生物絮團技術在南美白對蝦養(yǎng)殖中的應用現(xiàn)狀及前景

趙 瑩，潘發(fā)林，楊惠宇，龐 朔

（長春市水產(chǎn)品質量安全檢測中心，吉林長春 130000）

目前，南美白對蝦的養(yǎng)殖主要采用傳統(tǒng)工廠化養(yǎng)殖模式，隨著蝦的育苗和養(yǎng)殖技術不斷進步，養(yǎng)殖密度日益提高，蝦苗病害、養(yǎng)殖水體惡化、廢水排放污染環(huán)境等問題日益嚴重，阻礙了南美白對蝦養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。優(yōu)良的養(yǎng)殖水體環(huán)境是影響蝦個體發(fā)育的關鍵因素，傳統(tǒng)的工廠養(yǎng)殖通過不斷換水來解決污染問題，養(yǎng)殖成本居高不下還容易造成水資源浪費。因此，研究開發(fā)一種綠色環(huán)保、經(jīng)濟節(jié)約的養(yǎng)殖模式至關重要。

生物絮團技術（Biofloc Technology，BFT）是一種采用人為添加有機碳源，通過調節(jié)水體中碳氮比（C/N），提高異氧細菌在水體菌群的比例，促進同化吸收作用，將水體中的氮化合物轉化為無機氮或菌體蛋白，從而有效消除養(yǎng)殖系統(tǒng)中過多的氨氮、亞硝酸鹽氮的養(yǎng)殖技術，可實現(xiàn)降低飼料成本、提高養(yǎng)殖成活率及水質凈化的目的［1-4］。生物絮團的核心是菌膠團和絲狀菌，通過微生物的絮凝作用將水體中的有機物、無機物、異氧細菌、硝化細菌、原生動物、真菌及藻類等融合在一起，形成結構多樣的、不規(guī)則、具有活性的生物凝絮物［5-6］。

1 生物絮團原理、選擇及添加

1.1 生物絮團原理

生物絮團是通過微生物胞外聚合物將水體中的浮游動植物、細菌、有機碎屑等包裹在由絲狀菌、菌膠團外圍組成的一種形態(tài)不規(guī)則的絮狀懸浮物［7-9］。生物絮團主要通過黏附在表面的異氧細菌的同化作用和硝化細菌的硝化作用來消除水體中多余的氨氮、亞硝酸鹽氮等。生物絮團在進行絮凝的過程中，會消耗養(yǎng)殖水體中的有機碳源、氨氮及溶氧，并且在異氧細菌同化作用過程中產(chǎn)生相應的菌體和二氧化碳，發(fā)生的化學反應如下：

1.2 碳源的選擇

在碳源的選擇過程中，一般會將成本、利用率、絮團凝絮時長、凝絮穩(wěn)定性作為主要考慮因素。簡單的碳水化合物，如果糖、葡萄糖、蔗糖等，可以被微生物直接利用，具有反應迅速、凝絮時間短的優(yōu)點，但是在形成生物絮團后極易分解，穩(wěn)定性差，需要頻繁地添加才能保證微生物對能量的需求；而多糖類碳源，如淀粉、木薯粉、竹粉等，可以形成較為穩(wěn)定的生物絮團，玉米稈、麥麩等高分子發(fā)酵類碳源會在長時間分解后，經(jīng)過緩慢的生物絮團凝絮過程形成更為穩(wěn)定的生物絮團［1］。因此，在實際養(yǎng)殖過程中應該根據(jù)實際情況合理選擇碳源。

1.3 碳源的添加

需要添加碳源量的計算公式為：

式（1）中：Δm(CH)為需要添加的碳源量，kg；h為池塘水深，m；s為池塘養(yǎng)殖面積，m2；為池塘水體測定的氨氮濃度，mg/L。

理論碳源的添加量需要根據(jù)養(yǎng)殖水體測定出來的氨氮值進行計算，實際養(yǎng)殖中應該根據(jù)理論數(shù)值結合實際水體環(huán)境、溶解氧等選取最優(yōu)碳源添加量。

2 生物絮團形成的影響因素

2.1 碳氮比

在水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，水體中總有機碳和總氮的比值稱為碳氮比（C/N），碳氮比的大小會影響生物絮團中微生物種群結構、微生物代謝物、衍生物等［6］。碳氮比是生物絮團形成的關鍵因素，經(jīng)過專家學者的大量實驗證明，當碳氮比＜8 時，水體中無機氮主要依靠自養(yǎng)微生物、藻類清除；當碳氮比為8～10 時，水體中的無機氮主要靠自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物的協(xié)同作用消除；當碳氮比＞15 時，主要通過異養(yǎng)微生物的同化作用去除無機氮［7,10］。目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要通過2 種方式提高碳氮比：1）降低投喂飼料中蛋白質含量，但是蛋白質含量低于40%時不能滿足蝦、魚類的生長營養(yǎng)需求；2）人為添加碳源，目前此種方法應用較為普遍。

2.2 pH 值

pH 值可以改變養(yǎng)殖水體中生物絮團的正負電荷，決定了生物絮團的穩(wěn)定性［11］。許多魚、蝦養(yǎng)殖實驗研究表明，隨著養(yǎng)殖時間的延長，微生物的新陳代謝過程中會耗氧并且產(chǎn)生CO2，使養(yǎng)殖水體中的pH 值呈下降趨勢，而pH 值降低會對微生物群落結構造成影響，并且危害魚、蝦的健康［12］。因此，需要在實際養(yǎng)殖過程中添加相應的pH 緩沖劑，將pH 值控制在一定范圍內(nèi)，以滿足養(yǎng)殖用水標準要求。

2.3 溶解氧

養(yǎng)殖水體中的溶解氧是魚、蝦正常生長的必要條件，因此在養(yǎng)殖系統(tǒng)中，需要增加曝氣裝置不斷地攪拌保障水體中充足的氧氣量，攪拌使生物絮團懸浮起來，同時產(chǎn)生的水體剪切力會影響形成的絮團粒徑大?。?3-14］。足夠曝氣條件下可以使水體產(chǎn)生湍流，讓生物絮團分散徹底，易于養(yǎng)殖對象的正常生長，增加其對生物絮體的攝食，因此，在養(yǎng)殖過程中保證溶解氧的濃度至關重要。

2.4 水溫

水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中水溫的影響是復雜的，溫度控制在合適范圍內(nèi)是養(yǎng)殖對象健康生長的基本保障。溫度過低會影響水體中微生物的酶活性，阻礙其代謝能力及生長繁殖，降低水體中異養(yǎng)微生物數(shù)量，生物絮團形成速度下降。當溫度過高時微生物會分泌過多胞外多糖，導致絮體膨脹，降低生物絮團穩(wěn)定性［15-16］。在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，水溫的有效控制是完善生物絮團系統(tǒng)的重要因素。

3 生物絮團技術在南美白對蝦養(yǎng)殖中的應用

3.1 養(yǎng)殖條件要點

生物絮團的前期培養(yǎng)和后期穩(wěn)定過程都需要適宜的溫度，因此南美白對蝦養(yǎng)殖車間應該具有良好的節(jié)能恒溫功能［16］。建議建筑采用東西走向以利于采光升溫，并配備對流門窗利于通風降溫。養(yǎng)殖池應具有完善的進水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)及過濾系統(tǒng)，如果是新建好的養(yǎng)殖池應先用水浸泡一段時間后再使用。在生物絮團凝絮過程中需要充足的溶解氧，所以應配有曝氣系統(tǒng)，可以采用納米管曝氣，使用鼓風機供氣，充分攪拌水體讓生物絮團處于懸浮狀態(tài)，防止形成沉積死角。

3.2 碳源篩選與絮團培養(yǎng)

生物絮團南美白對蝦養(yǎng)殖技術主要是通過額外添加碳源達到凈化水質、培養(yǎng)異氧細菌的目的，碳源可以根據(jù)實際養(yǎng)殖條件進行選擇，葡萄糖、淀粉、蔗糖、麩皮等都能作為碳源添加，不同的碳源添加方法不一樣，培養(yǎng)效果也不同。劉麗燕等在南美白對蝦養(yǎng)殖過程中添加紅糖作為碳源，并配合使用益生菌，成功將生物絮團技術應用于南美白對蝦養(yǎng)殖［17］。代文匯在南美白對蝦養(yǎng)殖過程中將糖蜜和米糠作為碳源培養(yǎng)生物絮團后，平均日換水率從40%降至5%，餌料系數(shù)由原來的1.8 降至1.2，餌料利用率提高了30%，養(yǎng)殖廢水的排放量減少60%以上［18］。

將消毒后的養(yǎng)殖用水注入養(yǎng)殖池中并打開曝氣設備，養(yǎng)殖初期碳源一般上午添加一次，后期每天分多次添加，避免一次性大量添加。經(jīng)過一段時間培養(yǎng)后，水體顏色會從乳白色漸漸變成深褐色，30～50 d 后，生物絮團慢慢形成并穩(wěn)定。穩(wěn)定的生物絮團量是養(yǎng)殖成功的關鍵條件，需要按時測量絮團量，如果絮團含量較高需要適當減少碳源添加量，并將多余的絮團排放至養(yǎng)殖池外。

3.3 養(yǎng)殖生產(chǎn)管理

在南美白對蝦養(yǎng)殖過程中，應該注意每日監(jiān)測水質的相關理化指標（水溫、pH 值、溶氧、亞硝酸鹽及氨氮等），隨時根據(jù)水質情況實施動態(tài)管理。生物絮團有強大的凈水功效，一般在養(yǎng)殖前期不需要換水，后期隨著飼料投喂增加、水體污染物逐漸增多、生物絮團降解作用減弱等，需要根據(jù)實際情況排污或換水，適度清除養(yǎng)殖池底沉積物。在每日添加碳源之前，注入5%～10%養(yǎng)殖池水量即可維持養(yǎng)殖水體環(huán)境［19］。

生物絮團養(yǎng)殖模式是一個動態(tài)環(huán)境，因此在整個養(yǎng)殖過程中，飼料投喂量至關重要。生物絮團養(yǎng)殖模式下投喂應該遵照少量多餐原則，根據(jù)南美白對蝦的攝食量和生長狀況合理規(guī)劃每日投放飼料的頻率和多少。做好每日巡查記錄，如水質情況、進水量、排污量、增氧機開啟時間、對蝦生長情況及脫殼狀況等?？梢栽陴B(yǎng)殖池中添置觀察網(wǎng)，觀察對蝦的攝食情況，一般早期蝦脫殼時間短，脫殼前后應該相應多投飼料。

4 前景展望

生物絮團養(yǎng)殖是一種環(huán)境友好型養(yǎng)殖模式，其在南美白對蝦養(yǎng)殖中的應用技術突破有利于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展。但是生物絮團的營養(yǎng)結構、絮團微生物間的相互作用、生物絮團在南美白對蝦育苗標粗等各階段的研究仍需要加強。該技術大面積應用還缺乏系統(tǒng)的技術指導，相信隨著今后對生物絮團技術的深入探索，生物絮團技術在水產(chǎn)養(yǎng)殖中會充分發(fā)揮其重要作用。