生物絮团技术在水产养殖的运用.doc

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1、生物絮团技术在水产养殖的运用摘要：生物絮团有望成为一种新的对抗水产养殖病原菌和减少水产养殖污染的有效方法，尤其是硝化型生物絮团养殖模式。生物絮团由细菌、藻类、原生动物及其胞外物等构成，其通过同化、硝化及光合作用可快速降低水体中的氨氮浓度，还可实现水体中营养物质再利用和养殖对象的生物防治。介绍了生物絮团技术的概念、组成、分类、主要功能及水处理优点，以期为水产养殖污染控制及废物资源利用提供参考。关键词：生物絮团技术；水产养殖；细菌；氨氮浓度我国是世界第一水产养殖大国，2017年我国水产养殖产量达4905.99万t[1]，其中，传统的水产养殖模式，得益于成

2、本低廉而迅猛发展，占比较大。水产养殖动物只能利用饵料蛋白的20%～30%，导致残饵及粪便在水体中大量积累，产生大量有毒的氨态氮、亚硝酸态氮，传统的养殖模式主要通过换水解决氮污染物积累的问题，不仅浪费宝贵的水资源、增加换水的电费成本，还带来了环境恶化、水资源短缺、养殖土地资源锐减及水产动物病害频繁暴发等问题。2018年，国家发布了一系列文件，部署了污染防治及保护生态环境的相关工作，其中，农业农村污染治理攻坚战位列七大标志性重大战役，如何减少水产养殖污染是目前行业面临的重大课题。生物絮团技术（BioflocTechnology，BFT）是近年来发展起来的

3、一种通过调控养殖池中微生物组成，利用微生物调控水质的新型养殖模式。生物絮体不仅可以作为微生物的载体，有效转化系统里对生物毒性较大的氨氮、亚硝酸盐氮，其中的微生物体蛋白质还可以作为营养补充被养殖动物摄食，实现饲料营养的重复利用，提高饲料利用率。生物絮团通过同化、硝化及光合作用可快速降低水体中的氨氮浓度。国际上很多采用生物絮团技术的工厂化养殖系统经过研发、试验和改进，实现了零换水的目标[2]。1生物絮团的组成4学海无涯生物絮团由细菌、藻类、原生动物及其胞外物等构成，生物絮团养殖系统细菌优势种群主要受饲料品质影响，因此，不同养殖品种生物絮团系统的主要优势菌

4、群不同，刺参苗种培育池中生物絮团的主要优势菌群为黄杆菌纲（Flavobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）和芽孢杆菌纲（Bacillus）[3]。草鱼生物絮团养殖系统主要微生物类群包含变形菌、放线菌、芽孢杆菌及拟杆菌，其中，α-、β-及γ-变形菌占据主要位置[4]。2生物絮团分类2.1异养同化型生物絮团。异养同化型生物絮团模式是指向养殖水体投入有机碳及碱类物质，提高水体中的碳氮比，大量培养水体中异养细菌，利用异养细菌同化无机氮的生物絮团模式。异养同化型生物絮团养殖模式对养殖人员的操作要求不高，只需要控制养殖系统中有

5、足够的有机碳源和溶解氧，氨氮去除效率高[5-6]，但需消耗大量的有机碳源和氧气，增加了能耗和养殖成本，且产生过多的生物絮团和二氧化碳。异养同化生物絮团养殖模式的化学计量基础理论方程为：NH4+＋7.08CH2O＋HCO3-＋2.06O2→C5H7O2N＋6.06H2O+3.07CO2。2.2自养硝化型生物絮团。生物絮团模式中既发生了异养同化作用，也发生了硝化作用[7]，这2种模式的共同点是都能转化有毒的氨氮，使得养殖水质环境安全可控。但硝化细菌增殖速度比氨氧化细菌慢，硝化功能的构建滞后于亚硝化过程。因此，理论上可以实现2种模式的驯化切换。相比异养同化

6、型生物絮团模式，自养硝化型生物絮团具有两大优势：一是处理同样质量的氨氮絮团产生量更少，絮团去除压力更小，且水中总悬浮物更低，养殖动物摄食活性更佳。另一方面，耗氧更少且不需要添加有机碳源，降低了电耗和投入。自养硝化生物絮团主要作用细菌为亚硝化细菌和硝化细菌。系统的基础化学计量理论方程为：NH4+＋1.83O2＋1.97HCO3-→0.0244C5H7O2N＋0.976NO3-＋2.90H2O＋1.86CO2。亚硝酸和硝酸是氨氮氧化的代谢终产物，亚硝化细菌和硝化细菌的生长很多时候是不同步的。亚硝酸属于高毒性物质，如果系统中亚硝化细菌长得太快，则导致亚硝酸

7、积累而造成系统崩溃；调控亚硝化细菌和硝化细菌的比例，是生物絮团从异养同化型向自养硝化型的关键。3生物絮团对养殖对象的影响4学海无涯生物絮团是一种混合单细胞蛋白原料，鱼虾可摄食生物絮团[2]，国内外的学者使用氮同位素的方法证实了凡纳滨对虾、银鲫及罗非鱼摄食生物絮团[8-9]；甚至在短期使用生物絮团喂养克氏原螯虾比饲料投喂具有更好的养殖效果[10]；由于微生物蛋白可为仿刺参幼参较好的利用，因此，仿刺参配合饲料可考虑添加生物絮团，以节约成本。另一方面，有科研工作者研究了鲫鱼肝脏生化指标与添加生物絮团的饲料之间的相关关系，结果表明，最适添加浓度为10%，能显

8、著提高其抗氧化性能。用生物絮团养殖异育银鲫可以提高脾、肾、肝和鳃中热休克蛋白HSP70的表达量[11]。盐度