摘 要：本試驗以初始體重為（16.70±0.85g）的斑點叉尾鮰為研究對象，進行為期72h的水環境試驗，研究植酸酶不同添加方式對斑點叉尾鮰養殖水環境氮和磷排泄的影響。試驗采用單因素試驗設計，共設10個處理組，分別為1個對照試驗組、5個噴涂試驗組（300、500、1 000、1 500、2 000 U/kg）和4個預處理試驗組（300、500、1 000、1 500U/kg），每個處理3個重復，每個重復30尾魚。研究結果表明：隨著飼料中植酸酶添加量的增加，噴涂和預處理各處理組較對照組總磷和氨氮排放量均有顯著降低（P<0.05），其中噴涂法添加1500U/kg植酸酶組效果最好，預處理法添加1000U/kg植酸酶組效果最好。綜上分析，斑點叉尾鮰飼料中添加植酸酶對控制養殖水環境中氮和磷排放，減少環境污染具有重要的意義，比較兩種不同處理方式可以看出，預處理組效果優于噴涂組。
    關鍵詞：植酸酶；噴涂；預處理；斑點叉尾鮰；氮磷排泄

    植物性飼料中的磷主要是以植酸及其鹽的形式存在，難以被動物機體所利用，植酸還可通過螯合作用，降低動物對礦物元素及蛋白質的利用率，從而降低飼料的營養價值（賀建華，2002）。大量未被利用的氮和植酸磷隨糞便及尿液排出體外，對環境造成了極大污染。大量研究證實，植酸酶能降解植酸，提高植酸磷及營養物質的利用率（Liu等，1998；Cromwell等，1995；Young 等，1993）。斑點叉尾鮰（Ictalurus punctatus）屬于鯰形目鮰科，亦稱美洲鯰，原產于北美洲，是歐美主要淡水養殖品種之一，1984年由湖北省水產科學研究所引進，1987年人工繁殖成功。近年來，隨著加工出口產品的突破，斑點叉尾鮰的養殖在我國發展迅猛，已成為當前一個重要的淡水養殖品種。但是，斑點叉尾鮰飼料中的植酸磷無法被有效利用，只能隨糞便排入水中加重水體富營養化問題，引發病害，導致魚體藥物殘留（袁科平，2009），影響斑點叉尾鮰養殖的規模化和出口創匯。另外，植酸酶作為魚類飼料添加劑已成為熱點，但國內有關植酸酶在斑點叉尾鮰飼料中的研究尚屬空白。本試驗通過研究植酸酶不同處理方式對斑點叉尾鮰氮磷排放的影響，來探討植酸酶不同處理方式的效果以及適宜添加劑量，以期為斑點叉尾鮰的健康養殖及可持續發展提供新的試驗依據和科學指導。

    1 材料與方法
    1.1 試驗魚的來源及飼養管理
    試驗用斑點叉尾鮰購自四川省綿陽市金城水產養殖場。正式試驗前，用基礎飼料對斑點叉尾鮰馴養2周，使其逐漸適應試驗飼料，然后挑選出體格健壯和體重均勻（16.70±0.85g）的魚進行分組試驗。采用單因素完全隨機分組設計，750尾斑點叉尾鮰隨機分為10個組，每組3個重復，每個重復放養25尾魚。采用靜水養殖方法，停止曝氣，每個試驗缸容積280L，加水150L，水溫控制在24±1℃，溶氧﹥6.0mg/L、pH為7.5～8.0。試驗期間每天投喂2次（08:00和16:00），每次投喂時間約30min，投飼率為4.0%～5.0%，根據攝食情況作相應調整，達到表觀飽食，確保無飼料存留，不清理糞便，試驗期持續72h。
    1.2 試驗設計及試驗飼料的制備
    以豆粕、玉米蛋白粉、棉粕、菜粕、魚油、次粉等組成基礎飼料，維生素及礦物質預混料參照NRC（1993）標準配制，采用噴涂和預處理兩種方法將不同濃度植酸酶添加到基礎飼料中，試驗共設10個處理組，D0組為對照組，飼喂基礎飼料，其中噴涂法5個處理組，分別在基礎飼料表面噴涂300、500、1 000、1 500、2 000U/kg植酸酶，依次為D1、D2、D3、D4、D5組；預處理法4個處理組，分別在基礎飼料中添加300、500、1 000、1 500U/kg植酸酶，依次為C1、C2、C3、C4組。基礎飼料配方及營養成分見表1。

表1 基礎飼料配方及成分分析 %

    注：*總能根據原料組成計算所得[GE （MJ/kg） =23.64 MJ/kg×CP+39.54 MJ/kg×CF+17.15MJ/kg×CHO]，其余均為實測值。

    試驗用植酸酶為顆粒狀微生物植酸酶，理論酶活：5 000U/g，實測酶活：5 160U/g，植酸酶的活性采用霍啟光（2002）的方法測定。
    噴涂參考Jackson（1996）的方法。按試驗設計濃度，準確稱取植酸酶溶于檸檬酸鹽緩沖液中，按質量（kg）體積（L）比為20:1將植酸酶緩沖溶液均勻地噴涂到基礎飼料表面，并用魚油包裹，放入干燥箱中37℃烘干，取出后室溫下放置24h，使其水分保持在8%～10%，封口袋包裝后放入-18℃冰箱冷凍保藏、備用。
    預處理參照Cain和Garlin（1995）的方法。按試驗設計濃度，準確稱取植酸酶溶于檸檬酸鹽緩沖液中，然后將緩沖溶液按體積（L）質量（kg）比為1:1與豆粕、玉米蛋白粉、棉粕、菜粕及次粉混勻，室溫放置1h，放入50℃培養箱恒溫培養6h，取出后放入60℃烘箱中烘干。將預處理后原料再次粉碎后，壓制成粒徑為1.5mm的顆粒飼料。
    1.3 樣品采集及分析方法 
    試驗進行0和72h時，分別以重復組為單位，每組采集水樣500mL，經抽提過濾后，在4℃下保存，并于24h內進行總磷和氨氮的測定。總磷的測定采用鉬銻抗分光光度法，氨氮的測定采用奈氏試劑法。試驗指標的計算公式如下：
    養殖水體總磷排放量（mg/kg·h）=（總磷濃度×水體體積）/（魚體總重×試驗小時數）
    養殖水體總氮排放量（mg/kg·h）=（總氮濃度×水體體積）/（魚體總重×試驗小時數）
    1.4 數據處理及統計分析
    采用“SAS9.2統計軟件”對數據進行統計學分析，平均數及標準差以（X±SE）表示，先對數據作單因素方差分析（ANOVA），處理間若有顯著差異，再作鄧肯多重比較，P<0.05表示差異顯著，采用折線模型擬合分析植酸酶與特定生長率的相關關系。

    2 結果與分析
    植酸酶不同添加方式對斑點叉尾鮰生長性能的影響見表2。從中可知，噴涂法和預處理法各處理組較對照組養殖水體中總磷和氨氮排放量均有顯著降低（P<0.05）。分析組間差異性可見，隨著飼料中植酸酶添加量的增加，噴涂組和預處理組總磷和氨氮排放量均呈現先降低后趨于平穩的趨勢，其中噴涂組在0～1 500U/kg之間逐漸下降，當添加量達到2 000U/kg時總磷和氨氮排放量有升高趨勢，但與1 500U/kg相比沒有顯著差異（P＞0.05）；預處理組在0～1 000U/kg之間逐漸下降，當添加量達到1 500U/kg時總磷和氨氮排放量有升高趨勢，但與1 000U/kg相比沒有顯著差異（P＞0.05）。比較噴涂和預處理對控制總磷和氨氮排放量的效果可知，預處理法中1 000U/kg植酸酶組總磷和氨氮排放量最低，且氨氮排放量顯著低于噴涂法各處理組（P<0.05）。這一結果表明，在斑點叉尾鮰飼料中添加一定量植酸酶，可有效降低斑點叉尾鮰養殖水體中總磷和氨氮的排放量，且預處理效果要優于噴涂法。

表2 植酸酶對斑點叉尾鮰氮、磷排放的影響

           注：同列數據肩標相同者差異不顯著（P＞0.05），不同者差異顯著（P<0.05）。

    3 討論
    在水產動物養殖生產中，氮和磷不僅是養殖水體中限制初級生產力的兩種營養元素，也是評價水產養殖自身污染的重要指標。植酸及植酸鹽被公認為是植物性飼料中的抗營養因子，由于魚體消化道內缺乏水解植酸的植酸酶，限制了其對磷的消化吸收，同時，植酸還能與蛋白質及礦物元素螯合，從而降低魚體對蛋白質及礦物元素的吸收，大量未被利用的氮和磷隨糞便及尿液排出體外，使水環境中物理、水化學指標及生物學因子發生改變，浮游生物數量和微生物含量增加，水體自凈能力降低，導致水體富營養化或水質惡化（袁春營等，2003）。
    目前的已有大量研究結果表明，魚類飼料中添加植酸酶可以提高磷的利用率，降低糞磷的排放量。例如，Rodehutscord和Soares（1995）用植酸酶處理大豆粉飼喂虹鱒，可使磷排泄降低65%～88%；Schafer等（1995）在鯉魚飼料中添加500U/kg和1 000U/kg的植酸酶，結果磷的排泄量分別減少28%和25%；曾虹等（2001）在鯉魚飼料中添加1 000 FTU/kg的中性植酸酶，可以將飼料磷的利用率提高41.3%，單位增重的磷排出降低32%；Jackson等（1996）在斑點叉尾鮰飼料中用噴涂法添加植酸酶，結果糞磷較對照組降低33%。本研究中，噴涂和預處理添加植酸酶的各處理組較對照組總磷和氨氮排放量均有顯著降低，其中噴涂法添加1 500U/kg植酸酶組效果最好，總磷和氨氮排放量較對照組分別降低39.76%和22.47%；預處理法添加1 000U/kg植酸酶組效果最好，總磷和氨氮排放量較對照組分別降低40.94%和30.50%。這與上述研究結果相一致，表明在斑點叉尾鮰飼料中添加一定量植酸酶，可有效降低其糞磷排放，減少養殖水環境中氮和磷的污染。比較兩種不同的添加方式對水環境的影響，可以看出，預處理組的效果優于噴涂組，這是由于植物原料經植酸酶在體外的預處理更徹底的降解了植酸及其鹽的抗營養作用，更有利于蛋白質及磷的消化吸收，而噴涂法添加植酸酶受到魚體內溫度、作用時間以及生理狀況等因素的影響，其作用效果存在不可控制性。但就生產工藝而言，預處理工藝較為麻煩，且對工藝的要求也較高，相對來說噴涂工藝操作更方便，建議在實際生產中根據設備條件作相應的選擇。綜合考慮飼料成本、不同處理方式酶的作用效果、加工工藝的便捷性及酶活的存留率，建議在斑點叉尾鮰飼料中，噴涂法和預處理法植酸酶的適宜添加范圍分別為1 500～2000U/kg和1 000～1 500U/kg。

    4 結論
    本試驗條件中，在斑點叉尾鮰飼料中采用噴涂法和預處理法添加一定量的植酸酶均能有效降低總磷和氨氮排放量，改善水環境。噴涂和預處理的適宜添加范圍分別為1 500～2 000和1 000～1500U/kg。
    （參考文獻略）