不同饵料对皱纹盘鲍生长和C、N、P营养要素收支的影响*

潘 哲，高永刚，高勤峰**，董双林，侯诒然，温 彬，向 利，崔 君，邵长清

(1.海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学)，山东 青岛 266003;2.青岛海洋科学与技术国家实验室，海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室，山东 青岛 266235;3.山东省荣成市渔业技术推广站，山东 威海 264300;4.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室，江苏 无锡 214081;5.水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室(上海海洋大学)，上海 201306)

近年来鲍的养殖在中国发展迅猛，2003年我国鲍的养殖产量为9 810 t，2016年达到了139 697 t，目前，我国已成为世界第一养鲍大国，其中皱纹盘鲍(Haliotisdiscushannai)是鲍养殖中最流行的品种[1-3]。尽管人工饲料营养搭配更为合理，但饲料价格较高以及过高的溶失率等原因限制了其在实际生产中的应用，因而，在我国北方实际生产中，海带(Saccharinajaponica)仍然是鲍养殖的主要饵料[4-6]。一般鲍长到商品规格需要3年，期间，鲍每天需要摄食大量的藻类(高达到自身体重的35%)[5]，如此长的养殖周期和摄食量会造成大的饵料消耗。夏季鲜藻紧张，不少养殖企业只能用盐渍海带或者干海带作为饵料，导致养殖效果受到很大影响[1]。从1990年代至今，海带的价格从0.5元/kg上涨至1.2元/kg，而鲍价格从300元/kg下降至160元/kg[5]，鉴于海带价格上涨以及夏季鲜藻的严重不足，鲍养殖产业迫切需要合适的替代饵料和科学有效的投喂方法[7]。

鲍对不同海藻的选择和利用效果不同，例如：Alcantara和Noro[8]证实新西兰红鲍(Haliotisdiversicolor)喜欢摄食绿藻—石莼(Ulvapertusa)；Floreto等[9]证实皱纹盘鲍摄食褐藻—裙带菜(Undariapinnatifida)生长效果最好；Mai等[10]试验证实欧洲鲍(H.tuberculata)摄食红藻(Palmariapalmata)生长效果最好。此外，Duncan[11]通过实验证实不同海藻混合投喂可以弥补单一藻类营养不全的缺点，提高鲍的生长速度和肥满度。孔石莼(Ulvalactuca)和龙须菜(Gracilarialemaneiformis)是我国北方最常见的两种大型藻类，春夏季节大量附着于海带养殖阀架[5]，且龙须菜是我国北方主要养殖品种[12]。这2种海藻价格便宜并且容易获得，因此以这2种藻类作为海带的补充饵料进行单一投喂或者搭配投喂，也许是降低鲍养殖成本，缓解饵料不足的有效方法。

随着养殖业的蓬勃发展，养殖活动引起的水体富营养化现象日益加重[13]。水体中升高的营养盐负荷，会改变底栖生物群落结构，造成系统不稳定甚至崩溃[14-16]。其中，由养殖废物造成的水域C、N、P等营养盐负荷的增加而导致的水体富营养化为主要的环境污染表现形式[17-18]。例如，饲料中大概72%的N和70%的P没有被鱼类利用，而是变成了残饵、粪便以及排泄物等污染物，每养殖1 t鱼就会向水体释放78kg的N和9.5 kg的P[19]。牛亚丽[13]对桑沟湾3种主要滤食性贝类：虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)、栉孔扇贝(Chlamysfarreri)和长牡蛎(Pacificoyster)进行了研究，结果发现，摄食的饵料中，(40.9%～113.6%)的C、20%左右的N和55%的P，以呼吸、排粪和排泄等形式进入养殖环境。此外，摄食不同的饵料还会影响养殖生物的摄食率、呼吸代谢以及排粪过程从而影响营养要素的收支[20-21]。因此，选择既能满足养殖生物的生长需要，又能最大限度的减少向环境中排放营养盐的饵料显得尤为重要，而有关不同大型藻类对皱纹盘鲍营养要素收支和生长影响的研究尚未见报道。

本实验设置了6个饵料组：海带、孔石莼、龙须菜、海带和孔石莼、海带和龙须菜、孔石莼和龙须菜，比较了这不同饵料对皱纹盘鲍的生长及C、N、P营养要素收支的影响。旨在阐明皱纹盘鲍在不同饵料条件下的生长和营养要素利用情况，寻求既能满足皱纹盘鲍生长又尽量减少营养盐排放的适宜饵料。

1 材料和方法

1.1 实验设计

1.1.1 实验饵料 实验于2014年5～8月在青岛国家海洋科学研究中心进行。实验设置6个饵料处理：海带组、孔石莼组、龙须菜组、海带和孔石莼组、海带和龙须菜组、孔石莼和龙须菜组，分别编号为S、U、G、SU、SG、UG，其中S组为对照组，所用饵料均为新鲜海藻，定期购置于鳌山卫镇海鲜市场，在实验室备用时放置于4℃冰箱保存。

1.1.2 实验动物及暂养 实验用皱纹盘鲍于2014年4月购于山东荣成寻山海珍品有限公司，运回实验室后随机移入6个大型玻璃钢水槽(2 m×1.5 m×0.7 m，2.1 m3)进行暂养1个月，使之适应不同的饵料条件(海区养殖时均饵料均为新鲜海带)，暂养期间所用饵料同实验设计，即单一饵料组(S、U、G)组及混合饵料组(SU、SG、UG)均为饱食投喂，其中混合饵料组中的饵料投喂比例均为1∶1。实验水温为(17±0.5)℃，连续充气，溶解氧大于5 mg/L，盐度30～32，光照周期为14∶10。

1.2 实验进程

暂养结束后，从暂养的玻璃钢水槽中挑选相同规格的皱纹盘鲍(壳长(24.51±2.32)mm；湿重(2.15±0.21)g)移入水族箱(45cm×35cm×30cm，45L)中，每个水族箱放鲍15只，每个饵料处理组设置6个重复。按照相应的饵料处理每天投喂一次，投喂时间为17：00，投喂期收集残饵并记录投饵量和残饵量，每天换水2/3，换水前以200目筛绢收集粪便[7]，残饵和粪便分别于60℃烘干至恒重保存以待后续分析。在实验进行到第4周后，从各处理中随机挑选3个平行组，每个处理挑选15只鲍(重约2.5g)进行C、N、P收支的测定；剩余的3个平行继续完成为期12周的生长实验，并测定其周期平均摄食率和平均排粪率。实验期间的水质条件同1.1.2。

1.3 鲍C、N、P营养要素收支的测定

各组用于测定C、N、P营养要素收支的15只鲍随机分成5组，每组3只鲍，在5 L的大烧杯中进行24h的残饵粪便的收集，将收集的残饵粪便烘干，并称重，以备测定C、N、P 3种营养要素的含量。

1.4 数据计算及分析

特定生长率SGR(Specific growth rate，%·d-1)，饵料转化效率FCE(Feed conversion efficiency，%)，平均摄食率MFR(Mean feed intake rate，mg·ind-1·d-1)，平均排粪率MFPR(Mean feacal production rate，mg·ind-1·d-1)按照如下公式进行计算。

SGR=100×(lnWf-lnWi)/T；

FCE=100×(Wf-Wi)/(D·N)；

MFR=D/(T·N)；

MFPR=F/(T·N)。

式中：Wf和Wi是最后和初始的皱纹盘鲍平均湿重(g)；D为实验期间摄入的海藻的湿重(g)；F为实验期间排粪的干重(g)；T是实验持续的时间天数；N为鲍的个数。

皱纹盘鲍对C、N、P营养要素的摄入IR(Ingestion rate，mg·d-1·ind-1)按照如下公式进行计算：

IR=(FIR×α%)/N。

式中：FIR为鲍的摄食率(Feed intake rate，mg·d-1·ind-1)；α%为饲料中有机C、N、P营养盐的百分含量；N是鲍的个数。

耗氧率OCR(Oxygen consumption rate, mg·h-1· ind-1)，排氨率AER(Ammonium excretion rate, mg·h-1· ind-1)，排磷率PER(Phosphorus excretion rate, mg·h-1· ind-1)分别按照如下公式计算：

V=(CR-CE)×V0(t·N)。

式中：V为耗氧率或N、P 排泄率；CR和CE分别为对照组和实验组的溶解氧水平或者 N、P营养盐含量(mg/L)；V0为呼吸室体积(L)；t为实验持续时间(h)；N是鲍的个数。

皱纹盘鲍对C、N、P营养要素的生长余力SFG(Scope for growth，mg·d-1·ind-1)以鲍对其摄入和排出之差表示，即：

SFG=IR-FPR×β%-V′。

式中：IR(Ingestion rate，mg·d-1·ind-1)为皱纹盘鲍对C、N、P营养要素的摄入效率；FPR为鲍的排粪率(Feacal production rate，mg·d-1·ind-1)；β%为粪便中有机C、N、P 营养盐的百分含量；V′为C、N、P的排泄率；C 排泄率通过基于生物呼吸熵为0.85时将耗氧率转换所得，即1mg O2≡0.32mg C[17, 22]。C的排除活动主要通过呼吸活动，N和P的排出主要通过排泄活动进行。皱纹盘鲍对C、N、P营养要素的吸收效率(Absorption efficiency，%)，以鲍的营养要素的生长余力占营盐摄入率的比率表示，即：

AE=100×SFG/IR。

1.5 统计分析

数据以平均值±标准差(Mean±SD)表示，采用SPSS 20.0软件对数据进行单因素方差分析(ANOVA)和Turkey检验, 以P<0.05作为差异显著水平[19]。

2 实验结果

2.1 实验用海藻的成分分析

大型藻类的含水量、有机碳TOC、有机氮TON、有机磷TOP测定结果见表1。从表1中可以看出，海带的含水率显著高于孔石莼和龙须菜的含水率(P<0.05)；但就TOC和TON含量而言，海带均处于最低水平(P<0.05)。孔石莼的TOC和TON含量均处于最高水平(P<0.05)，但是孔石莼的TON含量与龙须菜的TON含量无显著差异(P>0.05)。

表1 实验用海藻的成分分析Table 1 Component analysis of macroalgae in the experiment (mean ± SD; n=3)

注：同列不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。
Note: Different letters in the same column mean significant differences at 0.05 levels among treatments.The same below.

2.2 皱纹盘鲍的摄食及生长情况

皱纹盘鲍在不同饵料饲养下的周期平均摄食率(12周的日均摄食率)见图2。结果显示鲍对饵料显示了明显的摄食偏好。不管是单一投喂的孔石莼还是混合投喂SU组、UG组中，鲍均表现出对孔石莼较差的摄食偏好以及较低的摄食率。

就生长而言(见表2)，SG组的SGR显著高于其他几个组(P<0.05)，其次是S组和G组； U组最低

(P<0.05)。SU组和UG组的表现均好于U组(P<0.05)；SG组生长优于S组和G组，证明混合投喂影响鲍的生长表现，合适的搭配可以获得更高的特定生长率。值得一提的是，尽管U组的鲍生长最差，但是获得了最高的饵料转化效率(6.14%±0.09%)(P<0.05)。

图1 不同饵料处理组皱纹盘鲍的摄食率(以湿重计)Fig.1 Wet food intake of H.discus hannai at different diet treatments

2.3 皱纹盘鲍的排粪情况

不同饵料处理组皱纹盘鲍的排粪情况见表3。值得注意的是在含有孔石莼的饵料组(S组、SU组、UG组)，排粪率要显著高于其他3组，表明鲍对孔石莼消化利用较差；各个饵料处理组粪便中TOC的含量在(12.30±0.11)%～(14.72±0.11)%之间，其中SG组的TOC含量最低(P<0.05)；各处理组粪便中TON的含量在(1.92±0.06)%～(3.67±0.04)%之间，各组差异明显(P<0.05)。

2.4 不同饵料处理组皱纹盘鲍的C、N、P营养要素的收支情况

在不同的饵料处理下，鲍C、N、P营养要素的摄入和排出(呼吸、排泄、排粪)差异显著(P<0.05)(见表4)。从表4中可以看出，UG组摄入的TOC含量最高，其次是G组和SG组，TON表现出相似性(UG组、G组、SG组较其余3组摄入N含量高)(P<0.05)；呼吸排C以及排泄排N中，UG组均显著高于其他组(P<0.05)；相较于C、N营养要素的摄入和排出，P营养要素的摄入排出不管是在摄入过程或者是排出(排泄、排粪)过程差异较小。从4表中可以看出，尽管各处理组皱纹盘鲍摄入的TOC含量各有不同，但是呼吸排放C均占摄入碳IR的大部分，排粪C占的比例则很小。

表2 不同饵料处理组皱纹盘鲍的生长及饵料转化效率Table 2 Growth and feed conversion efficiency rate of H.discus hannai at different diet treatments(Mean±SD; n=45)

表3 不同饵料处理组皱纹盘鲍的排粪率以及粪便的成分分析(以干重计)Table 3 Feacal production rate and feacal component of H.discus hannai at different diet treatments(Mean±SD; n=3)

表4 不同饵料处理组皱纹盘鲍的C、N、P营养要素的摄入和排出Table 4 Ingestion and eduction of C、N、P nutrients of H.discus hannai at different diet treatments(mean ± SD; n=15)

注：IR(C)、IR(N)、IR(P) 为鲍对碳氮磷营养要素的摄入；FPR(C)、FPR (N)、FPR (P) 为鲍对碳氮磷营养要素的排粪排出；V'(C)、V' (N)、V' (P) 为鲍对碳氮磷营养要素的排泄排出。
Note：IR(C)、IR(N)、IR(P) represent the C、N and P nutrient ingestion rate ofH.discushannai; FPR(C)、FPR (N)、FPR (P) represent the C、N and P nutrient production rate through feace ofH.discushannai; V'(C)、V' (N)、V' (P) represent the C、N and P nutrient eduction through respiration and excretion ofH.discushannai.

假定不同饵料条件下皱纹盘鲍的生长余力保持一个稳定的常数，以投喂的外源性饲料作为基准，不考虑残饵量[24]，对生产1t皱纹盘鲍释放至环境中的C、N、P营养盐进行估计。结果可以看出，C排放量在(127.95±12.3)～(316.83±24.2)kg之间，C排放量由高到低分别为UG组>SU组>U组=G组>SG组>S组；N排放量在(6.52±0.87)～(17.45±2.12)kg之间，N排放量由高到低分别问UG组UG组>SU组=U组>G组>SG组>S组；P排放量在(0.79±0.06)～(1.41±1.12)kg之间，P排放量由高到低分别为SG组>G组>U组>S组=UG组>SU组(见表5)。不难发现，C和N排放量由高到低的次序有着相似的趋势，但是与P排放量由高到低的次序差异较大。

2.5 不同饵料处理组皱纹盘鲍的C、N、P生长余力

从皱纹盘鲍对C、N、P营养要素的生长余力其结果(见图2)可看到C生长余力SFG(C)最高的是SG组((8.66±0.98)mg·d-1·ind-1)，其次是G组和S组，表现最差的是SU组((3.60±0.42)mg·d-1·ind-1)(P<0.05)；在N生长余力上SFG(N)，G组、SG组、UG组的表现显著优于S组、U组以及SU组；就P的生长余力SFG(P)而言，S组((0.13±0.02)mg·d-1·ind-1)的表现最好，U组((0.04±0.007)mg·d-1·ind-1)和G组((0.04±0.008)mg·d-1·ind-1)的表现最差。

表5 不同饵料处理组皱纹盘鲍的C、N、P营养盐的排放量Table 5 Emissions of C、N、P nutrients of H.discus hannai at different diet treatments Mean±SD; n=15

2.6 不同饵料处理组皱纹盘鲍的C、N、P营养要素的吸收效率

皱纹盘鲍对C、N、P营养要素的吸收效率见表6。在不同的饲料处理下，皱纹盘鲍对C的营养要素吸收效率在(23.4±3.12)%～(53.63±5.68)%之间，SG和S组显著高于其他组，UG组的营养要素吸收效率最低(P<0.05)；对N的营养要素吸收效率，G组和SG组间差异不显著，但均显著高于其他组，SU组和U组的N营养要素吸收效率最低(P<0.05)；对P营养要素吸收效率而言，G组的吸收效率最低，S组的效率显著高于其他组(P<0.05)。SG组的P营养要素吸收效率不是最高，但是C、N营养要素吸收效率均为最高。

图2 皱纹盘鲍对不同饵料组的C、N、P营养要素的生长余力Fig.2 Scope for growth of carbon nutrition, nitrogen nutrition and phosphorus nutrition of H.discus hannai at different diet treatments

表6 不同饵料处理组皱纹盘鲍的C、N、P营养要素吸收效率Table 6 Absorption efficiency of H.discus hannai at different diet treatments (Mean ± SD; n=15)

3 讨论

3.1 不同饵料处理对皱纹盘鲍摄食和生长的影响

从本实验结果中可以看出，不同饵料下皱纹盘鲍获得了不同的生长率，对于单一投喂组，龙须菜组和海带组的皱纹盘鲍特定生长率，均明显高于孔石莼投喂组，这与Mai等[10]此前取得的结果相似，证明皱纹盘鲍在褐藻和红藻的饲养条件下比在绿藻的饲养条件下可以获得更好的生长表现。不同藻类混合投喂可以弥补单一藻类营养不全的缺点，提高鲍的生长和肥满度[7,11,24-25]。在本实验中，海带和龙须菜组(SG)的特定生长率最高，优于S组和G组；SU组和UG组的皱纹盘鲍生长表现好于U组。也对混合投喂相比单一投喂更能促进鲍生长这一观点进行了佐证。碳和氮的生长余力更高的组，生长效果也更好，这可能与碳和氮元素是生物的基本元素有关，而生物对磷的生物需求相对低有关。

在对各种饵料的摄食率中可以清楚的看到，皱纹盘鲍对孔石莼的摄食率明显低于海带和龙须菜，这与Mai等[10]和Uki等[27]的结果相似。鲍本身的嗜好性和海藻的适口性是决定鲍鱼对饵料选择的重要因素。鲍的摄食习惯属于舔食性[27]，然而孔石莼藻体较薄，在水中浮动大因而可能是鲍对孔石莼摄食率较低的一个原因。海藻中的营养物质(谷氨酸、牛磺酸及藻类多糖等) 及次级代谢产物 (萜类、酚类、甾体类、醌类和卤代脂肪族等) 会对鲍产生诱食或拒食效果，这些物质在质和量上的差别决定鲍对不同海藻的嗜好性，例如海带中的褐藻酸钠对鲍就有极强的诱食作用[26,29]会造成鲍摄食时对海带的摄食偏好。

研究表明，水产动物摄食前后消化酶活性会发生改变，即食物会刺激消化腺分泌消化酶[29]。皱纹盘鲍摄食不同藻类，其消化酶活性存在显著差异[30]；吴永沛等[31]究分析九孔鲍体内的消化酶，发现褐藻酸酶的活性明显高于琼脂酶；王思佳[31]发现皱纹盘鲍摄食龙须菜消化腺内纤维素酶活性较高。因此，孔石莼的适口性问题以及鲍对其的消化问题，可能是造成孔石莼组的排粪率以及TON含量高的内在原因。像其他食草动物一样，鲍容易出现氮限制[32-33]，这是由于植物的蛋白含量相对低，可吸收的蛋白摄入直接影响鲍的生长[5]。因此，尽管鲍对龙须菜的摄食率并没有海带高，但是龙须菜的含氮量显著高于海带，这可能是龙须菜组鲍的特定生长率和海带组相似的原因。

3.2 不同饵料处理对皱纹盘C、N、P营养要素收支的影响

已有的研究表明，不同饵料、体重、盐度以及温度对海洋生物的呼吸代谢、摄食率、排粪率、营养要素收支以及能量收支有显著的影响[7,20-21,24,34,35-36]。在本实验中不同饵料处理下，鲍的C、N、P收支结果也显著不同。

尽管鲍对海带的摄食率显著高于孔石莼的摄食率，但是其对C、N元素的摄入量没有显著差异。这与海藻营养要素含量有关，孔石莼的N含量高于海带的N含量，尽管对孔石莼摄食率较低，但是仍能保证摄入的N含量与海带饲养条件下的摄入率相当。这说明鲍在面对不同的食物环境时同样具有很强的“消化前”调节能力，来保证营养的摄入量。这与孙侦龙[20]在海参，Gao等[15]、Wong等[38]在翡翠贻贝上的结果一致。

不同饵料影响鲍的C、N、P营养要素的收支主要是受营养要素的摄入和排出(排粪、呼吸、排泄)的影响。水产动物鱼类的生理指标(耗氧率、氮磷排泄率)受多种环境因子控制，例如水温、摄食行为和溶解氧[38-40]。孙侦龙[20]、冯丹[21]在海参中同样发现了相似的结果，食物中的C、N含量显著影响呼吸代谢、排泄以及排粪过程。在本实验中含TON量最低的海带组，鲍的呼吸排C量以及排N率也最低；TON含量较高的其他几组(U组、G组、UG组、SU组)呼吸排C量以及排N率也较高，这与其他水产动物的报道相似。粪便中的N主要来自于饵料中未被吸收的蛋白质，动物摄食的蛋白质质量不高会导致消化率降低，从而增加了的粪便中TON的排出量，劣质的饲料会导致TON废物的排出，造成环境的氮负荷增加[41]。本实验中在含有孔石莼的饵料处理(U组、SU组、UG组)，排粪率和粪便中TON的含量都显著高于其他组，说明皱纹盘鲍对孔石莼的消化率较低。尽管鲍在不同的食物条件下可以通过调节摄食率来调节对有机物质的摄入，但是鲍仍由于排粪、呼吸代谢以及排泄的调节导致皱纹盘鲍对C、N、P营养要素的收支明显不同。

3.3 不同饵料处理对皱纹盘C、N、P营养要素的吸收效率和排放

海洋无脊椎动物对食物中营养元素的吸收效率(AE)与很多因素有关，包括摄食机制、食物环境、温度和体重等[9,42]。本实验中不同的饵料组，鲍有不同的C、N、P吸收效率。其中L组、G组、LG组的C、N营养盐吸收效率要显著高于含有孔石莼的U组、LU组、UG组。说明用于其生长的营养盐百分含量更高，这也正能解释为什么S组、G组、SG组三组整体的SGR更高。营养元素的AE影响到无机盐的排放，营养要素利用效率更低的U组、SU组、UG组，AE(C)只有(23.4±3.12)%～(33.56±4.56)%，其余约70%～80%的碳全都以排泄或者排粪形式排放到养殖水体中；此外U组、SU组、UG组3组的N、P也有40%～50%被重新排放到养殖环境中，会造成大量的营养负荷。尽管如此，N、P营养盐的吸收效率要高于C，这与此前牛亚丽[12]对滤食性贝类的研究结果相似。由于腹足动物在运动或固着时会分泌黏液，静止时候会通过黏液来清除外套膜上的粪便和杂物颗粒[33]，本实验忽略了这部分，这可能会导致C、N、P的生长余力偏高，过高估计鲍鱼对营养盐的吸收效率。

4 结语

不同饵料条件下皱纹盘鲍表现出不同的C、N、P营养要素的收支情况和生长性能。相对海带组，龙须菜组的皱纹盘鲍表现了更高的N吸收效率、较低的C和P吸收效率，相似的特定生长率；海带和龙须菜组的皱纹盘鲍表现了更高的N吸收效率，相似的C吸收效率和更低的P吸收效率，但特定生长率更好；含有孔石莼的3个饵料组的皱纹盘鲍生长表现相对其他3组较差，并且营养盐利用效率低，向水体中释放了更多的营养盐。因此，以龙须菜搭配海带作为饵料，可显著提高皱纹盘鲍对N的吸收效率，减少营养盐的排放，在提高皱纹盘鲍的养殖经济效益同时，提高了养殖生态环境效益。