摘 要：本試驗(yàn)以初始體重為（16.70±0.85g）的斑點(diǎn)叉尾鮰為研究對(duì)象，進(jìn)行為期72h的水環(huán)境試驗(yàn)，研究植酸酶不同添加方式對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖水環(huán)境氮和磷排泄的影響。試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)10個(gè)處理組，分別為1個(gè)對(duì)照試驗(yàn)組、5個(gè)噴涂試驗(yàn)組（300、500、1 000、1 500、2 000 U/kg）和4個(gè)預(yù)處理試驗(yàn)組（300、500、1 000、1 500U/kg），每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30尾魚(yú)。研究結(jié)果表明：隨著飼料中植酸酶添加量的增加，噴涂和預(yù)處理各處理組較對(duì)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(yù)處理法添加1000U/kg植酸酶組效果最好。綜上分析，斑點(diǎn)叉尾鮰飼料中添加植酸酶對(duì)控制養(yǎng)殖水環(huán)境中氮和磷排放，減少環(huán)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(yù)處理組效果優(yōu)于噴涂組。
    關(guān)鍵詞：植酸酶；噴涂；預(yù)處理；斑點(diǎn)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(dòng)物機(jī)體所利用，植酸還可通過(guò)螯合作用，降低動(dòng)物對(duì)礦物元素及蛋白質(zhì)的利用率，從而降低飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(duì)環(huán)境造成了極大污染。大量研究證實(shí)，植酸酶能降解植酸，提高植酸磷及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率（Liu等，1998；Cromwell等，1995；Young 等，1993）。斑點(diǎn)叉尾鮰（Ictalurus punctatus）屬于鯰形目鮰科，亦稱美洲鯰，原產(chǎn)于北美洲，是歐美主要淡水養(yǎng)殖品種之一，1984年由湖北省水產(chǎn)科學(xué)研究所引進(jìn)，1987年人工繁殖成功。近年來(lái)，隨著加工出口產(chǎn)品的突破，斑點(diǎn)叉尾鮰的養(yǎng)殖在我國(guó)發(fā)展迅猛，已成為當(dāng)前一個(gè)重要的淡水養(yǎng)殖品種。但是，斑點(diǎn)叉尾鮰飼料中的植酸磷無(wú)法被有效利用，只能隨糞便排入水中加重水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，引發(fā)病害，導(dǎo)致魚(yú)體藥物殘留（袁科平，2009），影響斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖的規(guī)模化和出口創(chuàng)匯。另外，植酸酶作為魚(yú)類飼料添加劑已成為熱點(diǎn)，但國(guó)內(nèi)有關(guān)植酸酶在斑點(diǎn)叉尾鮰飼料中的研究尚屬空白。本試驗(yàn)通過(guò)研究植酸酶不同處理方式對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰氮磷排放的影響，來(lái)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(diǎn)叉尾鮰的健康養(yǎng)殖及可持續(xù)發(fā)展提供新的試驗(yàn)依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

    1 材料與方法
    1.1 試驗(yàn)魚(yú)的來(lái)源及飼養(yǎng)管理
    試驗(yàn)用斑點(diǎn)叉尾鮰購(gòu)自四川省綿陽(yáng)市金城水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)。正式試驗(yàn)前，用基礎(chǔ)飼料對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰馴養(yǎng)2周，使其逐漸適應(yīng)試驗(yàn)飼料，然后挑選出體格健壯和體重均勻（16.70±0.85g）的魚(yú)進(jìn)行分組試驗(yàn)。采用單因素完全隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，750尾斑點(diǎn)叉尾鮰隨機(jī)分為10個(gè)組，每組3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)放養(yǎng)25尾魚(yú)。采用靜水養(yǎng)殖方法，停止曝氣，每個(gè)試驗(yàn)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(yàn)期間每天投喂2次（08:00和16:00），每次投喂時(shí)間約30min，投飼率為4.0%～5.0%，根據(jù)攝食情況作相應(yīng)調(diào)整，達(dá)到表觀飽食，確保無(wú)飼料存留，不清理糞便，試驗(yàn)期持續(xù)72h。
    1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)飼料的制備
    以豆粕、玉米蛋白粉、棉粕、菜粕、魚(yú)油、次粉等組成基礎(chǔ)飼料，維生素及礦物質(zhì)預(yù)混料參照NRC（1993）標(biāo)準(zhǔn)配制，采用噴涂和預(yù)處理兩種方法將不同濃度植酸酶添加到基礎(chǔ)飼料中，試驗(yàn)共設(shè)10個(gè)處理組，D0組為對(duì)照組，飼喂基礎(chǔ)飼料，其中噴涂法5個(gè)處理組，分別在基礎(chǔ)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(yù)處理法4個(gè)處理組，分別在基礎(chǔ)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(chǔ)飼料配方及營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

表1 基礎(chǔ)飼料配方及成分分析 %

    注：*總能根據(jù)原料組成計(jì)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(shí)測(cè)值。

    試驗(yàn)用植酸酶為顆粒狀微生物植酸酶，理論酶活：5 000U/g，實(shí)測(cè)酶活：5 160U/g，植酸酶的活性采用霍啟光（2002）的方法測(cè)定。
    噴涂參考Jackson（1996）的方法。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)濃度，準(zhǔn)確稱取植酸酶溶于檸檬酸鹽緩沖液中，按質(zhì)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(chǔ)飼料表面，并用魚(yú)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(yù)處理參照Cain和Garlin（1995）的方法。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)濃度，準(zhǔn)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(zhì)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(yǎng)箱恒溫培養(yǎng)6h，取出后放入60℃烘箱中烘干。將預(yù)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(yàn)進(jìn)行0和72h時(shí)，分別以重復(fù)組為單位，每組采集水樣500mL，經(jīng)抽提過(guò)濾后，在4℃下保存，并于24h內(nèi)進(jìn)行總磷和氨氮的測(cè)定。總磷的測(cè)定采用鉬銻抗分光光度法，氨氮的測(cè)定采用奈氏試劑法。試驗(yàn)指標(biāo)的計(jì)算公式如下：
    養(yǎng)殖水體總磷排放量（mg/kg·h）=（總磷濃度×水體體積）/（魚(yú)體總重×試驗(yàn)小時(shí)數(shù)）
    養(yǎng)殖水體總氮排放量（mg/kg·h）=（總氮濃度×水體體積）/（魚(yú)體總重×試驗(yàn)小時(shí)數(shù)）
    1.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析
    采用“SAS9.2統(tǒng)計(jì)軟件”對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，平均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差以（X±SE）表示，先對(duì)數(shù)據(jù)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(zhǎng)率的相關(guān)關(guān)系。

    2 結(jié)果與分析
    植酸酶不同添加方式對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰生長(zhǎng)性能的影響見(jiàn)表2。從中可知，噴涂法和預(yù)處理法各處理組較對(duì)照組養(yǎng)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(jiàn)，隨著飼料中植酸酶添加量的增加，噴涂組和預(yù)處理組總磷和氨氮排放量均呈現(xiàn)先降低后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)，其中噴涂組在0～1 500U/kg之間逐漸下降，當(dāng)添加量達(dá)到2 000U/kg時(shí)總磷和氨氮排放量有升高趨勢(shì)，但與1 500U/kg相比沒(méi)有顯著差異（P＞0.05）；預(yù)處理組在0～1 000U/kg之間逐漸下降，當(dāng)添加量達(dá)到1 500U/kg時(shí)總磷和氨氮排放量有升高趨勢(shì)，但與1 000U/kg相比沒(méi)有顯著差異（P＞0.05）。比較噴涂和預(yù)處理對(duì)控制總磷和氨氮排放量的效果可知，預(yù)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(jié)果表明，在斑點(diǎn)叉尾鮰飼料中添加一定量植酸酶，可有效降低斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖水體中總磷和氨氮的排放量，且預(yù)處理效果要優(yōu)于噴涂法。

表2 植酸酶對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰氮、磷排放的影響

           注：同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)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(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖生產(chǎn)中，氮和磷不僅是養(yǎng)殖水體中限制初級(jí)生產(chǎn)力的兩種營(yíng)養(yǎng)元素，也是評(píng)價(jià)水產(chǎn)養(yǎng)殖自身污染的重要指標(biāo)。植酸及植酸鹽被公認(rèn)為是植物性飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，由于魚(yú)體消化道內(nèi)缺乏水解植酸的植酸酶，限制了其對(duì)磷的消化吸收，同時(shí)，植酸還能與蛋白質(zhì)及礦物元素螯合，從而降低魚(yú)體對(duì)蛋白質(zhì)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(huán)境中物理、水化學(xué)指標(biāo)及生物學(xué)因子發(fā)生改變，浮游生物數(shù)量和微生物含量增加，水體自凈能力降低，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化或水質(zhì)惡化（袁春營(yíng)等，2003）。
    目前的已有大量研究結(jié)果表明，魚(yú)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(yú)飼料中添加500U/kg和1 000U/kg的植酸酶，結(jié)果磷的排泄量分別減少28%和25%；曾虹等（2001）在鯉魚(yú)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(diǎn)叉尾鮰飼料中用噴涂法添加植酸酶，結(jié)果糞磷較對(duì)照組降低33%。本研究中，噴涂和預(yù)處理添加植酸酶的各處理組較對(duì)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(duì)照組分別降低39.76%和22.47%；預(yù)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(duì)照組分別降低40.94%和30.50%。這與上述研究結(jié)果相一致，表明在斑點(diǎn)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(yǎng)殖水環(huán)境中氮和磷的污染。比較兩種不同的添加方式對(duì)水環(huán)境的影響，可以看出，預(yù)處理組的效果優(yōu)于噴涂組，這是由于植物原料經(jīng)植酸酶在體外的預(yù)處理更徹底的降解了植酸及其鹽的抗?fàn)I養(yǎng)作用，更有利于蛋白質(zhì)及磷的消化吸收，而噴涂法添加植酸酶受到魚(yú)體內(nèi)溫度、作用時(shí)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(chǎn)工藝而言，預(yù)處理工藝較為麻煩，且對(duì)工藝的要求也較高，相對(duì)來(lái)說(shuō)噴涂工藝操作更方便，建議在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)設(shè)備條件作相應(yīng)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(diǎn)叉尾鮰飼料中，噴涂法和預(yù)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(jié)論
    本試驗(yàn)條件中，在斑點(diǎn)叉尾鮰飼料中采用噴涂法和預(yù)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(huán)境。噴涂和預(yù)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(xiàn)略）