稀土元素在水產養殖中的應用

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1、稀土元素在生物體內代謝過程

稀土在水產養殖上的產業化應用，必須了解稀土元素在水生生物體內的代謝過程。稀土元素在水體中主要通過體表滲透或餌料添加食用進入生物體內，在生物體內含量與該水體中稀土含量密切相關，水體稀土含量越高，生物體內的稀土含量也就越高。李明德等通過對同一水體中鯉魚、鯽魚、團頭魴、草魚、梭魚、中國對蝦等魚類體內稀土元素含量跟蹤監測發現，稀土元素被添加進飼料被魚食用進入消化道后，只有極少量能被吸收，絕大部分都會被糞便排出體外，經過一段時間后的飼養，稀土元素在魚體內含量分布順序為肝胰臟>心臟>骨骼>腸>鱗>肌肉。稀土元素在魚體內的積累主要在內臟和骨骼中，而通常所食用的魚體肌肉中稀土含量含量最少，說明稀土元素的添加對魚類食用價值的影響較小。同時，檢測結果也顯示同一水體不同品種魚類體內稀土含量分布差別不大，說明在稀土元素在同一濃度下對生物可能具備相同的代謝機制。相關問題還有待進一步驗證。

2、稀土元素在淡水與海水養殖上的應用

2.1在淡水養殖業方面

稀土元素在淡水養殖業上的應用主要無機硝酸稀土、有機稀土、Vc稀土和稀土甲殼素等，早在1897-1991年湖南省稀土漁業應用推廣中將硝酸稀土作為微量元素添加進魚飼料中喂養后就發現，適量的稀土元素添加可以使鰱魚幼苗成活率和總產量分別提高12.0%和33.1%；草魚幼苗成活率和總產量提高分別提高13.1%和11.1%，總含肉率與干樣蛋白含量分別提高13.1%和2.7%。此后湖南省還專門成立了稀土農用研究中心，大力推廣和研發稀土農用新技術。中國科學院淡水研究所通過對草魚、團頭魴、青魚、蝙魚、鯉魚、螂魚和羅非魚等魚類品種飼料中添加130～200mg/kg有機稀土（STV-2）進行對照試驗后發現，相比對照組，各種魚類的產量增加了15.9%～30.5%,餌料系數平均降低14.6%，魚類成活率提高了5%～10%，雖然試驗并沒有涉及大部分的魚類品種，但也足以說明有機稀土在魚類養殖上也具有很高的應用價值。石文雷等在通過對草魚、團頭魴、鯽魚、鯉魚和鰱魚的飼養后發現，適量的Vc稀土投放，不僅能提高魚體生長速度，降低餌料系數，節約成本，還能增強魚類免疫力和抗病能力，抑制其體內有害細菌的增長，是一種良好的微量調節劑。胡品虎等通過在國產鰻魚飼料中添加適量稀土甲殼素飼養后發現,相比對照組，投喂稀土甲殼素的僵鰻復蘇需要的時間更短，且其日增長率相對可提高3.25至4.60倍，飼料系數降低了69.28%，大大節約了養殖成本；而正常鰻種相比對照組的日增長率提高了22.5~29.0%，飼料系數降低了26.47%，綜合總成本能節省30%。不同地區的水體環境和養殖條件存在著各種差異，使用不同稀土產品效果上也存在一定的差別，但總體而言，稀土元素能提高淡水養殖效率，具有很高的推廣應用價值。

2.2在海水養殖方面

相對于淡水養殖來說，海水養殖體系更為復雜，與淡水體系不同，不同海域中稀土含量往往差別很大，因此在稀土元素在海水養殖方面的應用研究還比較少，主要都是單個品種的研究。孫曙東在中國對蝦飼料中添加稀土甲殼素飼養，通過觀察稀土及其絡合物在其不同生長階段的促生長作用后發現，稀土甲殼素的添加能使蝦苗成活率提高15%，成年對蝦總體產量提高20%，目前稀土甲殼素已經廣泛應用于中國對蝦的養殖中。包玉敏等在稚鮑飼料中添加農牧養殖專用稀土喂養與日本餌料對比實驗發現，相比對照組，稚鮑個體殼長日均增長速度提高了7.9%，日均增長率提高了10.5%，幼苗成活率提高了7.3%，在稚鮑飼養中完全可以取代進口的日本餌料。

3、稀土元素的作用機理探究

稀土元素對水產品的作用機理比較復雜，一直沒有比較明確的定論，基本都是實驗推論。

3.1對酶活性的影響

邵紅星等通過對鯉魚養殖中添加稀土喂養研究發現，適量稀土元素的添加可增強鯉魚蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和過氧化氫酶的活性，促進魚體內的新陳代謝和營養物質的吸收利用，加快其生長速度，縮短喂養時間。

3.2對鈣離子吸收的影響

在生物體中Ca2+在維持細胞的正常功能、肌肉收縮、信息傳遞、神經沖動傳導以及骨髓的形成等方面起著十分重要的作用，而稀土離子與鈣離子性質及半徑相似，其帶電荷量為正三價比鈣離子正二價高,因此稀土離子在生物體內的某些功能代謝中不僅可以代替鈣離子發揮其功能,甚至能取代已經結合的Ca2+。同時生物在細胞增殖時需要從細胞外補充大量的外源性Ca2+來參與細胞質的代謝過程，稀土元素能通過改變表皮細胞表面的Ca2+通道促進Ca22+的內流。加快細胞增殖速度，促進細胞增長。

3.3對必需元素的影響

稀土元素可以通過與某些必需元素反應或促進其吸收來作用于生物的代謝過程，包玉敏等就發現在餌料中添加適量稀土元素能顯著促進磷元素的吸收和利用。此外，稀土元素還可與氧、硫、氮、氫、碳、磷等元素發生反應，少量添加能激活水生生物體內的生長因子，促進相關酶的轉化。總之，稀土元素能通過影響生物的代謝系統，對機體多種功能產生協調和活化作用，提高酶活力，促進消化液的分泌，增強營養成分的吸收和利用，增強新陳代謝；同時稀土元素還能有效清除水生生物體內有害自由基，提高動物的自體免疫功能，對體內多種有害細菌的繁殖還具有抑制作用。

4、存在的問題及應用前景

我國的稀土儲量位居世界第一位,在冶金工業,石油化工,玻璃陶瓷以及新材料等方面已經有了廣泛的應用,產生了巨大的經濟價值,在農業方面的應用也取得了可喜的效果。但在水產養殖上的應用仍處于探索階段,僅對某些地區和品種進行了實驗研究，大都都是經驗數據。存在著很多問題：

4.1當前稀土產品形式多樣，含量差別比較大，不同地區、品種、年齡、飼養條件有著不同的最佳稀土用量，要防止稀土用量過大對生物生長以及環境的危害

4.2稀土元素的長期使用是否會對環境以及導致通過食物鏈導致在人體部分組織器官中的大量富集引發負面效應目前尚不明確。

4.3稀土應用宣傳和推廣的手段滯后，部分科技工作者對稀土元素對水產養殖的價值缺乏了解，宣傳方法也多是下發文件、張貼標語等，形式老套，不能很好的向養殖戶們介紹稀土養殖所能帶來的具體經濟效益。近三十年來，我國科研工作者就稀土在水產養殖方面的研究，已取得了一定的成績，部分高新技術產品如稀土飼料等也已經投產運用，但就全國而言，稀土在水產養殖上的應用仍舊是一小部分，特別對于南方地區而言基本是一片空白，具有廣闊的市場和資源。相信稀土元素在水產養殖上的廣泛使用，對提高我國漁業產量、促進水產養殖業的穩步發展將起到很好的推動作用，稀土在水產養殖方面應用前景十分廣闊。

作者:肖信錦 李陽洋 單位:江西農業大學