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竹炭粉在水產飼料的應用

水產試驗所 淡水繁養殖研究中心 楊順德.溫鈺涓
水產試驗所 劉富光

壹 . 前言

  東亞國家對竹類的使用已有幾千年傳統歷史,多用於房屋建築、穀倉結構和日常生活用途上,農村地區甚至到處都可看到竹子被充分利用的景象。在中國文化中,由於竹的純淨、挺直和空心等特質,歷來被當作是高尚、正直和謙虛的隱喻象徵;也正因這些特性,使竹材亦適合做為燒炭材料。處理好的竹片經過適當的燒熱解過程( 圖 1 ),形成具有複雜網絡、形態多變且孔洞大小不一的竹炭,而可與不同分子量的化學物質結合。 因此,竹炭被視為廣泛應用的吸附劑,由於它的諸多優點可作為對環境友善的天然物質,使得竹炭日益受到關注。在農業上,它可以作為土壤改良劑、飼料添加劑、排泄物防臭劑,以及農藝作物的成長促進物質,甚至可用來增加農業生產量。

  行政院農業委員會依 921 重建會之指示,自民國 91 年擬定「竹產業轉型及振興計畫」,以提高竹材附加價值與產業競爭力,研究發現竹炭對有害化學物質能發揮吸收、分解異味、除臭的作用,另外也具有水質改良、遠紅外線和阻隔電磁波等功能,極具發展潛力。水產試驗所基於炭對飼養陸上動物有正面的效果,因而開始搜集資料並曾與林業試驗所合作,嘗試探討在水產飼料添加 竹炭粉與竹醋液的效果,經多年的試驗研究,已開發出適合養殖水產動物所使用的營養強化炭粉飼料添加劑。

貳 . 炭粉在陸上動物飼料的應用

  利用炭的特性應用在動物生產上,首先是畜產業在飼料中添加吸附木醋液之木炭粉,飼養結果由動物外觀來看,毛色變的較豔麗,消除脹氣、緩解下痢並可增進食慾。在肉雞生產方面,飼料添加木炭粉,可降低緊迫與改善肉質,而家畜糞便的臭味也明顯減少;在蛋雞的產卵率、卵重和飼料攝取量都有顯著提高,並可減少卵巢蓄積脂肪,提高產蛋率、促進鈣的吸收與強化蛋殼硬度。

  此外, 飼料或飲用水中加入竹炭粉末,可控制飼養場所產生的臭味,而竹炭粉亦可促進禽畜健康與增加牛奶產量,並可避免乳腺炎的發生與降低動物死亡率 。在山羊富含單寧的芻料中,添加竹炭 粉 可促進消化,而乾物質、有機質、粗蛋白的消化率及 氮蓄積率都有提升 。在另一個飼養試驗中,合鴨的成長表現和腸道功能因 飼糧 中添加竹炭粉與竹醋液而有改善的趨勢。

參 . 炭粉在水產動物飼料的應用

  炭在水產業最早應該是使用於活魚運輸上,先人發現船上在裝滿漁獲的水艙中投入木炭,入港時活魚的比例明顯增多,這是由於炭能吸收魚體排放在狹窄船艙中的有毒代謝物質(如氨氮等),而有效減少死亡率,增加漁家收入。

  竹炭或木炭除可改善水質外,和在陸上動物一樣,亦可做為水產飼料添加劑(表 1 )。 1970 年代日本人曾使用木炭與木醋液從事鰻魚養殖試驗,結果成長良好,換肉率變佳,而對於低溫時容易暴發的赤鰭病也有預防效果。在市售的虹鱒配合飼料添加吸附木醋液之木炭粉,其結果顯示飼料效率可獲得提升,而且由養殖過程魚隻的損耗率和換肉率來計算,添加率越高,單位生產成本越低;在青魽鰺飼料中添加吸附木醋液之木炭粉,可減少腹腔脂肪的堆積,並降低肝體比,而提高取肉率。在降低鯉魚養殖環境氮和磷負荷的研究也發現,飼料添加木炭粉能改善蛋白質利用率,飼育效益提升,並可減輕環境的氮負荷。近年來在竹炭的研究結果也顯示,水產飼料添加竹炭粉可幫助消化、增進成長、提高蛋白質消化率及降低氨氮排泄,並可有效減緩魚體的氧化緊迫。

肆 . 營養強化 炭粉做為水產飼料添加劑

  本所剛開始在探討水產飼料添加竹炭粉的效果時,對於燒炭方法、炭材品質、精煉度、比表面積及粉碎粒徑等概念均所知粗淺,以致試驗結果不盡理想。在逐漸掌握竹炭的理化特性,依據水產飼料的特質,以及配合水產動物的攝食環境與消化生理,研究出營養強化炭粉的處理技術(圖 2 ),繼而進行半年的台灣鯛養殖試驗。台灣鯛是臺灣生產量排名第一的水產養殖種類,且大多數的養殖台灣鯛是投 餵 人工飼料,而飼料成本約佔營運成本的六、七成;因此,如能促進魚隻對飼料的有效利用,減少未被消化的有機分子被排放到水體環境中,不僅可降低養殖場及其周遭水域的有機負荷,也具有經濟效益。從成長試驗結果顯示,在台灣鯛飼料中適量的添加經特殊預處理並混合竹醋液的竹炭粉,可促進台灣鯛成長和提高蛋白質效率。

  另一試驗則探討飼料中添加不同炭添加劑對魚體成長、體形態指標及血液性狀的影響,結果顯示飼料添加經特殊預處理並浸漬竹醋液之炭粉,可促進台灣鯛之攝食、成長與飼料效率,且飼料添加炭粉可降低臟體比和肝體比數值,並增加魚體相對腸道長的比值,而對魚體的血液性狀則無不良影響。台灣鯛餵以含高比例植物性蛋白源的對照組飼料,和其它若干魚種一樣,有小腸絨毛排列變稀與高度縮短的現象,但投餵營養強化炭粉飼料者其小腸絨毛則較為正常。由這些結果顯示,以營養強化炭粉做為魚類飼料的添加劑,對魚隻成長、體形態指標及消化生理均有正面意義。

伍 . 結論

  以特定規格之竹炭粉或木炭粉,經特殊營養強化的加工處理流程,製成水產飼料添加劑,可提高養殖魚類的攝食、飼料效率、促進消化生理、抗病力和成長率,對養殖環境的氮磷負荷亦可緩解。在要求養殖水產品安全衛生的今天,減少對藥物的依賴與降低對環境的衝擊,是水產養殖產業重要的發展方向,而炭具有特殊的理化性質,其效果已在相關試驗獲得證實,是極具發展潛力的水產飼料天然添加劑。

圖 1 燒製竹炭的 磗 窯

圖 1 燒製竹炭的 磗 窯

圖 2 竹炭原末(中)、營養強化炭粉(左)、含強化炭粉之浮性鰻料(右)

圖 2 竹炭原末(中)、營養強化炭粉(左)、含強化炭粉之浮性鰻料(右)

表 1 炭在水產動物的使用效果

魚種

炭的使用型式

使用效果

鰻魚

飼料加木醋液

養殖水加木醋液

降低死亡率、改善糞便顏色

有效抑制水黴病

虹鱒

飼料加木炭粉與木醋液

提高飼料效率、促進成長

鯉魚

飼料加木炭粉與木醋液

增進成長、減輕水中氮磷負荷

青魽鰺

飼料加木炭粉與木醋液

降低內臟脂肪比例與肝體比、提高取肉率、改善肉質、肉色佳、無異味、保鮮效果佳

比目魚

飼料加木炭粉與木醋液

飼料加竹炭粉

增進成長與飼料效率、 GOP 與 GPT 指數明顯降低

有效減緩魚體的氧化緊迫

嘉鱲魚

飼料加竹炭粉

增進成長與飼料效率、抑制脂肪過度蓄積、提高蛋白質消化率、官能品評結果佳

虎河豚

飼料加竹炭粉

增進成長、幫助消化、促進吸收、降低氨氮排泄

台灣鯛

飼料加竹炭粉

增進成長、提高蛋白質效率、改善消化功能

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