紫萍DW2602、蘭氏萍DW2701及稀脈萍DW1301。浮萍經(jīng)過培養(yǎng)獲得生物質(zhì)后，測定其含水量、粗蛋白及氨基酸含量。綜合浮萍生長情況及營養(yǎng)成分，選擇最好的品種作為本試驗(yàn)飼料添加的原料。筆者將高蛋白浮萍品種從實(shí)驗(yàn)室無菌環(huán)境轉(zhuǎn)移到室外進(jìn)行適應(yīng)性培養(yǎng)后，再轉(zhuǎn)移到人工池塘內(nèi)養(yǎng)殖，每667 m2（畝）每月施用5 kg復(fù)合肥。

1.2 浮萍材料的收集與處理從人工水塘定期撈取的浮萍，用自來水清洗干凈，裝入網(wǎng)袋置于甩干機(jī)中甩干，然后在烘箱中60 ℃烘干。使用破壁機(jī)（JP05D-1300，蘇泊爾股份有限公司，中國浙江）將干浮萍打磨成粉，過0.42 mm網(wǎng)篩，裝入塑封袋于干燥柜中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 浮萍干粉的微生物指標(biāo)測定將浮萍干粉送海南省進(jìn)出口檢驗(yàn)檢疫局進(jìn)行微生物指標(biāo)測定。志賀氏菌按照國標(biāo)GB 4789.5—2012方法測定，沙門氏菌按照GB 4789.4—2016方法測定，霉菌總數(shù)按照GB 4789.15—2016第一法測定，菌落總數(shù)按照GB4789.2—2016方法測定。

1.4 不同添加比例的浮萍顆粒飼料制備以羅非魚養(yǎng)殖企業(yè)（漁場）常用的膨化配方飼料156（通威集團(tuán)，中國成都）為對照，本實(shí)驗(yàn)按照0、10%、15%、20%、25%和30%的比例在膨化配方飲料中添加浮萍干粉。添加浮萍干粉具體做法：將飼料156打碎磨粉，過0.42 mm網(wǎng)篩，分別按上述比例添加浮萍干粉，加入少量山梨酸鉀復(fù)配防腐劑（坤達(dá)生物有限公司，中國山東），混合均勻，加適量水后，用制粒機(jī)（MGD-120，中國廣東）重新制成直徑2 mm左右的顆粒飼料，烘干后用塑料袋密封保存于4 ℃。

1.5 浮萍添加量和投喂量對羅非魚生長的影響

將大小相近的尼羅羅非魚魚種（12.25±0.25) g，購自海南省澄邁縣山瓊村魚苗養(yǎng)殖場）分成54組（表1），每組6條，分池（45 L水）靜養(yǎng)1～2 d，用少量對照飼料開食。然后，分別投喂上述制備好的含浮萍0、10%、15%、20%、25%和30%的顆粒飼料，分別按照魚體質(zhì)量2.5%、3%和4%的投喂量飼喂，共18個(gè)處理。每個(gè)處理3次重復(fù)。每天定時(shí)投喂3次（9:00，13:00，17:30）。每10 d稱重1次，根據(jù)羅非魚生長情況相應(yīng)增加投喂量。依據(jù)天氣情況和水體質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)水體用氣泵增氧。除此之外，每個(gè)水池每2天換1/3的水，并清理糞便1次。實(shí)驗(yàn)周期為40 d。

表1 試驗(yàn)分組

1.6 羅非魚的生長指標(biāo)分析在養(yǎng)殖前測定魚種魚體質(zhì)量、長度并拍照記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后停喂1 d，再測定體質(zhì)量和長度，計(jì)算成活率、增重率、肥滿度。從每組抽選1條羅非魚解剖，測定其臟體比[9]。

1.7 最佳配比飼料的營養(yǎng)成分分析根據(jù)羅非魚生長情況，選擇實(shí)驗(yàn)中最優(yōu)浮萍飼料配比，將該浮萍飼料與購買的原始飼料的水中穩(wěn)定性以及營養(yǎng)成分如水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、賴氨酸、含硫氨基酸（蛋氨酸+胱氨酸）含量進(jìn)行測定分析。

1.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析浮萍原料及顆粒飼料的各項(xiàng)指標(biāo)檢測均按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。按SC/T 1077—2004標(biāo)準(zhǔn)做水中穩(wěn)定性的測定；按GB/T 6435—2014標(biāo)準(zhǔn)做含水量的測定；按GB/T 6438 —2007標(biāo)準(zhǔn)做灰分的測定；按GB/T 6432—2018標(biāo)準(zhǔn)做蛋白質(zhì)的測定[全自動凱氏定氮儀（Kjeltec8400，福斯分析儀器公司，丹麥）]；按GB/T 5009.6—2016標(biāo)準(zhǔn)做粗脂肪的測定；按GB/T 6434—2006標(biāo)準(zhǔn)做粗纖維的測定；按GB/T 18246—2019標(biāo)準(zhǔn)做氨基酸含量的測定。以上檢測均由海南省進(jìn)出口檢驗(yàn)檢疫局完成。

羅非魚的生長指標(biāo)計(jì)算如下：

增重率(WG)=(試驗(yàn)終魚體質(zhì)量-試驗(yàn)初魚體質(zhì)量)/試驗(yàn)初魚體質(zhì)量×100%[4]，

特定生長率(SGR/d)=(ln 試驗(yàn)終魚體質(zhì)量-ln試驗(yàn)初魚體質(zhì)量)/試驗(yàn)天數(shù)×100%[4]，

肥滿度(CF)=(試驗(yàn)終魚體質(zhì)量/試驗(yàn)終末魚體長)×100%[4]，

臟體比(HSI)=(試驗(yàn)終魚內(nèi)臟重/試驗(yàn)終魚體質(zhì)量)×100%[10]。

使用WPS2019和SPSS Statistics 17軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，差異顯著性分析使用新復(fù)極差法（Duncan法）[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 海南本地3個(gè)高產(chǎn)浮萍品種的營養(yǎng)成分分析DW1301、DW2602、DW2701是通過前期研究從海南本地200余份浮萍種質(zhì)資源中篩選出的高產(chǎn)品種。本研究測定了這3個(gè)品種的主要營養(yǎng)指標(biāo)（表2）。從表2可見，3個(gè)浮萍品種的蛋白質(zhì)含量都較高，其中紫萍DW2602的粗蛋白含量最高，達(dá)到44.52%，游離氨基酸和游離賴氨酸含量也最高，分別為16.23%和0.78%。DW2701粗蛋白含量最低（35.04%）。因此，筆者選擇DW2602作為進(jìn)一步研究材料。

表2 海南3個(gè)浮萍高產(chǎn)品種的主要營養(yǎng)成分%

2.2 浮萍原料微生物學(xué)檢測結(jié)果人工水塘養(yǎng)殖的紫萍DW2602干粉的微生物學(xué)檢測結(jié)果見表3。從表3可見，沙門氏菌、志賀氏菌未檢出，霉菌總數(shù)及菌落總數(shù)未超標(biāo)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，可以作為飼料的原料成分使用。

表3 紫萍干粉微生物學(xué)檢測結(jié)果

2.3 浮萍替代率和投喂量對羅非魚生長的影響

經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，投喂量為魚體質(zhì)量的4%時(shí)，每次投喂的飼料均有較多剩余。因此，終止了4%投喂量的所有處理。浮萍替代率為30%時(shí)，飼料外觀顏色較深，羅非魚進(jìn)食情況不理想，投喂的飼料也有較多剩余，分散在水中。因此，替代率為30%的處理也被終止。正式實(shí)驗(yàn)采用了0、10%、15%、20%、25%等5個(gè)替代率，以及2.5% 和3%兩個(gè)投喂量。

用10%～25%的浮萍替代傳統(tǒng)飼料飼喂羅非魚40 d，羅非魚成活率從92.5%提高到95%～100%（表4）。由表4可見，當(dāng)投喂量為魚體質(zhì)量3%時(shí)，所有浮萍替代比例的飼料在羅非魚增重率方面都優(yōu)于傳統(tǒng)飼料。替代率為20%時(shí)，羅非魚增重率最高，達(dá)到295.9%，比對照組提高了57.5%。替代率增加到25%時(shí)，羅非魚增重率與20%替代率相比有所下降，但仍比對照組增加49.6%。投喂量為魚體質(zhì)量2.5%時(shí)，也是20%替代率的羅非魚增重率最高，比投喂量為3%的傳統(tǒng)飼料的羅非魚增重率還高51.4%。因此，使用浮萍替代傳統(tǒng)飼料還可以在減少羅非魚養(yǎng)殖飼料用量的情況下，獲得更高產(chǎn)量。

表4 浮萍干粉替代傳統(tǒng)飼料對羅非魚生長的影響

用浮萍替代部分傳統(tǒng)飼料還能增加羅非魚特定生長率，減少肥滿度，降低臟體比。替代率為20%時(shí)，上述3個(gè)指標(biāo)最好（表4），在投喂量為魚體質(zhì)量3%時(shí)，特定生長率達(dá)到3.44%/d，比對照組提高30.3%；肥滿度為2.48%，比對照組下降6.4%；臟體比為8.47%，比對照組下降5.5%。

2.4 浮萍最佳替代飼料的營養(yǎng)價(jià)值及效用評價(jià)

由于用20%浮萍品種DW2602干粉替代傳統(tǒng)飼料飼喂羅非魚，取得最好的養(yǎng)殖結(jié)果，所以研究了20%浮萍替代飼料的營養(yǎng)價(jià)值（表5），結(jié)果表明，20%浮萍替代飼料各項(xiàng)指標(biāo)都符合國家標(biāo)準(zhǔn)，其中，粗蛋白、粗纖維和含硫氨基酸高于傳統(tǒng)飼料，粗脂肪比傳統(tǒng)飼料略低，賴氨酸含量無明顯差異，含水量、灰分有所降低。水分含量降低可能是因?yàn)轱暳显谥匦录庸ぶ瞥深w粒后經(jīng)歷了再次烘干的過程，而灰分與粗脂肪含量降低是由于浮萍灰分和脂肪含量較低。粗蛋白含量明顯提高，粗纖維含量也略有升高，這與添加的浮萍原料營養(yǎng)特性相符。20%浮萍替代飼料保藏2個(gè)月后，表觀顏色無明顯變化，顆粒大小均勻，無發(fā)霉變質(zhì)、結(jié)塊、蟲害現(xiàn)象，具有飼料正常氣味。說明該飼料儲存性能較好。

表5 浮萍配方飼料的營養(yǎng)成分%

3 討 論

3.1 利用野生浮萍培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼料型浮萍新品種的前景浮萍是水生漂浮草本植物，已有較多研究其營養(yǎng)價(jià)值的報(bào)道。然而，由于所用品種和養(yǎng)殖條件不同，不同研究所報(bào)道的營養(yǎng)成分差異很大。Culley等[12]利用市政廢水養(yǎng)殖紫萍（S.polyrhiza），所得浮萍粗蛋白含量為32.7%。Sutton等[13]用市政廢水混合養(yǎng)殖小葉浮萍（L.minor）和膨葉浮萍(L.gibba)，所得生物質(zhì)粗蛋白含量約為39%。姚茂桂[4]測定稀脈萍（L.aequinotialis）粗蛋白含量為30.5%。Appenroth等[14]研究了11種無根萍的營養(yǎng)成分，其粗蛋白約為20%～35%，脂肪含量約為4%～7%，賴氨酸含量為4.8%，甲硫氨酸和半胱氨酸含量均為2.7%，苯丙氨酸和酪氨酸含量均為7.7%，氨基酸組成非常接近WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過篩選獲得的紫萍品種DW2602蛋白含量高達(dá)44.5%，為高蛋白浮萍品種。本研究將紫萍DW2602與常見的糧食作物及其他的蛋白源(蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)來源：http://nutritiondata.self.com; http://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods)相比，其蛋白含量可以與大豆相媲美，遠(yuǎn)高于大米、小麥、玉米等（圖1）。

圖1 不同來源的蛋白質(zhì)含量對比

浮萍科植物的產(chǎn)量很高，在營養(yǎng)充足的廢水中養(yǎng)殖浮萍，產(chǎn)量更高。利用市政廢水養(yǎng)殖紫萍（S.polyrhiza），單位面積年收獲干浮萍34 t·hm[12]；用養(yǎng)豬場廢水養(yǎng)殖紫萍，單位面積年獲得蛋白質(zhì)9.8 t·hm-2和淀粉6.9 t·hm-2[15]。

本研究使用的紫萍DW2602生長速度很快，在營養(yǎng)充足、沒有病蟲害、舒適的培養(yǎng)環(huán)境中，紫萍DW2602的年平均干物質(zhì)產(chǎn)量約為17～30 t·hm-2。按照44.5%的蛋白質(zhì)含量計(jì)算，養(yǎng)殖紫萍DW2602，每年可以獲得蛋白質(zhì)產(chǎn)量7.6～13.3 t·hm-2，遠(yuǎn)高于大豆蛋白產(chǎn)量。在飼料中添加20%的紫萍DW2602，能夠使原料的成本降低19%左右。另外，紫萍DW2602的游離賴氨酸含量是普通玉米的2.89倍，添加浮萍可以有效的增加飼料賴氨酸總量。

3.2 浮萍的投喂量對羅非魚生長的影響飼料蛋白質(zhì)水平對羅非魚生長有顯著影響。劉偉[16]的研究結(jié)果表明，飼料蛋白水平為35%時(shí)，羅非魚的增重率、特定生長率和飼料效率要顯著高于25%蛋白水平。胡國成等[17]研究了3 種蛋白水平(23.1%、37.6%和 47.9%)飼料對尼羅羅非魚生長的影響，結(jié)果表明隨著飼料蛋白質(zhì)含量的上升,羅非魚平均日增重從 0.30 g·d-1上升到 0.74 g·d。但也有研究表明，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)水平超過魚體的需要量時(shí)，羅非魚的生長性能不會繼續(xù)提高[18]。強(qiáng)俊等[19]的研究結(jié)果表明，飼料蛋白水平（25%～45%）對尼羅羅非魚幼魚生長性能沒有顯著影響；尼羅羅非魚幼魚特定生長率隨蛋白質(zhì)水平的升高而升高，但飼料蛋白質(zhì)水平高于45% 時(shí)，特定生長率緩慢下降。

由于浮萍具有較高的蛋白質(zhì)含量，在飼料中添加浮萍，可以顯著提高飼料中蛋白質(zhì)含量，是替代魚粉配制高蛋白飼料的優(yōu)質(zhì)原料，但是，添加比例對羅非魚生長有顯著影響。本研究使用的紫萍品種DW2602蛋白質(zhì)含量為44.5%，利用其替代20%傳統(tǒng)飼料時(shí)，飼料粗蛋白含量提高了4.3%，粗脂肪下降了0.9%，賴氨酸含量無明顯變化，含硫氨基酸即蛋氨酸和胱氨酸總量增加了0.1%，用該飼料養(yǎng)殖羅非魚幼魚，增重率比對照提高了57.5%；當(dāng)浮萍替代率提高到25%，羅非魚增重率只比對照增加49.6%，與20%替代率相比有所下降。當(dāng)浮萍干粉替代率為25%時(shí)，飼料粗蛋白含量提高到43.2%，并沒有達(dá)到可能導(dǎo)致羅非魚特定生長率緩慢下降的45%的粗蛋白水平[19]。究其原因，可能不能用蛋白質(zhì)含量超過羅非魚的需求解釋，因此特定生長率下降可能另有原因。

已有較多研究表明，在飼料中添加適當(dāng)比例的浮萍能促進(jìn)養(yǎng)殖動物生長發(fā)育。張植元等[10]研究了在飼料中添加0～14%浮萍干粉對錦鯉生長發(fā)育的影響，當(dāng)浮萍添加量為14%時(shí)，錦鯉特定生長率顯著高于低浮萍水平的飼料組。酪氨酸是動物黑色素合成的前體，由于浮萍酪氨酸含量豐富，在添加量為0～14%時(shí)，隨著添加量的增加，與黑色素合成相關(guān)的限速酶—絡(luò)氨酸酶TYR基因在錦鯉皮膚中的表達(dá)量逐漸上調(diào)[20]。文獻(xiàn)[10,12]兩項(xiàng)報(bào)道所用的浮萍添加量都較低。埃及研究人員用浮萍干粉替代5%～100%的魚粉制備顆粒飼料喂羅非魚，用不添加浮萍的飼料作對照，結(jié)果表明，替代率為20%時(shí)，羅非魚的日增重、特定生長率、飼料轉(zhuǎn)換率、蛋白質(zhì)效率比值等參數(shù)與對照無差異；當(dāng)替代率為100%時(shí)，上述參數(shù)比對照差[5]。Bairagi等[21]利用10%、20%、30% 和40%的經(jīng)過發(fā)酵和不發(fā)酵的紫萍干粉喂養(yǎng)野鯪幼魚，在不發(fā)酵的飼料組合中，10%添加量最好；在發(fā)酵的飼料組合中，30%的添加量最好[21]，說明通過發(fā)酵，可以提高浮萍的添加量。

使用高蛋白浮萍干粉替代部分魚粉不僅可促進(jìn)魚類生長，還能降低羅非魚的肥滿度和臟體比。一般認(rèn)為，肝體指數(shù)、臟體指數(shù)和肥滿度是表明魚體營養(yǎng)狀態(tài)的間接指標(biāo)[22]，而臟體指數(shù)及肥滿度隨浮萍含量的提高而降低，這可能與飼料中的碳水化合物有關(guān)。低蛋白飼料中過多的碳水化合物在魚體內(nèi)轉(zhuǎn)化成脂肪，沉積在內(nèi)臟中，進(jìn)而導(dǎo)致臟體比提高，在對奧尼羅非魚的研究中也有類似的現(xiàn)象[23]。

4 結(jié) 論

用高營養(yǎng)價(jià)值的紫萍新品種DW2602干粉替代部分傳統(tǒng)羅非魚飼料顯著促進(jìn)羅非魚魚種生長，替代比例以20%最佳。當(dāng)浮萍替代率為20%，飼料粗蛋白含量比原飼料提高了4.3%，與對照組相比，幼魚增重率提高了57.5%，特定生長率提高了30.3%，肥滿度和臟體比分別下降了6.4%和5.5%。因此，紫萍新品種DW2602在羅非魚產(chǎn)業(yè)中具有很大推廣應(yīng)用前景。