張怖青, 江興龍,2, 鄭偉剛,2
(1集美大學水產(chǎn)學院,福建 廈門 361021;2鰻鱺現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)教育部工程研究中心,福建 廈門 361021)
生物絮團技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究
張怖青1, 江興龍1,2, 鄭偉剛1,2
(1集美大學水產(chǎn)學院,福建 廈門 361021;2鰻鱺現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)教育部工程研究中心,福建 廈門 361021)
傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式所帶來的環(huán)境污染、資源浪費和病害頻發(fā)等問題已成為制約我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。生物絮團技術(shù)(BFT)具有凈化水質(zhì)、提高餌料利用率及病害防控等優(yōu)點,被認為是有望解決上述問題的新型健康生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù),已在國內(nèi)外得到一定規(guī)模的應(yīng)用,并獲得了良好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。本文重點介紹了生物絮團的形成與培養(yǎng)、生物絮團的主要影響因素及其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用效果。研究認為,BFT能夠改良水質(zhì)、節(jié)約養(yǎng)殖用水、降低飼料成本、提高養(yǎng)殖對象存活率、增加養(yǎng)殖產(chǎn)量和效益;將BFT與生物膜技術(shù)相結(jié)合,能夠更有效地維持養(yǎng)殖水體中適宜的生物絮團含量,避免生物絮團的過量沉積,并能提高水質(zhì)改良及增產(chǎn)增收的應(yīng)用效果,具有廣闊的應(yīng)用前景。
生物絮團; 水產(chǎn)養(yǎng)殖; 水質(zhì)改良; 生物膜
生物絮團是指養(yǎng)殖水體中以異養(yǎng)微生物為主,經(jīng)生物絮凝作用結(jié)合水體中有機質(zhì)、原生動物、藻類、絲狀菌等形成的絮狀物[1]。生物絮團技術(shù)(Biofloc Technology,BFT)的基本原理是重復利用營養(yǎng)廢物并將其轉(zhuǎn)化為微生物生物量,進而被系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)殖對象利用或經(jīng)收獲后加工成飼料成分[2]。通過不斷曝氣和攪拌水體,并向養(yǎng)殖水體中添加有機碳物質(zhì),人工調(diào)控養(yǎng)殖系統(tǒng)微生物的種類和數(shù)量,進而起到凈化水質(zhì)、促進營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、降低飼料系數(shù)、提高養(yǎng)殖生物存活率的作用[3]。由于BFT兼具調(diào)控水質(zhì)及為養(yǎng)殖對象提供飼料蛋白源等作用,至今已成功運用于亞洲、拉丁美洲、中美洲的大規(guī)模養(yǎng)蝦場,并在美國、韓國、巴西、意大利、中國及其他地區(qū)的小型溫棚養(yǎng)蝦模式中得到廣泛應(yīng)用[4]。本文重點介紹BFT在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的研究與應(yīng)用進展,并進行總結(jié)與展望,為該技術(shù)的應(yīng)用推廣提供參考。
1.1 生物絮團的形成
生物絮團的形成主要由細菌、藻類絮凝所引發(fā)[5]。對于室外養(yǎng)殖池,主要由菌藻共生絮凝引起;而室內(nèi)養(yǎng)殖池內(nèi)則主要由細菌間的生物絮凝引發(fā)[6]。絮團直徑一般在幾微米至幾千微米之間,平均密度大約1 g/mL,沉降速度1~3 m/h,比表面積20~100 cm2/mL,因此具有很好的滲透性和懸浮性。絮團內(nèi)總無機物占30%~40%,總有機物占60%~70%,微生物活體細胞占總有機質(zhì)的2%~20%[7-8]。近年來不少學者利用變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)研究了生物絮團內(nèi)的細菌群落組成。如草魚養(yǎng)殖池中,生物絮團形成過程中的主要細菌類群隸屬放線菌綱、擬桿菌綱和β-變形菌綱,且在生物絮團的不同形成階段存在特異的細菌類群[9]。
生物絮團的形成過程可以概括為:水體中異養(yǎng)微生物利用氨氮及有機碳,消耗一定的溶氧(DO)和堿度,轉(zhuǎn)化為異養(yǎng)微生物自身成分。水產(chǎn)養(yǎng)殖條件下生物絮凝的理論方程式為[10]:
(1)
由上式(1)可知,氨氮、碳水化合物、溶氧和堿度是生物絮凝反應(yīng)的必備因素。每1 g氨氮轉(zhuǎn)化為細菌成分需要消耗4.71 g溶氧、3.57 g堿度和15.17 g碳水化合物。反應(yīng)可以生成8.07 g的細菌生物體和9.65 g的二氧化碳。因此,要促進生物絮團的形成,必須向養(yǎng)殖水體提供較高濃度的溶氧、堿度,并添加適量的碳水化合物。
1.2 生物絮團的培養(yǎng)
生物絮團的培養(yǎng)主要有兩種方式:一種是原位式培養(yǎng),即直接在養(yǎng)殖環(huán)境中通過添加碳源、合理曝氣等措施來促進生物絮團的形成,如跑道池模式高密度養(yǎng)蝦[11]。原位式培養(yǎng)集絮團培養(yǎng)與養(yǎng)殖活動于一體,既能有效調(diào)控水質(zhì),同時培養(yǎng)出的絮團還可直接被養(yǎng)殖對象攝食;但大量添加碳源會造成水體透明度下降、溶氧降低以及絮團含量不易控制等問題。另一種是異位式培養(yǎng),即將生物絮團的培養(yǎng)與養(yǎng)殖過程獨立開來,首先采用序批式反應(yīng)器(SBR),按照一定的條件培養(yǎng)生物絮團,之后收集絮團并將其添加到養(yǎng)殖池或摻入餌料中進行投喂。這種方法便于實施,可控性強,并且可以解決原位式培養(yǎng)產(chǎn)生的魚鰓堵塞、養(yǎng)殖對象缺氧等難題[12]。
2.1 碳氮比和碳源
調(diào)控碳氮比(C/N)是生物絮團技術(shù)的核心[5]。C/N值的高低決定著水體清除總氨氮的方式。當C/N值很低時,養(yǎng)殖水體中主要依賴自養(yǎng)微生物、藻類清除無機氮,凈化水體;當C/N值為8~10時,自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物共同發(fā)揮除氮作用;當C/N值達到15以上,主要依靠異養(yǎng)微生物清除無機氮[13]。依據(jù)異養(yǎng)菌的組成及代謝特點,BFT一般要求水體中C/N值達到15~20[4]。
通常情況下,如果水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的C/N較低,要培養(yǎng)生物絮團必須補充碳水化合物。常用的方法有兩種:一是提高飼料中碳水化合物含量、降低飼料蛋白含量。飼料中添加的碳水化合物一部分可直接被魚類攝食,其余的溶解到水體中可被異養(yǎng)微生物利用。利用此方法可以很好地控制水體中無機氮含量,但飼料中碳水化合物過多會導致魚體脂肪含量升高[14]。二是額外添加碳源。目前常用的碳源:第一類是葡萄糖、果糖、蔗糖、糖蜜等簡單糖類,加入到養(yǎng)殖水體后能被異養(yǎng)細菌快速分解利用,但價格較高且需要不斷添加來保證生物絮凝過程的基本需要;第二類是淀粉、稻殼、竹子等復雜含碳化合物,需要經(jīng)降解、分解成小分子后才能被異養(yǎng)微生物利用,價格相對便宜且效果穩(wěn)定;第三類為農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品(小麥秸稈、麥麩、花生粕等)的發(fā)酵產(chǎn)物[8]。選擇何種碳源應(yīng)當具體考慮到成本、溶解性及利用效率等因素。碳源的理論添加量可依據(jù)以下公式確定[15]:
C=F×Nf×Ne/0.05
(2)
式中:C為碳源的每日添加量(g);F為每日投餌量(g);Nf為飼料中氮含量(%);Ne為飼料氮的排出率(%),約為50%。
由公式(2)可知,碳源的添加量與投餌量有關(guān)。研究表明,在對蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)中添加蔗糖有利于生物絮團的形成,適宜的添加量約為日投餌量的77%[16];在羅非魚養(yǎng)殖池中添加日投餌量30%的淀粉即可明顯改善水質(zhì)并提高飼料利用率[17]。因此,針對不同養(yǎng)殖對象、養(yǎng)殖密度及養(yǎng)殖模式,適宜的碳源種類及添加量不可一概而論,需具體開展試驗研究獲得。
2.2 曝氣和溶氧
曝氣是生物絮團養(yǎng)殖系統(tǒng)的必備要素。對養(yǎng)殖水體進行充分、均勻的曝氣,既能為養(yǎng)殖對象提供充足的氧氣,提高生長速度和產(chǎn)量,同時具有攪拌水體的作用,可增加水體與沉積物的混合強度,控制污泥分布[14]。溶氧(DO)是保證養(yǎng)殖對象健康生長及養(yǎng)殖池內(nèi)各類生化反應(yīng)順利進行的重要因素。在生物絮團養(yǎng)殖環(huán)境中,養(yǎng)殖對象及絮團內(nèi)異養(yǎng)生物對氧氣總的需求量會更大。如在普通的羅非魚養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)DO應(yīng)控制在3 mg/L以上,而生物絮團養(yǎng)殖系統(tǒng)中則要求在4 mg /L以上[18],這就需要提供更高的曝氣量。一般而言,傳統(tǒng)蝦塘中曝氣機的配備功率為 7~11 kW / hm2,但在生物絮團蝦塘中要高達20~40 kW /hm2,且缺乏曝氣30 min后即可使溶氧降低至致死濃度[19-20]。通過攪拌可以增加水體中顆粒物、細菌、溶解有機物間的接觸機會,促進絮凝體的形成。但比較高的攪拌強度會形成較高的剪切速率,加速絮凝體破裂,導致絮體規(guī)格變小[5]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境下,一般的絮凝體的規(guī)格在130~200 μm之間。對于不同生長階段、不同種類的養(yǎng)殖對象,其攝食的絮凝體規(guī)格也不一樣,如鱈魚幼魚及羅氏沼蝦幼體需要食物規(guī)格在250 ~1 200 μm范圍內(nèi)[21]。因此,需要根據(jù)具體養(yǎng)殖對象的特定需要來確定生物絮凝體的規(guī)格,進而確定適宜的攪拌強度。
2.3 溫度和堿度
溫度是影響絮團微生物代謝及水體中溶氧量的一個重要指標。溫度過低會降低微生物活性,不利于絮團的形成;溫度過高則容易使絮團膨脹,影響水質(zhì)。在室內(nèi)試驗條件下,當水溫控制在20~25℃時可獲得穩(wěn)定的生物絮體[22]。但針對不同的養(yǎng)殖對象,其適宜的養(yǎng)殖水溫也有所差異,因此要根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)水溫在適宜范圍內(nèi)。
堿度是水體緩沖能力大小的標志,對水體pH的變化具有調(diào)節(jié)作用。在養(yǎng)殖環(huán)境中,堿度應(yīng)控制在50 mg/L(以碳酸鈣計)以上,pH維持在7~9[14]。在生物絮團養(yǎng)殖池塘中,硝化作用和異養(yǎng)細菌的同化作用都會消耗堿度[23],尤其是硝化作用會大量消耗堿度,使得pH急劇下降,抑制異養(yǎng)細菌和硝化細菌的功能,導致氨氮積累。一般可通過添加碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈣等來調(diào)節(jié)堿度,使之保持在100~150 mg/L。在集約化的自養(yǎng)菌主導的生物絮團養(yǎng)殖系統(tǒng)中,每投喂 1 kg 的飼料大約需要添加 0.25 kg 的碳酸氫鈉[24]。
2.4 總懸浮固體物
水體中總懸浮固體物(TSS)是影響絮體形成的重要因素之一。水體中 TSS 質(zhì)量濃度越高,對絮體的形成越好。但TSS濃度不宜過多,否則容易沉積于池底形成活性污泥而加劇耗氧,或堵塞養(yǎng)殖對象鰓部造成缺氧等[14]。研究表明,當TSS濃度在 200~500 mg/L范圍內(nèi)可形成比較好的生物絮凝體[25]。在具體養(yǎng)殖活動中,TSS濃度的高低應(yīng)取決于養(yǎng)殖對象的耐受限度。一般而言,應(yīng)用生物絮團技術(shù)養(yǎng)殖魚、蝦的TSS濃度應(yīng)分別控制在200、400 mg/L以內(nèi)。當TSS濃度過高時會導致有機物沉積池底形成厭氧區(qū)域,引起養(yǎng)殖環(huán)境的惡化。此時須排出水體中多余的懸浮物,可通過換水或清除底部沉積物等途徑來實現(xiàn)[14]。
3.1 水質(zhì)改良效果
BFT的特點之一就是能有效改善養(yǎng)殖水體、降低環(huán)境中氨氮和亞硝酸鹽氮濃度。在生物絮團系統(tǒng)內(nèi),氮的去除主要依靠異養(yǎng)菌的氨轉(zhuǎn)化。異養(yǎng)菌生長代謝速率快,約為硝化細菌的10倍[25],可直接吸收氨氮并轉(zhuǎn)化為自身菌體蛋白,且不產(chǎn)生亞硝酸鹽氮。當添加碳源使養(yǎng)殖水體中總氨氮(TAN)/葡萄糖為1/20時,7 mg/L的氨氮降至1 mg/L只需約5 h[25]。向羅非魚幼魚養(yǎng)殖池中添加糖蜜使C/N>10,處理組亞硝酸鹽氮含量顯著低于對照組,且氨氮維持在較低水平[26]。近年來國內(nèi)許多學者運用BFT養(yǎng)殖各種對蝦及鯉科等魚類,均取得了顯著降低氨氮、亞硝酸鹽氮濃度及節(jié)約養(yǎng)殖用水的效果[7,27]。
3.2 提高餌料利用效果
生物絮團中異養(yǎng)微生物可將水體中含氮化合物轉(zhuǎn)化為菌體蛋白,大小適宜的絮團顆粒又可被魚蝦等養(yǎng)殖對象攝食,進而實現(xiàn)飼料蛋白的二次利用。生物絮團一般含粗蛋白38.5%~57.4%、粗脂肪20%~35%、粗灰分<20%、能量20~25 kJ/g[25],并富含維生素與礦物質(zhì),可作為魚蝦等潛在的蛋白原料,替代魚粉及大豆蛋白等的使用。研究表明,每1 kg羅非魚每天可從生物絮團內(nèi)攝入0.25g N,可提供約50%的魚體所需蛋白;而蝦類日常攝入的N有18%~29%來源于絮團[28-29]。在生物絮團養(yǎng)殖系統(tǒng)中,羅非魚凈產(chǎn)量提高45%[30],對餌料的蛋白利用率從23%提高到43%,節(jié)約30%以上的飼料成本[31]。但是,生物絮團中缺乏魚蝦類所需的蛋氨酸等必需氨基酸,并不能代替飼料來滿足對蝦的營養(yǎng)需要,只能作為對蝦的補充營養(yǎng)[11],且單獨投喂生物絮團會降低草魚的增重率及特定生長率[7]。在養(yǎng)殖實踐中,可考慮將生物絮團收集后添加到飼料當中,或適當減少飼料投喂量,既能節(jié)約飼料成本,又可實現(xiàn)生物絮團的營養(yǎng)價值,提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和養(yǎng)殖效益。
3.3 病害防控效果
生物絮團對病害的防控主要通過兩個途徑實現(xiàn):一是在養(yǎng)殖過程中實施零換水或少量換水,減少外源污染物、病原體的入侵機會[14],為養(yǎng)殖對象提供一個更加安全、穩(wěn)定的生長環(huán)境。二是絮團微生物及其代謝物的抗病效應(yīng),生物絮團中大量的異養(yǎng)菌可與弧菌等病原菌產(chǎn)生生物競爭作用,抑制病原菌的生長與繁殖;絮團中的芽孢桿菌屬、產(chǎn)堿菌屬及假單胞菌屬等眾多細菌均可產(chǎn)生聚-β-羥基丁酸(PHB),其降解產(chǎn)物β-羥基丁酸具有抑制病原菌的作用,可降低養(yǎng)殖對象的感染率[32];此外,絮團中細菌及藻類的某些胞外代謝物可擾亂病原菌的群體感應(yīng),使毒性信號分子失活[4]。研究表明,添加紅糖和利生活菌,可提高對蝦血清免疫酶活力,顯著增強養(yǎng)殖對蝦抗WSSV感染的能力[27]。用BFT養(yǎng)殖羅非魚,幼魚感染致病性鏈球菌后的存活率達75%~80%,顯著高于對照組[33]。
4.1 生物絮團技術(shù)的應(yīng)用范圍
BFT具有改良水質(zhì)、提高養(yǎng)殖存活率、降低飼料系數(shù)和防治病害等優(yōu)點,被認為是解決水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展所面臨的環(huán)境制約和飼料成本問題的有效替代技術(shù)。但是,生物絮團養(yǎng)殖環(huán)境中含有大量的懸浮顆粒物,這就要求養(yǎng)殖對象具備2個條件:一是抗逆性較強,能適應(yīng)養(yǎng)殖水體中較高的懸浮顆粒含量;二是能夠攝食生物絮凝體并消化吸收其所含的菌體蛋白[34]。目前,BFT運用最多的是對蝦和羅非魚養(yǎng)殖,國內(nèi)近年亦有將該技術(shù)應(yīng)用于草魚、建鯉、鯽魚、團頭魴等鯉科魚類[9,35-36],以及海參、鱸魚、斑點叉尾鮰等的養(yǎng)殖中[6,36]。本課題組也將該技術(shù)應(yīng)用于鰻鱺養(yǎng)殖中,獲得了良好的養(yǎng)殖效果。有研究表明,大菱鲆等喜好清潔水質(zhì)的生物亦能適應(yīng)生物絮團養(yǎng)殖環(huán)境[16]。至于其他養(yǎng)殖對象是否適應(yīng)生物絮團養(yǎng)殖環(huán)境,還需作進一步探索。
4.2 生物絮團含量的控制
研究表明,在生物反應(yīng)器中每添加1.49 kg的蔗糖即可產(chǎn)生1 kg的微生物絮團量[37]。雖然魚蝦類可攝食生物絮團,但攝食量并不多,比如,蝦消耗掉的生物絮團顆粒不足總量的3%[28]。對于多余的絮團要及時清除出去,否則易導致生物絮團大量沉積,引起水質(zhì)惡化、溶氧降低,過多的絮團還會堵塞魚蝦鰓部造成缺氧死亡等。當系統(tǒng)中硝化菌群趨于穩(wěn)定后,可考慮停止添加碳源來降低生物絮團的累積量,此時系統(tǒng)可依靠自養(yǎng)菌去除水體中的氨氮及亞硝酸鹽氮[38]。此外,還可探索與其他技術(shù)如生物膜技術(shù)等結(jié)合運用,以減少水體及沉積物中絮團物質(zhì)的累積,有效控制水體中的生物絮團含量。
4.3 尋求更加適宜的碳源配方
目前應(yīng)用較多的碳源為葡萄糖、蔗糖、糖蜜等易于吸收利用的糖類,這類碳源添加量較大且價格較高,往往會增加投入成本。將農(nóng)作物副產(chǎn)物按一定條件進行發(fā)酵,亦可作為碳源添加到序批式反應(yīng)器中培養(yǎng)生物絮團。此外還可考慮用甘油、乙酸鈉等化合物培養(yǎng)生物絮團。研究表明,采用乙酸鈉作為碳源,生物絮團模擬系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間最短,且不受C/N影響,但堿度卻維持在較高水平[39]。而在添加蔗糖、糖蜜等有機碳源的情況下,水體中堿度往往被過度消耗而得不到補充,需要定期添加碳酸氫鈉等來提高堿度。因此,可考慮將乙酸鈉與其他有機碳源結(jié)合運用,既能促進生物絮團的形成,又可維持水體呈弱堿性。所以,為了降低應(yīng)用成本,必須探索適宜的碳源配方。
4.4 生物絮團技術(shù)與生物膜技術(shù)等的結(jié)合運用
生物膜養(yǎng)殖技術(shù),一方面能為養(yǎng)殖對象提供庇蔭場所,減少養(yǎng)殖對象的應(yīng)激和游動,利于魚體增重;另一方面生物膜上微生物等可結(jié)合養(yǎng)殖池中的有機碎屑、懸浮物等形成生物膜生物絮團而被養(yǎng)殖對象攝食,實現(xiàn)飼料蛋白的二次利用[40],同時還可增大硝化及亞硝化細菌的附著面積,利于養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)自養(yǎng)菌群的建立。將BFT與生物膜技術(shù)相結(jié)合,在設(shè)置生物膜載體的同時添加碳源,既能加強BFT凈化水質(zhì)、提高餌料利用率的作用效果,同時生物膜載體還可大量吸附水體中呈懸浮狀態(tài)的生物絮團,有效避免因絮團含量過多而對養(yǎng)殖對象造成危害。本課題組將BFT與生物膜技術(shù)相結(jié)合進行花鰻鱺養(yǎng)殖,結(jié)果表明,按日投餌量的75%添加紅糖可顯著降低水體中氮、磷的濃度,換水率及飼料系數(shù)顯著下降48.9%及12.6%;生物膜上絮團含量平均達(66.2 ±3.1)mg/根,而水體中絮團沉降體積平均僅為(1.36±0.47) mL/L,且養(yǎng)殖期間未發(fā)生絮團含量的爆發(fā)性累積。將兩種技術(shù)相結(jié)合具有廣闊的應(yīng)用前景,未來可在高效生物膜載體的類型、設(shè)置密度、碳源添加水平及不同碳源的組合方面做深入研究。此外,將BFT與循環(huán)水系統(tǒng)相結(jié)合,利用循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的固體廢棄物,在序批式反應(yīng)器中培養(yǎng)生物絮團并添加到養(yǎng)殖水體或餌料中,既能實現(xiàn)資源的重復利用,又不會對養(yǎng)殖對象造成直接危害。但針對怎樣將生物絮團添加到餌料中來,采用何種工藝干燥生物絮團,既不破壞其營養(yǎng)成分又不影響其適口性,仍需作深入研究。
[1] AZIM M E, LITTLE D C, BRON J E. Microbial protein production in activated suspension tanks manipulating C∶N ratio in feed and the implications for fish culture[J]. Bioresource Technology, 2008, 99(9): 3590-3599.
[2] ZHU S M, SHI M M, RUAN Y J,etal. Applications of computational fluid dynamics to modeling hydrodynamics in tilapia rearing tank of Recirculating Biofloc Technology system[J]. Aquacultural Engineering, 2016, 74: 120-130.
[3] 羅亮,張家松,李卓佳.生物絮團技術(shù)特點及其在對蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].水生態(tài)學雜志, 2011(5): 129-133.
[4] EMERENCIANO M, GAXIOLA G, CUZON G. Biofloc Technology (BFT): A review for aquaculture application and animal food industry[M]. Biomass Now: Cultivation and Utilization. Rijeka, Croatia: InTech, 2013.
[5] 聶偉,劉立鶴,劉軍,等.生物絮團的研究進展[J].江西水產(chǎn)科技,2014(4): 43-48.
[6] 羅國芝,李文清,陳佳捷,等.生物絮凝技術(shù)在我國水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析[J].中國水產(chǎn),2013(11): 64-67.
[7] 盧炳國.生物絮團技術(shù)在草魚養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究[D].上海:上海海洋大學,2013.
[8] 陳亮亮,董宏標,李卓佳,等.生物絮團技術(shù)在對蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用及展望[J].海洋科學,2014, 08: 103-108.
[9] 邱立疆.生物絮團群落結(jié)構(gòu)變化與添加對鯽魚生長、代謝的影響[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2013.
[10]EBELING J M, TIMMONS M B, BISOGNI J J. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic, autotrophic, and heterotrophic removal of ammonia-nitrogen in aquaculture systems[J]. Aquaculture, 2006, 257(1/4): 346-358.
[11]李奕雯,徐武杰.生物絮團零換水養(yǎng)蝦模式[J].海洋與漁業(yè),2016(1): 46-47.
[12]李莉.幾種條件因子對序批式反應(yīng)器培養(yǎng)生物絮凝體的效果研究[D].上海:上海海洋大學,2014.
[13]趙大虎.添加不同碳源對生物絮團組分和凡納濱對蝦生理健康、生長的影響[D].青島:中國海洋大學,2013.
[14]AVNIMELECH Y. Biofloc Technology-A Practical Guide Book[M]. Louisiana, United States: The World Aquaculture Society, 2012: 50-167.
[15]AVNIMELECH Y. Carbon/nitrogen ratio as a control element in aquaculture systems[J]. Aquaculture, 1999, 176(3): 227-235.
[16]鄧應(yīng)能.不同養(yǎng)殖系統(tǒng)生物絮團調(diào)控模式研究[D].上海:上海海洋大學,2011.
[17]李彥,劉利平,趙廣學,等.養(yǎng)殖水體中添加碳源對水質(zhì)及羅非魚生長的影響[J].大連海洋大學學報, 2013, 28(1): 55-60.
[18]AVNIMELECH Y. Tilapia production using biofloc technology (BFT)[C].LIPING, FITZSIMMONS. Better science, better fish, better life. Proceedings of the Ninth International Symposium on Tilapia in Aquaculture. United States: Aquafish Collaborative Research Support Program. 2011: 359-361.
[19]劉文暢,羅國芝,譚洪新.生物絮凝技術(shù)在池塘養(yǎng)蝦中的應(yīng)用[J].漁業(yè)現(xiàn)代化,2013(3): 14-18.
[20]VINATEA L, GáLVEZ A O, VENERO J,etal. Oxygen consumption of Litopenaeus vannamei juveniles in heterotrophic medium with zero water exchange[J]. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2009, 44(5): 534-538.
[21]DE BARROS H P, VALENTI W C. Food intake of Macrobrachium rosenbergii during larval development[J]. Aquaculture, 2003, 216(1): 165-176.
[22]SCHRYVER P D, CRAB R, DEFOIRDT T,etal. The basics of bio-flocs technology: The added value for aquaculture[J]. Aquaculture, 2008, 277(3/4): 125-137.
[23]TIDWELL J. Aquaculture production systems[M]. Oxford, UK: John Wiley & Sons, 2012, 286.
[24]徐武杰.生物絮團在對蝦零水交換養(yǎng)殖系統(tǒng)中功能效應(yīng)的研究與應(yīng)用[D].青島:中國海洋大學, 2014.
[25]羅國芝,朱澤聞,潘云峰,等.生物絮凝技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].中國水產(chǎn), 2010(2): 62-63.
[26]PéREZ-FUENTES J A, HERNáNDEZ-VERGARA M P, PéREZ-ROSTRO C I,etal. C:N ratios affect nitrogen removal and production of Nile tilapia Oreochromis niloticus raised in a biofloc system under high density cultivation[J]. Aquaculture, 2016, 452: 247-251.
[27]張許光.生物絮團技術(shù)在凡納濱對蝦工廠化養(yǎng)殖中的應(yīng)用與研究[D].青島:中國海洋大學,2012.
[28]BURFORD M A, THOMPSON P J, MCLNTOSH R P,etal. The contribution of flocculated material to shrimp (Litopenaeusvannamei) nutrition in a high-intensity, zero-exchange system[J]. Aquaculture, 2004, 232(1): 525-537.
[29]AVNIMELECH Y. Feeding with microbial flocs by tilapia in minimal discharge bio-flocs technology ponds[J]. Aquaculture, 2007, 264 (1): 140-147.
[30]AZIM M E, LITTLE D C. The biofloc technology (BFT) in indoor tanks: Water quality, biofloc composition, and growth and welfare of Nile tilapia (Oreochromisniloticus)[J]. Aquaculture, 2008, 283(1): 29-35.
[31]AVNIMELECH Y. Bio-filters: The need for a new comprehensive approach[J]. Aquacultural Engineering, 2006, 34: 172-178.
[32]龍麗娜,李源,管崇武,等.生物絮團技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用研究綜述[J].漁業(yè)現(xiàn)代化, 2013, 40(5): 28-33.
[33]EKASARI J, RIVANDI D R, FIRDAUSI A P,etal. Biofloc technology positively affects Nile tilapia (Oreochromisniloticus) larvae performance[J]. Aquaculture, 2015, 441: 72-77.
[34]陳顏鋒.基于生物絮凝技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖, 2014(8): 30-31.
[35]孫盛明,朱健,戈賢平,等.零換水條件下養(yǎng)殖水體中碳氮比對生物絮團形成及團頭魴腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響[J].動物營養(yǎng)學報, 2015(3): 948-955.
[36]羅亮,徐奇友,趙志剛,等.基于生物絮團技術(shù)的碳源添加對池塘養(yǎng)殖水質(zhì)的影響[J].漁業(yè)現(xiàn)代化,2013,40(3): 19-24.
[37]KUHN D D, BOARDMAN G D, LAWRENCE A L,etal. Microbial floc meal as a replacement ingredient for fish meal and soybean protein in shrimp feed[J]. Aquaculture, 2009, 296(1): 51-57.
[38]李樂康,歐陽劍鋒,王建民,等.生物絮團技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究綜述[J].江西水產(chǎn)科技,2015(4): 46-48.
[39]史明明,劉晃,龍麗娜,等.碳源供給策略對水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水生物絮團處理效果的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2016(6): 317-323.
[40]江興龍,鄧來富.生物膜“細菌-藻類”協(xié)同系統(tǒng)改良淡水池塘養(yǎng)殖水質(zhì)與沉積物的效果研究[J].海洋與湖沼,2015(3): 603-610.
The research progress of biofloc technology in aquaculture
ZHANG Buqing1,JIANG Xinglong1,2,ZHENG Weigang1,2
(1 Fisheries College, Jimei University, Xiamen 361021, China;2EngineeringResearchCenteroftheModernIndustryforEel,MinistryofEducation,Xiamen361021,China)
Problems such as environmental pollution, waste of resources and frequent occurrence of diseases brought in by conventional aquaculture modes have become the major factors restricting the sustainable development of aquaculture in China. Biofloc Technology has the advantages of improving water quality, increasing feed utilization efficiency, preventing disease etc., and is expected to be a new mode of healthy and ecological aquaculture technique to solve the above problems. It has been applied to some extent in the world along with good economic, social and ecological benefits. This paper mainly introduced and discussed biofloc formation and cultivation, the main factors influencing biofloc and its application in aquaculture, based on which, it was believed that biofloc technology can improve water quality, save water, reduce feed cost, raise the survival rate of culture species, increase yield and the overall benefit of aquaculture; what’s more, the combination of biofilm and biofloc technologies would better help to effectively maintain the concentration of desirable bioflocs, avoid excessive deposition of bioflocs, improve water quality and increase yield, and thus would have broad application prospects.
biofloc; aquaculture; water quality improvement; biofilm
10.3969/j.issn.1007-9580.2016.06.007
2016-08-15
2016-11-20
福建省科技廳區(qū)域發(fā)展項目(2016N3002);福建省教育廳面上項目(JA15279);國家海洋經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范專項(2012FJ03);福建省科技廳高校產(chǎn)學合作項目(2016N5009);鰻鱺現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)教育部工程研究中心開放基金(RE201504)
張怖青(1990—),女,碩士研究生,研究方向:水產(chǎn)養(yǎng)殖。E-mail: buqzhang@163.com
江興龍(1968—),男,教授,博士,研究方向:水產(chǎn)養(yǎng)殖與水質(zhì)管理。E-mail:xinlongjiang@jmu.edu.cn
S931.5
A
1007-9580(2016)06-033-06