生物絮團(tuán)技術(shù)在南美白對蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)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(zhì)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(shù)不斷進(jìn)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(yán)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(guān)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(jì)節(jié)約的養(yǎng)殖模式至關(guān)重要。

生物絮團(tuán)技術(shù)（Biofloc Technology，BFT）是一種采用人為添加有機(jī)碳源，通過調(diào)節(jié)水體中碳氮比（C/N），提高異氧細(xì)菌在水體菌群的比例，促進(jìn)同化吸收作用，將水體中的氮化合物轉(zhuǎn)化為無機(jī)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(shù)，可實現(xiàn)降低飼料成本、提高養(yǎng)殖成活率及水質(zhì)凈化的目的［1-4］。生物絮團(tuán)的核心是菌膠團(tuán)和絲狀菌，通過微生物的絮凝作用將水體中的有機(jī)物、無機(jī)物、異氧細(xì)菌、硝化細(xì)菌、原生動物、真菌及藻類等融合在一起，形成結(jié)構(gòu)多樣的、不規(guī)則、具有活性的生物凝絮物［5-6］。

1 生物絮團(tuán)原理、選擇及添加

1.1 生物絮團(tuán)原理

生物絮團(tuán)是通過微生物胞外聚合物將水體中的浮游動植物、細(xì)菌、有機(jī)碎屑等包裹在由絲狀菌、菌膠團(tuán)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(tuán)主要通過黏附在表面的異氧細(xì)菌的同化作用和硝化細(xì)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(tuán)在進(jìn)行絮凝的過程中，會消耗養(yǎng)殖水體中的有機(jī)碳源、氨氮及溶氧，并且在異氧細(xì)菌同化作用過程中產(chǎn)生相應(yīng)的菌體和二氧化碳，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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(tuán)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(yīng)迅速、凝絮時間短的優(yōu)點，但是在形成生物絮團(tuán)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(tuán)，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(tuán)凝絮過程形成更為穩(wěn)定的生物絮團(tuán)［1］。因此，在實際養(yǎng)殖過程中應(yīng)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(jìn)行計算，實際養(yǎng)殖中應(yīng)該根據(jù)理論數(shù)值結(jié)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(tuán)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(jī)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(tuán)中微生物種群結(jié)構(gòu)、微生物代謝物、衍生物等［6］。碳氮比是生物絮團(tuán)形成的關(guān)鍵因素，經(jīng)過專家學(xué)者的大量實驗證明，當(dāng)碳氮比＜8 時，水體中無機(jī)氮主要依靠自養(yǎng)微生物、藻類清除；當(dāng)碳氮比為8～10 時，水體中的無機(jī)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(dāng)碳氮比＞15 時，主要通過異養(yǎng)微生物的同化作用去除無機(jī)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(zhì)含量，但是蛋白質(zhì)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(yīng)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(tuán)的正負(fù)電荷，決定了生物絮團(tuán)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(tuán)懸浮起來，同時產(chǎn)生的水體剪切力會影響形成的絮團(tuán)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(tuán)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(guān)重要。

2.4 水溫

水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中水溫的影響是復(fù)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(tuán)形成速度下降。當(dāng)溫度過高時微生物會分泌過多胞外多糖，導(dǎo)致絮體膨脹，降低生物絮團(tuán)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(tuán)系統(tǒng)的重要因素。

3 生物絮團(tuán)技術(shù)在南美白對蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1 養(yǎng)殖條件要點

生物絮團(tuán)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(yīng)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(fēng)降溫。養(yǎng)殖池應(yīng)具有完善的進(jìn)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(yīng)先用水浸泡一段時間后再使用。在生物絮團(tuán)凝絮過程中需要充足的溶解氧，所以應(yīng)配有曝氣系統(tǒng)，可以采用納米管曝氣，使用鼓風(fēng)機(jī)供氣，充分?jǐn)嚢杷w讓生物絮團(tuán)處于懸浮狀態(tài)，防止形成沉積死角。

3.2 碳源篩選與絮團(tuán)培養(yǎng)

生物絮團(tuán)南美白對蝦養(yǎng)殖技術(shù)主要是通過額外添加碳源達(dá)到凈化水質(zhì)、培養(yǎng)異氧細(xì)菌的目的，碳源可以根據(jù)實際養(yǎng)殖條件進(jìn)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(tuán)技術(shù)應(yīng)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(tuán)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(shè)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(tuán)慢慢形成并穩(wěn)定。穩(wěn)定的生物絮團(tuán)量是養(yǎng)殖成功的關(guān)鍵條件，需要按時測量絮團(tuán)量，如果絮團(tuán)含量較高需要適當(dāng)減少碳源添加量，并將多余的絮團(tuán)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(yīng)該注意每日監(jiān)測水質(zhì)的相關(guān)理化指標(biāo)（水溫、pH 值、溶氧、亞硝酸鹽及氨氮等），隨時根據(jù)水質(zhì)情況實施動態(tài)管理。生物絮團(tuán)有強(qiáng)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(tuán)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(tuán)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(guān)重要。生物絮團(tuán)養(yǎng)殖模式下投喂應(yīng)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(zhì)情況、進(jìn)水量、排污量、增氧機(jī)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(yīng)該相應(yīng)多投飼料。

4 前景展望

生物絮團(tuán)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(yīng)用技術(shù)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(tuán)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、絮團(tuán)微生物間的相互作用、生物絮團(tuán)在南美白對蝦育苗標(biāo)粗等各階段的研究仍需要加強(qiáng)。該技術(shù)大面積應(yīng)用還缺乏系統(tǒng)的技術(shù)指導(dǎo)，相信隨著今后對生物絮團(tuán)技術(shù)的深入探索，生物絮團(tuán)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中會充分發(fā)揮其重要作用。