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Doctoral Thesis
2009
Studies on the nutritional quality of plant materials used as fish feed in Northern Vietnam
Studies on the nutritional quality of plant materials used as fish feed in Northern Vietnam
Abstract (English)
Fish demand has risen worldwide as populations have grown and incomes have increased; thus, fish are highly likely to continue becoming more expensive over the next two decades. This situation could endanger the availability of fish to the lower income groups and poor people in developing countries. Fisheries and aquatic products are an important source of protein in Vietnamese diets. However, in the upland areas, fish is scarce and expensive, and signs of protein malnutrition such as discoloration of hair and skin could be frequently observed among the poor inhabitants of Son La province, Northern Vietnam where the average price for fish on the local market was approximately 1.4 US$ kg-1 in 2005 which can be considered high, particularly when compared to the monthly per capita income in Son La of approximately 13.4 US$. Nevertheless, in the villages of that region nearly all households have at least one pond. The major inputs to the ponds system are crop leaves and residues and occasionally grasses and weeds. The annual fish production is low in the region. The aquaculture system in this region is lacking in adequate feed and feeding concept for the different fish species kept here. Fish are cultured in tilapia and cyprinid-based polyculture, the main species being grass carp which is the only species capable of efficiently ingesting and digesting the soluble cell contents of the leaf material used as input to the pond system. Despite these constraints, fish farming contributes enormously to food security in the region and generates incomes.
Up to now, none of the feeds currently used in Son La Province have been analysed or tested. Therefore in the first part of this study presents a quantitative evaluation of the gross chemical composition, energy and antinutrient content of the plant residues used as fish feed in the course of the year in Son La Province, Northern Vietnam. The potential of some of these plant materials (such as Banana, cassava and bamboo leaves) to be used all over the year as fish feed depending on the seasonal variation of their nutrient, energy and antinutrient compositions has been presented.
In this study, the analysis of the different feedstuffs fed to fish in northern Vietnam showed that some of them had relatively high protein and low fibre content. However, for some of the feedstuffs the antinutrient content was high.
During the second part of this work, feeding experiments were conducted simultaneously in a computer controlled respirometer system, which allowed feeding and continuous measurement of oxygen consumption and in a water recirculation aquaria system where the faeces collection was more viable and the apparent digestibility and metabolisibility of the nutrients and energy of six of these plant residues in grass carp have been determined. The simultaneous measurement of the oxygen consumption of the fish fed the diets containing the different plant leaf materials gave accurate informations on the metabolic cost (amount of O2 consumed per unit of body mass gain) of the utilization of the diets containing these plant leaves.
The results of the present study indicate that the protein and other nutrients of banana and fresh maize leaves are valuable supplements in fishmeal-based diets for grass carp as they meet the nutritional demands and excel a fast growth of these fish. The findings clearly show that fresh and dry leaf material can be differently digested by grass carp; moreover the study clearly shows the role of dietary plant fibres and some antinutrients on nutrient assimilation in grass carp. The information provided in this study is a good base for scientists and extension workers for the development of improved feeding strategies in many tropical poor countries in the world based on plant materials available locally for herbivorous fish like grass carp.
These findings should be further tested under pond conditions as they could lead to an increase of fish productivity with plant based feeds and enhance the livelihood of the small-scale farmers in the rural areas.
Abstract (German)
Die Aquakulturproduktion ist in den letzten zehn Jahren stetig und signifikant gestiegen. Nach neuesten Berechnungen der FAO stammen 49% der in 2007 weltweit konsumierten Fische und Fischprodukte aus Aquakultur. Für 2008 wird erwartet dass dieser Anteil sogar noch auf 50% steigen wird. Die Gründe für diesen Zuwachs liegen in der weltweiten Zunahme der Bevölkerung und deren Einkommen. Es wird auch erwartet, dass die Preise für Fischprodukte wie z.B. Fischmehl steigen werden. Dieser preisliche Anstieg könnte für einkommensschwache Haushalte in Entwicklungsländern eine erhebliche Bedrohung ihrer Ernährungssicherung darstellen. Einhergehend mit einer erhöhten Fischproduktion, wird sich auch der Bedarf an Futterzusätzen erhöhen.
Fisch und andere Aquakulturprodukte sind eine wichtige Proteinquelle in der vietnamesischen Küche. Jedoch ist Fisch in den Hochlandgebieten, wie z.B. der nordvietnamesischen Provinz Son La, selten und teuer. Häufig wurden bei der ärmeren Bevölkerung von Son La Proteinmangel beobachtet, z.B. in Form von Pigmentstörungen von Haaren und Haut. Die Durchschnittspreise für Fisch lagen dort auf dem lokalen Markt bei ca. 1.4 US$ kg-1 in 2005, was im Vergleich zu dem monatlichen Pro-Kopf-Einkommen von 13.4 US$ einen beträchtlichen Anteil darstellt.
In Son La wird in den Tälern Aquakultur betrieben. Fische werden in Polykulturteichen gehalten und im Wesentlichen mit Blättern und Nebenprodukten der pflanzlichen Produktion sowie mit Unkräutern und Gräsern gefüttert. Die produzierten Fische bestehen überwiegend aus Karpfen und Tilapien. Dabei ist nur die am meisten verwendete Art, der Graskarpfen, anatomisch und physiologisch daran angepasst, pflanzliches Material mechanisch und enzymatisch aufzubrechen und dadurch die Zellinhalte aufzunehmen und zu verwerten.
Obwohl die Aquakultur in der Region fast ausschließlich auf der Fütterung von minderwertigem Pflanzmaterial besteht, trägt die Fischzucht einen wesentlichen Beitrag zur Ernährungssicherung und Einkommensgenerierung der lokalen Bevölkerung bei. Es wurde weitgehend anerkannt, dass die weitere Entwicklung der Aquakultur nachhaltig die Ernährungssicherung und die Reduktion der Armut fördern könnte. Bis heute wurden jedoch keine der Futtermittel, die in Son La eingesetzt werden getestet um ihr nutritives Potential als Fischfutter zu bestimmen. Weder das Futter für die Graskarpfen, noch deren jahreszeitlich bedingten Variationen in der chemischen Zusammensetzung wurden bisher
analysiert. Des Weiteren wurden auch nicht die Verdaulichkeit und die antinutritiven Inhaltsstoffe der genutzten Pflanzen untersucht.
Folglich ist es die Zielsetzung dieser Arbeit, eine quantitative und qualitative Auswertung der in Son La eingesetzten Futtermittel für Fische zu präsentieren. Dabei wurde die grobe chemische Zusammensetzung, der Energiegehalt und die Art und Menge der antinutritiven Inhaltsstoffe analysiert.
Anschließend wurden Fütterungsexperimente mit Graskarpfen durchgeführt und die scheinbare Verdaulichkeit und Metabolisierbarkeit der in einiger dieser Pflanzenrückstände enthaltenen Nährstoffe und Energie ermittelt. Alle Experimente wurden parallel in zwei Systemen durchgeführt, a) in einem computergesteuerten Respirometrischen System, das eine kontinuierliche Messung des Sauerstoffverbrauchs ermöglichte und b) in einem geschlossenen Wasserkreislaufsystem, in dem der Fischkot gesammelt werden konnte.
Während der Fütterungsversuche wurden den Fischen zusätzlich zu einem Fischmehl-basierten Grundfutter sechs verschiedenen Pflanzenmaterialien (Maniok-, Bananen-, Bambus- und frische und trockene Maisblätter, Hühnerhirse und ein Mix aus Unkräutern) gefüttert. Die Kontrollgruppe bekam nur das Grundfutter in der gleichen Menge, wie die Fische, die zugefüttert wurden. Die zugefütterten Fische bekamen also insgesamt eine größere Menge Futter und mehr Nährstoffe als die Fische der Kontrollgruppe. Graskarpfen, die zusätzlich zum Grundfutter auch noch frische Mais- oder getrocknete Bananenblätter erhielten, zeigten einen signifikant gesteigerten Körpergewichtzuwachs im Vergleich zur Kontrollgruppe. Im Gegensatz dazu zeigten Graskarpfen die zusätzlich mit getrockneten Mais- oder Bambusblättern, Hühnerhirse oder dem Mix aus Unkräutern gefüttert wurden ein deutlich geringeres Wachstum als die Fische aus der Kontrollgruppe.
Die durchgeführten Sauerstoffverbrauchsmessungen ergaben, dass die metabolischen Kosten (verbrauchte Menge O2 pro Einheit Massenzunahme) für die Fischgruppen, die mit Blättern oder Gräsern zugefüttert wurden, allgemein höher waren, als die der Kontrollgruppen; für die Fische deren Futter zusätzlich Bambusblätter, Unkräuter oder Gras enthielten war der O2 Verbrauch pro Einheit Massenzunahme sogar signifikant höher als die der Kontrollgruppen.
Die in dieser Studie enthaltenen Analysen der in Nordvietnam eingesetzten Fisch-Futtermittel zeigten, dass einige einen relativ hohen Anteil an Proteinen und einen geringen Anteil an Fasern hatten, wie z.B. Bananen und Maniokblätter. Jedoch zeigten einige Futtermittel ebenfalls einen hohen Gehalt an antinutritiven Inhaltsstoffen auf.
Die Ergebnisse dieser Studie deuten an, dass das Protein und die anderen Nährstoffe von Bananen- und frischen Maisblättern eine wertvolle Ergänzung für fischmehlbasierte Graskarpfenfutter sind, da sie den Bedarf der Fische decken und das Wachstum beschleunigen. Zusätzlich zeigen die Ergebnisse deutlich, dass getrocknete und frische Maisblätter einen gegensätzlichen Effekt auf das Wachstum der Fische haben.
Die Rolle der pflanzlichen Fasern und einiger antinutritiver Nährstoffe auf die Nährstoffassimilation in Graskarpfen konnte in dieser Studie beleuchtet werden. Die hier präsentierten Informationen stellen eine gute Basis für Wissenschaftler und staatliche Berater dar, um auf lokal verfügbaren, pflanzlichen Futtermitteln basierende Fütterungsstrategien zu entwickeln. Diese Ergebnisse sollten jedoch noch unter lokalen Bedingungen getestet werden, um eine gesteigerte Produktivität, erreicht durch pflanzenbasierte Futtermittel, nachzuweisen. Eine solche gesteigerte Produktivität würde letztendlich zu einer verbesserten Lebensgrundlage für die Kleinbauern in den ländlichen Gegenden Vietnams führen.
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Notes
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Publication series
Published in
Faculty
Faculty of Agricultural Sciences
Institute
Institute of Animal Production in the Tropics and Subtropics
Examination date
2009-06-07
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Language
English
Publisher
Publisher place
Classification (DDC)
630 Agriculture
Collections
Original object
Standardized keywords (GND)
BibTeX
@phdthesis{Dongmeza2009,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5262},
author = {Dongmeza, Euloge Brice},
title = {Studies on the nutritional quality of plant materials used as fish feed in Northern Vietnam},
year = {2009},
school = {Universität Hohenheim},
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