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        生物絮團(tuán)技術(shù)在池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用

        2020-08-05 02:07:44張美彥蔣曉紅閔文武李建光
        養(yǎng)殖與飼料 2020年7期
        關(guān)鍵詞:生物

        張美彥 楊 星 蔣曉紅 閔文武 李建光*

        1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)研究所,貴陽550025;2.貴州省特種水產(chǎn)工程技術(shù)中心,貴陽550025

        目前,我國的淡水養(yǎng)殖鯉模式主要以傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖為主。據(jù)統(tǒng)計,2018年我國淡水養(yǎng)殖面積514.6 萬hm2,養(yǎng)殖產(chǎn)量2 959.8 萬t,其中池塘養(yǎng)殖面積為266.7 萬hm2,養(yǎng)殖產(chǎn)量為2 210.9 萬t,池塘養(yǎng)殖面積占總淡水養(yǎng)殖面積的51.8%,池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量占總淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量的74.7%[1]。在池塘養(yǎng)殖過程中,不斷地積累殘餌、養(yǎng)殖動物糞便、動植物尸體等有機(jī)質(zhì),有機(jī)質(zhì)的大量積累,對池塘水體造成污染,影響池塘養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖解決池塘內(nèi)污染的方法是不斷換水,這種做法不僅造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi),還污染周邊環(huán)境。因此,研究出一種降低池塘自身污染、減少養(yǎng)殖廢水排出的方式對池塘養(yǎng)殖來說非常重要。

        生物絮團(tuán)技術(shù)(biofloc technology,BFT)是通過人為添加碳源,調(diào)節(jié)水體中的碳氮比(C/N),增加水體中異養(yǎng)細(xì)菌的活性和數(shù)量,使水體菌群系統(tǒng)由自養(yǎng)細(xì)菌為主轉(zhuǎn)變?yōu)楫愷B(yǎng)細(xì)菌為主,利用異養(yǎng)細(xì)菌的同化作用,將水體中的氨氮等養(yǎng)殖代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成菌體自身蛋白,并且通過水體中的細(xì)菌絮凝成聚合物,被養(yǎng)殖動物攝食,起到促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)再利用、提高飼料利用率、凈化水質(zhì)、提高養(yǎng)殖動物的成活率等作用。本文結(jié)合生物絮團(tuán)形成原理、影響因素,講述了生物絮團(tuán)在池塘養(yǎng)殖,特別是在池塘養(yǎng)鯉中的應(yīng)用,并對生物絮團(tuán)在池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

        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)技術(shù)的理論方程式:

        生物絮團(tuán)是由細(xì)菌、絲狀菌、藻類、原生動物等結(jié)合水體中的浮游動植物、有機(jī)質(zhì)等組成,形狀不規(guī)則。生物絮團(tuán)發(fā)生絮凝作用,需要消耗水體中的氨氮、有機(jī)碳源、堿度和水體溶解氧。異養(yǎng)細(xì)菌代謝過程中,每轉(zhuǎn)化水體中1 g 氨氮,需消耗水體中4.71 g 溶解氧,3.57 g 堿度和15.17 g 碳水化合物,產(chǎn)生8.07 g 菌體和9.65 g 二氧化碳[2]。

        1.2 碳源的選擇

        選擇碳源,需要考慮到碳源的成本、溶解性、利用率等,形成生物絮團(tuán)的時間周期、穩(wěn)定性等。目前,常用的碳源主要分為3 類,第一類是簡單糖類,如葡糖糖、果糖、蔗糖、糖蜜等,水體中添加單糖碳源后可以快速形成生物絮團(tuán),但形成的生物絮團(tuán)不穩(wěn)定,容易消失[3]。第二類是復(fù)合碳源,包括淀粉等,添加此類碳源后,形成的生物絮團(tuán)較為穩(wěn)定。第三類是發(fā)酵產(chǎn)物,如小麥秸稈、麥麩等,這類碳源屬于高分子物質(zhì),需經(jīng)過較長時間的分解過程才能被利用,故生物絮團(tuán)形成速度慢,但一旦形成絮團(tuán)后,絮團(tuán)穩(wěn)定。

        1.3 碳源的添加

        碳源添加量,需對池塘水體溶解氧、氨氮等指標(biāo)進(jìn)行測定。根據(jù)測定的養(yǎng)殖水體氨氮值計算碳源添加量。

        式(2)中,△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;

        CNH3-N 為池塘水體測定的氨氮濃度,mg/L。

        2 影響生物絮團(tuán)形成的因素

        2.1 碳氮比

        碳氮比(C/N)是影響生物絮團(tuán)形成的重要因素,Avnimelech[4]通過建立模型,計算出飼料中當(dāng)水體中的C/N 為15.75 時,可促進(jìn)微生物菌體蛋白的合成,去除水體中的氨氮和亞硝酸鹽氮。C/N 低于8時水體主要依賴自養(yǎng)微生物、藻類等清除無機(jī)氮;C/N 在8~10 時,水體中無機(jī)氮的消除靠自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物共同作用;C/N 在15 以上時,主要依賴異養(yǎng)微生物清除無機(jī)氮[5]。

        水產(chǎn)動物養(yǎng)殖過程中,能夠提高水體中C/N 的方式有2 種,一種是在配合飼料中增加碳水化合物、降低粗蛋白含量[6]。但水產(chǎn)動物主要的營養(yǎng)來源是配合飼料,若降低粗蛋白含量會影響其生長,另外,配合飼料中增加碳水化合物含量,會導(dǎo)致機(jī)體脂肪含量升高,影響?zhàn)B殖動物健康[7]。另一種提高C/N 的方式是額外添加碳源,通過控制向水體中添加碳源的量,調(diào)節(jié)C/N 至理想值。盧炳國等[8]在對草魚池塘內(nèi)生物絮團(tuán)的研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)C/N 高于15時,水體中生物絮團(tuán)濃度較高,隨著C/N 的增高,生物絮團(tuán)粗蛋白含量升高,但卻對草魚生長不利,這可能與草魚的食性有關(guān)。Asaduzzaman 等[9]在蝦的研究中發(fā)現(xiàn),在蝦的養(yǎng)殖過程中,C/N 為20 時,水體中的浮游植物數(shù)量顯著增加,蝦可利用水體中的浮游動物、固著生物和微生物團(tuán),從而提高蛋白質(zhì)利用率。

        2.2 溶 氧

        水體中一定的溶解氧是保證養(yǎng)殖對象生長的基本因素。在生物絮團(tuán)技術(shù)應(yīng)用下,對溶氧的要求會更高。

        異養(yǎng)細(xì)菌在清除無機(jī)氮的過程中需要消耗氧氣,所以水體中的溶解氧是生物絮團(tuán)形成過程中不可或缺的。在羅非魚養(yǎng)殖過程中,要求溶解氧應(yīng)在3 mg/L 以上,而在添加生物絮團(tuán)后,溶解氧應(yīng)高于4 mg/L[10]。養(yǎng)蝦過程中,曝氣增氧機(jī)的配備功率為7~11 kW/hm2,而使用了生物絮團(tuán)技術(shù)后,功率要達(dá)到20~40 kW/hm2[11]。

        2.3 水 溫

        溫度是微生物代謝過程中重要的影響因子[12]。生物絮團(tuán)自身是一個有機(jī)的生態(tài)群落,溫度發(fā)生變化會影響微生物的生長繁殖及生理代謝,間接地影響生物絮團(tuán)系統(tǒng)的形成與穩(wěn)定。溫度低時,水體中微生物酶活性低,特別是聚合物類和碳水化合物的代謝強(qiáng)度降低[13],生理代謝及生長繁殖受到影響,導(dǎo)致水體中異氧微生物數(shù)量少,生物絮團(tuán)形成緩慢[14]。溫度過高,異養(yǎng)微生物分泌胞外多糖,抑制生物絮團(tuán)形成。一般認(rèn)為生物絮團(tuán)形成的最適溫度為18~25 ℃[2],可能原因是生物絮團(tuán)中各種生物的有效增殖及代謝均和溫度有著一定的相關(guān)性[12]。但在對蝦研究中表明,生物絮團(tuán)的最適溫度為30 ℃左右,此溫度下,最利于對蝦的生長[15],這應(yīng)該和養(yǎng)殖品種的最適生存溫度有關(guān)。

        3 生物絮團(tuán)技術(shù)在池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用

        3.1 生物絮團(tuán)對水體的影響

        聶偉等[16]用枯草芽孢桿菌培育生物絮團(tuán)后在池塘水體研究中發(fā)現(xiàn),生物絮團(tuán)形成前期,添加的碳源及其他有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無機(jī)物,為浮游植物生長提供足夠的營養(yǎng),對浮游植物有促進(jìn)作用,浮游植物豐度快速上升;后期對藍(lán)藻門、綠藻門有抑制作用,對輪蟲、枝角類和橈足類有促進(jìn)作用。

        添加碳源后,養(yǎng)殖系統(tǒng)中的藻類、硝化細(xì)菌和異養(yǎng)細(xì)菌均可有效吸收和轉(zhuǎn)化氨態(tài)氮[12]。養(yǎng)殖水體中隨著生物絮凝團(tuán)的增加,細(xì)菌大量繁殖,所需氮源量大于添加量,需要消耗水體中的氨氮,故而水體中的氨氮含量降低[14]。當(dāng)有機(jī)碳充足時,異養(yǎng)細(xì)菌會優(yōu)先利用氨態(tài)氮,當(dāng)有機(jī)碳含量低時,硝化細(xì)菌發(fā)揮主要作用[17-18]。Hargreaves[19]認(rèn)為,異養(yǎng)細(xì)菌的生長速度是硝化細(xì)菌的10 倍左右,生物絮團(tuán)對于氨氮的異養(yǎng)轉(zhuǎn)化速率顯著高于硝化作用。另外,異養(yǎng)微生物在代謝過程中消耗水體中的堿度,與此同時還會釋放出二氧化碳,從而使水體pH 值下降[14]。

        3.2 生物絮團(tuán)對水產(chǎn)動物生長性能的影響

        生物絮團(tuán)技術(shù)目前在對蝦和羅非魚等雜食性水產(chǎn)動物的養(yǎng)殖過程中應(yīng)用較多[8,20]。但在草魚養(yǎng)殖池塘生物絮團(tuán)研究中發(fā)現(xiàn),草魚不能有效利用生物絮團(tuán),這可能和草魚的草食性有關(guān)[8、21]。

        向羅非魚養(yǎng)殖池塘中添加糖蜜,應(yīng)用生物絮團(tuán)技術(shù)的仔魚成活率為90%~98%,顯著高于空白對照組的67%~75%;在無乳鏈球菌致病菌的感染中,應(yīng)用生物絮團(tuán)技術(shù)的系統(tǒng)中仔魚存活率為75%~80%,對照組中存活率55%;對35 mg/L 的滲透壓脅迫1 h 和24 h 忍耐度測試中,應(yīng)用生物絮團(tuán)系統(tǒng)中的存活率分別為72%和42%,對照組為33%和5%??煽闯?,生物絮團(tuán)技術(shù)可改善尼羅羅非魚仔魚的品質(zhì)和性能[22]。

        生物絮團(tuán)技術(shù)應(yīng)用在鳙養(yǎng)殖一段時間后,體重比空白組提高了8.67%,增重率提高了141.49%,且肥滿度也有所提高[23]。

        在斑節(jié)對蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)研究中發(fā)現(xiàn),蔗糖作為對蝦苗培育的良好營養(yǎng)來源,最適添加量為日投飼量的75%[24]。利用氮元素追蹤對蝦對生物絮團(tuán)的消化利用研究中發(fā)現(xiàn),對蝦攝食量中18%~29%的氮來自于生物絮團(tuán)[25]。

        在南美白對蝦的研究中證明,向南美白對蝦養(yǎng)殖池中添加糖蜜和米糠,生物絮團(tuán)技術(shù)應(yīng)用后,平均日換水率從40%降到5%,養(yǎng)殖廢水的排放量減少了60%以上,餌料系數(shù)由1.8 降至1.2,餌料利用率提高了30%[26]。

        4 生物絮團(tuán)在池塘養(yǎng)鯉中的應(yīng)用

        鯉屬于雜食性魚類,理論上應(yīng)該和對蝦、羅非魚等一樣,能夠有效利用水體中形成的生物絮團(tuán)。在羅亮等[20]的研究中發(fā)現(xiàn),向養(yǎng)鯉池塘中添加碳源能夠明顯降低水體氨氮、亞硝酸鹽態(tài)氮濃度和COD等。馮志云[27]在北方鹽堿高原池塘中的養(yǎng)鯉池塘中添加碳源,水體pH 降低了0.5,氨氮降低了0.1,亞硝酸鹽由原來的0.015 降至0。在內(nèi)蒙古自治區(qū)哈素?!?814”項目區(qū)池塘使用國家大宗淡水魚類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北方區(qū)養(yǎng)殖崗位(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所)研發(fā)的“生物絮團(tuán)”調(diào)控劑后,NH4+-N 和NO2-N 有明顯降低,產(chǎn)量比空白對照組提高3.93%,餌料系數(shù)降低7.95%[28]。同樣,在對錦鯉的研究中,經(jīng)過30 d 的養(yǎng)殖試驗(yàn),生物絮團(tuán)組錦鯉的特定生長率比對照組提高了18.7%,餌料系數(shù)降低了26.4%。對水質(zhì)的影響方面,試驗(yàn)20 d 后,生物絮團(tuán)組的氨氮、亞硝酸鹽濃度顯著低于對照組[29]。在對松浦鏡鯉的研究中表明,添加糖蜜和復(fù)合碳源在高密度和低密度池塘中,均能降低餌料系數(shù),并能顯著降低水體氨態(tài)氮、亞硝酸態(tài)氮和正磷酸鹽的含量[17]。在超級鯉的研究中,生物絮團(tuán)組特定生長率高于對照組,餌料系數(shù)低于對照組;亞硝酸鹽氮、COD 濃度均比對照組降低,腸道淀粉酶及非特異性免疫指標(biāo)均高于對照組[30]。

        5 前景展望

        近年來,生物絮團(tuán)技術(shù)在池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用,已得到多數(shù)人的認(rèn)可,但是距離應(yīng)用到廣泛生產(chǎn)還需要一定時間。生物絮團(tuán)形成的微生物群落及群落的動態(tài)變化等還未完全清楚,不同的環(huán)境及養(yǎng)殖模式下,生物絮團(tuán)的形成及穩(wěn)定性也不同,還需繼續(xù)探索研究。隨著研究的不斷深入,對生物絮團(tuán)技術(shù)的不斷了解,相信在未來的水產(chǎn)養(yǎng)殖中,生物絮團(tuán)技術(shù)會越來越多的被應(yīng)用,從而充分發(fā)揮其重要作用。

        獺兔螨病的防治措施

        1)定期消毒。用10%或20%生石灰水、3%來蘇爾等消毒,定期對籠舍、食具等進(jìn)行消毒,并用1%~3%的殺螨劑進(jìn)行消毒殺螨蟲,經(jīng)常保持籠舍、食槽、水槽等清潔、干燥;定期檢疫,發(fā)現(xiàn)病兔及時隔離治療;保持兔舍通風(fēng)、干燥和光照,增強(qiáng)兔的抗病力。

        2)病兔治療。用2.0%~2.5%的敵百蟲酒精溶液涂擦患處;肌肉注射蟲克星或滅蟲丁,0.2 mL/kg,或口服蟲克星粉劑,0.2 mg/kg。

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