1、稀土元素在生物體內(nèi)代謝過程

　　稀土在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，必須了解稀土元素在水生生物體內(nèi)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(nèi)，在生物體內(nèi)含量與該水體中稀土含量密切相關(guān)，水體稀土含量越高，生物體內(nèi)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(nèi)稀土元素含量跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，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(jīng)過一段時間后的飼養(yǎng)，稀土元素在魚體內(nèi)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(nèi)的積累主要在內(nèi)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(jié)果也顯示同一水體不同品種魚類體內(nèi)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(guān)問題還有待進一步驗證。

　　2、稀土元素在淡水與海水養(yǎng)殖上的應(yīng)用

　　2.1在淡水養(yǎng)殖業(yè)方面

　　稀土元素在淡水養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)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(yè)應(yīng)用推廣中將硝酸稀土作為微量元素添加進魚飼料中喂養(yǎng)后就發(fā)現(xiàn)，適量的稀土元素添加可以使鰱魚幼苗成活率和總產(chǎn)量分別提高12.0%和33.1%；草魚幼苗成活率和總產(chǎn)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(nóng)用研究中心，大力推廣和研發(fā)稀土農(nóng)用新技術(shù)。中國科學(xué)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(fā)現(xiàn)，相比對照組，各種魚類的產(chǎn)量增加了15.9%～30.5%,餌料系數(shù)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(yǎng)殖上也具有很高的應(yīng)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(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，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(shù)，節(jié)約成本，還能增強魚類免疫力和抗病能力，抑制其體內(nèi)有害細菌的增長，是一種良好的微量調(diào)節(jié)劑。胡品虎等通過在國產(chǎn)鰻魚飼料中添加適量稀土甲殼素飼養(yǎng)后發(fā)現(xiàn),相比對照組，投喂稀土甲殼素的僵鰻復(fù)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(shù)降低了69.28%，大大節(jié)約了養(yǎng)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(shù)降低了26.47%，綜合總成本能節(jié)省30%。不同地區(qū)的水體環(huán)境和養(yǎng)殖條件存在著各種差異，使用不同稀土產(chǎn)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(yǎng)殖效率，具有很高的推廣應(yīng)用價值。

　　2.2在海水養(yǎng)殖方面

　　相對于淡水養(yǎng)殖來說，海水養(yǎng)殖體系更為復(fù)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(yǎng)殖方面的應(yīng)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(yǎng)，通過觀察稀土及其絡(luò)合物在其不同生長階段的促生長作用后發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)量提高20%，目前稀土甲殼素已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中國對蝦的養(yǎng)殖中。包玉敏等在稚鮑飼料中添加農(nóng)牧養(yǎng)殖專用稀土喂養(yǎng)與日本餌料對比實驗發(fā)現(xiàn)，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(yǎng)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(chǎn)品的作用機理比較復(fù)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(yǎng)殖中添加稀土喂養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)，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(nèi)的新陳代謝和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，加快其生長速度，縮短喂養(yǎng)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(jīng)沖動傳導(dǎo)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(zhì)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(nèi)的某些功能代謝中不僅可以代替鈣離子發(fā)揮其功能,甚至能取代已經(jīng)結(jié)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(zhì)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(nèi)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(yīng)或促進其吸收來作用于生物的代謝過程，包玉敏等就發(fā)現(xiàn)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(fā)生反應(yīng)，少量添加能激活水生生物體內(nèi)的生長因子，促進相關(guān)酶的轉(zhuǎn)化?？傊?，稀土元素能通過影響生物的代謝系統(tǒng)，對機體多種功能產(chǎn)生協(xié)調(diào)和活化作用，提高酶活力，促進消化液的分泌，增強營養(yǎng)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(nèi)有害自由基，提高動物的自體免疫功能，對體內(nèi)多種有害細菌的繁殖還具有抑制作用。

　　4、存在的問題及應(yīng)用前景

　　我國的稀土儲量位居世界第一位,在冶金工業(yè),石油化工,玻璃陶瓷以及新材料等方面已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟價值,在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用也取得了可喜的效果。但在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用仍處于探索階段,僅對某些地區(qū)和品種進行了實驗研究，大都都是經(jīng)驗數(shù)據(jù)。存在著很多問題：

　　4.1當前稀土產(chǎn)品形式多樣，含量差別比較大，不同地區(qū)、品種、年齡、飼養(yǎng)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(huán)境的危害

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

　　4.3稀土應(yīng)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(chǎn)養(yǎng)殖的價值缺乏了解，宣傳方法也多是下發(fā)文件、張貼標語等，形式老套，不能很好的向養(yǎng)殖戶們介紹稀土養(yǎng)殖所能帶來的具體經(jīng)濟效益。近三十年來，我國科研工作者就稀土在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的研究，已取得了一定的成績，部分高新技術(shù)產(chǎn)品如稀土飼料等也已經(jīng)投產(chǎn)運用，但就全國而言，稀土在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用仍舊是一小部分，特別對于南方地區(qū)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(chǎn)養(yǎng)殖上的廣泛使用，對提高我國漁業(yè)產(chǎn)量、促進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展將起到很好的推動作用，稀土在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面應(yīng)用前景十分廣闊。