水蕹菜浮床覆盖度对淇河鲫的生长及营养品质的影响

刘晓峰，张莉，祝国荣，陈宏霖，杨健，葛紫晗，李学军

1.河南师范大学水产学院/水产动物疾病控制河南省工程实验室，新乡453007；2.中国科学院城市环境研究所，厦门361021； 3.江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所，南昌330200

目前我国水产养殖业普遍存在着养殖水体富营养化、病害频繁、养殖周边环境受污染等问题，已严重威胁我国水产养殖业的健康发展［1］。经济植物生态浮床是改良和治理养殖问题的重要生物方式，不仅可以有效净化与稳定水质［2］、降低鱼病发生率、促进鱼类生长、提高水体生物多样性［3］，还可起到节约用地、美化环境、获得额外经济收益的功效［4］。然而，目前植物浮床在渔业养殖中的应用研究主要集中在适宜植物的剔选、植被净化水质效果［2］、养殖动物的生长、生化指标等方面［5-7］，鲜有对池塘养殖对象的营养品质等方面的研究报道。

淇河鲫（Qihe crucian carp，Carassius auratus），隶属鲤形目、鲤科、鲫属，因其产于豫北的淇河，故称淇河鲫。淇河鲫是河南省的重要水产养殖品种，也是一种珍稀资源，具有品质好、生长快、抗逆性强、经济性状优良等优点，是一种具有广阔发展前景的名优养殖鱼类［8］。水雍菜（Ipomoea aquaticaForsk.）是我国南方常见的一种草本植物蔬菜，也是畜禽的优质饲料，具有较高的经济价值［4］。由于其喜湿耐热、生长快速［9］、适应水生、经济易得，且对养殖水体具有较高效率的净化作用［10］，是目前经济植物浮床的首选植物［11］。池塘水面浮植水蕹菜的研究已有较多，其浮植面积比例（即：水蕹菜覆盖度）的设置也具有很大差异，如15%水蕹菜覆盖度-黄颡鱼（Pseudo⁃bagrus fulvidraco）池塘［3］、7.5%水蕹菜覆盖度-传统“四大家鱼”精养鱼池［4］或-精养草鱼池塘［12］、5.6%水蕹菜覆盖度-主养南美白对虾（Penaeus vannamei）大棚虾池［6］、30%～50%水蕹菜覆盖度-泥鳅（Mis⁃gurnus anguillicaudatus）水泥池塘［7］，但水雍菜浮床用于高密度养殖淇河鲫的研究尚未见报道。本研究通过在淇河鲫养殖水面设计不同水蕹菜浮床覆盖度，探索水雍菜在人工高密度养殖淇河鲫过程中对淇河鲫生长、常规营养成分和氨基酸含量的影响，以期为淇河鲫的高密度生态健康养殖提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验鱼饲养及水蕹菜浮床制作

2龄淇河鲫取自河南师范大学水产养殖实训基地，在养殖基地温棚循环水桶内暂养7 d，暂养期间所用饲料与正式试验所用的饲料一致，为郑州新希望六和公司的鲫配合饲料，每日08：00、16：00各投喂1次，日投饲量为鱼体质量的2%～3%。水蕹菜浮床以4 cm直径PVC管作为浮床框架，网眼直径为3 cm的网片作为浮床床体，网眼直径为1 cm的网片作为下衬网。水蕹菜选用江西丰收种业公司生产的尖叶水蕹菜种子，在养殖基地空地上进行育苗，用于不同覆盖度水蕹菜浮床制作。扦插时选取为30 cm高的水蕹菜植株地上部分，去叶，剪成10 cm左右且带1个腋芽或顶芽的小段，按照30 cm × 20 cm（行距×株距）插入网眼，每孔扦插植株3～5株，并保证每个植株有1～2 cm穿出浮床床体网片与水体接触。

1.2 试验过程与饲养管理

养殖试验于2014年6月1日—8月30日在河南师范大学水产养殖实训基地温棚（N 35°20′10.77″，E 113°53′53.08″）中进行（饲养周期为90 d）。随机选取经暂养后体格健壮、规格均匀的淇河鲫（体质量（16.78±3.08） g；体长（8.66±0.83） cm）360尾平均分养在12个半径80 cm、高80 cm的养殖桶（青岛中科海水处理有限公司的PP养殖桶）中，再将12个养殖桶随机平均分为4个试验组，每组3个重复，在各试验组的养殖桶内分别布上0%、10%、20%、30%水蕹菜覆盖度浮床，编号为C0、C1、C2、C3，其中0%（C0）为对照。

试验期间按照鱼体质量的3%进行投饵，每次投喂至鱼不再吃食、稍有剩余饵料为止；当水蕹菜高度达30 cm以上时，进行采收，采收时保留水面以上仍有10 cm左右；整个养殖试验期间不换水，但补足因蒸发渗透漏等因素损失的水。用气石连续充气，保持溶氧在5～7 mg/L，水温（30±1） ℃。

1.3 测定指标与方法

1）生长性能指标测定。养殖试验开始和结束时，禁饲24 h，每个重复取鱼10尾，每组共取30尾；分别逐尾测量鱼体质量、体长和内脏质量。脏体比（VR）、肥满度（CF）、摄食率（FR）、特定生长率（SGR）、增重率（WGR）和饵料系数（FCR）的测定参考潘伟平等［13］的方法进行。

2）常规营养成分指标测定。试验结束后，将鱼处死，在冰盘上去除内脏，去除鳞片和鳍条取鱼躯干部，剪碎，105 ℃烘干，用于生化成分测定。鱼体水分测定在鱼体新鲜时进行，其余生化成分于烘干恒质量后测得。水分采用105 ℃恒温烘干失重法测定，粗蛋白采用凯氏定氮法、粗脂肪采用索氏抽提法、灰分采用马福炉灼烧法测定，氨基酸分析在HetachL-8800氨基酸自动分析仪（GB/T18246-2000）上进行。每组样品各项指标均重复测定3次。

3）水质指标测定。试验结束时按HJ494-2009水质采样方法采集水样并按以下测试方法测定水质指标，各项指标均重复测定3次。总氮（TN）采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ636-2012）测定；总氨氮（TAN）用纳氏试剂光度法（HJ535-2009）测定；硝酸盐氮（NO3--N）采用酚二磺酸光度法（GB7480-1987）测定；亚硝酸盐氮（NO2--N）采用分光光度法（GB7493-1987）测定；总磷（TP）采用钼酸铵分光光度法（GB11893-1989）测定；正磷酸盐（PO43--P）：钼锑抗分光光度法［14］测定。

1.4 数据分析与处理

试验数据以“平均值±标准差”表示，采用SPSS 19.0软件对数据进行单因素（One-way ANOVA）方差分析，如差异性显著（P<0.05），利用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 水蕹菜浮床覆盖度对淇河鲫的生长和饲料利用情况的影响

由表1可见，水蕹菜浮床覆盖度对淇河鲫的生长和饲料利用情况均没有显著性影响（P>0.05）。但与C0组相比，C1～C3中的淇河鲫均具有较小的脏体比和较大的肥满度。与C2和C3相反，C1中的淇河鲫具有较大的增重率和特定生长率，但具有较小的饵料系数和摄食率。

表1 各试验组淇河鲫的生长和饲料利用情况（n=30）Table 1 Growth and feed utilization of Qihe crucian carp C. auratus in Qihe River with different coverage of the Ipomoea aquatica floating-bed （n=30）

2.2 水蕹菜浮床覆盖度对淇河鲫常规营养成分的影响

由表2可见，水蕹菜浮床覆盖度对淇河鲫的常规营养成分（水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分）没有显著性影响。但与C0组相比，C1～C3组鱼体粗脂肪含量均较低而其粗蛋白和灰分含量均较高。相比而言，鱼体水分含量则以C1最大，在C2和C3中较小。

表2 各试验组淇河鲫的常规营养成分Table 2 The general nutritional composition of whole body of Qihe crucian carp C. auratus with different coverage of the Ipomoea aquatica floating-bed %

2.3 水蕹菜浮床覆盖度对淇河鲫氨基酸含量的影响

由表3可见，水蕹菜浮床覆盖度仅对4种鲜味氨基酸中的甘氨酸以及10种必需氨基酸中的缬氨酸和精氨酸的含量有显著性影响（P<0.05）。其中，与C0相比，C1、C2、C3淇河鲫的甘氨酸和精氨酸含量分别减少了4.69%、8.39%、6.91%和0.09%、2.84%、3.67%；相比而言，淇河鲫缬氨酸含量则在C1和C2比C0分别增加了3.17%和1.22%，而C3则比C0减少了1.09%。上述3种必需氨基酸在C0、C1、C2和C3中，甘氨酸分别占淇河鲫总氨基酸含量的7.52%、7.09%、6.79%、7.28%，缬氨酸分别占5.07%、5.18%、5.07%、5.21%，精氨酸分别占6.74%、6.67%、6.47%、6.76%。

表3 各试验组淇河鲫鱼体成分中氨基酸的组成情况Table 3 Amino acids contens of whole body of Qihe crucian carp C. auratus with different coverage of the Ipomoea aquatica floating-bed %

其他氨基酸在4个试验组间均没有显著性差异（P>0.05），但与C0相比，C1的大部分氨基酸含量较大，C3的则较小。鲜味氨基酸、必需氨基酸和总氨基酸的含量在4个试验组间也没有显著性差异（P>0.05），但与C0相比，鲜味氨基酸、必需氨基酸和总氨基酸的最大含量均在C1和C2。而鲜味氨基酸和必需氨基酸在C0、C1、C2和C3的总氨基酸含量中的比例 分 别 为41.11%、40.94%、40.14%、41.59%和50.72%、50.87%、51.60%、50.14%。

2.4 水蕹菜浮床覆盖度对养殖水质指标的影响

从水质的测定结果（表4）来看，水蕹菜浮床覆盖度对养殖水中的TN、TAN、NO3--N、NO2--N、TP和PO43--P均未表现出显著影响（P>0.05）。TN值为7.79～9.16，TAN值 为0.40～0.49，NO3--N值 为1.32～1.51，NO2--N值为0.02～0.09，TP值为6.33～10.79，PO43--P值为5.54～6.95。4个处理中，C1试验组的6项水质指标均显示出最小值。

表4 水蕹菜浮床覆盖度对养殖水质的影响Table 4 Effect of different coverage of the Ipomoea aquatica floating-bed on aquaculture water quality mg/L

3 讨论

3.1 水蕹菜浮床覆盖度对淇河鲫生长的影响

本研究结果表明，在相同的饲料水平（按照鱼体质量的3%进行投饵）下，水蕹菜浮床覆盖度对试验鱼的脏体比、饵料系数、肥满度、摄食率、增重率、特定生长率无显著性影响，但10%水蕹菜浮床覆盖度处理组的数值较其他处理组对应指标数值大。与本研究结果相一致，王景伟［12］也发现除增重率外，7.5%水蕹菜浮床覆盖度对精养草鱼池塘中草鱼的体长、体高、体宽、脏体比和肥满度均无显著性影响，且其数值也均大于对照池塘的对应指标数值。与本研究类似，覃宝利等［7］发现30%和40%水蕹菜浮床覆盖度的水蕹菜促进泥鳅仔鱼的生长，但50%覆盖度反而降低泥鳅的生长，且3种覆盖度间也没有显著性差异。另外，王景伟［12］还发现放置7.5%水蕹菜浮床覆盖度池塘的鲢（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙（Aristichthys mobilis）体质量反而低于对照池塘的对应指标；黄敏等［6］也发现5.6%水蕹菜浮床覆盖度在促进主养南美白对虾的体质量增加的同时降低鲢鳙的体质量增长率；而王山等［15］发现40%覆盖度的水蕹菜促进克氏原螯虾（Procambarus clarkii）的生长。在观赏鱼研究中也发现了水蕹菜浮床覆盖率的影响差异现象，如曲木等［5］发现25%、30%和35%水蕹菜浮床覆盖度中，30%覆盖度处理的红白锦鲤（Cypri⁃nus carpioL.）的生长最好，但这可能与其初始体长体质量也相对较大有关。

现有的研究结果一方面表明水蕹菜浮床覆盖度对养殖动物生长的影响具有种间差异，比如较低水蕹菜浮床覆盖度会促进主养水产动物（如鲫、草鱼）的生长［12］，但不利于配养种（鲢、鳙）的生长，而较高水蕹菜浮床覆盖度不利于淇河鲫的生长但有利于泥鳅和克氏原螯虾等喜阴水产养殖动物的生长，而超高覆盖度也会降低泥鳅的生长［7，15］。另一方面，同一物种生长对水蕹菜浮床覆盖度的显著差异响应可能也与养殖动物初始生长情况有关［5］，而非显著性响应，也可能与试验用鱼的发育阶段密切相关。6-8月是鲫的繁殖盛期，而性腺发育必然会消耗相当一部分蛋白质、脂肪及其他营养物质，从而影响体长与体质量增长［16］。本研究所用试验鱼为2龄淇河鲫，处于鲫的性成熟年龄，在试验过程中发现各试验组均存在鱼卵，这进一步表明处于繁育阶段的淇河鲫可能将营养和能量主要用于性腺发育繁育，从而在一定程度上弱化了淇河鲫的生长差异程度［16］。

3.2 水蕹菜浮床覆盖度对水质和淇河鲫营养品质的影响

种植水蕹菜浮床后对养殖水质具有净化作用，其中10%水蕹菜覆盖度的试验组水质最优，但各个试验组间无显著性差异。从试验结果来看，对照组有些水质指标优于试验组，是因为高密度水蕹菜根系长出下衬网被鱼类啃食，其残渣腐烂物释放氮磷等营养盐类，同时受鱼类搅动的影响。同时，在养殖过程中是否换水也会影响水质差异程度［17-18］。NH3和NH4+都对鱼类有害，而水温和pH值的变化可引起NH3和NH4+相互变化，鉴于一天内水温存在变化，因此，文中使用总氨（TAN）作为检测指标［19］。

鱼类的营养价值主要取决于其蛋白质和脂肪的含量［20］。类似于其他植物对水产动物常规营养成分的影响［21-22］，本研究也未发现淇河鲫的肌肉水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分等常规营养成分在4个试验组间存在显著性差异；但与对照组相比，种植水蕹菜的3个试验组内淇河鲫均具有较高的粗蛋白和灰分含量及较低的粗脂肪含量，其中，10%试验组的粗蛋白含量最高，且粗脂肪含量最低，这与王景伟［12］和张爱芳等［21］的研究结果基本一致。与乔志刚等［23］研究的淇河鲫全鱼体成分含量相比，本研究中淇河鲫的粗蛋白含量和灰分含量较高，而粗脂肪含量较低，这可能与所用试验鱼年龄、饲养环境（水温、水流、光照等）［24］、投喂方法以及所用饲料的蛋白和能量水平等［25］因素不同有关。同时，水质会影响鱼类的品质，例如：李清等［26］分别用滇池、盘龙江和水库水体做水源养殖鲤，其鱼肉品质，尤其粗蛋白和粗脂肪含量由大到小呈降低趋势，但相应水体的NH3-N含量是由小到大呈增加的趋势，且均超出渔业用水标准。氨基酸的组成和含量，尤其是必需氨基酸的含量高低和构成比例，是评价食物蛋白质营养价值的重要指标［27］。鱼类存在10种必需氨基酸［28］，其中精氨酸和缬氨酸在本研究的4个试验组间均存在显著性差异，且与其对应的增长率变化一致，4个试验组中覆盖度10%的水蕹菜试验组最高。由此可以推测，10%水蕹菜覆盖度最有利于淇河鲫的生长和对饲料蛋白源的利用。一方面，精氨酸不仅可以通过胰岛素介导机制促进氨基酸的摄取，还可以通过刺激垂体分泌生长素促进水产动物的生长［29］；另一方面，可能与缬氨酸在生物体的正常生命活动中，尤其是神经系统的正常运转中起重要作用有关［30］，它不仅是蛋白合成的原料，参与机体组织修复，还能维持肠道菌群的平衡、提高幼建鲤的摄食量［31］，从而促进水产动物的生长［32］。当然饲料中精氨酸和缬氨酸含量不足或过高会导致氨基酸不平衡，不利于鱼类生长，甚至造成机体损伤［29-30，33］。此外，动物蛋白质的鲜美与可口程度取决于其所含鲜味氨基酸的组成和含量［34］。本研究结果表明，4种鲜味氨基酸中谷氨酸、天门冬氨酸和丙氨酸的含量及这4种鲜味氨基酸的总含量最大值均在10%试验组，而20%和30%试验组的对应指标相对较小。因而，可以推测本研究范围中较低的水蕹菜浮床覆盖度会提高淇河鲫肌肉的鲜味和可口程度，而高覆盖度水蕹菜浮床反而会降低淇河鲫的鲜味。与本研究结果基本一致，张爱芳等［21］和程辉辉等［22］也发现植物与鱼共生系统中草鱼的4种鲜味氨基酸总含量较单养殖系统对应指标数值大。蒋艾青［35］研究发现池塘中NH3-N含量越低，鱼肉品质越好。因而，我们推测精养池塘种植水蕹菜及类似具有净化能力的水草有利于提高鱼类品质，其中淇河鲫的最佳覆盖度可能是10%，水体种植植物可以提高养殖动物鲜味和可口程度。

综上，在精养淇河鲫过程中，10%水蕹菜覆盖度会改善养殖水质，提高鱼肉品质，但是过高的覆盖度则不利于鱼类优质鱼肉品质的形成，其深入机制还有待进一步研究。此外，由于本研究饲养水体较小，离实际生产规模还有一定距离，因而本研究结果还有待于在更大的养殖规模和不同养殖对象中进行验证。

致谢：感谢江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所张大文研究员和江西省生态环境科学研究与规划院张萌研究员在样品测定分析及论文修改中给予的帮助和建议。