行业 | 中国鲟鱼产业技术研发现状与展望


鲟鱼,即鲟形目鱼类,是在江河中产卵繁殖的大型鱼类,全球现存 2 科 6 属 27 种,全部处于不同程度的濒危状态,并处在世界自然保护联盟( IU[1]CN) 和濒危动植物国际贸易公约( CITES) 保护和管理之下。在中国,中华鲟( Acipenser sinensis) 、达氏鲟( A. dabryanus) 、白鲟( Psephurus gladius) 属国家一级保护动物。

世界鲟鱼的规模化养殖起步于上世纪八十年代,但 2003 年之前养殖产量一直较低,之 后 由2003 年的13 382 吨增至2013 年的75 014 吨,其中中国鲟鱼养殖产量从 2003 年 9 391 吨快速增长至2013 年 的 64 652 吨, 占世界养殖总产量的85. 3%, 中国因此成为世界第一鲟鱼养殖大国。据中国野生动物保护协会水生野生动物保护分会于 2015 年 11 月 至 2016 年 3 月 组 织 的 调 查,2015 年中国各品种鲟鱼存塘总量约 10 万吨,鱼子酱出口量约 53 吨。2017 年 《中国渔业统计年鉴》记载的 2016 年鲟鱼全国产量为 89 773 吨。

在分类学上,中国目前养殖的鲟鱼涉及 2 科、3 属。养殖的种类既有中国本土的,也有从俄罗斯、美国等国引进的,主要品种有西伯利亚鲟( A. baerii) 、施氏鲟( A. schrenckii) 、达乌尔鳇( Huso dauricus) 、俄罗斯鲟( A. gueldenstaedtii) 以及它们的杂交种,其次有小体鲟( A. ruthenus) 、闪光鲟( A. stellatus) 、匙吻鲟( Polyodon spathula) 等。此外,中华鲟、达氏鲟也有养殖,但未产业化。

在中国鲟鱼产业蓬勃发展的背景下,2011 年中国冷水性鱼类产业技术创新战略联盟成立,2015年中国鲟鱼产业联盟成立,2017 年鲟鱼被列入国家现代农业产业技术体系( 特色淡水鱼体系) 中。水产产业链包括种苗、饲料、养殖、加工及销售等环节,鲟鱼产业技术有哪些? 还存在什么问题? 本文就此进行梳理、评述和展望。

1、产业技术概况

与其他经济鱼类相比,鲟鱼人工养殖起步较晚,而且最初主要用于仔幼鱼的增殖放流。前苏联、美国的鲟鱼人工繁殖技术最早成熟,并出版过一些较经典的著作。到上世纪九十年代,原苏联已完成了闪光鲟、俄罗斯鲟、西伯利亚鲟、小体鲟和欧洲鳇( H. huso) 等的全人工繁殖和养殖,并进行了多种组合的鲟鱼杂交优势利用。美国鲟鱼养殖起步稍晚,但技术创新较快,上世纪末高首鲟( A. transmontanus) 的工厂化高密度养殖就已达到全电脑自动控制的程度,同时使高首鲟的性成熟时间较自然条件下的成熟时间缩短了一半以上,并用来生产鱼籽酱。随后,其他许多国家包括一些没有鲟鱼自然分布的国家也纷纷加入鲟鱼养殖的行列。但整体来说,如果不包含中国,全球鲟鱼的养殖年总产量一直较低,成套的产业技术特别是精准营养技术并未完善成熟。

中国第一个鲟鱼养殖场于 1992 年在大连瓦房店落成,但因经营不善倒闭。1998 年以后,中华鲟在广东、福建养殖成功,北京、湖北、江苏、黑龙江等纷纷开展了规模不等的鲟鱼养殖。我国学者对鲟鱼产业也有过较多的论述。经过 20 多年的努力,鲟鱼养殖己经遍及全国绝大多数省市自治区,养殖产量不断攀升,占据全球总产量 80%以上。与此同时,中国水产科学研究院长江水产研究所完成的中华鲟物种保护技术、黑龙江水产研究所等单位完成的鲟鱼繁育及养殖产业化技术与应用,分别获得 2007 年、2009 年国家科技进步二等奖。

目前,种苗、饲料、养殖、加工及销售等环节的一些实用技术基本能满足鲟鱼产业的现实需要,但仍然存在不少问题,有些问题还将制约鲟鱼产业的可持续发展,如种质退化问题、鱼子酱及鱼肉的品质问题、养殖过程中的氮磷排放问题。

2、人工繁殖技术

2.1 催产、孵卵技术

目前,鲟鱼的催产和孵卵技术较为成熟,为中国鲟鱼产业发展奠定了基础。但围绕催产繁殖,仍然存在一些技术难关,如雌鱼催产时间的确定,目前主要采用超声波检测并结合穿刺采卵后计算核偏位值方法,但是该方法存在一定的误差且对产卵前雌鱼的刺激较大,需建立血液理化指标及激素判断催产时间的技术方法; 在精子冷冻保存技术方面,当雌雄亲鱼不能达到同步成熟,采用冷冻精液进行人工授精尤为重要,但是当前该技术尚未突破受精率较低的瓶颈。

2.2 产卵期控制技术

鲟鱼的正常繁殖期除了长江中华鲟是在秋季,其他物种一般都在 4 - 6 月份。研究表明,鲟鱼性腺的最后成熟依赖一个低温期,而且雌鲟性腺发育进程存在明显的个体差异,这使得人为控制产卵期成为可能,也是鲟鱼冬化( winterization)的理论基础。近年来,鲟鱼的冬季、夏季、秋季的反季节繁育技术取得突破性进展,已初步具备规模化生产反季节鱼苗的技术基础,目前主要在中国北方地区应用,但其苗种成活率等指标仍然低于在正常繁殖期生产的相应指标。

2.3 品种改良技术

鲟鱼的生命周期长,育种工作存在较大难度。目前生产者主要是从自家养殖的成鲟中选留经济性状较好的个体,作为亲鲟培育。而随着鲟鱼养殖业的发展,鲟鱼尤其是纯种鲟鱼的品质普遍下降,于是鲟鱼杂交种越来越受到生产者的青睐。鲟鱼是多倍体鱼类,而且容易杂交,包括种间杂交和属间杂交,杂交后代可育。已有多种杂交组合的杂交鲟表现出明显的杂交优势。目前,中国养殖最多的杂交鲟品种是大杂交( 达乌尔鳇♀ × 施氏鲟♂ ) 、小杂交( 施氏鲟♀ × 达乌尔鳇♂ ) 、西杂( 西伯利亚鲟 × 施氏鲟的正反交) ,其中 “鲟龙 1 号”( 大杂交) 品种2016 年通过了全国水产原种和良种审定委员会的水产新品种审定。

杂交育种虽然提高了鲟鱼养殖成活率,但因此也带来了更深层次的问题,很多生产者对自家繁殖亲鱼的遗传背景不清楚,盲目滥杂,其结果是生产出来的苗种良莠不齐,同时,杂交品种的泛滥也对野生原种资源造成威胁。另外,国际鲟鱼子酱市场有着悠久历史和文化传承,对鲟鱼种质要求严格,必须标明亲本的遗传背景,否则一文不值。因此有必要建立养殖鲟鱼的遗传系谱关系、亲子鉴定、种间鉴定等技术,来指导鲟鱼的人工繁殖。

鲟鱼的细胞工程育种有过雌核发育研究,但尚未达到生产水平。最近,鲟鱼生殖细胞移植研究获得突破,该技术为鲟鱼异种生殖技术提供了基础。目前尚无鲟鱼分子育种的报道。

3、性别的早期鉴定技术

鲟鱼性腺发育周期长,且无明显的第二性征,而在亲鱼培育和鱼子酱生产过程中,大量雄鱼的养殖会造成饲料和养殖设施的浪费,因此,如何在养殖的早期阶段快速鉴别性别是必须解决的技术难题。此外,养殖过程中还需掌握亲鱼性腺发育时期及成熟度,为此国内外的学者已有很多的研究。目前已经形成的技术方法有 4 种,即微创手术检查法、内窥镜检查法、超声鉴别法、血液生理生化指标和激素指标检测法。这些方法的共同缺点是对 1 - 2 龄甚至 3 - 4 龄的鲟鱼无法检出或者检测结果不稳定。第一种方法对鱼体有一定的伤害,但简单快捷,而且可以兼顾性腺取材研究。此外,性别特异分子标记鉴别法也是将来可能开发的技术之一,多个研究团队开展了鲟鱼性别特异标记的筛选鉴定工作,但由于鲟鱼染色体数目较多,倍性复杂,目前尚未鉴定出鲟鱼性别特异的分子标记。

4、养殖技术

4.1 苗种培育技术

根据鲟鱼仔鱼、稚鱼、幼鱼的生物学特性,经过多年的实践摸索,到上世纪末、本世纪初,我国先后突破了中华鲟、施氏鲟、西伯利亚鲟、达乌尔鳇、杂交鲟、匙吻鲟等鲟鱼的苗种培育技术,成活率一般都在 80% 以上,同时也为中华鲟等物种的规模化增殖放流奠定了基础。但开口转食饲料有待进一步的探索开发。

4.2 商品鱼养殖技术

目前,中国鲟鱼养殖形成了适合于各种鲟鱼集约化的流水养殖、网箱养殖、生态循环水养殖模式,也有适合于匙吻鲟的池塘养殖,还有适合大规格商品鱼的大水面放牧式养殖,技 术 都 已 成熟。网箱养殖曾占很大份额,但由于污染水质,正在逐步取缔,而生态循环水养殖将是未来产业发展的方向。从养殖地域看,由于鲟鱼是亚冷水性鱼类,所以近年来我国中西部山区的养殖份额正在加大。

4.3 亲鱼培育和全人工繁殖技术

鲟鱼的性成熟年龄长,而且如果培育不力,鲟鱼可能长期处于性腺发育的早期阶段( Ⅱ期) ,所以亲鱼培育成熟是鲟鱼产业发展中的难点之一,人们甚至曾经怀疑中华鲟这种典型的江海洄游型鲟类能否在淡水中发育成熟。最近十余年来,我国先后突破了 小 体 鲟、施 氏 鲟、俄罗 斯 鲟、大杂交、达氏鳇、西伯 利 亚 鲟、匙吻 鲟、中华鲟、达氏鲟等近 10 种鲟鱼的全人工繁殖,为鲟鱼产业化奠定了基础。

5、病害防控技术

鲟鱼疾病主要发生在稚鱼期和幼鱼期,尤其是稚鱼开口期和幼鱼转食期,是鲟鱼苗种培育阶段的两个敏感期,往往出现大规模死亡。鲟鱼异地驯养时、高温度夏时,可能因为鱼体某些生理机能失调,也容易引发疾病。

鲟鱼病害主要是细菌性疾病、真菌性疾病和寄生虫性疾病,此外还有气泡病、肝胆综合症等疾病,防治的方法都引用其他鱼类的经验方法。病毒性疾病在国外的高首鲟中有报道,这也是我国尚未引种高首鲟的原因之一。国内目前尚未发现鲟鱼病毒性疾病的病例,但是近年来发现细菌病较为严重,特别是分枝杆菌病已经有多起感染的事例,由于该病是由非结核分枝杆菌引起的慢性消耗性传染病,无有效的药物治疗,因此加强该病的监测,转运鱼过程中进行严格的消毒是非常必要的。鲟鱼的生长周期长,既是保护物种又是养殖的重要经济鱼类,研制抗分枝杆菌疫苗具有重要的意义。

6、精准营养技术

鲟鱼生长周期长,个体大,单尾价值高,而且对养殖条件要求高,给鲟鱼的营养与饲料研究带来较大困难。根据笔者近期的初步调查,目前全国鲟鱼饲料年销售量约为 8 万吨。但鲟鱼饲料产业仍然存在较多问题,离精准营养、绿色环保的目标相差甚远。一是国内外对鲟鱼营养需求的研究主要集中在幼鱼阶段,且不系统,尚没有获得任何一种鲟鱼的全套营养学资料。特别是对鱼肉品质、亲鱼繁殖性能和卵子质量( 鱼子酱品质) 的营养调控,还研究较少,仅见的报道,是目前困扰鲟鱼产业的瓶颈。二是鲟鱼养殖中如何提高饲料氮磷利用率,减少氮磷排放,也研究不多,将制约鲟鱼产业可持续发展。三是产业用的鲟鱼饲料配方主要参考鳗鱼、鳖等饲料,缺乏必要的基础研究。由于鱼粉、维生素的大量使用,能满足鲟鱼生长发育的基本需要,饲料企业或养殖企业不大可能投入太多的研发资金。市场上的鲟鱼饲料,各种鲟鱼通用,做成不同的颗粒后又用于不同的生长阶段。四是缺乏鲟鱼饲料的国家标准。

随着鲟鱼养殖业的发展,还有必要研究不同养殖环境、养殖模式及生产目标下的精细化营养需求及投喂策略,也有必要深入开展鲟鱼的分子营养学及营养免疫学研究。

7、鲟鱼活体运输与暂养技术

鲟鱼的活体运输与暂养,涉及鲟鱼养殖及销售的诸多环节,目前所使用的方法与常规水产品的运输与暂养方法类似,其中运输方法主要包括塑料袋充气密封运输、活鱼车运输、冷麻无水运输、敞口水槽运输,运输的对象包括受精卵和苗种、商品鱼、亲鱼,技术都已成熟。但运输过程中如果使用麻醉剂,需注意药物残留问题。

8、产品加工技术

鲟鱼产品主要包括鱼肉、鱼子酱两方面,鱼皮可以制作皮革,而鲟鱼的其它部位也正在开发利用,具有较好的产业前景。目前,市场上的鲟鱼深加工产品主要包括以下三类,一是速冻调理产品,包括普通速冻鲜鲟鱼块、熏制调理鲟鱼块,此类产品属于半成品,食用前需加热熟制; 二是开袋即食产品,此类产品为熟制品,包括熏鱼块、调味烤鱼块、鱼肉粒、鱼籽酱等; 第三类是高附加值的保健功能食品开发,此类产品主要有用醋酸和胃蛋白酶提取的鲟鱼皮胶原蛋白、用稀碱法和碱性蛋白酶法提取的鲟鱼硫酸软骨素、从鲟鱼肚及鲟鱼内脏中提取的鱼油等。在鲟鱼养殖高产的背景下,产品加工技术将是未来研究重点之一。

9、产品溯源技术

目前中国围绕实现农产品质量全程跟踪和溯源总体目标,在包括鲟鱼在内的多个农产品中,突破了个体标识与编码技术、条码生成与打印中间件、条码加密技术、RFID 中间件技术、基于 GAP 的风险预警技术和基于 XML 的数据交换技术等 6 项关键技术,开发了生产信息采集器、二维条码监管设备、农产品销售控制设备、农产品车载掌上电脑智能配送设备,为建立农产品质量安全管理及溯源体系提供了技术支撑。

10、展望

目前中国鲟鱼养殖产品主要用于出口,但随着中国民众消费习惯的变化和消费水平的提高,国内对鲟鱼的消费会逐渐加大,鲟鱼养殖产量有望进一步提高。目前,中国鲟鱼产业实际处于产能过剩、产品滞销的状况,如何改善产品结构和品质,同时引导国内消费,是产业面临的艰难问题。

中国鲟鱼产业技术的研发力量历来薄弱,而且分散在科研院所、高等院校及企业中,如何整合全国的科技力量,面对鲟鱼产品从生产到餐桌的各个关键环节,布局创新链,是摆在我国政府和鲟鱼科技工作者面前的共同问题。我国自 2010 年设立农业部行业专项 “冷水性鱼类养殖产业化研究与示范”和 2012 年设立工信部 “鲟鱼繁育及养殖产业化重大技术成果转化与应用”之后,2017 年农业部将鲟鱼列入国家现代农业产业技术体系中,并设鲟营养需求与饲料岗位,是一个新的开端,鲟鱼产业的发展也将吸引更多的科技力量参与技术的研发。在国家强调食品安全与环境治理的背景下,基于质量安全和环境协调的鲟鱼产业关键技术将是未来重点研发方向,其中包括鲟鱼高效绿色环保饲料的研发。

作者:陈细华,李创举,杨长庚,张书环,吴金平