1.山东升索渔用饲料研究中心2.山东省海洋水产研究所摘要饲料残饵和动物粪便是养殖水质污染的主要来源,直接影响养殖对象的生长,了解这方面的知识对饲料研究和水产养殖具有重要的指导意义。文章阐述此类养殖废物在水排放情况及对水体环境的影响等,并对减少这些污染提出合理的治理措施。关键词残饵粪便水体环境中图分类号:¥949文献标识码:B文章编号:1002—281312009}02—0064—04等,在水温较高的情况下,营养素的溶失速度会加高密度和集约化养殖的饵料来源主要是人工投喂冰鲜饵料或配合饲料,研究表明,当投喂干颗粒配合饲料时,产生l%。5%的残饵,当投喂冰鲜鱼时约产生30%的残饵,池塘养料有5%。10%未被食用。针对网箱养殖鲑科鱼类产生有机废物的情况已开展过众多研究,Se,tlnoul"等(1991)认为,饵料投喂过多是网箱养殖大马哈鱼有机废物产生的重要来源。鱼类的排粪量可通过研究饲料的消化率来计鱼类的消化率随食物种类不同差别很大。Win.我国的水产养殖已进入快速发展时期,朝着高密度和集约化的工厂化养殖方向发展,如海区网箱养殖和室内循环水养殖等,这类养殖方式是在高密度养殖的基础上对养殖的各个环节进行人为控制,以达到高产高效的生产目的。
由于该类养殖模式以人工投饵为主,而且养殖密度高,投饵量大,在养殖过程中会产生大量残饵和粪便,很大程度上加重了水体的污染压力,再加上我国的水产养殖现状往往是只重视养殖结果,而忽略水体污染给环境所造成的负面影响,结果导致水体污染严重,生态平衡遭到破坏,从而引起病原菌滋生,养殖动物疾病爆发。另外,养殖污水中含有大量有害物质,给人们的生活带来极大的危害。水产养殖污水的排放所造成的环境污染已引起世界各国的广泛重视,为保证水产养殖持续发展及人类的生活环境,各国纷纷制定措施规定养殖污水必须处理达标后才能排放。berg认为,杂食性鱼类的消化率为80%,植食性和腐食性鱼类消化率一般低于80%,肉食性鱼类的消化率通常高于90%,这些未被食同动物粪便一起累积在养殖系统中。Michele等(2001)报道,虾摄食的饲料中85%的N(氮)被虾同化,15%通过粪便排放,但粪便中只有5%氨态氮形式直接排放,其他的有8%为可溶性初级胺,26%为尿素,6l%为其他可溶性有机氮,这些组分可被水中微生物利用。对海水网箱养殖系统中粪便产生的数量进行研究的项目较少,从现有发表的1水产动物残饵及粪便在养殖水体中的排水产养殖中产生的残饵和动物粪便大部分被积累到水底沉积物中,这些物质主要是由碳水化合物(18%)、脂肪(14%。
17%)和蛋白质(46%一51%)组成。另外,还包括少量的磷、维生素和药物收稿日期:2008—10—24资料看,25%一30%的食物以粪便的形式释放到环64饲辩研究FEEDRESEARC=IjINO.2.2009万方数据水生动物营养境中,其中蛋白质约占17%,脂肪占3%,碳水化合物为62%,灰分17%。但Thomson认为,这个数值可达到50%,并认为每养殖ll【g鱼将产生0.7kg机废物(包括残饵和粪便)。室内循环工厂化养殖虽然引入了水质净化技术来处理养殖过程中产生的废物污染,但由于这种技术必须根据养殖动物营养需求与代谢、池水污染特与负载、鱼类对水环境的质量要求和鱼池生物滤器功能形成的机制等内涵,进行有针对性地设计,需耗费较多的人力和物力,目前尚未在我国的工厂化养殖领域内普及,我国室内工厂化养殖所带来的污染问题也并未有效解决,这一点与国外存在较大差饲料的消化率除了与动物种类、大小及健康状态有关,还与饲料原料、加工方式、投饲频度和水质状况有关。研究表明,饲料营养成分的消化率因原料的组成不同而有较大的差异,一般肉食性鱼类对动物性蛋白的干物质和能量的利用好于植物性蛋白,这可能与植物性蛋白碳水化合物的含量和化学组成有关。
李会涛等(20Cr7)对大黄鱼的研究结果显示,大黄鱼对白鱼粉和红鱼粉的蛋白质消化率分别达到92.4%和89.3%,明显高于豆粕、花生粕、菜籽粕和棉籽粕几种植物性蛋白原料;鲤鱼对不同磷源磷的表观消化率存在显著差异,其中以磷酸二氢钙的表观消化率最高。史氏鲟在不同养殖密度条件食率和消化率也存在显著差异,低密度组(6尾/桶)和中密度组(13尾/桶)的消化率极显著高于高密度组(25尾/桶),中密度组摄食率显著低于高密度组,低密度组界于二者之间。不同加工工艺及投喂策略对鲫鱼生长和消化率也产生显著影响,挤压熟化饲料较硬颗粒饲料能显著提高蛋白质效率,同时增加投饲频率也能显著提高饲料利用率,降料系数;草鱼对几种饲料原料干物质离体消化率高于未膨化饲料原料离体消化率。2.2养殖模式和饲料投喂模式自20世纪90年代以来,高密度集约化养殖迅速发展,在增加经济效益的同时也给环境带来极大的压力,大密度养殖更易造成投饵过量。根据养殖动物的摄食习性,合理调整投喂时间和频率,能减少饲料浪费,如对凡纳滨对虾的试验表明,在养殖后期水环境中投喂频率3~5次/d的NH,+和N02一浓度/d时高,另外,由于投喂频率能影响饲料的消化率,从而在一定程度上间接影响了代谢废物在养殖水体中的积累。
2.3水体状况水体状况包括水深、流速和生物自净能力等。997)认为,底质和水流等因素是影响沉积物在水中和底层沉积效果的主要因素。Cax)s¥等(1990)也认为,在鲑鱼养殖中,底质状况、水深、流速、水温和盐度是决定废物积累的重要物理因素,因此,会出现2影响残饵和粪便沉积率的因素残饵及粪便积累情况受养殖情况和水体自身因素的影响,其中养殖情况包括食物组成、投喂时间及方法、养殖模式和养殖动物密度等;水体自身因素包括底质、水深、流速和水体自净能力等。2.1饲料类型和饲料消化率。目前,高密度养殖主要以投喂配合饲料为合饲料的形式多样,有硬颗粒饲料、膨化颗粒饲料、软颗粒饲料、微囊饲料和粉末饲料等,对于不同的饲料形式,其在水中的存在性质也有所差异。硬颗粒饲料和膨化颗粒饲料的耐水性较好,在水中存在时问较长,软颗粒饲料由于水分含量较高,在水中的稳性稍差,但不论是哪种形式的配合饲料都需合理投喂,保证养殖动物在一定的时间内完成摄于海区网箱养殖来说,为便于观察鱼类摄食,一般投喂浮性饲料,但在养殖过程中,有时也需结合养殖对象的摄食习性投喂慢沉性或沉性颗粒饲料(在网箱有底的情况下)。Cromey(2002)研究发现,饲料颗粒的大小显著影响其在水中的沉积速率,一般来料颗粒会沉积在投饵区周围25m范围内。
较配合饲料而言,冰鲜鱼入水即沉底,不宜观察,也不适合部分鱼类的摄食习性,因此,在实际生产中往往造成过多的浪费。饲料消化率主要与饲料原料和加工工艺等有关,消化率高的饲料不仅能促进鱼类生长,提经济效益而且能减少饲料浪费,保护水体环境。饲料研究FEEDRE,SEARCHNO.2,200965万方数据水生动物营养在不同的鲑鱼养殖区域,废物对水体产生不同影响的情况。 又可和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚 硝胺,亚硝酸盐长期蓄积中毒,会使 降低,易招致各种病原菌的侵袭,故常被视为鱼和虾的致病根源。 3.4 营养盐积累,尤其是氨能导致对养殖动物产生 毒性 富营养化是养殖水体中无机营养盐的积 程,它是由于养殖过程中向水体中添加可溶性有机或无机营养元素,从而使水体的生 物耗氧量增加。 目前,判断水体富营养化的标准通常以水体中的碳 含量为依据,碳含量在 5%以下的水体为非或轻度 富营养化,碳含量为5%~15%的水体为中度富营 含量高于15%的水体为重度富营养化。Seymour等(1991)认为,每养殖1 鱼将会产生9kg 3残饵和粪便对水体环境的影响 不论是采用人工投饵还是自动投饵机投饵,残 饵和动物粪便都会导致养殖水域悬浮颗粒 和沉积颗 粒增加。
残饵和动物粪便在水体中积累成为底层沉 积物的主要成分,底层沉积物 的性质包括3方面,分 别是氧化还原能力、颗粒大小和有机成分。其中氧 化还原能力主要 是考察溶懈氧(DO)的情况。沉积 物会对水体产生许多负面影响,最主要的是生物多 性降低,如通过对智利8个养殖场进行考察后发现,其生物多样性至少下降50%,这主要 面的原因导致,包括池底沉积及水体富营养化、DO降低和食物链改变。 3.1 DO降低 残饵和粪便等的积累能消耗大量氧气,导致养 磷、52 kg氮和500 ks生化耗氧量(BOD)。Soto等 (2004)也认 为,底质沉积物当中含有较高的磷水平。 殖水体缺氧。wh等(1995)通过研究发现,由于池底 Gowen等(1987)认为,在12个月的养殖期内,每养殖 50 沉积物耗氧将会导致养殖水体的DO需求增加5 倍。Kupka Hansell(1991)和Tsutsumi(1991)等也发 现,随着沉积物的增加,水体耗氧量成线性增加。 3.2部分水体H2s浓度升高 多研究结果显示,海水网箱养殖区域的水体含有较高浓度的H2s,这些大部分由残饵和动 便沉积物产生,尤其是在水体缺氧时H2S的浓度会更高,而H2s对养殖动物具有 毒性,能导致鱼体鳃损 伤,甚至死亡。
3.3正常的硝化作用受到影响 t鱼将会产生19.4 t有机碳,2.2 t有机氮和4.0 可溶性含氮化合物。富营养化水体有机碳含量升高至原水平的4—5倍。 型藻类生长所必需的营养元素,在厌氧环境中,尤其是磷能快速从沉积物中释放到水 因此,会导致沉积物中的碳、氮及磷快速交换至水体中。在流速较缓的海水养殖贫营养水体 富营养化能导致有害藻类快速生长,氨、硝酸盐和亚硝酸盐是无机氮在水体中存在的 主要形式,能提高 大型藻类的快速生长。 水体中的氮主要是由残饵和动物粪便产生,随 投饵数量的增多而升高。3.5水产养殖能引起沉积物中锌、铜、铁和镁等物 质浓度升高 (见表1)。 网箱养殖对水体底层沉积物中金属离子浓度的影响me/ks硝化作用是在好氧条件下,将NI-h+氧化为 N02一和N04一的过程,由亚硝酸菌和硝酸菌类化能 自氧菌共同作用下完成。当亚 硝酸在硝化菌的硝化 作用下转变成硝酸后,易形成硝酸盐,从而成为可被 植物吸收利用的 营养物质。然而,富氮有机物质积 累到一定程度后能严重破坏氮循环,如残饵和粪便 体中累积到一定程度后,硝化细菌相对不足,在异养性细菌的作用下,残饵和粪便中的蛋白质及核 酸会慢慢分解,产生大量氨等含氮有害物质,氨在亚 硝化菌或光合细菌作用下转化成亚 硝酸,亚硝酸与 一些金属离子结合后可形成亚硝酸盐,而亚硝酸盐 66料研究FEEl)RESEARCH NO.2,2)9 万方数据 水生动物营养 3.6引起水体的生物群落发生改变 多项研究表明,水体富营养化能改变水体的生 环境,甚至引起深海生物群落发生改变,而饲料特定营养素的比率改变对生物群落改变的作 用更为明 不过,残饵和粪便对水质影响的贡献不同。一般来说,残饵更易引起水质因