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慈竹纤维添加对福寿螺生长速率的影响

朱鸿超 龙文聪 陈永兰 杨瑶君 于嘉欣

朱鸿超, 龙文聪, 陈永兰, 等. 慈竹纤维添加对福寿螺生长速率的影响[J]. 四川林业科技, 2020, 41(3): 132−136 doi: 10.12172/201912260007
引用本文: 朱鸿超, 龙文聪, 陈永兰, 等. 慈竹纤维添加对福寿螺生长速率的影响[J]. 四川林业科技, 2020, 41(3): 132−136 doi: 10.12172/201912260007
Zhu H C, Long W C, Chen Y L, et al. Effect of bamboo ( Neosinocalamus affinis) fiber on the growth rate of Pomacea canaliculata[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(3): 132−136 doi: 10.12172/201912260007
Citation: Zhu H C, Long W C, Chen Y L, et al. Effect of bamboo ( Neosinocalamus affinis ) fiber on the growth rate of Pomacea canaliculata [J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(3): 132−136 doi: 10.12172/201912260007

慈竹纤维添加对福寿螺生长速率的影响


doi: 10.12172/201912260007
详细信息
    作者简介:

    朱鸿超(1996—),男,本科,363701440@qq.corn

    通讯作者: 3076323301@qq.com
  • 基金项目:  川省科技厅应用基础项目“γ-射线辐照定向改性竹纤维的构效关系研究”(2018JY0511)

Effect of Bamboo (Neosinocalamus affinis) Fiber on the Growth Rate of Pomacea canaliculata

More Information
    Corresponding author: 3076323301@qq.com
  • 摘要: 福寿螺蛋白质含量丰富且营养成分高,若能将其高效转化植物纤维的能力运用在慈竹上,对增加竹子利用途径、促进竹产业发展具有重要的现实意义。本研究采用一次回归正交设计的试验研究方法,测定饵料中添加慈竹纤维含量对福寿螺生长速率的影响。结果表明,当福寿螺饵料中慈竹纤维含量达到50%时,其生长速度显著增加,体重增长率最高可达85.5%。福寿螺体重增长率主要由慈竹纤维、豆粕、玉米粉共3种处理效应构成,慈竹纤维添加在饵料中对福寿螺体重增重率的贡献最大,并达到极显著水平(P<0.01),增重率Y与慈竹纤维X1、豆粕X2、玉米粉X3的回归方程式为Y=13.862X1+8.988X2+5.237X3+55.358。此研究结果为竹纤维向动物蛋白转化提供了理论基础,对竹纤维的饲料化利用具有重要参考价值。
  • 图  1  福寿螺在不同竹纤维添加量下的平均最大摄食率

    Fig.  1  The average maximum feeding rate of P. canaliculata under different amounts of bamboo fiber

    表  1  饵料中微量元素组成成分表(每千克含量)

    Tab.  1  Trace element composition in the baits (per kilogram)

    成分用量
    泛酸160 mg
    8 000 mg
    18%
    300 mg
    2 900 mg
    核黄素108 mg
    1 760 mg
    氯化钠10%
    硝酸硫铵48.0 mg
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    表  2  一次回归正交设计试验方案

    Tab.  2  Design scheme of one regression orthogonal experiment

    试验号实验设计实施方案
    X1X2X3慈竹纤维Z1*豆粕Z2*玉米粉Z3*
    1111803050
    211−1803010
    31−11801050
    41−1−1801010
    5−111203050
    6−11−1203010
    7−1−11201050
    8−1−1−1201010
    9000502030
    10000502030
    11000502030
    12000502030
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    表  3  慈竹纤维添加比例对福寿螺增重量的影响

    Tab.  3  Effect of N. affinis fiber addition ratio on the weight gain of P. canaliculata

    慈竹纤维比例/%初始体重一周后体重增重量/g
    0(CK)9.43±0.109.54±0.100.10±0.01
    209.95±0.1210.08±0.140.13±0.02
    409.08±0.0910.54±0.101.46±0.04
    609.15±0.1311.14±0.111.99±0.59
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    表  4  一次回归正交设计方案试验结果

    Tab.  4  Results of one regression orthogonal design scheme

    试验组群体数增重率/%
    15078.5
    25085.5
    35066.0
    45041.2
    55045.7
    65042.0
    75046.5
    85026.1
    95053.2
    105061.9
    115059.2
    125058.5
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    表  5  统计分析和显著性检验结果

    Tab.  5  Statistical analysis and significance test results

    变量t值p值
    X14.4080.002
    X22.8580.021
    X31.6650.134
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    出版历程
    • 收稿日期:  2019-12-26
    • 网络出版日期:  2020-05-12
    • 刊出日期:  2020-06-23

    慈竹纤维添加对福寿螺生长速率的影响

    doi: 10.12172/201912260007
      作者简介:

      朱鸿超(1996—),男,本科,363701440@qq.corn

      通讯作者: 3076323301@qq.com
    基金项目:  川省科技厅应用基础项目“γ-射线辐照定向改性竹纤维的构效关系研究”(2018JY0511)

    摘要: 福寿螺蛋白质含量丰富且营养成分高,若能将其高效转化植物纤维的能力运用在慈竹上,对增加竹子利用途径、促进竹产业发展具有重要的现实意义。本研究采用一次回归正交设计的试验研究方法,测定饵料中添加慈竹纤维含量对福寿螺生长速率的影响。结果表明,当福寿螺饵料中慈竹纤维含量达到50%时,其生长速度显著增加,体重增长率最高可达85.5%。福寿螺体重增长率主要由慈竹纤维、豆粕、玉米粉共3种处理效应构成,慈竹纤维添加在饵料中对福寿螺体重增重率的贡献最大,并达到极显著水平(P<0.01),增重率Y与慈竹纤维X1、豆粕X2、玉米粉X3的回归方程式为Y=13.862X1+8.988X2+5.237X3+55.358。此研究结果为竹纤维向动物蛋白转化提供了理论基础,对竹纤维的饲料化利用具有重要参考价值。

    English Abstract

    • 我国是竹类资源最丰富的国家[1],其中慈竹(Neosinocalamus affinis)是我国西南地区的一种常见竹种,主要分布在四川、贵州等省份[2],因为其纤维素、半纤维素和木质素的含量较高[3],还具有种植广泛、适应性强、生长迅速等特性,是西南地区一种优良的竹纤维原料。竹材近20年来价格长时间低廉,长期在0.3~0.5元·kg−1的低价水平,提升竹资源的产业价值是当前面临的重大课题[4-5]。另一方面,我国是畜牧养殖大国,动物饲料需求量十分巨大,尤其是动物蛋白严重不足[6-7]。福寿螺(Pomacea canaliculata)属瓶螺科(Ampullariidae)福寿螺属(Pomacea),其适应性强、繁殖力高且生长速度快,在2003年被列入首批外来危害最大的物种[8],但总体来讲,它也是一种脂肪含量较低的优质蛋白源,将其制成干粉添加进饲料中对动物生长有良好的效果[9],而因为其独特的消化系统结构[10],所以对纤维的消化能力极强。近年来国内外有关福寿螺的资源化利用主要集中在其营养成分[11]、作为饲料蛋白源[12-13]及其提取物如肠道纤维素酶[14]等方面,而有关不同饵料对动物体生长影响也在泥东风螺[15]、管角螺[16]及其他鱼类[17-18]先后有所报道,但关于将福寿螺作为竹纤维的一种生物转化器及研究慈竹纤维添加对福寿螺取食、生长发育等的影响尚鲜见报道。利用福寿螺将竹纤维高效利用并转化为动物蛋白,即可解决动物饲料中优质蛋白短缺的问题,又对增加竹资源的利用途径具有重大意义。

      因此,本文采用一次回归正交设计的试验方法,旨在探究以下3个问题:(1)慈竹纤维添加对福寿螺取食的影响;(2)慈竹纤维不同含量的饵料对福寿螺生长速度的影响;(3)慈竹纤维添加影响福寿螺增重率的最佳饵料含量比例。

      • 福寿螺,采自乐山市绿心公园附近水塘;玉米面,新乡市航宇玉米加工有限公司;豆粕,青岛盛源贸易有限公司;自制慈竹粉(80目,粗纤维含量65.2%),采自乐山市安谷镇的一年生新鲜慈竹;SKJ350平模颗粒机,山东托尼环保科技有限公司。

      • 根据李定国等[19]对丛生竹纤维的预处理及酶解发酵研究及王勇等[20]对不同配比有机微量元素对仔猪生产性能影响的研究结果,设计不同含量慈竹纤维饲料,制作步骤如下:

        1)慈竹纤维酶解:在竹纤维中加入纤维素酶酶解5~12 h。

        2)称量:按重量比和设计方案处理,称取适量的微量元素、豆粕、玉米面、细慈竹粉,加入水约30%搅拌混匀。

        3)饲料颗粒:将搅拌混匀的饲料放入SKJ350平模颗粒机中制成颗粒饲料。

        4)烘箱制香:随后放入烘箱中设置120 ℃烘烤4 h,直到香味散出即可。

        5)投食量按照福寿螺:饲料的1∶3体积比投食。

      • 预实验采用单因素试验,分为3组。每组6只福寿螺一盆,6次平行试验,共36只。饵料中慈竹纤维添加比例分别为20%、40%、60%,试验周期为一周,试验结束后记录福寿螺的总重量,计算每组增重量。

      • 试验采用一次回归正交设计,分为12组。每组10只螺一盆,5次平行实验,共50只。饵料中微量元素组分按照表1,不同饵料重量配比混合制作按表2

        表 1  饵料中微量元素组成成分表(每千克含量)

        Table 1.  Trace element composition in the baits (per kilogram)

        成分用量
        泛酸160 mg
        8 000 mg
        18%
        300 mg
        2 900 mg
        核黄素108 mg
        1 760 mg
        氯化钠10%
        硝酸硫铵48.0 mg

        表 2  一次回归正交设计试验方案

        Table 2.  Design scheme of one regression orthogonal experiment

        试验号实验设计实施方案
        X1X2X3慈竹纤维Z1*豆粕Z2*玉米粉Z3*
        1111803050
        211−1803010
        31−11801050
        41−1−1801010
        5−111203050
        6−11−1203010
        7−1−11201050
        8−1−1−1201010
        9000502030
        10000502030
        11000502030
        12000502030

        试验前称取各组福寿螺初体重,试验过程中观察并记载取食情况,喂养21天后称取各组福寿螺终体重并测定螺重增加率,其中:

        $$ {\text{螺重增长率}}\left( \% \right) = \left( {{{{W}}_{2 }}-{{{W}}_1}} \right)/{{{W}}_1} \times 100 $$ (1)

        式中,W1W2分别表示福寿螺试验前后的体重,即初始体重和终体重。

        实验中根据观察取食情况进行投食,每次投入的饲料均经过称重,以3 h为一个时段,把剩余的饲料取出称重计算它的取食量,连续观察记录数据直到实验结束后为止。福寿螺最大摄食率参考张亚辉[19]的方法有所改动。

        $$ {\text{最大摄食率}}\left( \% \right) = {{ F}}/\{ \left( {{{{W}}_1} + {{{W}}_2}} \right) \times {{t}}/2\} \times 100 $$ (2)

        式中,W1W2分别为福寿螺试验前后的体重,即初始体重和终体重;t为试验天数;F为试验期间的总取食量。

      • 应用SPSS17.0数据分析软件对试验结果进行统计分析和显著性检验。

      • 根据表3可得,慈竹纤维3种不同添加比例的饵料在福寿螺增重方面的饲养效果以比例为60%为最佳,增重量在一周之内为1.99 g,而空白组的增重量仅为0.10 g。预实验结果表明饵料中添加慈竹纤维可促进福寿螺生长,且随着饵料中慈竹纤维添加比例的增大,福寿螺体重有随之增加的趋势。

        表 3  慈竹纤维添加比例对福寿螺增重量的影响

        Table 3.  Effect of N. affinis fiber addition ratio on the weight gain of P. canaliculata

        慈竹纤维比例/%初始体重一周后体重增重量/g
        0(CK)9.43±0.109.54±0.100.10±0.01
        209.95±0.1210.08±0.140.13±0.02
        409.08±0.0910.54±0.101.46±0.04
        609.15±0.1311.14±0.111.99±0.59
      • 试验观察可知,福寿螺对不同慈竹纤维添加比例的饵料取食时间主要为16:00—19:00,实验中的福寿螺均能正常摄食和存活。但当饵料中慈竹纤维含量超过50%时,其取食速度变慢;含量低于50%,其取食速度无显著性差异。

        平均最大摄食率是福寿螺单位体重的摄食量指标,也体现了福寿螺单位体重对食物的消耗率。本试验福寿螺取食量用平均最大摄食率表示。从图1可以看出,福寿螺的平均最大摄食率为17.25%,此时饵料重量比为慈竹纤维:豆粕:玉米粉80∶30∶10;而在慈竹纤维:豆粕:玉米粉重量比为20∶10∶10时最低,为9.52%。

      • 表4可知,福寿螺饵料中添加慈竹纤维比例不同,福寿螺增重率不同,增幅在26.1%~85.5%之间,而促进其体重增加的饵料最佳组合是慈竹纤维∶豆粕∶玉米粉重量比为80∶30∶10。

        图  1  福寿螺在不同竹纤维添加量下的平均最大摄食率

        Figure 1.  The average maximum feeding rate of P. canaliculata under different amounts of bamboo fiber

        表 4  一次回归正交设计方案试验结果

        Table 4.  Results of one regression orthogonal design scheme

        试验组群体数增重率/%
        15078.5
        25085.5
        35066.0
        45041.2
        55045.7
        65042.0
        75046.5
        85026.1
        95053.2
        105061.9
        115059.2
        125058.5

        根据表4计算回归系数,用SPSS17.0分析建立回归方程,假设增重率为Y,慈竹纤维、豆粕、玉米粉分别为X1X2X3,得到回归方程为Y=13.862 X1+8.988X2+5.237X3+55.358,其中相关系数R为0.890,含量达到5%时结果呈著相关水平,X1X2X3三者分别达到1%、5%、14%的显著水平。根据回归方程,各回归系数均为正值,即慈竹纤维、豆粕、玉米粉对福寿螺平均增重率Y的效应呈正相关,Y是三因素共同作用的结果。其中,慈竹纤维X1的贡献最大、以后依次为豆粕X2、玉米粉X3的效应;再对回归方程进行F检验,F=10.122,达到1%的极显著水平,由此推知本试验研究真实可靠;多元相关分析表明,Y与3个影响因素X1X2X3的多元相关系数为0.890,达到5%的显著水平,决定系数为0.791,由此可知:慈竹纤维X1、豆粕X2、玉米粉X3是体重增加率Y的主要影响因素,回归方程具有真实合理性;对回归系数进行F测验,结果如表5,可知变量X1Y的回归系数b1达到极显著水平(P=0.002),变量X2Y的回归系数b2达到极显著水平(P=0.021),X3Y的回归系数b3达到15%的差异水平(P=0.134)。因此,体重增加率Y主要由慈竹纤维X1、豆粕X2、玉米粉X3共3种处理效应构成,并且慈竹纤维对福寿螺增重率的贡献最大,表明较高比例的慈竹纤维添加到福寿螺饵料中可显著增加其生长速度。

        表 5  统计分析和显著性检验结果

        Table 5.  Statistical analysis and significance test results

        变量t值p值
        X14.4080.002
        X22.8580.021
        X31.6650.134
      • 本研究首次将慈竹纤维添加到福寿螺饵料中,利用福寿螺强大的消化能力在竹纤维消化利用上做了新的有益尝试。实验结束后福寿螺存活率100%,说明慈竹纤维是干净无污染的绿色纤维,可用于饲喂福寿螺且添加进饵料中不会对福寿螺生长产生不良的影响;而福寿螺的食道、胃、肝、肠等组织中均含有大量的纤维素酶[21-22],在福寿螺饵料中添加慈竹纤维也不会影响其取食,但当饵料中慈竹纤维含量在50%及以上时,福寿螺取食速度下降,这与顾忠旗等[23]研究结果一致,说明饵料颗粒大小、营养结构会影响到福寿螺的取食速度;当饵料中慈竹纤维重量比达到50%以上饲喂福寿螺可显著提高其增重率即提高了福寿螺的生长速度,说明其肠道纤维素酶能够有效的水解纤维并转化为自身营养,所以能够显著增加螺重量,这与罗明珠、Li[24-25]等研究结果一致,而此时饵料的最佳配比是慈竹纤维:豆粕:玉米粉重量比为80∶30∶10。

        本研究利用福寿螺高效独特的纤维消化能力,将其作为竹纤维转化为动物蛋白的一种高效生物转换器,通过福寿螺将竹纤维高效转化为动物蛋白,有利于促进竹产业发展及提高竹资源的利用价值,为竹资源的利用开辟了一条新的途径。

    参考文献 (25)

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