生物絮團技術(shù)在凡納濱對蝦工廠化養(yǎng)殖中的應(yīng)用試驗

董 楊，符書源，蒙愛云，楊和昆

(海南省海洋與漁業(yè)科學院，海南 ?？?571126)

凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)又稱南美白對蝦，1998年引入中國后，養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，已成為蝦類出口的第一大品種。廣東、福建、海南和廣西是中國凡納濱對蝦育苗和養(yǎng)殖的主要區(qū)域。隨著養(yǎng)殖規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)的池塘散養(yǎng)和高位池塘精養(yǎng)模式的弊端逐漸呈現(xiàn)，出現(xiàn)了病害頻發(fā)、養(yǎng)殖存活率低等狀況，如何促進凡納濱對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展已成為其所面臨的重大問題之一。近年來，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式及系統(tǒng)已在中國多地建立并運行[1]，在凡納濱對蝦、石斑魚、大黃魚等品種的養(yǎng)殖方面取得了很多的研究和應(yīng)用成果，主要集中在養(yǎng)殖模式[2]、養(yǎng)殖技術(shù)[3-8]和水質(zhì)管理等方面[9-12]。

生物絮團是指由異養(yǎng)微生物、絲狀藻類、浮游生物、原生動物、有機碎屑等聚合在一起的絮狀物，能在水中懸浮，通透性好，可被異養(yǎng)細菌粘附和被水生動物所攝食。生物絮團技術(shù)是指通過向養(yǎng)殖水體中添加糖類等碳源，調(diào)節(jié)水體的碳氮比(C/N)，促進水體中的異養(yǎng)微生物繁殖，將水體中的養(yǎng)殖生物的代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，形成的絮團被養(yǎng)殖生物所攝食，是一項能凈化水質(zhì)、提供餌料、降低換水量的技術(shù)。生物絮團技術(shù)自20世紀90年代中期被研發(fā)出來之后，在亞洲、美洲等地的凡納濱對蝦、羅非魚等品種的養(yǎng)殖中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟效益[13-17]。為研究循環(huán)水養(yǎng)殖模式下，利用生物絮團技術(shù)進行凡納濱對蝦的養(yǎng)殖，檢測整個養(yǎng)殖試驗過程中抽樣養(yǎng)殖池的水質(zhì)指標變化情況、對蝦的生長和存活情況，以期為該技術(shù)在循環(huán)水養(yǎng)殖模式下的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料和設(shè)施

試驗用凡納濱對蝦苗購自海南海研熱帶海水魚類良種場，苗種全長(3.211±0.135)cm，平均體質(zhì)量(0.158±0.004)g/尾，每口池投苗7 200尾。試驗在海南海研熱帶海水魚類良種場進行。試驗采用配備有循環(huán)水養(yǎng)殖設(shè)施設(shè)備的15 m×1 m×1 m的室外水泥池14口作為養(yǎng)殖池，循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)流程圖見圖1。

圖1 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)流程圖

1.2 試驗方法

本研究前期已進行過不同放養(yǎng)密度的養(yǎng)殖預(yù)試驗，在考慮養(yǎng)殖效果的基礎(chǔ)上將苗種的放養(yǎng)密度定為600 尾/m3，從14口試驗池中選取第1、3和5號碼作為采樣池，每周一、三、五上午用采水器分別采取選定試驗池的上、中、下三層水樣置于容器中，混合后用英霍夫管(Imhoff管)，主要用于測定水中可沉降物和懸浮物的體積)測定水體中生物絮團數(shù)量、用便攜式水質(zhì)分析儀測定各采樣池的氨氮、亞硝酸鹽氮、溶氧和pH；用游標卡尺(精度0.001 mm)和電子天平(精度0.001 g)測定試驗池中凡納濱對蝦的全長和體質(zhì)量；弧菌用TCBS培養(yǎng)基進行檢測(弧菌選擇性固體培養(yǎng)基)，取1 mL養(yǎng)殖水樣，10倍梯度稀釋成1∶1和1∶10的稀釋液，取各稀釋后水樣100 μL，涂3個平行樣，30℃，靜置培養(yǎng)24 h，計單菌落數(shù)。

1.3 養(yǎng)殖管理

放苗前2 d向每口養(yǎng)殖池加入12 m3鹽度 30的過濾海水，微充氣，放苗前1 d每池全池潑灑綠百多公司生產(chǎn)的活菌王250 mL。鉺料生物以蒙古祼腹溞(Moinamongolica)為主，日投喂量最初為每池每日2 kg；豐年蟲為輔，日投喂量最初為每池每日1 kg，每天投喂2次，根據(jù)蝦苗攝食情況確定第2天的投飼量，動物性飼料投喂5 d后停止。蝦苗入池第3 天開始逐漸投喂粵海0號蝦料，根據(jù)料盤中所放飼料的剩余情況調(diào)整投喂量。根據(jù)蝦苗的生長狀況，養(yǎng)殖前期飼料的投喂次數(shù)逐漸從1次增加到3次(每日6：00、14：00和22：00)，在養(yǎng)殖的中后期將日投餌次數(shù)改為2次(8：00和16：00)。為了調(diào)節(jié)養(yǎng)殖池水體中的C/N，促進生物絮團的形成，每2 d投放紅糖1次，投放量根據(jù)公式[18-20]計算得出，每3～5 d投放綠百多公司的芽孢桿菌1次。為了順利形成生物絮團，根據(jù)預(yù)試驗的相關(guān)結(jié)果，養(yǎng)殖前期系統(tǒng)水循環(huán)的次數(shù)為每天1～2次，養(yǎng)殖中后期由于養(yǎng)殖水體中有機質(zhì)的積累和生物絮團數(shù)量過多等原因，養(yǎng)殖系統(tǒng)的循環(huán)次數(shù)為每天4～6次。根據(jù)養(yǎng)殖池水中絮狀物在Imhoff管中沉積數(shù)量的多少、水質(zhì)情況，適當進行循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)殖用水的更新和補水，每次的換水量約為10%。

1.4 試驗數(shù)據(jù)的處理

本研究以凡納濱對蝦的日增長L和日增重W作為養(yǎng)殖效果的評估指標，其計算公式如下：

L=(Lt-L0)/t

(1)

式中：L0—試驗初始對蝦苗平均全長，cm；Lt—試驗結(jié)束對蝦苗平均全長，cm；t—試驗時間，d。

W=(Wt-W0)/t

(2)

式中：W0—試驗初始對蝦苗平均體質(zhì)量，g；Wt—試驗結(jié)束對蝦苗平均體質(zhì)量，g；t—試驗時間，d。

將測得的數(shù)據(jù)用Oringin Pro8.5.1軟件進行分析，文中的數(shù)據(jù)用平均值±標準差進行表示，通過單因素方差分析和多重比較處理所得數(shù)據(jù)，以P<0.05作為差異顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要水質(zhì)指標的變化情況

2.1.1 氨氮質(zhì)量濃度

整個試驗期間采樣水體氨氮的平均質(zhì)量濃度，1至3號池依次為(0.84±1.02)mg/L、(0.96±1.21)mg/L、(0.63±0.63)mg/L，出水口為(0.06±0.03)mg/L。從圖2可以看出，3口試驗池中水體氨氮質(zhì)量濃度變化趨勢基本相同，在養(yǎng)殖前期(1～30 d)出現(xiàn)了較大的波動。其中，1號池的平均質(zhì)量濃度為(1.46±1.47)mg/L；2號池的平均質(zhì)量濃度為(1.72±1.74)mg/L，在第8 d時達到整個試驗過程中的最高值(5.30 mg/L)；3號池的平均質(zhì)量濃度為(0.81±0.99)mg/L。這可能與正式養(yǎng)殖后前5～8 d投喂豐年蟲、祼腹溞等動物性餌料，添加碳源(紅糖)和循環(huán)系統(tǒng)運行次數(shù)少、生物絮團等尚處于構(gòu)建階段等因素有關(guān)。中后期(31～120 d)水體的氨氮質(zhì)量濃度趨于平穩(wěn)，3口試驗池氨氮的平均質(zhì)量濃度為(0.51±1.72)mg/L。

圖2 水體氨氮質(zhì)量濃度變化情況

2.1.2 亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度

整個試驗期間采樣水體亞硝酸鹽氮的平均質(zhì)量濃度，1至3號池依次為(1.64±3.05)mg/L、(1.79±3.86)mg/L、(2.58±4.73)mg/L，出水口為(0.12±0.33)mg/L。從圖3可以看出，3口試驗池中水體中的亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度變化趨勢基本相同，在養(yǎng)殖前期(1～30 d)，平均質(zhì)量濃度出現(xiàn)了較大的波動。

圖3 水體亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度變化

其中，1號池為(4.18±4.31)mg/L，2號池為(4.38±5.39)mg/L，3號池為(6.87±6.37)mg/L，并且在第13天時質(zhì)量濃度達到整個試驗過程中的最高值(20.17 mg/L)。這可能是由于前期過多地投喂豐年蟲等動物性餌料，添加碳源(紅糖)和循環(huán)系統(tǒng)運行次數(shù)少、生物絮團等尚處于構(gòu)建階段等因素有關(guān)。中后期(31～120 d)水體的亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度趨于平穩(wěn)，3口試驗池的平均質(zhì)量濃度為(0.51±0.87)mg/L。

2.1.3 水體生物絮團沉積量

從圖4可以看出，從蝦苗入池養(yǎng)殖開始，隨著養(yǎng)殖池中有機質(zhì)的累積、菌種的投放、碳源的添加、水體理化因素的變化，逐漸營造出一個適應(yīng)生物絮團生長的環(huán)境，試驗池中生物絮團逐漸形成并迅速擴增，生物絮團的沉積量最高達到22 mL/L。整個試驗期間采樣水體生物絮團的沉積量，1至3號池依次為(8.80±8.66) mL/L、(7.57±7.63) mL/L、(7.53±7.29) mL/L。

圖4 水體生物絮團沉積量變化情況

2.1.4 pH

試驗期間，3口試驗池水體pH的變化范圍為6.99～8.31，平均值為7.48±0.03。從圖5可以看出，由于水體中生物絮團的形成和絮團數(shù)量的增加以及其自身代謝和異養(yǎng)微生物的呼吸作用等促使3個試驗池養(yǎng)殖水體的pH呈現(xiàn)下降趨勢，最低達到6.99，雖然采用了全池潑灑生石灰等措施，但由于養(yǎng)殖池水體中耗氧生物過多，導致整個養(yǎng)殖期間pH仍呈下降趨勢。出水口海水的pH較穩(wěn)定，平均值為8.34±0.26。

圖5 養(yǎng)殖期間水體pH的變化

2.1.5 水體弧菌數(shù)量

試驗期間，3口試驗池水體弧菌數(shù)量的變化幅度為0～443 cfu/mL，平均值為(120±77) cfu/mL。從圖6可以看出，由于投放菌劑、生物絮團數(shù)量增加和換水等措施，水體中的弧菌數(shù)量呈波動式變化。在養(yǎng)殖前期(1～30 d)，3個試驗池弧菌數(shù)量在48～443 cfu/mL，平均數(shù)量為(133±97) cfu/mL；養(yǎng)殖中后期(31～120 d)，弧菌數(shù)量在(2～228) cfu/mL之間，平均數(shù)量為(112±65) cfu/mL，基本維持在較低水平。

圖6 養(yǎng)殖期間水體弧菌數(shù)量變化

2.2 養(yǎng)殖效果

從圖7、圖8可以看出，3口試驗池養(yǎng)殖的蝦苗在入池后的前30 d無顯著差異，養(yǎng)殖的中后期出現(xiàn)部分差異。分池養(yǎng)殖后各池蝦苗的平均全長從放苗之初的(3.211±0.135) cm增長到120 d時的(14.022±0.269) cm，平均日增長量為(0.090±0.001) cm；平均體質(zhì)量從放苗之初的(0.158±0.004) g增長到120 d時的(15.748±1.803) g，平均日增重量為(0.130±0.015) g。雖然蝦苗的平均日增長量和日增重量等測量指標與管崇武[5]、蒲利云[7]等進行的南美白對蝦工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖結(jié)果相似，但在養(yǎng)殖過程中也出現(xiàn)養(yǎng)殖前期蝦苗存活率高、中后期養(yǎng)成階段成蝦存活率顯著下降的現(xiàn)象。這可能是由于養(yǎng)殖過程中水體中的氨氮、亞硝酸鹽氮等逐漸累積，整個循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)轉(zhuǎn)化速率較慢，經(jīng)過長期積累使得池底部水質(zhì)惡化，造成養(yǎng)殖蝦類的不適應(yīng)而影響到存活率。

圖7 對蝦體長變化情況

圖8 對蝦體質(zhì)量變化情況

3 討論與分析

3.1 生物絮團形成機制

本試驗中生物絮團的培養(yǎng)存在兩個問題，一是在操作過程中通過培養(yǎng)養(yǎng)殖水體中自帶的土著菌群中的異養(yǎng)細菌和投放成品化的硝化細菌來促進生物絮團的形成，但在實際試驗過程中，隨著水體中有機質(zhì)的增加，水體透明度逐漸降低，顏色變?yōu)樽睾稚娉霈F(xiàn)泡沫，用透明容器盛放養(yǎng)殖池水可用肉眼觀察到絮狀物，用Imhoff管對其測量可以發(fā)現(xiàn)生物絮團的量增長較慢；二是碳氮比難以控制，試驗中雖然通過不斷向水體中加入紅糖來補充碳源，將碳氮比維持在15∶1～20∶1，但實際操作過程中碳氮比難以維持，pH調(diào)控不易控制，導致生物絮團系統(tǒng)不穩(wěn)定。

3.2 微生物變化對凡納濱對蝦養(yǎng)殖的影響

在TCBS培養(yǎng)基上呈現(xiàn)綠色的弧菌大多為副溶血弧菌、創(chuàng)傷弧菌等，呈現(xiàn)黃色的為在海水中廣泛存在的霍亂弧菌、溶藻弧菌等。雖然本研究中各試驗池中弧菌的平均數(shù)量為(120±77) cfu/mL，但以黃色弧菌的數(shù)量波動較大，可能是由于黃色弧菌中的多數(shù)菌類屬于兼性厭氧菌，適應(yīng)外界環(huán)境能力強，易于生存。試驗過程中通過添加硝化細菌等微生態(tài)制劑，發(fā)現(xiàn)其大量繁殖成為水體中的優(yōu)勢種群，抑制了水體中弧菌生長繁殖，水質(zhì)保持穩(wěn)定，不易形成致病條件，一定程度上預(yù)防了蝦病的發(fā)生。試驗期間對養(yǎng)殖水體中的弧菌進行了檢測，結(jié)果表明試驗池養(yǎng)殖30 d內(nèi)弧菌主要為黃色弧菌，綠色弧菌的數(shù)量<10 cfu/mL，養(yǎng)殖30 d后，弧菌均為黃色弧菌，無綠色易致病弧菌。試驗期間試驗池未爆發(fā)蝦病，養(yǎng)殖過程較順利。這與王越新等[21]在養(yǎng)殖期間投放光合細菌，抑制養(yǎng)殖水體中的有害微生物，穩(wěn)定水質(zhì)的結(jié)果相一致。

3.3 生物絮團技術(shù)與循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)的結(jié)合

本研究初步嘗試了以生物絮團技術(shù)為主、循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)為輔模式下的凡納濱對蝦養(yǎng)殖。在養(yǎng)殖前期，為了促進養(yǎng)殖池中生物絮團的形成，循環(huán)水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)次數(shù)較少，僅為1～2次/d；進入中后期，隨著生物絮團的形成并發(fā)揮作用以及投餌量和排泄量的增加，適當提高了池水的交換頻率，循環(huán)水系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)次數(shù)達到了4～6次/d；養(yǎng)殖后期，根據(jù)水質(zhì)情況適當進行循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)殖用水的更新和補水，每次換水量約為10%。雖然兩種技術(shù)都應(yīng)用到本次試驗中，在水質(zhì)調(diào)控也起到了一定的作用，但二者如何更好地融合，需要進一步研究。

4 結(jié)論

本研究將生物絮團技術(shù)與工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)相結(jié)合，養(yǎng)殖試驗期間，3口試驗池養(yǎng)殖水體氨氮平均質(zhì)量濃度為(0.81±0.99) mg/L，亞硝酸鹽氮平均質(zhì)量濃度為(2.00±3.96) mg/L，pH 平均值為7.48±0.36，弧菌平均數(shù)量為(120±77) cfu/mL。經(jīng)過120 d的養(yǎng)殖，對蝦的平均全長為(14.022±0.269) cm，平均體質(zhì)量為(15.748±1.803) g。結(jié)果表明，在本養(yǎng)殖模式下水體的氨氮、亞硝酸鹽氮等水質(zhì)指標都得到有效控制，同時弧菌濃度保持在一個較低的水平，為對蝦生長創(chuàng)造了一個良好的外部水環(huán)境。本試驗僅為初步研究，下一步要繼續(xù)研究生物絮團的形成機制，添加不同碳源對生物絮團生長的影響，添加不同微生態(tài)制劑對循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中弧菌的影響，以及嘗試開展水質(zhì)指標對對蝦生長的脅迫性等方面的研究和相關(guān)養(yǎng)殖試驗。

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