朱鸿超, 龙文聪, 陈永兰, 杨瑶君, 于嘉欣

乐山师范学院生命科学学院，竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室，四川 乐山 614000

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。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

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。

1.2 慈竹纤维饵料的制作

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。

1.3 试验方法

1.3.1

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。

1.3.2

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

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：

式中，W1、W2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。

式中，W1、W2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。

1.4 数据分析

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。

2 结果与分析

2.1 慈竹纤维添加量对福寿螺体重增量的影响

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

2.2 慈竹纤维添加对福寿螺取食行为的影响

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%。

2.3 慈竹纤维添加对福寿螺生长情况的影响

从表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Fig. 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Tab. 4 Results of one regression orthogonal design scheme

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X1、X2、X3，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，X1、X2、X3三者分别达到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X1、X2、X3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X1对Y 的回归系数b1达到极显著水平（P=0.002），变量X2对Y 的回归系数b2达到极显著水平（P=0.021），X3对Y 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Tab. 5 Statistical analysis and significance test results

3 结论与讨论

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。