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通过改进饲料配方和投喂策略降低水产养殖的次生污染 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 13-11-02

     中国有近3000年的水产养殖历史,在过去的10年中,养殖产量持续上升。目前,水产养殖的总产量已经超过3000万吨,其中59%来自淡水,41%来自海水。我国有1000多个淡水鱼类、2000多种海水鱼类。鲤科鱼类是中国目前主要的养殖对象,约占60%的淡水渔业产量,占世界鲤科鱼类产量的一半。
    随着水产养殖的迅速发展,同时带来很多严重的问题,如:渔业尤其是集约化养殖的次生污染,越来越引起关注。
    (1)湖泊、池塘的施肥养鱼。Ou等(2003)在大通湖(114 km2,洞庭湖的一部分)的研究发现,每年约投入8500吨肥料,而90%的肥料将会沉积在湖泊中,通过计算,洞庭湖每年投放的肥料达8万吨,而每年将有8600吨氮和4000吨磷沉积在湖泊中(Boyd etal,1998)。2001年的调查发现,洞庭湖的五个子湖的均为富营养化或超富营养化。陈宇顺等(未发表)的研究发现,随着池塘养殖中肥料/饲料比例的增加,氮磷的排放呈线性增加。
   (2)饲料的生长和利用效率低。尽管水产饲料在过去的几年内发展很快,但是饲料质量仍然需要提高。目前的饲料系数大多数均高于1.5,这不仅浪费了在我国仍然十分紧缺的饲料原料,造成水产与人、与畜禽争粮食的问题,而且造成渔业污染。在有些较好的饲料中,氮磷的排放可低于30%。有些渔民仍然使用饲料原料投喂,这会导致很高的饲料系数和饲料成本,在有些水体中甚至其经济效益低于不投喂的情况(Xie,1997)。由于饲料系数高和由此引发的其他问题,饲料成本通常占养殖成本的60%以上,这严重阻碍了养殖业的发展。
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    (3)水产养殖氮磷排放高。水产养殖大量的氮磷排放进入天然水体,最终导致的湖泊和近海的富营养化,富营养化又会破坏水生态系统、引发鱼病爆发、食品安全问题等一系列问题。
    (4)鱼肉品质下降。在我国,野生的鱼类价格可能是养殖产品的1.5~10倍,这主要是因为野生鱼类具有较好的食用口感等。水产养殖尤其是集约化养殖造成的鱼肉品质下降不仅会影响产品的价格,甚至对某些养殖业是毁灭性的灾难。另外,来自水体和饲料中的有毒有害物质如藻毒素、POPs、二恶英、抗营养因子、激素、重金属等均会带来食品安全问题(Xu, et al., 1999; Xie, et al., 2004;Chen and Xie, 2005a,b; Hui,et al., 2005;Jiang,2005)。如异育银鲫摄食含棉粕饲料时,其肌肉中棉酚呈线性积累(图1)。富营养化的水体(以前俗称的绿水)产生的藻毒素同样可以在预提的积累,最近的研究发现,尼罗罗非鱼或其他水产动物肌肉中积累的藻毒素含量甚至可超过WHO的标准(图2,图3)(Chen et al., 2005; Zhao, 2006)。
    (5)不合理的饲料配方和较差的水质往往会导致严重的鱼病问题。据统计,2001~2004间,我国每年的鱼病直接经济损失达100—150亿元人民币,而对这些鱼病的处理通常会导致新的食物安全问题,如抗生素等(Li,et al.,2001)。
    为了解决这些问题,我国的科研工作主要集中在品种选择、饲料配方优化和投喂模式优化等几个方面:
1、品种选择
   在以往的养殖品种选育方面,多侧重于较高的生长速度和容易操作,而随着对环境保护的要求,对其饲料利用和废物排放更加关注。在对品种的评价方面,引人生物能量学中的能量收支概念。对几种鱼类(鲤,C. carpio;莫桑比克罗非鱼,O. mossambicus:黄颡鱼,P.fulvidraco;异育银鲫,C. auratus;鳜,M.chinensis;乌鳢,P.para)能量收支的比较研究发现,尽管罗非鱼的生长效率较高(33.3%),其废物排放比例也最高(16.9%),对9种淡水鱼类的比较研究发现,DL品系异育银鲫、鳜、乌鳢生长效率较高而废物排放低(Cui and Liu,1990; Xie,1997; Liu,1998)。
2、饲料配方
   对饲料配方的改进包括营养平衡、降低氮磷排放、减少冰鲜鱼的使用及补充饲料的应用等。
    营养需求是饲料配方的基础,目前的研究包括蛋白质、氨基酸、脂肪、脂肪酸、无机盐和维生素等(Li,1990; Xie and Yang,1995; Xie et al.,1997; Yan,2004; Zhou,et al.,2006),消化率的测定对饲料配方十分重要(Lei,et al.,1996),但是目前这方面的数据十分缺乏。
    为了降低氮磷排泄,目前研究主要几种在提高饲料的适口性、提高消化率、合理的可消化能/可消化蛋白比、利用脂肪和碳水化合物替代蛋白、降低鱼粉的用量、选择合适的饲料蛋白源及使用酶制剂等(Xue et al.,2004; Yang et al,2004ab)。如通过研究,对于异育银鲫而言,合理的饲料配方可降低氮磷排放,生产1吨异育银鲫,通过合理的饲料配方可降低26.6kg氨排放,降低70.2kg磷排放,并可以降低饲料成本(Zhou,2003),饲料中添加诱食剂可有效地提高饲料的适口性(Xue,2002)。
    饲料中脂肪或碳水化合物比例的增加,可一定程度提高蛋白贮积、降低氮排泄,且不同的饲料碳水化合物的作用不同(Tan,2005)。饲料中碳水化合物/脂肪比例的增加可增加异育银鲫和长吻笾饲料的干物质消化率(Tan,2005)。饲料中豆粕替代鱼粉蛋白后,可降低15%的磷排放(Zhang,2006)。异育银鲫在摄食不同蛋白源时,其蛋白利用和能量利用均不同(图4,图,5)(Xie et al.,2001. Zhang etal.,in press),异育银鲫饲料中使用肉骨粉可降低饲料干物质、蛋白和磷的消化率而提高了氮磷的排放(表1),饲料中添加柠檬酸和维生索D可有效降低氮磷排泄(Zhang.2006)。
    在中国及其他发展中国家,半精养渔业仍然十分广泛,在这样的养殖系统中,鱼类尤其是杂食性鱼类,可以从水体中获得一部分天然饵料,这将有助于降低配合饲料中营养物的含量。利用生物能量学模型可有效地估算天然饵料对鱼类生长的贡献量,从而确定补充营养的量(Xie,1997; Xie et a1.,1998)。
    海水养殖中冰鲜鱼的使用带来较大的资源破坏和环境污染,合理的饲料配方可以获得较高的生长和饲料利用,可完全替代冰鲜鱼,并且有效地降低氮排泄(Yan,2004)。
3、水产养殖管理
  合理的管理可降低渔业的次生污染,包括养殖系统(网箱)的位置、投喂策略和生态养殖等。
    Guo and 11 (2003)曾报道,在长江中下游淡水湖泊中,为了保证自净能力,网箱的安置至少应该是50 m的距离。投喂表通常包括投喂频率、投喂率和投喂节律。目前,利用生物能量学模型可估算生长和营养需求,从而建立了动态的的投喂表,研究结果表明,应用合理的投喂表,生产1吨异育银鲫可减少0.86吨饲料投入,降低31kg氨氮排放;生产1吨长吻鲍,可节省0.27吨饲料,降低21.7kg氨氮排放和7 kg磷排放(Table 2)(Zhou,20021 Han,2005. Zhou et al.,2006)。能量学模型还可以用来估算湖泊中网箱养殖鱼类的废物排放。在有些鱼类,在一段时间的食物缺乏后,如果重新获得食物,会具有一定的补偿生长能力,在补偿生长期间,通常具有较高的饲料转化效率和低的氮排放(Zhu et al.,2004; 2005),因此,利用鱼类的补偿生长也许可有效的降低渔业的氮排放。生态渔业的概念是在传统的复合养殖或混养的基础上发展而来的,包括养殖不同食性的鱼类来提高营养物的利用,种植水生植物等来去除氮磷等有机物等。

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