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生物絮团技术在海洋养殖中的应用现状和未来发展方向

 新用户4459C3Fr 2022-03-26
赵培 上海海洋大学

    生物絮团技术是近些年在海水养殖中被广泛采取的一种新技术,其构成主要为细菌、藻类、原生生物、后生生物、轮虫、线虫、腹毛类构成。其核心作用是使养殖系统中残饵、粪便等营养废物转化为养殖物可以重新摄取的营养来源,使其对饲料氮素利用率提高接近1倍,而且能够提高消化和免疫能力,抑制致病微生物的生长。

1、生物絮团技术对养殖水质的调节作用

    养殖池内有毒的氨及亚硝酸的排除主要通过排泄换水、藻类的光能自养过程、自养微生物的硝化作用、异养微生物的氨化及同化作用、少量以气体形式排出等途径。生物絮团主要是由异养微生物组成,在维持生物絮团的基础上,提高异养微生物的数量无疑可以提高生物絮团的水质调节作用,而异养微生物的生长需要大量的碳水化合物。1999 年以色列的 YoramAvnimelech,系统地提出了养殖水体内的 C/N 比例对养殖系统水质调控作用的反应机制,理论依据,开创了该技术应用于实际生产先河。而美国的 James M Ebeling 等人近几年对水产养殖池水清除氨氮等有害物质的三个主要的机制(藻类、自养微生物、异养微生物)的化学计量分析,为生物絮团的管理奠定了理论依据。通过养殖水体内 C/N 比值的调节来调控水质只能建立在化学计量分析的基础上,对生物絮团养殖系统的建立具有广泛的应用价值,但对生物絮团调节水质的分子机制尚不清楚。

2、生物絮团技术对饵料营养的循环利用

    Boyd et al实验证明,在生产性对虾养殖池,饵料氮的利用率为 39%,远高于常规的养虾池的 15-25%,但生物絮团的营养价值,在细节上仍然是一个―黑箱‖;Moss et al对生长在富营养(浮游植物和细菌群落丰富)的池塘的 Litopenaeusvannamei(凡纳滨对虾)与生长在贫营养井水(清洁水)内 Litopenaeus vannamei 的消化道内的酶类的活性作比较,发现.丝氨酸蛋白酶,胶原蛋白酶,淀粉酶,纤维素酶,脂肪酶,酸性磷酸酶等,大多数酶活性高于两倍以上,而脂肪酶高于六倍;Pruder实验发现,养殖池内有机碳颗粒的数量和对虾的生长有关,只有达到6.98mg/L 以上,对虾生长速度最好。前人研究主要通过饵料氮的利用率以及消化酶的活性来分析生物絮团的营养价值,对生物絮团主要影响了水产动物体内哪种氨基酸的代谢尚不清楚。

3、生物絮团技术对养殖动物的抑菌活性

    生物絮团含有的细菌和藻类,具有某些拮抗分子可以破坏病原的常规的致病的敏感性,使信号分子失活。Defoirdt et al发现,使用发光弧菌感染卤虫,应用生物絮团,则可提高卤虫的成活率。使用无菌卤虫作试验生物,加上足量的 PHB(聚-β-羟基丁酸酯),可以保护卤虫不受发光细菌的致病影响。前人的研究主要通过生物絮团形成的密度感应系统可以抑制病原菌的繁殖来验证生物絮团的抑菌效果,有一定的局限性。

4. 生物絮团技术存在的问题及未来发展方向

    养殖池内溶解的颗粒状物质形成大量絮状物,其主要组成物是细菌、老化的藻类及藻类碎片,较大的絮状物往往有大量的原生动物及微型底栖生物,主要来源于残饵、粪便等代谢产物、浮游生物和细菌的复杂的加工组合。以细菌为基础的絮状物可以作为饵料源,提供部分营养,补充配合饲料不足的营养,从而间接提高了对虾对饲料蛋白质的利用率。不但许多人在实验室证实了这个结论,而且在生产性对虾养殖池,饵料氮的利用率为 39%,远高于常规的养虾池的 15-25%,但是对于虾池内菌藻团为主要形式的絮状物的营养价值,在细节上仍然是一个―黑箱‖。

    养虾池内微生物不但通过循环的食物链提高了营养要素的利用率,而且提高了对虾生长速度和体质。研究发现,养殖池内有机碳颗粒的数量和对虾的生长有关,只有达到 6.98mg/L 以上,对虾生长速度最好。养殖池内 0.5-5 微米的有机悬浮物,可以使对虾增长提高 53%,而大于 5 微米,仅增长 36%,而少于 0.5 微米的有机颗粒,包括溶解态的有机物并不对对虾生长起作用,如何通过添加源调控生物絮团量还未开展研究。

    生物絮团的生物类群的差别与水体盐度有密切关系,也与絮团的―年龄‖有关。目前研究较多的是对虾和罗非鱼养殖的水体,基本上是盐度为千分之二十以下的水体或淡水的生物絮团。海水或盐度较高的水体的生物絮团技术还有待进一步研究。

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