生物絮团技术在凡纳滨对虾工厂化养殖中的应用试验

董 杨，符书源，蒙爱云，杨和昆

(海南省海洋与渔业科学院，海南 海口 571126)

凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)又称南美白对虾，1998年引入中国后，养殖产业迅猛发展，已成为虾类出口的第一大品种。广东、福建、海南和广西是中国凡纳滨对虾育苗和养殖的主要区域。随着养殖规模的扩大，传统的池塘散养和高位池塘精养模式的弊端逐渐呈现，出现了病害频发、养殖存活率低等状况，如何促进凡纳滨对虾养殖产业的可持续发展已成为其所面临的重大问题之一。近年来，工厂化循环水养殖模式及系统已在中国多地建立并运行[1]，在凡纳滨对虾、石斑鱼、大黄鱼等品种的养殖方面取得了很多的研究和应用成果，主要集中在养殖模式[2]、养殖技术[3-8]和水质管理等方面[9-12]。

生物絮团是指由异养微生物、丝状藻类、浮游生物、原生动物、有机碎屑等聚合在一起的絮状物，能在水中悬浮，通透性好，可被异养细菌粘附和被水生动物所摄食。生物絮团技术是指通过向养殖水体中添加糖类等碳源，调节水体的碳氮比(C/N)，促进水体中的异养微生物繁殖，将水体中的养殖生物的代谢产物转化，形成的絮团被养殖生物所摄食，是一项能净化水质、提供饵料、降低换水量的技术。生物絮团技术自20世纪90年代中期被研发出来之后，在亚洲、美洲等地的凡纳滨对虾、罗非鱼等品种的养殖中得到了广泛的应用，取得了良好的经济效益[13-17]。为研究循环水养殖模式下，利用生物絮团技术进行凡纳滨对虾的养殖，检测整个养殖试验过程中抽样养殖池的水质指标变化情况、对虾的生长和存活情况，以期为该技术在循环水养殖模式下的应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料和设施

试验用凡纳滨对虾苗购自海南海研热带海水鱼类良种场，苗种全长(3.211±0.135)cm，平均体质量(0.158±0.004)g/尾，每口池投苗7 200尾。试验在海南海研热带海水鱼类良种场进行。试验采用配备有循环水养殖设施设备的15 m×1 m×1 m的室外水泥池14口作为养殖池，循环水养殖系统流程图见图1。

图1 循环水养殖系统流程图

1.2 试验方法

本研究前期已进行过不同放养密度的养殖预试验，在考虑养殖效果的基础上将苗种的放养密度定为600 尾/m3，从14口试验池中选取第1、3和5号码作为采样池，每周一、三、五上午用采水器分别采取选定试验池的上、中、下三层水样置于容器中，混合后用英霍夫管(Imhoff管)，主要用于测定水中可沉降物和悬浮物的体积)测定水体中生物絮团数量、用便携式水质分析仪测定各采样池的氨氮、亚硝酸盐氮、溶氧和pH；用游标卡尺(精度0.001 mm)和电子天平(精度0.001 g)测定试验池中凡纳滨对虾的全长和体质量；弧菌用TCBS培养基进行检测(弧菌选择性固体培养基)，取1 mL养殖水样，10倍梯度稀释成1∶1和1∶10的稀释液，取各稀释后水样100 μL，涂3个平行样，30℃，静置培养24 h，计单菌落数。

1.3 养殖管理

放苗前2 d向每口养殖池加入12 m3盐度 30的过滤海水，微充气，放苗前1 d每池全池泼洒绿百多公司生产的活菌王250 mL。铒料生物以蒙古祼腹溞(Moinamongolica)为主，日投喂量最初为每池每日2 kg；丰年虫为辅，日投喂量最初为每池每日1 kg，每天投喂2次，根据虾苗摄食情况确定第2天的投饲量，动物性饲料投喂5 d后停止。虾苗入池第3 天开始逐渐投喂粤海0号虾料，根据料盘中所放饲料的剩余情况调整投喂量。根据虾苗的生长状况，养殖前期饲料的投喂次数逐渐从1次增加到3次(每日6：00、14：00和22：00)，在养殖的中后期将日投饵次数改为2次(8：00和16：00)。为了调节养殖池水体中的C/N，促进生物絮团的形成，每2 d投放红糖1次，投放量根据公式[18-20]计算得出，每3～5 d投放绿百多公司的芽孢杆菌1次。为了顺利形成生物絮团，根据预试验的相关结果，养殖前期系统水循环的次数为每天1～2次，养殖中后期由于养殖水体中有机质的积累和生物絮团数量过多等原因，养殖系统的循环次数为每天4～6次。根据养殖池水中絮状物在Imhoff管中沉积数量的多少、水质情况，适当进行循环系统内养殖用水的更新和补水，每次的换水量约为10%。

1.4 试验数据的处理

本研究以凡纳滨对虾的日增长L和日增重W作为养殖效果的评估指标，其计算公式如下：

L=(Lt-L0)/t

(1)

式中：L0—试验初始对虾苗平均全长，cm；Lt—试验结束对虾苗平均全长，cm；t—试验时间，d。

W=(Wt-W0)/t

(2)

式中：W0—试验初始对虾苗平均体质量，g；Wt—试验结束对虾苗平均体质量，g；t—试验时间，d。

将测得的数据用Oringin Pro8.5.1软件进行分析，文中的数据用平均值±标准差进行表示，通过单因素方差分析和多重比较处理所得数据，以P<0.05作为差异显著水平。

2 结果与分析

2.1 主要水质指标的变化情况

2.1.1 氨氮质量浓度

整个试验期间采样水体氨氮的平均质量浓度，1至3号池依次为(0.84±1.02)mg/L、(0.96±1.21)mg/L、(0.63±0.63)mg/L，出水口为(0.06±0.03)mg/L。从图2可以看出，3口试验池中水体氨氮质量浓度变化趋势基本相同，在养殖前期(1～30 d)出现了较大的波动。其中，1号池的平均质量浓度为(1.46±1.47)mg/L；2号池的平均质量浓度为(1.72±1.74)mg/L，在第8 d时达到整个试验过程中的最高值(5.30 mg/L)；3号池的平均质量浓度为(0.81±0.99)mg/L。这可能与正式养殖后前5～8 d投喂丰年虫、祼腹溞等动物性饵料，添加碳源(红糖)和循环系统运行次数少、生物絮团等尚处于构建阶段等因素有关。中后期(31～120 d)水体的氨氮质量浓度趋于平稳，3口试验池氨氮的平均质量浓度为(0.51±1.72)mg/L。

图2 水体氨氮质量浓度变化情况

2.1.2 亚硝酸盐氮质量浓度

整个试验期间采样水体亚硝酸盐氮的平均质量浓度，1至3号池依次为(1.64±3.05)mg/L、(1.79±3.86)mg/L、(2.58±4.73)mg/L，出水口为(0.12±0.33)mg/L。从图3可以看出，3口试验池中水体中的亚硝酸盐氮质量浓度变化趋势基本相同，在养殖前期(1～30 d)，平均质量浓度出现了较大的波动。

图3 水体亚硝酸盐氮质量浓度变化

其中，1号池为(4.18±4.31)mg/L，2号池为(4.38±5.39)mg/L，3号池为(6.87±6.37)mg/L，并且在第13天时质量浓度达到整个试验过程中的最高值(20.17 mg/L)。这可能是由于前期过多地投喂丰年虫等动物性饵料，添加碳源(红糖)和循环系统运行次数少、生物絮团等尚处于构建阶段等因素有关。中后期(31～120 d)水体的亚硝酸盐氮质量浓度趋于平稳，3口试验池的平均质量浓度为(0.51±0.87)mg/L。

2.1.3 水体生物絮团沉积量

从图4可以看出，从虾苗入池养殖开始，随着养殖池中有机质的累积、菌种的投放、碳源的添加、水体理化因素的变化，逐渐营造出一个适应生物絮团生长的环境，试验池中生物絮团逐渐形成并迅速扩增，生物絮团的沉积量最高达到22 mL/L。整个试验期间采样水体生物絮团的沉积量，1至3号池依次为(8.80±8.66) mL/L、(7.57±7.63) mL/L、(7.53±7.29) mL/L。

图4 水体生物絮团沉积量变化情况

2.1.4 pH

试验期间，3口试验池水体pH的变化范围为6.99～8.31，平均值为7.48±0.03。从图5可以看出，由于水体中生物絮团的形成和絮团数量的增加以及其自身代谢和异养微生物的呼吸作用等促使3个试验池养殖水体的pH呈现下降趋势，最低达到6.99，虽然采用了全池泼洒生石灰等措施，但由于养殖池水体中耗氧生物过多，导致整个养殖期间pH仍呈下降趋势。出水口海水的pH较稳定，平均值为8.34±0.26。

图5 养殖期间水体pH的变化

2.1.5 水体弧菌数量

试验期间，3口试验池水体弧菌数量的变化幅度为0～443 cfu/mL，平均值为(120±77) cfu/mL。从图6可以看出，由于投放菌剂、生物絮团数量增加和换水等措施，水体中的弧菌数量呈波动式变化。在养殖前期(1～30 d)，3个试验池弧菌数量在48～443 cfu/mL，平均数量为(133±97) cfu/mL；养殖中后期(31～120 d)，弧菌数量在(2～228) cfu/mL之间，平均数量为(112±65) cfu/mL，基本维持在较低水平。

图6 养殖期间水体弧菌数量变化

2.2 养殖效果

从图7、图8可以看出，3口试验池养殖的虾苗在入池后的前30 d无显著差异，养殖的中后期出现部分差异。分池养殖后各池虾苗的平均全长从放苗之初的(3.211±0.135) cm增长到120 d时的(14.022±0.269) cm，平均日增长量为(0.090±0.001) cm；平均体质量从放苗之初的(0.158±0.004) g增长到120 d时的(15.748±1.803) g，平均日增重量为(0.130±0.015) g。虽然虾苗的平均日增长量和日增重量等测量指标与管崇武[5]、蒲利云[7]等进行的南美白对虾工厂化循环水养殖结果相似，但在养殖过程中也出现养殖前期虾苗存活率高、中后期养成阶段成虾存活率显著下降的现象。这可能是由于养殖过程中水体中的氨氮、亚硝酸盐氮等逐渐累积，整个循环水养殖系统转化速率较慢，经过长期积累使得池底部水质恶化，造成养殖虾类的不适应而影响到存活率。

图7 对虾体长变化情况

图8 对虾体质量变化情况

3 讨论与分析

3.1 生物絮团形成机制

本试验中生物絮团的培养存在两个问题，一是在操作过程中通过培养养殖水体中自带的土著菌群中的异养细菌和投放成品化的硝化细菌来促进生物絮团的形成，但在实际试验过程中，随着水体中有机质的增加，水体透明度逐渐降低，颜色变为棕褐色，水面出现泡沫，用透明容器盛放养殖池水可用肉眼观察到絮状物，用Imhoff管对其测量可以发现生物絮团的量增长较慢；二是碳氮比难以控制，试验中虽然通过不断向水体中加入红糖来补充碳源，将碳氮比维持在15∶1～20∶1，但实际操作过程中碳氮比难以维持，pH调控不易控制，导致生物絮团系统不稳定。

3.2 微生物变化对凡纳滨对虾养殖的影响

在TCBS培养基上呈现绿色的弧菌大多为副溶血弧菌、创伤弧菌等，呈现黄色的为在海水中广泛存在的霍乱弧菌、溶藻弧菌等。虽然本研究中各试验池中弧菌的平均数量为(120±77) cfu/mL，但以黄色弧菌的数量波动较大，可能是由于黄色弧菌中的多数菌类属于兼性厌氧菌，适应外界环境能力强，易于生存。试验过程中通过添加硝化细菌等微生态制剂，发现其大量繁殖成为水体中的优势种群，抑制了水体中弧菌生长繁殖，水质保持稳定，不易形成致病条件，一定程度上预防了虾病的发生。试验期间对养殖水体中的弧菌进行了检测，结果表明试验池养殖30 d内弧菌主要为黄色弧菌，绿色弧菌的数量<10 cfu/mL，养殖30 d后，弧菌均为黄色弧菌，无绿色易致病弧菌。试验期间试验池未爆发虾病，养殖过程较顺利。这与王越新等[21]在养殖期间投放光合细菌，抑制养殖水体中的有害微生物，稳定水质的结果相一致。

3.3 生物絮团技术与循环水养殖技术的结合

本研究初步尝试了以生物絮团技术为主、循环水养殖技术为辅模式下的凡纳滨对虾养殖。在养殖前期，为了促进养殖池中生物絮团的形成，循环水系统运转次数较少，仅为1～2次/d；进入中后期，随着生物絮团的形成并发挥作用以及投饵量和排泄量的增加，适当提高了池水的交换频率，循环水系统的运转次数达到了4～6次/d；养殖后期，根据水质情况适当进行循环系统内养殖用水的更新和补水，每次换水量约为10%。虽然两种技术都应用到本次试验中，在水质调控也起到了一定的作用，但二者如何更好地融合，需要进一步研究。

4 结论

本研究将生物絮团技术与工厂化循环水养殖系统相结合，养殖试验期间，3口试验池养殖水体氨氮平均质量浓度为(0.81±0.99) mg/L，亚硝酸盐氮平均质量浓度为(2.00±3.96) mg/L，pH 平均值为7.48±0.36，弧菌平均数量为(120±77) cfu/mL。经过120 d的养殖，对虾的平均全长为(14.022±0.269) cm，平均体质量为(15.748±1.803) g。结果表明，在本养殖模式下水体的氨氮、亚硝酸盐氮等水质指标都得到有效控制，同时弧菌浓度保持在一个较低的水平，为对虾生长创造了一个良好的外部水环境。本试验仅为初步研究，下一步要继续研究生物絮团的形成机制，添加不同碳源对生物絮团生长的影响，添加不同微生态制剂对循环水养殖系统中弧菌的影响，以及尝试开展水质指标对对虾生长的胁迫性等方面的研究和相关养殖试验。

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