生物絮团技术研究进展及其在工厂化养殖中的应用

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1、Sub．committeeonOceanandFisheryofAssociationofNoahEastAsiaRegionalGovernments东北亚地区地方政府联合会海洋与渔业专门委员会生物絮团技术研究进展及其在工厂化养殖中的应用李斌，马元庆，张秀珍，刘义豪，刘爱英，白艳艳山东省海洋生态修复重点实验室山东省海洋水产研究所，山东烟台264006，中国摘要：水产养殖业的迅速发展导致邻近水域的污染日趋严重，养殖生态环境压力增加，爆发性病害频繁发生，给整个水产养殖业造成巨大的经济损失。生物絮团技术是一种新兴的生态养殖技术，能够改善养殖水体水质，将有望

2、解决上述问题。本文综述了生物絮团的结构、功能及其影响因素，并分析了生物絮团技术在工厂化养殖中的应用前景，为我国低碳、高效的生态健康养殖可持续发展介绍了新技术与新理念。关键词：生物絮团；功能；结构；影响因素；应用1概述近年来。工厂化海水养殖得到了快速发展，但养殖用水易污染及饲料转化效率低下等问题限制了其进一步发展，已经成为制约我国水产养殖业健康持续发展的关键因素。生物絮团技术(bio—OCStechnology，BFT)是一种新兴的改善养殖水体水质的生态养殖技术，将有望解决上述问题。生物絮团是异养微生物、藻类、原生动物等在养殖水体中形成的絮状悬浮物，能吸

3、收水体中氨氮及亚硝酸氮。在养殖过程中，微生物和藻类的生长，可以利用水体中氨氮、水产动物排泄物及残饵从而维持养殖水体的稳定，还可以作为水体中鱼虾的生物饵料；不仅可以清除水体中有机污物，使水体达到平衡状态，还可以提高水产养殖密度，节约生产成本。目前国内对生物絮团的研究极少，仅在国外有所报道，对生物絮团的基础与应用研究亟待加强。2生物絮团的结构组成与功能2．1结构组成生物絮团中总有机质占60—70％，总无机物占30—40％，微生物活体细胞仅占总有机质的2—20％(Wileneta1．，2003)。絮团内主要的化学成分是胞外聚合物，占总质量的百分比可高达80％

4、，对维持絮团结构的稳定起着重要作用(LiuandFang，2003)。这些聚合物主要包括多糖、蛋白、腐殖质、核酸和脂类等。Sub-committeeonOceanandFisheryofAssociationofNorthEastAsiaRegiona!Governments东北亚地区地方政府联合会海洋与渔业专门委员会22功能生物絮团不但可以改善水质，还可作为一种高效的饵料来源。通过平衡添加有机碳源，生物絮团可以促进氮的同化。研究表明，添加葡萄糖使C／N比达到10时，7J(中10mg·L1NH4+一N在5小时内几乎全部被细菌所吸收。且无硝酸盐和亚硝酸盐

5、产生(Avnimelech，1999)。使用传统养殖方法时，罗非鱼对饵料氮的利用率仅为23％，而采用生物絮团技术后则提高到43％(Avnimelech．2006)。微生物絮团可以作为罗非鱼有效的饵料h充，可能也适用于其他动物。Kuhn等(2010)发现，作为对虾饲料添加物，生物絮团可替代其中的全部鱼粉和67％的大豆蛋白．3影响因素絮团形成过程中，涉及到物理的、化学的和生物学等多种现象交互作用。生物絮团的结构和功能受有机碳种类、添加方式及水体交换强度等多种环境因子(如c／N比、溶解氧、混合强度、pH和水温等)的影响和调节。3．1有机碳源絮团形成所需的有机

6、碳源种类较多(如：葡萄糖、醋酸、甘油等)，可以直接添加。也可通过改变饲料成分来调节其有机碳所占比例。有机碳源的选择很大程度上决定了絮团的群落组成与稳定性。碳水化合物可以促进海水中异养菌的生长，而一些有机酸类能够抑制致病菌的侵染。Burford等(2004)发现，通过在饲料中添加谷物(含18—22％蛋白质】和糖浆做碳源，提高了对虾(Litopenaeusvannamei)高密度养殖池中微生物种群的生长。由弧菌所引发的感染能引起严重的水产动物病害。多种短链有机酸均能使致病性弧菌Vibriocampbellii的生长完全受到抑制。这种抑制作用依赖于pH值，并

7、且，随着pH值增加而降低(Tometal，2006)。有机碳源的选择也要兼顾经济效益，应优先考虑那些成本低、易获得的化合物，如制备生物柴油的副产物甘油等。此外，有机碳源的添加方式也会影响生物絮团群落组成。当底物水平较低时，丝状菌由于具有较高的表面积，体积比而比非丝状菌更具有优势，可以延伸到絮团表面吸收营养，而非丝状菌主要在絮团内部生长(Martinseta1．，2003)。3．2碳氮比当水体中的碳氮比达到平衡时，微生物对氨的同化作用效率明显提高。Avnimelech(1999)指出，生物絮团同化1．0g氮元素需要消耗209碳水化合物。当碳氮比升至20时

8、．水中的浮游植物、异养细菌和轮虫生物量分别增，J1115％、70％和11％(Asaduzzam