基于生物絮团技术的碳源添加对池塘养殖水质的影响_罗亮
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生物絮团——创新性微生态应用技术成都通威水产科技有限公司张许光2006年世界水产养殖大会上提出一个创新性的生态养殖技术——生物絮团技术(Biofloc technology, BFT),在短短几年内此技术在国外得到高度重视,并在罗非鱼和对虾养殖中得到推广应用,给养殖者带来了很好的收益。
近几年来,人口增长对水产品的需求不断增大,而土地、水资源和环保问题,迫使国内开始重视高产高效的生态养殖模式,生物絮团技术有了用武之地。
其中生物絮团技术应用于对虾和罗非鱼养殖中,都取得了较好的养殖效益和学术成果。
现在已有越来越多的研究者和养殖企业开始着手研究生物絮团技术,并希望将其推广应用于其它水产动物的养殖中。
通威股份公司一直致力于高效健康的生态养殖模式研究,以给广大的水产养殖户提供更好更有效的科技成果和致富手段,给消费者生产出安全和更好风味的水产品。
作为一家以生物技术和工业化生产技术为主要方向的公司,成都通威水产科技有限公司正在加快研究进程,即将向社会全面推出生物絮团养殖技术和配套产品。
1 生物絮团技术简介自20世纪70年代,水产养殖业的迅速发展有效解决了发展中国家蛋白质缺乏问题。
但随着养殖规模的不断扩大,养殖密度的逐年提高,随之而来的负面影响也日益突出。
普通水产养殖模式下鱼虾只利用20-30%的人工饲料,大约有50-70%饲料中的氮素通过残饵、粪便及动物尸体的腐败、分解溶入到水体中,产生大量有害物质,如氨态氮和亚硝酸盐等,引起水质恶变,导致水产动物发病甚至死亡。
用排水换水来解决水质恶化的方法极大增加了养殖用水成本,造成营养浪费及污染,并存在引入病原的潜在危险,严重制约了水产养殖业的发展。
基于零交换水系统的生物絮团技术可有效解决这些问题,从而建立一种低换水、低污染、高抗病和高饲料利用率的新型生态养殖模式。
生物絮团技术的精髓在于通过添加碳源和益生菌于养殖水体中,提高水体C/N比,促使异养微生物在消耗有机碳源的同时吸收水体中氨氮和亚硝氮等有害氮素进行自身的生长繁殖,进而通过絮凝作用形成生物絮团,为养殖动物提供菌体蛋白,被养殖动物所摄食,增强养殖动物对疾病的抵抗力,并实现营养物质的循环利用,提升饲料蛋白利用率。
池塘养殖尾水生态处理技术规程1范围本文件确立了池塘养殖尾水生态处理的技术流程,并规定了调控方法、净化效果检测、尾水排放与利用要求等和追溯方法的操作指示。
本文件适用于淡水池塘养殖尾水生态处理。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB11607渔业水质标准GB/T11892水质高锰酸盐指数的测定GB/T11893水质总磷的测定钼酸铵分光光度法GB/T11894水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法SC/T9101淡水池塘养殖水排放要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1池塘养殖尾水pond aquaculture wastewater池塘一个养殖周期结束后,向养殖池塘外排出的氮、磷等浓度较高的未经处理的养殖水。
3.2生物絮团技术biofloc technology通过人为向养殖水体添加有机碳源物质,调节水体中的碳氮比(C/N),提高水体中异养细菌数量,增强微生物的同化吸收作用,将水体中含氮化合物转化为菌体蛋白,通过微生物的絮凝作用将水体中的有机物、无机物、细菌、真菌、原生动物、藻类等融合在一起,形成可被养殖对象摄食的有活性的生物絮凝体,起到净化水质、减少换水量、提高饲料利用率、提高养殖对象成活率及增加产量等作用的一项技术。
3.3原位调控in situ regulation通过一系列净化措施,使得养殖尾水在排放前氮、磷、化学耗氧量等污染物浓度降低,并达到SC/T 9101淡水池塘养殖水排放要求的技术。
3.4异位调控ectopic regulation将受污染的水体从发生污染的位置转移出来,进行净化处理的技术。
3.5生态沟渠(ecological ditch )是由水、土和生物组成,具有独特结构并发挥相应生态功能的沟渠生态系统。
微生物制剂和碳源对水产养殖环境的影响及作用机制我国当前在水产养殖过程中为了调控微生物采用了两种较为有效的方式,即微生物制剂和碳源。
为了合理改善水产养殖环境,相关部门将微生物制剂添加到水中,但是还是存在着多方的分歧,由于微生物制剂的使用不仅使外源微生物增多,还出现了有机碳,这是否影响到水产养殖环境的功能还是未知之数,因此,相关研究人员有必要对其进行深入分析,获取合理的答案。
标签:微生物制剂;碳源;水产养殖环境;影响和作用微生物制剂主要的作用是净化养殖水体,使其能够循环使用,在合理利用下,微生物制剂能够提高对饲料的吸收,其和药物作用原理不同,只要正确使用,便可以有效改善水体中藻类的平衡,并且喂养出来的鱼是绿色健康可食用的,保障水体中生态平衡。
而碳源主要是指水体中的二氧化碳,由于水中的氨氧含量过高,如果不加以重视,鱼可能会死亡,因此,用二氧化碳来降低氨氧的含量,保证养殖鱼能够健康生存下去。
一微生物制剂对水产养殖的影响目前使用的微生物制剂种类逐渐增多,但作用机制普通性强,具有针对性的微生物制剂基本没有,作为饲料添加剂及水质调节剂可彰显其较强的作用。
(一)调节水质工作人员将微生物制剂直接撒到水产养殖的水中,其能够借助自身优势迅速繁殖生长,最终形成一种有益的菌种群[1]。
这种益菌在水体中可以降低病原菌的生长,有效维持水体中各种生物菌群之间的生态平衡,同时减少水体养殖动物的疾病发生,然后通过自身产生多种抗菌物质和免疫因子,使活体产生免疫系统,增强养殖动物的抗病能力和成活率。
当微生物制剂中有益菌群顺利进入水体之后,养殖动物的排泄物、残体、化学药物以及残饵等都会被分解掉,并且水体中所含的氨氧和亚硝酸盐成分也会有所降低,只要将水体中的有机物分解出来,那么得到的有机物就能够成为浮游等植物的营养饲料,再接着通过植物的光合作用,为养殖动物提供需要的氧气,在改善水质的基础上,使水体更加健康有活力,让养殖动物生活在一个富硕的环境中。
技术前沿Fisheries Advance Magazine 2014.0479“生物絮团”或不适于室外养殖文/图 大头鱼有消息称越南采用新的养殖模式和“生物絮团”技术预防EMS 获得成功,成活率能达到85%,在现在没有切实可行的方法对付EMS 之时,这个消息确实给业内带来了新的希望,“生物絮团”技术也因此再次走进人们的视野内。
几年前,“生物絮团”技术在南美,泰国等地区的罗非鱼养殖中,也获得一些成功的案例,近年来国内的学者也在探索“生物絮团”技术,但为什么一直没能在养殖户中广泛地推展开来,是不是它真的离我们很远,只是一种理想的概念而已?在说“生物絮团”的时候,我们不得不先介绍一个名字:“生物絮凝剂”。
简单来说,“生物絮凝剂”就是一类由微生物产生的,能使液体中一些不易降解的颗粒产生絮凝而沉降下来的高分子物质。
主要含有糖蛋白,黏多糖,纤维素,核酸等。
通常用来处理废水,使之澄清,作用原理和铝制剂的净水原理差不多。
在20世纪50年代,日本学者就发现了能产生絮凝作用的细菌。
现在已知的具有较强絮凝能力的微生物大概有19种,包括8种霉菌、1种酵母菌、5种细菌、5种放线菌,报道最多的是红平红球菌S-1生产的生物絮凝剂NOC-1、拟青霉菌I-1产生的生物絮凝剂PF101等。
其中NOC-1是目前公认为最好的生物絮凝剂,也是被研究最为深入的絮凝剂。
研究表明,它对猪尿和粪便有很好的处理效果,在日本已被用于畜产品废水的处理。
在20世纪70年代中期,以色列人将这项技术引进到水产养殖中,并给它一个名字——“生物絮团”。
其实生物絮凝技术我们一直都在使用,特别是污水处理领域。
比如说有一个“活性污泥法”处理污水技术。
大概的流程是这样的,在含活性污泥的污水中,加入一些能产生“生物絮凝剂”的微生物,并不断地充氧使之大量繁殖。
微生物产生的“生物絮凝剂”使污水的颗粒沉降,达到净水的目的。
回收的活性污泥可以继续接种于污水中继续使用。
另一个方法是直接将生物絮凝剂加到废水中使之沉淀,不过生物絮凝剂的保质期很短,原因是它以液态中性偏碱状态存在,极易被微生物降解而失效,过酸或过碱保存会严重降低其絮凝性能。
第38卷第5期2017年 9月水生态学杂志JournalofHydroecologyVol.38,No.5Sep. 2017DOI:10.15928/j.1674-3075.2017.05.009 收稿日期:2016-07-12基金项目:江苏省级工业和信息产业转型专项(编号2015187);湖北省教育厅教改项目(2016337)。
作者简介:聂伟,1989年生,男,硕士研究生,研究方向为水生生物资源学。
E mail:niewei112@163.com通信作者:刘立鹤,男,博士,副教授。
E mail:liulihe06@126.com枯草芽孢杆菌培育生物絮团对池塘水体浮游生物的影响聂 伟1,刘立鹤1,刘 稳1,付 坦1,周 哲2,吴鹏飞2(1.武汉轻工大学动物科学与营养工程学院,武汉 430023;2.标优美生态工程股份有限公司,南京 210019)摘要:为探究枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)培育生物絮团对浮游生物的影响,以枯草芽孢杆菌作为试验菌种,以养殖池塘水为试验用水,在有机玻璃水族箱(100cm×60cm×50cm)中进行为期40d的生物絮团培育试验。
试验以添加葡萄糖为处理组I,同时添加枯草芽孢杆菌和葡萄糖为处理II组,仅添加枯草芽孢杆菌为处理III组,对照组不添加任何物质。
试验过程中每5d对各组水体取样,对形成的絮团物质进行显微观察,同时对各组水体中浮游生物进行定性和定量分析。
结果表明,本试验条件下,处理I组和处理II组在第15天左右形成成熟生物絮团,生物絮团形成前期(试验开始至第15天),生物絮团组(处理I组和处理II组)水体中浮游植物丰度显著高于处理III组和对照组,而絮团形成后期(第15~40天),生物絮团组水体中蓝藻门的微囊藻属(Microcystis)、鞘丝藻属(Lyngbya)和绿藻门的扁藻属(Platymonas)、盘藻属(Gonium)和团藻属(Volvax)的丰度显著低于处理III组和对照组,表明生物絮团的形成前期对浮游植物有明显促作用,生物絮团形成后期对蓝藻门中的微囊藻属、鞘丝藻属和绿藻门的扁藻属、盘藻属和团藻属有明显抑制效果;生物絮团形成后期,生物絮团组水体中轮虫、枝角类和桡足类浮游动物丰度显著高于处理对照III组和对照组,表明生物絮团对轮虫、枝角类和桡足类有明显促进作用。
深⼊探讨!对虾养殖中⽣物絮团技术!⽼师您好,我这边准备构建⽣物絮团,是否能对构建⽣物絮团知识给出的⼤体操作。
不知⽼师可否再补充点关键知识?您好,我们对⽣物絮团技术在实践中的了解也并不多,⽬前只是停留在理论探讨的层⾯,只是在我们的⼀些⼯⼚化和⾼位池养殖客户中,出现过⽣物絮团现象,所以,将此类案例拿来探讨⼀下,出现类似⽣物絮团现象的客户,存在以下⼀些共同的特点:1.有底曝⽓设备,同时曝⽓频率⽐较⾼,极端的是24⼩时曝⽓,这符合⽣物絮团对溶解氧要求⾼的特点,毕竟我们要培育的是由⼤量微⽣物细胞组成的絮团,⽔体中的含菌量是极⾼的,这肯定是需要较多的溶氧的;2.这些客户⽤乳酸菌的量和频率也⽐较⾼,更重要的是,同时泼洒的糖(葡萄糖,红糖,或糖蜜)量也⽐较⾼,这也符合微⽣物⽣长繁殖需要较⾼的碳氮⽐的原理和特点;3.这些客户都是⾼密度养殖的多,这意味着投饵料巨⼤,⽔体中存在含量较⾼的总氮,配合经常泼洒糖碳源,所以,形成⽔体中不仅碳氮⽐⽐⼀般⽔产养殖户⾼,⽽且碳和氮的总量也⾼的特点,⽔⾊明显偏深和浓;这样,在⽔体中形成有机碎屑(微⽣物菌胶团的附着点)的机会也更多,所以,更容易引发⽣物絮团的形成;4.这些客户的⽔体理化指标中,看似⽔⾊浓厚,但检测氨氮和亚硝酸盐,并不超标,⽽PH值普遍偏低,这些特征也符合⽣物絮团理论,即因为海量的微⽣物絮团,往往⽔体中氨氮和亚硝酸盐不会超标,同时,由于藻类少,光合作⽤弱,增氧靠曝⽓,所以,PH值也是偏低的;所以,要形成⽣物絮团,是需要⼀定的条件的,甚⾄我认为应该是⽐较苛刻的条件的,并不是每⼀个⼈都能做得到极致的,但是其实,我们并不⼀定要做到极致,我们可以做到半⽣物絮团就可以了,极致的⽣物絮团,往往只是室内⼯⼚化养殖才能做到的;⽽且这种⽣物絮团,需要⽐较精细的⼈⼯维护,不适合粗放的养殖管理,要计算糖的泼洒量,和菌的泼洒量的掌握,以维持海量的菌不断地有营养供给它,但⼜不能过多的供给(供给量过多过快,也会造成氨氮和亚硝酸盐超标),也不能过少的供给(供给营养的速度过慢过少,则会造成⽣物絮团的崩溃),所以,我们也发现,在我们的这些客户中,出现⽣物絮团,也只是偶尔的出现,过⼀段时间⼜消失,过⼀段时间⼜出现了,只能解释成为,条件适合时会出现,条件不适合时消失了;在外塘⾼位池中,⽣物絮团还存在与藻的共⽣和竞争关系,藻类与⽣物絮团竞争有限的微量元素,和竞争有限的总氮,⽽在能量的获得上没有竞争关系(藻要的是光能,菌要的是有机或化能),在碳源的获得上也没有竞争关系(藻要的是⼆氧化碳,菌要的是糖碳),存在竞争关系的微量元素和氮,主要来⾃于对虾饲料中,以及适当的⼈⼯泼洒补充。