腐殖酸钠在水产养殖中的应用
协成渔医 徐俊阳 2015-03-26 19:13
腐植酸是一类成分复杂的大分子化合物,按其对不同溶剂的溶解性分成三个组分即黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。腐植酸在自然界中广泛存在于褐煤,风化煤,泥炭之中,含量达30%～70%,我国70年代曾掀起腐植酸类物质的研究和应用的热潮,主要是解决当时农业生产肥料的短缺。腐植酸具有的生物活性和特殊的结构性能,在植物生长中起到了奇特的作用。腐植酸在自然界煤炭中提供的有机酸类物质称ＭＦＡ,而由我们首创的生化法生产的类腐植酸物质被称为ＢＦＡ(ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｓｙＦｕｌｖｉｃｓｃｉｃｌ)。这种符合环保的绿色技术为腐植酸类产品的应用和开发提供了更大的平台。目前腐植酸类物质已应用于农林、医疗卫生、石油、建材、环保、农药、肥料等行业。特别是人们环保意识的加强,绿色保健食品的盛行,那么解决这一问题和提供这些食用物质,腐植酸将会起到重要的独特作用,由此,腐植酸将会具有更广阔的市场空间,也将促进这一产品和行业的更快发展。对于腐植酸,在水产养殖中的应用,目前在国内的报道还不多见,在此本文作一些探讨和评述。
1、水产饲料添加剂
1.1 生物活性机理
腐植酸的主要元素组成为碳、氢、氧、氮、硫,是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物。分子量分布较宽,小分子分子量为几万,大分子分子量达几万到几百万。结构组成也相当复杂,含有酚羟基、羟基、醇羟基、醌羟基、烯醇基、磺酸基、胺基、游离的醌基、半醌基、醌氧基、甲氧基等多种功能团。各组成间通过键合、氢键、吸附等化学、物理作用纠结在一起。由于这些活性基团的存在,决定了腐植酸的酸性、亲水性、离子交换性,络合性和较高的吸附能力、缓冲、催化能力。在饲料中添加腐植酸,可有效吸附饲料因贮藏所产生的各种有毒有害物质,在消化代谢过程中也能吸附因消化代谢所产生的有毒物质。如:胺类、硫化氢等物质,维持肠道正常的微生物区系。腐植酸在饲料中添加,也可作为药物的作用,对肠溃疡和胃炎有显著的治疗作用。由于腐植酸含有小分子的黄腐酸,能粘附在溃疡表面,起到迅速止血,有利于组织快速愈合。腐植酸对动物有免疫增强作用,在免疫过程中抗原物质摄取、细胞免疫和体液免疫各阶段均有促进作用。腐植酸含有醌基能参与机体的氧化还原反应、保持旺盛的新陈代谢,促进细胞的增殖。腐植酸还可作用于植物神经系统,能抑制交感神经的兴奋,使动物安静,消耗减少。又由于腐植酸是一种有机酸,可调节消化道ｐＨ值,促进幼龄动物消化酶的分泌,活化体内多种酶的活性,改变细胞膜的通透性,提高对饲料养分的吸收,提高饲料的利用率,促进生长发育。对于生化黄腐酸,它不但含有腐植酸,还含有一定量的核酸,氨基酸,ＶＢ、ＶＣ、肌醇、多糖,除具有很强的生物活性外,还是动物重要的营养物质。总之根据临床证明,腐植酸具有止血、消炎、止痛、收敛、吸附、抗过敏、促分泌,调节肠胃功能,提高机体免疫力,增强动物的抗病能力[5]。目前,一些饲料生产厂家,为迎合养殖户的消费心理,提高动物的生长,追求饲料效果,在饲料中加入了大量抗生素药物,由于抗生素药物的残留,直接影响着人们的健康。腐植酸作为绿色环保产品,完全可以在饲料中添加以取代抗生素药物。近几年的科学研究表明,腐植酸作为一种新型饲料添加剂,其功效奇特,在养殖中起到了十分重要的作用,也必将推动饲料工业的发展。
1.2 水产饲料加工生产中应用
水产养殖业由于其特殊的养殖环境,对饲料生产有特殊的要求,首先是颗粒密度较小,在水中具有悬浮作用。但是,满足这个条件,饲料在造粒生产中会造成微粒成份粘合力下降,造成产品运输过程中易粉碎,鱼类或虾对饲料的食用率下降,养殖成本上升。腐植酸的应用将会很好地解决这一问题。腐植酸具有胶体性质,有很好的吸附粘结作用。在水中又显示疏松的结构。目前,俄罗斯水产饲料加工生产行业对腐植酸的应用较好,技术较为先进。我国饲料加工技术还比较粗犷,特别是海水微粒饲料生产技术研究刚刚起步。据有关资料介绍,中科院海洋研究所在海水微粒饲料加工及配方技术方面有了重大突破。相信这一技术的成功,将会更好促进水产养殖的发展。
1.3 水产养殖应用情况
腐植酸在水产饵料中的效果从以下几个方面体现出来:①提高了饵料的利用率,饲料转化率提高10%左右;②生长速度加快。如在斑节对虾养殖中,缩短养殖时间近四分之一;③有药物增效的作用。水产饲料中添加适量ＢＦＡ,鱼虾类发病死亡率大大降低,同时抗应激能力也较显著;④具有改善肉质的作用。
湛江海洋大学与湛江富帮生化有限公司在南三岛养殖区，用我公司腐植酸在对虾养殖中的应用效果进行长达2年实验,得出的结果是增产效果显著,提高产量每亩塘达80～100ｋｇ。
江西宜春市水产所在饲料中添加0.5%的腐植酸,试验草鱼和链鱼,增重率比对照提高17.6%和24.3%,成活率提高15%。并且试验养殖期未死鱼现象。腐植酸在其它畜禽养殖中也有同样的特殊效果[6],如:匈牙利的腐植酸作添加剂,质猪长到110ｋｇ,养殖时间缩短一周。渔业方面、鳗鱼养殖中增产率为16.3%。北京东风农场对产蛋鸡进行试验,添加量为0.3%。产蛋率提高26.98%。湛江农科所用腐植酸对架子猪催肥试验。第一阶段60天,对比增重率为17.2%,第二阶段增重达25%。北京东风农场对母貂和仔貂进行试验,腐植酸添加剂与对照组相比,母貂增重率达32%,仔貂增重率为27.3%,甲基皮张比对照组提高了32.5%。总之腐植酸作为一种特殊的饲料添加剂,在水产养殖业起到了显著效果。
2、水产养殖水质的调理和净化及底改作用
境的水产养殖水质环好坏是养殖成功与否的重要环节,养鱼先养水就是这个道理。近年来,随着水产养殖技术的发展,为增高单位面积产量,普遍采用了高密度养殖技术,这样以来,单位面积,饲料投放量会大大增加,由于饲料的食用率不是很高,剩余高蛋白饲料沉底后,将会发酵产生Ｈ2Ｓ,氨态氮,以及亚硝酸等有毒有害物质,同时也加大了水体有机物的含量,这些物质的存在会严重影响鱼类或虾的生长,发病死亡率会提高。轻者减产,重者全军覆没,颗粒无收,如果养殖中后期出现这种情况损失较为惨重。
目前水产养殖水质净化和底改的方法主要有:①用沸其它聚石粉及合铁或铝盐吸附沉淀法。由于沸石粉含有大量微孔,可以吸附水中的氨态氮、Ｈ2Ｓ,以及其它重金属,使其沉于底部,减少在水塘水体中的分布。使用无机聚合物是利用其产生的氢氧化物胶体吸附水体中的有机悬浮物,沉淀于塘底,达到提高透明度作用。②微生物制剂的使用是水产养殖水质净化和底改的新途径。如光合细菌能充分利用水体中有害物质,以及其它有机污染物作为菌体生长,繁殖的营养成分。使用光合细菌,水中氨氮去除率达66%,化学耗氧量(ＣＯＤ)去除率达94%以上,生物耗氧量(ＢＯＤ)去除率达98%以上。腐植酸类物质能用于水产养殖中水质的净化和底改是其特殊的结构和性质所决定的。腐植酸具有胶体的性质,在水溶液中显示疏松的结构,再加上其含有多种活性基团,因此,其有较强的离子交换能力、吸附、络合,鳌合能力。根据Ｆｌａｉｙ等人的电子显微镜观察,腐植酸在水中最小分散颗粒为6～10ｎｍ,这样腐植酸颗粒和连同其吸附的其它微粒就会凝聚起来,产生絮状沉淀,从而起到净化水体悬浮有机质的作用,以提高水质透明度。
腐植酸含有的多种活性基因对水中的有害重金属具有络合作用,通过富集沉淀,起到净化水质作用。海水养殖水体ｐＨ值一般为8.0～8.5,腐植酸含有酚羟基,其络合原理为:
腐植酸对金属离子的络合,Ｂｅｃｋ-Ｗｉｔｈ曾用电位滴定仪,总结出它们稳定顺序,即Ｐｂ2+>Ｃｕ2+>Ｎｉ2+>Ｃｏ2+>Ｚｎ2+>Ｃｄ2+>Ｆｅ2+>Ｍｎ2+>Ｍｇ2+。
在对虾育苗养殖中,中科院海洋研究所对腐植酸解除重金属对幼虾毒性进行了研究,发现腐植酸除可净化水质,解除Ｐｂ2+、Ｃｕ2+、Ｚｎ2+对幼虾的毒性,有效地促进了幼虾生长,成活率提高14%,出池期提前,幼体健壮,活力强,体态整齐。湛江海洋大学与湛江富帮生物化工有限公司在南山岛养虾区对腐植酸的净水调水和底改作用进行了研究。结果为以每亩施撤1～1 5ｋｇ腐植酸钠,水质稳定期达10天以上,透明度保持在30～40ｃｍ,水体表现为“肥、活、嫩、爽”的感觉。虾食欲强,体力强,生长速度快,通过对照试验,15天间隔时间,第一阶段对照增重率18 3%,第二阶段增重率为21 6%。对于生化黄腐酸,其分子量较小,除含有腐植酸50%外还会有核酸15%,氨基酸(二十五种9%),ＶＢ、ＶＣ、肌醇、多糖等,这些活性物质对生物有很高的生理活性,因此,这些物质可以促进水体中有益微生物的生长和单胞藻的生长,这些生物的增长可提高水体溶氧量,同时也为虾提供了天然食品。
3、腐植酸的发展前景
腐植酸作为一种新型绿色环保水产饲料添加还以8%的速度递增。腐植酸用于水产养殖,目前在国内报道还不多见,作为天然活性物质,可以在一定范围内代替抗生素,用作防病药剂。发展腐植酸具有广阔的市场前景。腐植酸行业存在的问题:如生产规模小,技术相对落后,质量不稳定,各企业技术力量薄弱,开发和应用研究不够,因此制约着这一行业的发展。腐植酸所具有的奇特功效,其机理还不甚了解,有待进一步研究,以期提高腐植酸更广的应用空间和应用价值。