生物絮团对锦鲤生长及养殖水体水质的影响

    李涛+杨平凹+白海锋+高志+袁永锋+杨希+贾秋红

    

    摘 要：为了研究生物絮团对观赏鱼类生长影响及对养殖水质净化效果，通过设置对照组和生物絮团组（碳氮比为20：1）进行了锦鲤养殖效果对比试验。30 d的试验结果显示，生物絮团组锦鲤的特定生长率相比对照组显著提高（P<0.05），饲料系数相比对照组显著降低（P<0.05），成活率两者之间无显著差异（P>0.05）。在池塘水质净化方面，生物絮团组的亚硝酸盐氮浓度和氨氮含量变化趋势一致，呈现先升高后逐渐下降的趋势，生物絮团系统达到稳定后，生物絮团组的二态氮含量显著低于对照组（P<0.05）。研究表明，生物絮团技术应用在锦鲤养殖中能有效净化池塘水质，同时可促进锦鲤生长。生物絮团通过实现饲料中蛋白质的二次有效利用，提高了饲料利用效率，降低了养殖成本、减少了水体污染。

    关键词：生物絮团技术；锦鲤；养殖水质；特定生长率；成活率

    近年来，随着水产品需求量的提高，水产养殖业向着集约化、工厂化的方向发展，饲料投喂量和养殖密度也相应增加，养殖动物排泄到水里的污染物也随之增多，对环境产生的污染日益严重[1]。随着水产养殖业的快速发展，绝大多数养殖者看重的是眼前的短期经济利益，往往忽视了长远的可持续的生态影响，导致很多养殖集中区域环境日益恶化。传统的、高密度的养殖引起致病微生物大量繁殖、导致病害频繁发生，严重时出现水产养殖动物大批量死亡，这些结果给水产养殖从业者带来了较大的经济损失，阻碍了行业的发展，同时破坏了生态环境。因此，采取有效措施解决高密度精养池塘的水质恶化，以及由此造成的养殖动物死亡率高等问题已成为实现水产养殖业提质增效的重要内容之一。

    生物絮团技术是一项通过生物学原理改善养殖池塘水质、提高水产养殖动物自身免疫力的生态型养殖新型技术，该项技术结合生产高效与环境友好的发展理念，在降低养殖成本的同时减少养殖池塘自身污染，实现营养物质循环利用。生物絮团技术关键是在人为可控条件下，将异养型细菌、浮游藻类和小型浮游动物等微型生物共同培养，通过絮凝作用形成各式各样的絮团状微生物聚集体，这种团状物质能起到在净化水质的同时为水产养殖动物提供优质生物饵料等作用[2]。近年来，国内对生物絮团进行了一系列的应用研究[3-7]，但是有关生物絮团技术在观赏性鱼类的养殖中的应用研究很少见报道。因此，本试验于2015年在西安观赏鱼养殖基地通过利用蔗糖作为碳源将生物絮团技术应用到锦鲤商品鱼养殖中，通过对比试验探讨生物絮团技术对锦鲤的生长及其成活率的影响，为生物絮团技术在观赏鱼养殖中的应用提供参考。

    1 材料与方法

    1.1 试验池塘与材料

    试验池塘选择在西安市草滩养殖基地，池塘东西走向，池深2.2 m，池周混凝土护坡，坡度65°，池底淤泥厚度15 cm。池塘水面为0.4 hm2（长40 m×宽100 m），水深1.6 m。

    试验用观赏鱼为锦鲤，平均规格为80～100 g/尾，养殖密度为22 500～30 000尾/hm2。试验用蔗糖购自西安粮油副食批发市场。复合芽孢杆菌（主要有枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硝化细菌等）购自西安富祺生物科技有限公司（总菌数≥280亿/g）。养殖用水取自深井水，池塘配有微孔增氧系统。

    1.2 试验设计

    试验时间选择在2015年9月-10月，试验设置生物絮团组和对照组，生物絮团组每天根据配合饲料（粗蛋白含量约为35%～45%）的投喂量按C/N等于20∶1添加蔗糖，试验期间对照组仅投喂配合饲料，每个处理选择两个池塘。试验期间利用空气压缩机24 h间断性充氧，溶解氧维持在5.0 mg/L以上，池塘日常管理中试验池和对照池尽量做到一致。

    1.3 日常管理

    試验周期30 d，整个试验期间不用交换水，只通过适当补充新水来弥补因日照蒸发和池塘渗漏引起的水分损失。每日投饵量为鱼体重的3%～4%，每隔10 d进行一次抽检，每次随机抽取10尾锦鲤称量调整投饵量。每日投喂3次（分别在8∶30、12∶30、17∶30），试验过程中每天上午于9∶30用池水溶解蔗糖后均匀泼洒在水体表面，保持水体中碳氮比。每7 d泼洒一次复合芽孢杆菌纯粉，保持水体中存在大量有益微生物。

    1.4 水质监测

    试验过程中，每天使用便携式水质检测仪测量水温、溶解氧、pH、电导率。定期（3～5 d）检测一次氨氮和亚硝酸盐氮含量。检测水样采集时间在上午8∶30，取水位置设在池塘中央和池边各一处，用250 mL有机玻璃采水器在水面下50 cm处和距池底50 cm处分别采取水样，经混匀后取1 000 mL于24 h内带回实验室测定。水质指标依据《水和废水监测分析方法》[8]进行测定。

    1.5 指标测定与统计分析

    养殖试验结束后，进行抽样称重，同时进行分塘统计活鱼尾数。具体指标计算公式如下：

    特定生长率（%/d）=（ln末体重-ln初体重）×100/试验时间

    饲料系数=投饲量/鱼增重量

    成活率=试验末活鱼尾数/试验初活鱼尾数×100%

    利用Excel数据处理软件进行数据处理，采用SPSS17.0软件进行统计分析，并使用单因素分析中的最小显著差数法检验进行多重比较（P<0.05）。

    2 结果

    2.1 生物絮团对水质的影响

    试验期间，对照池和试验池的水温、溶解氧和pH无显著差异（P>0.05），水温变化范围在23.6～28.4 ℃，溶解氧维持在5.6～8.2 mg/L，pH维持在6.5～7.8。这表明碳源强化对养殖池塘水体的pH影响不显著。如图1所示，随着试验时间的延长，对照组氨氮水平呈现逐渐增加的趋势，试验组的氨氮含量呈现出先升后降的趋势，在试验第15 d时氨氮浓度达到峰值（2.48 mg/L），直到第20 d以后，生物絮团组的氨氮浓度逐渐低于对照组（P<0.05）。此外，试验组的亚硝酸盐氮变化规律与氨氮水平趋势相近，也呈现出先升高后降低的趋势（如图2）。而对照组的亚硝酸盐氮的含量整体呈现上升趋势，试验结束时其浓度达最大值（0.286 mg/L），试验组亚硝酸氮浓度在试验结束时降到最低值（0.004 mg/L），从第18 d开始，生物絮团组与对照组之间出现显著差异（P<0.05）。生物絮团有效降低了水体中氮素含量，防止了富营养化的发生，净化了鱼类生长的水环境。

    2.2 生物絮团对生长及成活率的影响

    经过30 d的对比试验，试验结束时生物絮团组锦鲤的特定生长率为1.26%/d，相比对照组提高了18.7%（P<0.05）。实验组饲料系数（2.12）显著低于对照组（2.68）（P<0.05）。在养殖成活率上，生物絮团组与对照组之间差异不显著（P>0.05），分别为98.6%、96.3%。说明生物絮团技术应用在锦鲤的养殖过程中能有效促进鱼类生长，提高养殖成活率。

    3 分析与讨论

    3.1 生物絮团对养殖水体净化作用

    有研究表明，传统的集约化池塘养殖对池塘水体pH的影响较大，随着养殖时间的推移pH值逐渐降低，养殖动物的排泄物、投喂的残饵中的溶出性营养盐和溶解性有机质是导致池塘养殖自身污染的重要因素[9]。本试验中以蔗糖为碳源，通过添加芽孢杆菌形成生物絮团，有效去除了锦鲤养殖池水体中的二态氮。生物絮团通过自身拥有的三种微生物环境（好氧、兼氧和厌氧），为各种菌类的生长繁殖提供优良场所，使其通过硝化和反硝化的生物脱氮作用，改变水体中氮元素的形态，有效净化养殖水体。此试验中通过对比氨氮和亚硝酸氮的变化，发现在试验的第15～20 d生物絮团系统处于稳定状态，此后的二态氮含量得到了有效控制，此时氮源的处理效果最好。许多研究证实，向养殖水体中添加碳源后许多异养微生物被激活，通过快速扩繁并以水体中悬浮的颗粒为核心形成微小团形体，此外，这种团状体通过黏液黏附大量微型藻类、原生动物以及其他的池塘小型有机物质，最终形成成熟的生物絮团[10]。有研究表明[4]，在生物絮团技术系统中，异养细菌是氨氮去除的主要力量。因此，在生物絮团形成过程中，适量添加芽孢杆菌等微生态制剂有利于形成较高的活性絮凝物，通过改善絮团中菌类群结构促进生物净水[11]。

    3.2 生物絮团对养殖动物生长的影响

    本试验结果显示，生物絮团能有效促进锦鲤的生长，生物絮团组的锦鲤特定生长率显著高于对照组，饲料系数显著低于对照组。这说明试验中锦鲤摄食了部分生物絮团，使原来的饲料蛋白得以二次利用，降低了饲料成本。有研究利用罗非鱼培育生物絮团发现，生物絮团可以作为替代饵料，替代鱼粉和大豆蛋白[12]。通过测定，试验池塘生物絮团系统稳定后，其含量保持在100～200 mg/L，其中的菌体蛋白含量在25%以上，这完全满足锦鲤对蛋白质等营养物质的需求。而且，生物絮团所含的营养物质和有益微生物可以作为动物基础饵料中某些营养成分的补充，有些内含物质可通过刺激动物消化道内消化酶促进消化吸收，满足锦鲤的营养需求，从而加快了锦鲤的生长。此外，生物絮团内富含多糖类化合物，而多糖类化合物与免疫调节存在密切关系。药理研究表明[13]，多糖类化合物具有免疫增强与调节、抗病毒、激活补体系统和增加宿主防御机制等作用。本试验中，虽然试验组与对照组的锦鲤成活率差异不显著，但是在相同管理条件下，生物絮团组的锦鲤成活率高出对照组2.3%，说明生物絮团在提高养殖动物免疫性能、减少病害死亡方面具有一定的作用。

    3.3 生物系团技术的适用性

    生物絮团技术是以养殖水体中异养微生物为主体，经过持续的生物絮凝作用黏連水中的微型有机质颗粒、原生动物、浮游藻类以及丝状菌体等形成的絮凝团状物。在本试验条件下，一般经过15～18 d的培养时间即可形成稳定状态。目前，生物絮团因具有净化水质，降低病害发生，提高养殖成活率，增加养殖动物免疫力以及提高饲料蛋白利用率等优点被广泛应用在高密度集约化水产养殖中[14]。有研究显示[15]，在养殖过程中饲料中约有10%～20%的氮未被养殖动物摄食而直接溶解到养殖水体中，被动物摄食的饲料中约有20%～25%的氮被养殖动物利用于生长，而剩余的75%～80%的氮以粪便和代谢物的方式排到水中。这些残饵和排泄物沉入池底被细菌分解，不仅耗氧，同时还产生氨氮和亚硝酸盐等有害污染物质。这些污染物积累到一定程度会导致水体出现富营养化，不良的水环境影响了养殖动物的生长，降低了养殖动物的免疫功能，使养殖动物发病率增加。在此背景下，生物絮团技术的推广示范对解决池塘水质自身污染和提高养殖成活率等问题具有极其重要的生态及经济意义。此外，生物絮团技术是以环境友好的理念为基础的新兴生态养殖技术与饲料有效替代技术，其在当今水产集约化养殖时期可解决饲料成本和环境制约等水产养殖问题，因此生物絮团技术的推广应用势在必行。

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