生物絮團技術在對蝦養殖的應用

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隨著我國水產養殖業的迅猛發展，以高產為目的的高密度養殖模式弊端逐漸呈現，養殖環境污染、病害問題頻發。水產養殖業面臨瓶頸，傳統的養殖技術已遠不能適應和滿足產業發展的需求。因此，尋找一種健康、高效、新型的生態養殖技術已迫在眉睫。生物絮團技術（Biofloctechnology，BFT）具有良好的水處理效果、高效的蛋白利用率等特點，并能顯著提高水產養殖動物的生態化、免疫和健康性水平，被廣泛應用于各種水產養殖的生產中，成為國內外的研究熱點。生物絮團技術被譽為是一種有效替代傳統養殖的新興生態健康養殖模式，將有助于解決當前水產養殖業面臨的一系列重大產業發展瓶頸問題。

1生物絮團技術的概述

1.1生物絮團技術的發展歷程

生物絮團技術于20世紀70年代在水產養殖領域得到發展，這項技術是受處理城市污水的活性污泥技術的啟發。生物絮團的概念最初由法國太平洋中心海洋開發研究所提出，法國學者和以色列學者在研究過程中發現了生物絮團理念的思想基礎，并形成“異養型食物網”原理。SteveSerfling（1982）將該養殖技術應用于羅非魚的養殖并獲成功；美國學者Hopkins（1990）和以色列學者Avnimelech（1999）分別對凡納濱對蝦和羅非魚開展了生物絮團的應用研究。Avnimelech首次在水產養殖領域中提出“生物絮團”技術，將該技術成功應用到羅非魚商業化養殖，并研究認為羅非魚40%的體重增長量來源于生物絮團。2006年，相關學者在美國召開了關于“生物絮團對蝦養殖”的研討會，在世界各地推薦和大力倡導該技術的實際應用；2009年，Kuhn等研究發現生物絮團對凡納濱對蝦的生長有顯著提升。目前，生物絮團已廣泛應用于凡納濱對蝦、羅氏沼蝦、草魚、羅非魚等各種水產養殖動物的養殖中。

1.2生物絮團的原理

生物絮團是一種可被濾食性養殖對象直接攝食的生物絮凝體，它的形成過程是：向養殖水體中添加碳源，調節水體C/N，提高水體中異養細菌的數量，利用微生物同化無機氮，將水體中的氨氮等含氮化合物轉化成菌體蛋白質。理論方程式為:NH4++1.18C6H12O6+HCO3-+2.06O2→C5H7O2N+6.06H2O+3.07CO2。

1.3生物絮團的組成

生物絮團是一種絮狀物，主要由異養微生物組成，通過絮凝作用結合水體中的有機質、原生動物、輪蟲、藻類、絲狀菌等。該絮狀物核心以菌膠團、絲狀細菌為主，附著微生物胞外產物聚合體和胞內產物聚-β-羥基丁酸酯、多聚磷酸鹽、消化菌、脫氮細菌、藻類、真菌、原生動物等生物形成的絮團。有研究表明生物絮團的干物質中，粗蛋白質含量超過50%、粗脂肪含量為2.5%、纖維含量為4%、灰分為7%。

2影響生物絮團的主要因素

2.1C/N和有機碳源

C/N是指在養殖環境中總有機碳與總溶解氮的比值?？傆袡C碳可以被異養細菌利用，總溶解氮最終轉化為無機氮。生物絮團研究的方向主要集中在C/N，調節水體C/N，可人為地添加有機碳源或使用低蛋白飼料。研究表明，當C/N>10時，養殖水體就會變成以異養細菌為主的生物絮團系統，因此無機氮才會被固定。有機碳源可調控水體中C/N，同時還決定絮團的形成、組織結構及營養成分。生物絮團的有機碳源的選擇需要根據實際情況，以便形成穩定高效的生物絮團。

2.2水體攪拌強度和溶解氧

生物絮團的培養需要大量的氧氣和足夠的水體混合強度，這可以通過充足的曝氣和攪拌來提供。生物絮團中的顆粒主要通過適當的水體混合達到懸浮狀態，完全的曝氣讓異養微生物、有機物、藻類等相互接觸并處于懸浮狀態，不易在局部形成死水區，從而防止絮團沉積，保證其完整性和穩定性。Wilen等研究表明，合適的攪拌強度可提高生物絮團的形成和均質化速度，通過均勻分布增加與養殖對象接觸的機會；水體溶解氧的高低與生物絮團結構息息相關，在高溶解氧的環境下形成的生物絮團結構更加穩定。

2.3pH生物絮團的形成需要養殖水

體保持適宜的pH，pH影響生物絮團顆粒的電荷進而影響絮團形成；生物絮團的形成也會改變水體pH，硝化作用消耗大量堿度，使水體pH下降。因此，需要添加調節劑維持生物絮團系統的pH。生物絮團的pH根據凡納濱對蝦的適宜pH進行調整，凡納濱對蝦適宜pH為7.5-8.5。

3生物絮團技術對水產養殖的作用

3.1水質調控

生物絮團以異養微生物為主，異養微生物能夠吸收氨氮，轉化為自身蛋白，從而降低水體中的氨氮、亞硝酸鹽的含量，進而調控水質，降低養殖用水。生物絮團中的益生菌也有明顯的的水質調控作用，Azim、Hari和Crab研究表明在羅非魚、對蝦養殖中應用生物絮團起到顯著的水質凈化作用，零換水系統中除氮效果達到70%以上。

3.2提高飼料利用率

生物絮團中異養微生物將氨氮轉化為自身蛋白而被養殖對蝦攝食，從而減少飼料的投喂量。在斑節對蝦養殖中，促進其生長，提高特定生長率；Kuhn等研究發現生物絮團可降低凡納濱對蝦的餌料系數0.3-0.4。

3.3提升動物免疫力

生物絮團技術可以實現少量換水甚至零換水，減少外源病原的入侵；與此同時，生物絮團中含有的豐富益生菌、生物活性的多糖類物質、聚β羥丁酸（PHB）等物質具有抑制病原體的作用。例如益生菌可以明顯提高對蝦的存活率，增強對蝦免疫力；聚β羥丁酸可以有效的避免弧菌感染。

4前景展望

傳統的養殖技術已遠不能適應和滿足產業發展的需求，生物絮團作為一種新興生態健康養殖技術滿足我國水產養殖行業一系列需求。它具有包括優良的水處理效果、提升養殖對象免疫力、低漁業藥品使用和提高養成效果等，今后可廣泛應用于水產養殖業。生物絮團在凡納濱對蝦養殖業的粗放式養殖模式和高密度集約化養殖模式中都取得了良好的效果。添加蔗糖和葡萄糖為碳源在凡納濱對蝦育苗中，取得了較好的水處理效果和養殖效果。生物絮團具有良好的營養價值。添加糖蜜和米糠作為碳源后，平均日換水率減少了35%，降到5%，養殖廢水的排放量減少了60%以上，餌料系數降低了0.6達到1.2，餌料利用率提高了30%。生物絮團具有廣闊的應用前景，但是仍然存在一些問題。首先如何確定添加的有機碳源的種類和具體的量；如何在短時間內建立起生物絮團系統；以及生物絮團對于提升養殖生物生理健康的內在原理尚不清楚。綜上，應進一步加強對于生物絮團技術內在機理的理論研究，并加大生物絮團技術的推廣力度，通過發展零換水為可持續發展漁業打下堅實的基礎。

作者：于金紅 韓學明 王林棟 王貴寧 蘭嵐