Effects of giant duckweed DW2602 as feed supplement on the growth of tilapia fingerlings

在前期研究中，本实验室筛选到3个海南省本土高产浮萍品种，分别是紫萍DW2602、兰氏萍DW2701及稀脉萍DW1301。浮萍经过培养获得生物质后，测定其含水量、粗蛋白及氨基酸含量。综合浮萍生长情况及营养成分，选择最好的品种作为本试验饲料添加的原料。笔者将高蛋白浮萍品种从实验室无菌环境转移到室外进行适应性培养后，再转移到人工池塘内养殖，每667 m²（亩）每月施用5 kg复合肥。

从人工水塘定期捞取的浮萍，用自来水清洗干净，装入网袋置于甩干机中甩干，然后在烘箱中60 ℃烘干。使用破壁机（JP05D-1300，苏泊尔股份有限公司，中国浙江）将干浮萍打磨成粉，过0.42 mm网筛，装入塑封袋于干燥柜中保存备用。

将浮萍干粉送海南省进出口检验检疫局进行微生物指标测定。志贺氏菌按照国标GB 4789.5—2012方法测定，沙门氏菌按照GB 4789.4—2016方法测定，霉菌总数按照GB 4789.15—2016第一法测定，菌落总数按照GB4789.2—2016方法测定。

以罗非鱼养殖企业（渔场）常用的膨化配方饲料156（通威集团，中国成都）为对照，本实验按照0、10%、15%、20%、25%和30%的比例在膨化配方饮料中添加浮萍干粉。添加浮萍干粉具体做法：将饲料156打碎磨粉，过0.42 mm网筛，分别按上述比例添加浮萍干粉，加入少量山梨酸钾复配防腐剂（坤达生物有限公司，中国山东），混合均匀，加适量水后，用制粒机（MGD-120，中国广东）重新制成直径2 mm左右的颗粒饲料，烘干后用塑料袋密封保存于4 ℃。

将大小相近的尼罗罗非鱼鱼种（12.25±0.25) g，购自海南省澄迈县山琼村鱼苗养殖场）分成54组（表1），每组6条，分池（45 L水）静养1～2 d，用少量对照饲料开食。然后，分别投喂上述制备好的含浮萍0、10%、15%、20%、25%和30%的颗粒饲料，分别按照鱼体质量2.5%、3%和4%的投喂量饲喂，共18个处理。每个处理3次重复。每天定时投喂3次（9:00，13:00，17:30）。每10 d称重1次，根据罗非鱼生长情况相应增加投喂量。依据天气情况和水体质量，实验水体用气泵增氧。除此之外，每个水池每2天换1/3的水，并清理粪便1次。实验周期为40 d。

在养殖前测定鱼种鱼体质量、长度并拍照记录。实验结束后停喂1 d，再测定体质量和长度，计算成活率、增重率、肥满度。从每组抽选1条罗非鱼解剖，测定其脏体比^[9]。

根据罗非鱼生长情况，选择实验中最优浮萍饲料配比，将该浮萍饲料与购买的原始饲料的水中稳定性以及营养成分如水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、赖氨酸、含硫氨基酸（蛋氨酸+胱氨酸）含量进行测定分析。

浮萍原料及颗粒饲料的各项指标检测均按照国家标准进行。按SC/T 1077—2004标准做水中稳定性的测定；按GB/T 6435—2014标准做含水量的测定；按GB/T 6438 —2007标准做灰分的测定；按GB/T 6432—2018标准做蛋白质的测定[全自动凯氏定氮仪（Kjeltec8400，福斯分析仪器公司，丹麦）]；按GB/T 5009.6—2016标准做粗脂肪的测定；按GB/T 6434—2006标准做粗纤维的测定；按GB/T 18246—2019标准做氨基酸含量的测定。以上检测均由海南省进出口检验检疫局完成。

罗非鱼的生长指标计算如下：

增重率(WG)=(试验终鱼体质量－试验初鱼体质量)/试验初鱼体质量×100%^[4]，

特定生长率(SGR/d)=(ln 试验终鱼体质量－ln 试验初鱼体质量)/试验天数×100%^[4]，

肥满度(CF)=(试验终鱼体质量/试验终末鱼体长)×100%^[4]，

脏体比(HSI)=(试验终鱼内脏重/试验终鱼体质量)×100%^[10]。

使用WPS2019和SPSS Statistics 17软件对试验数据进行整理分析，差异显著性分析使用新复极差法（Duncan法）^[11]。

DW1301、DW2602、DW2701是通过前期研究从海南本地200余份浮萍种质资源中筛选出的高产品种。本研究测定了这3个品种的主要营养指标（表2）。从表2可见，3个浮萍品种的蛋白质含量都较高，其中紫萍DW2602的粗蛋白含量最高，达到44.52%，游离氨基酸和游离赖氨酸含量也最高，分别为16.23%和0.78%。DW2701粗蛋白含量最低（35.04%）。因此，笔者选择DW2602作为进一步研究材料。

人工水塘养殖的紫萍DW2602干粉的微生物学检测结果见表3。从表3可见，沙门氏菌、志贺氏菌未检出，霉菌总数及菌落总数未超标，符合国家标准，可以作为饲料的原料成分使用。

经预实验发现，投喂量为鱼体质量的4%时，每次投喂的饲料均有较多剩余。因此，终止了4%投喂量的所有处理。浮萍替代率为30%时，饲料外观颜色较深，罗非鱼进食情况不理想，投喂的饲料也有较多剩余，分散在水中。因此，替代率为30%的处理也被终止。正式实验采用了0、10%、15%、20%、25%等5个替代率，以及2.5% 和3%两个投喂量。

用10%～25%的浮萍替代传统饲料饲喂罗非鱼40 d，罗非鱼成活率从92.5%提高到95%～100%（表4）。由表4可见，当投喂量为鱼体质量3%时，所有浮萍替代比例的饲料在罗非鱼增重率方面都优于传统饲料。替代率为20%时，罗非鱼增重率最高，达到295.9%，比对照组提高了57.5%。替代率增加到25%时，罗非鱼增重率与20%替代率相比有所下降，但仍比对照组增加49.6%。投喂量为鱼体质量2.5%时，也是20%替代率的罗非鱼增重率最高，比投喂量为3%的传统饲料的罗非鱼增重率还高51.4%。因此，使用浮萍替代传统饲料还可以在减少罗非鱼养殖饲料用量的情况下，获得更高产量。

用浮萍替代部分传统饲料还能增加罗非鱼特定生长率，减少肥满度，降低脏体比。替代率为20%时，上述3个指标最好（表4），在投喂量为鱼体质量3%时，特定生长率达到3.44%/d，比对照组提高30.3%；肥满度为2.48%，比对照组下降6.4%；脏体比为8.47%，比对照组下降5.5%。

由于用20%浮萍品种DW2602干粉替代传统饲料饲喂罗非鱼，取得最好的养殖结果，所以研究了20%浮萍替代饲料的营养价值（表5），结果表明，20%浮萍替代饲料各项指标都符合国家标准，其中，粗蛋白、粗纤维和含硫氨基酸高于传统饲料，粗脂肪比传统饲料略低，赖氨酸含量无明显差异，含水量、灰分有所降低。水分含量降低可能是因为饲料在重新加工制成颗粒后经历了再次烘干的过程，而灰分与粗脂肪含量降低是由于浮萍灰分和脂肪含量较低。粗蛋白含量明显提高，粗纤维含量也略有升高，这与添加的浮萍原料营养特性相符。20%浮萍替代饲料保藏2个月后，表观颜色无明显变化，颗粒大小均匀，无发霉变质、结块、虫害现象，具有饲料正常气味。说明该饲料储存性能较好。

浮萍是水生漂浮草本植物，已有较多研究其营养价值的报道。然而，由于所用品种和养殖条件不同，不同研究所报道的营养成分差异很大。Culley等^[12]利用市政废水养殖紫萍（S. polyrhiza），所得浮萍粗蛋白含量为32.7%。Sutton等^[13]用市政废水混合养殖小叶浮萍（L. minor）和膨叶浮萍(L. gibba)，所得生物质粗蛋白含量约为39%。姚茂桂^[4]测定稀脉萍（L. aequinotialis）粗蛋白含量为30.5%。Appenroth等^[14]研究了11种无根萍的营养成分，其粗蛋白约为20%～35%，脂肪含量约为4%～7%，赖氨酸含量为4.8%，甲硫氨酸和半胱氨酸含量均为2.7%，苯丙氨酸和酪氨酸含量均为7.7%，氨基酸组成非常接近WHO推荐的标准。本研究通过筛选获得的紫萍品种DW2602蛋白含量高达44.5%，为高蛋白浮萍品种。本研究将紫萍DW2602与常见的粮食作物及其他的蛋白源(蛋白质的数据来源：http://nutritiondata.self.com; http://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods)相比，其蛋白含量可以与大豆相媲美，远高于大米、小麦、玉米等（图1）。

浮萍科植物的产量很高，在营养充足的废水中养殖浮萍，产量更高。利用市政废水养殖紫萍（S. polyrhiza），单位面积年收获干浮萍34 t·hm^[12]；用养猪场废水养殖紫萍，单位面积年获得蛋白质9.8 t·hm⁻²和淀粉6.9 t·hm^−2[15]。

本研究使用的紫萍DW2602生长速度很快，在营养充足、没有病虫害、舒适的培养环境中，紫萍DW2602的年平均干物质产量约为17～30 t·hm⁻²。按照44.5%的蛋白质含量计算，养殖紫萍DW2602，每年可以获得蛋白质产量7.6～13.3 t·hm⁻²，远高于大豆蛋白产量。在饲料中添加20%的紫萍DW2602，能够使原料的成本降低19%左右。另外，紫萍DW2602的游离赖氨酸含量是普通玉米的2.89倍，添加浮萍可以有效的增加饲料赖氨酸总量。

饲料蛋白质水平对罗非鱼生长有显著影响。刘伟^[16]的研究结果表明，饲料蛋白水平为35%时，罗非鱼的增重率、特定生长率和饲料效率要显著高于25%蛋白水平。胡国成等^[17]研究了3 种蛋白水平(23.1%、37.6%和 47.9%)饲料对尼罗罗非鱼生长的影响，结果表明随着饲料蛋白质含量的上升, 罗非鱼平均日增重从 0.30 g·d⁻¹ 上升到 0.74 g·d。但也有研究表明，当蛋白质水平超过鱼体的需要量时，罗非鱼的生长性能不会继续提高^[18]。强俊等^[19]的研究结果表明，饲料蛋白水平（25%～45%）对尼罗罗非鱼幼鱼生长性能没有显著影响；尼罗罗非鱼幼鱼特定生长率随蛋白质水平的升高而升高，但饲料蛋白质水平高于45% 时，特定生长率缓慢下降。

由于浮萍具有较高的蛋白质含量，在饲料中添加浮萍，可以显著提高饲料中蛋白质含量，是替代鱼粉配制高蛋白饲料的优质原料，但是，添加比例对罗非鱼生长有显著影响。本研究使用的紫萍品种DW2602蛋白质含量为44.5%，利用其替代20%传统饲料时，饲料粗蛋白含量提高了4.3%，粗脂肪下降了0.9%，赖氨酸含量无明显变化，含硫氨基酸即蛋氨酸和胱氨酸总量增加了0.1%，用该饲料养殖罗非鱼幼鱼，增重率比对照提高了57.5%；当浮萍替代率提高到25%，罗非鱼增重率只比对照增加49.6%，与20%替代率相比有所下降。当浮萍干粉替代率为25%时，饲料粗蛋白含量提高到43.2%，并没有达到可能导致罗非鱼特定生长率缓慢下降的45%的粗蛋白水平^[19]。究其原因，可能不能用蛋白质含量超过罗非鱼的需求解释，因此特定生长率下降可能另有原因。

已有较多研究表明，在饲料中添加适当比例的浮萍能促进养殖动物生长发育。张植元等^[10]研究了在饲料中添加0～14%浮萍干粉对锦鲤生长发育的影响，当浮萍添加量为14%时，锦鲤特定生长率显著高于低浮萍水平的饲料组。酪氨酸是动物黑色素合成的前体，由于浮萍酪氨酸含量丰富，在添加量为0～14%时，随着添加量的增加，与黑色素合成相关的限速酶—络氨酸酶TYR基因在锦鲤皮肤中的表达量逐渐上调^[20]。文献[10,12]两项报道所用的浮萍添加量都较低。埃及研究人员用浮萍干粉替代5%～100%的鱼粉制备颗粒饲料喂罗非鱼，用不添加浮萍的饲料作对照，结果表明，替代率为20%时，罗非鱼的日增重、特定生长率、饲料转换率、蛋白质效率比值等参数与对照无差异；当替代率为100%时，上述参数比对照差^[5]。Bairagi等^[21]利用10%、20%、30% 和40%的经过发酵和不发酵的紫萍干粉喂养野鲮幼鱼，在不发酵的饲料组合中，10%添加量最好；在发酵的饲料组合中，30%的添加量最好^[21]，说明通过发酵，可以提高浮萍的添加量。

使用高蛋白浮萍干粉替代部分鱼粉不仅可促进鱼类生长，还能降低罗非鱼的肥满度和脏体比。一般认为，肝体指数、脏体指数和肥满度是表明鱼体营养状态的间接指标^[22]，而脏体指数及肥满度随浮萍含量的提高而降低，这可能与饲料中的碳水化合物有关。低蛋白饲料中过多的碳水化合物在鱼体内转化成脂肪，沉积在内脏中，进而导致脏体比提高，在对奥尼罗非鱼的研究中也有类似的现象^[23]。

用高营养价值的紫萍新品种DW2602干粉替代部分传统罗非鱼饲料显著促进罗非鱼鱼种生长，替代比例以20%最佳。当浮萍替代率为20%，饲料粗蛋白含量比原饲料提高了4.3%，与对照组相比，幼鱼增重率提高了57.5%，特定生长率提高了30.3%，肥满度和脏体比分别下降了6.4%和5.5%。因此，紫萍新品种DW2602在罗非鱼产业中具有很大推广应用前景。