稀土元素在水产养殖中的应用

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1、稀土元素在生物体内代谢过程

稀土在水产养殖上的产业化应用，必须了解稀土元素在水生生物体内的代谢过程。稀土元素在水体中主要通过体表渗透或饵料添加食用进入生物体内，在生物体内含量与该水体中稀土含量密切相关，水体稀土含量越高，生物体内的稀土含量也就越高。李明德等通过对同一水体中鲤鱼、鲫鱼、团头鲂、草鱼、梭鱼、中国对虾等鱼类体内稀土元素含量跟踪监测发现，稀土元素被添加进饲料被鱼食用进入消化道后，只有极少量能被吸收，绝大部分都会被粪便排出体外，经过一段时间后的饲养，稀土元素在鱼体内含量分布顺序为肝胰脏>心脏>骨骼>肠>鳞>肌肉。稀土元素在鱼体内的积累主要在内脏和骨骼中，而通常所食用的鱼体肌肉中稀土含量含量最少，说明稀土元素的添加对鱼类食用价值的影响较小。同时，检测结果也显示同一水体不同品种鱼类体内稀土含量分布差别不大，说明在稀土元素在同一浓度下对生物可能具备相同的代谢机制。相关问题还有待进一步验证。

2、稀土元素在淡水与海水养殖上的应用

2.1在淡水养殖业方面

稀土元素在淡水养殖业上的应用主要无机硝酸稀土、有机稀土、Vc稀土和稀土甲壳素等，早在1897-1991年湖南省稀土渔业应用推广中将硝酸稀土作为微量元素添加进鱼饲料中喂养后就发现，适量的稀土元素添加可以使鲢鱼幼苗成活率和总产量分别提高12.0%和33.1%；草鱼幼苗成活率和总产量提高分别提高13.1%和11.1%，总含肉率与干样蛋白含量分别提高13.1%和2.7%。此后湖南省还专门成立了稀土农用研究中心，大力推广和研发稀土农用新技术。中国科学院淡水研究所通过对草鱼、团头鲂、青鱼、蝙鱼、鲤鱼、螂鱼和罗非鱼等鱼类品种饲料中添加130～200mg/kg有机稀土（STV-2）进行对照试验后发现，相比对照组，各种鱼类的产量增加了15.9%～30.5%,饵料系数平均降低14.6%，鱼类成活率提高了5%～10%，虽然试验并没有涉及大部分的鱼类品种，但也足以说明有机稀土在鱼类养殖上也具有很高的应用价值。石文雷等在通过对草鱼、团头鲂、鲫鱼、鲤鱼和鲢鱼的饲养后发现，适量的Vc稀土投放，不仅能提高鱼体生长速度，降低饵料系数，节约成本，还能增强鱼类免疫力和抗病能力，抑制其体内有害细菌的增长，是一种良好的微量调节剂。胡品虎等通过在国产鳗鱼饲料中添加适量稀土甲壳素饲养后发现,相比对照组，投喂稀土甲壳素的僵鳗复苏需要的时间更短，且其日增长率相对可提高3.25至4.60倍，饲料系数降低了69.28%，大大节约了养殖成本；而正常鳗种相比对照组的日增长率提高了22.5~29.0%，饲料系数降低了26.47%，综合总成本能节省30%。不同地区的水体环境和养殖条件存在着各种差异，使用不同稀土产品效果上也存在一定的差别，但总体而言，稀土元素能提高淡水养殖效率，具有很高的推广应用价值。

2.2在海水养殖方面

相对于淡水养殖来说，海水养殖体系更为复杂，与淡水体系不同，不同海域中稀土含量往往差别很大，因此在稀土元素在海水养殖方面的应用研究还比较少，主要都是单个品种的研究。孙曙东在中国对虾饲料中添加稀土甲壳素饲养，通过观察稀土及其络合物在其不同生长阶段的促生长作用后发现，稀土甲壳素的添加能使虾苗成活率提高15%，成年对虾总体产量提高20%，目前稀土甲壳素已经广泛应用于中国对虾的养殖中。包玉敏等在稚鲍饲料中添加农牧养殖专用稀土喂养与日本饵料对比实验发现，相比对照组，稚鲍个体壳长日均增长速度提高了7.9%，日均增长率提高了10.5%，幼苗成活率提高了7.3%，在稚鲍饲养中完全可以取代进口的日本饵料。

3、稀土元素的作用机理探究

稀土元素对水产品的作用机理比较复杂，一直没有比较明确的定论，基本都是实验推论。

3.1对酶活性的影响

邵红星等通过对鲤鱼养殖中添加稀土喂养研究发现，适量稀土元素的添加可增强鲤鱼蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和过氧化氢酶的活性，促进鱼体内的新陈代谢和营养物质的吸收利用，加快其生长速度，缩短喂养时间。

3.2对钙离子吸收的影响

在生物体中Ca2+在维持细胞的正常功能、肌肉收缩、信息传递、神经冲动传导以及骨髓的形成等方面起着十分重要的作用，而稀土离子与钙离子性质及半径相似，其带电荷量为正三价比钙离子正二价高,因此稀土离子在生物体内的某些功能代谢中不仅可以代替钙离子发挥其功能,甚至能取代已经结合的Ca2+。同时生物在细胞增殖时需要从细胞外补充大量的外源性Ca2+来参与细胞质的代谢过程，稀土元素能通过改变表皮细胞表面的Ca2+通道促进Ca22+的内流。加快细胞增殖速度，促进细胞增长。

3.3对必需元素的影响

稀土元素可以通过与某些必需元素反应或促进其吸收来作用于生物的代谢过程，包玉敏等就发现在饵料中添加适量稀土元素能显著促进磷元素的吸收和利用。此外，稀土元素还可与氧、硫、氮、氢、碳、磷等元素发生反应，少量添加能激活水生生物体内的生长因子，促进相关酶的转化。总之，稀土元素能通过影响生物的代谢系统，对机体多种功能产生协调和活化作用，提高酶活力，促进消化液的分泌，增强营养成分的吸收和利用，增强新陈代谢；同时稀土元素还能有效清除水生生物体内有害自由基，提高动物的自体免疫功能，对体内多种有害细菌的繁殖还具有抑制作用。

4、存在的问题及应用前景

我国的稀土储量位居世界第一位,在冶金工业,石油化工,玻璃陶瓷以及新材料等方面已经有了广泛的应用,产生了巨大的经济价值,在农业方面的应用也取得了可喜的效果。但在水产养殖上的应用仍处于探索阶段,仅对某些地区和品种进行了实验研究，大都都是经验数据。存在着很多问题：

4.1当前稀土产品形式多样，含量差别比较大，不同地区、品种、年龄、饲养条件有着不同的最佳稀土用量，要防止稀土用量过大对生物生长以及环境的危害

4.2稀土元素的长期使用是否会对环境以及导致通过食物链导致在人体部分组织器官中的大量富集引发负面效应目前尚不明确。

4.3稀土应用宣传和推广的手段滞后，部分科技工作者对稀土元素对水产养殖的价值缺乏了解，宣传方法也多是下发文件、张贴标语等，形式老套，不能很好的向养殖户们介绍稀土养殖所能带来的具体经济效益。近三十年来，我国科研工作者就稀土在水产养殖方面的研究，已取得了一定的成绩，部分高新技术产品如稀土饲料等也已经投产运用，但就全国而言，稀土在水产养殖上的应用仍旧是一小部分，特别对于南方地区而言基本是一片空白，具有广阔的市场和资源。相信稀土元素在水产养殖上的广泛使用，对提高我国渔业产量、促进水产养殖业的稳步发展将起到很好的推动作用，稀土在水产养殖方面应用前景十分广阔。

作者:肖信锦 李阳洋 单位:江西农业大学