生物絮團技術在南美白對蝦養殖中的應用現狀及前景

趙瑩 潘發林 楊惠宇 龐朔

摘 要 南美白對蝦具有生長速度快、易管理、對鹽度適應性強的優點，在我國得到廣泛推廣，產業發展迅猛。傳統的養殖模式易導致養殖個體病害頻發、產業效益下降，而生物絮團技術在水產養殖過程中具有提高養殖成活率、凈化水質、減少環境污染及提高飼料利用率的優點，成為目前水產養殖業的熱點養殖模式?；诖?，闡述了生物絮團技術的原理、影響因素、作用效果，提出了實際應用中的養殖技術要點和生產管理注意事項，并對其應用在南美白對蝦養殖中的前景進行了展望。

關鍵詞 生物絮團;南美白對蝦;水產養殖

中圖分類號：S966.12 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.02.002

目前，南美白對蝦的養殖主要采用傳統工廠化養殖模式，隨著蝦的育苗和養殖技術不斷進步，養殖密度日益提高，蝦苗病害、養殖水體惡化、廢水排放污染環境等問題日益嚴重，阻礙了南美白對蝦養殖業的健康發展。優良的養殖水體環境是影響蝦個體發育的關鍵因素，傳統的工廠養殖通過不斷換水來解決污染問題，養殖成本居高不下還容易造成水資源浪費。因此，研究開發一種綠色環保、經濟節約的養殖模式至關重要。

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，從而有效消除養殖系統中過多的氨氮、亞硝酸鹽氮的養殖技術，可實現降低飼料成本、提高養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不規則的絮狀懸浮物[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生相應的菌體和二氧化碳，發生的化學反應如下：

NH4++1.18 C6H12O6+HCO3-+2.06 O2→C5H7O2N+

6.06 H2O+3.07 CO2

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、凝絮時間短的優點，但是在形成生物絮團后極易分解，穩定性差，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，可以形成較為穩定的生物絮團，玉米稈、麥麩等高分子發酵類碳源會在長時間分解后，經過緩慢的生物絮團凝絮過程形成更為穩定的生物絮團[1]。因此，在實際養殖過程中應該根據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：

?mCH=20×h×s×CCNH3-N（1）

式（1）中：?m（CH）為需要添加的碳源量，kg;h為池塘水深，m;s為池塘養殖面積，m2;CCNH3-N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養殖水體測定出來的氨氮值進行計算，實際養殖中應該根據理論數值結合實際水體環境、溶解氧等選取最優碳源添加量。

2 生物絮團形成的影響因素

2.1 碳氮比

在水產養殖系統中，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微生物和異養微生物的協同作用消除;當碳氮比>15時，主要通過異養微生物的同化作用去除無機氮[7，10]。目前，水產養殖中主要通過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值可以改變養殖水體中生物絮團的正負電荷，決定了生物絮團的穩定性[11]。許多魚、蝦養殖實驗研究表明，隨著養殖時間的延長，微生物的新陳代謝過程中會耗氧并且產生CO2，使養殖水體中的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，需要在實際養殖過程中添加相應的pH緩沖劑，將pH值控制在一定范圍內，以滿足養殖用水標準要求。

2.3 溶解氧

養殖水體中的溶解氧是魚、蝦正常生長的必要條件，因此在養殖系統中，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，同時產生的水體剪切力會影響形成的絮團粒徑大小[13-14]。足夠曝氣條件下可以使水體產生湍流，讓生物絮團分散徹底，易于養殖對象的正常生長，增加其對生物絮體的攝食，因此，在養殖過程中保證溶解氧的濃度至關重要。

2.4 水溫

水產養殖系統中水溫的影響是復雜的，溫度控制在合適范圍內是養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，降低水體中異養微生物數量，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，降低生物絮團穩定性[15-16]。在水產養殖過程中，水溫的有效控制是完善生物絮團系統的重要因素。gzslib202204011833

3 生物絮團技術在南美白對蝦養殖中的應用

3.1 養殖條件要點

生物絮團的前期培養和后期穩定過程都需要適宜的溫度，因此南美白對蝦養殖車間應該具有良好的節能恒溫功能[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。養殖池應具有完善的進水系統、排污系統及過濾系統，如果是新建好的養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，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，防止形成沉積死角。

3.2 碳源篩選與絮團培養

生物絮團南美白對蝦養殖技術主要是通過額外添加碳源達到凈化水質、培養異氧細菌的目的，碳源可以根據實際養殖條件進行選擇，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，培養效果也不同。劉麗燕等在南美白對蝦養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殖[17]。代文匯在南美白對蝦養殖過程中將糖蜜和米糠作為碳源培養生物絮團后，平均日換水率從40%降至5%，餌料系數由原來的1.8降至1.2，餌料利用率提高了30%，養殖廢水的排放量減少60%以上[18]。

將消毒后的養殖用水注入養殖池中并打開曝氣設備，養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。經過一段時間培養后，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定。穩定的生物絮團量是養殖成功的關鍵條件，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殖池外。

3.3 養殖生產管理

在南美白對蝦養殖過程中，應該注意每日監測水質的相關理化指標（水溫、pH值、溶氧、亞硝酸鹽及氨氮等），隨時根據水質情況實施動態管理。生物絮團有強大的凈水功效，一般在養殖前期不需要換水，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，需要根據實際情況排污或換水，適度清除養殖池底沉積物。在每日添加碳源之前，注入5%～10%養殖池水量即可維持養殖水體環境[19]。

生物絮團養殖模式是一個動態環境，因此在整個養殖過程中，飼料投喂量至關重要。生物絮團養殖模式下投喂應該遵照少量多餐原則，根據南美白對蝦的攝食量和生長狀況合理規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殖池中添置觀察網，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

生物絮團養殖是一種環境友好型養殖模式，其在南美白對蝦養殖中的應用技術突破有利于水產養殖業的綠色發展。但是生物絮團的營養結構、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養殖中會充分發揮其重要作用。

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