生物絮团机会来临？！

已有研究资料显示对虾养殖中理想的生物絮团含量为5-10mlL（袁文杰供图）

 

　　2012’中国水产业十大前沿技术
　　
　　初探生物絮团技术
　　
　　应用生物絮团技术养虾，不用喂药、不用换水，有的说还不用消毒，这么好的技术，未来肯定会在对虾养殖中疯狂。
　　
　　文/本刊撰稿人 罗丹
　　
　　2012年，玛雅人预言的世界末日没有到来，南美白对虾养殖的末日会不会来临呢？养殖环境的忧虑、对虾发病时间的提早、虾苗成活率的降低、土塘亩产量低、养殖成功率低、以及高料比、高塘租、高人工费用，还有至今令人困惑的“早死病”（EMS），让越来越多的虾农hold不住，业界忧心忡忡。然而，一种国外研究应用多年的养殖技术也正在国内悄然地进行尝试，试图通过一个相对封闭的环境，破解养虾过程中环境富营养化、病害等难题，它便是生物絮团技术。
　　
　　什么是生物絮团及生物絮团技术？已有的文献资料告诉我们：生物絮团是养殖水体中以好氧微生物为主体的有机体和无机物，经生物絮凝形成的团聚物，由细菌、浮游动植物、有机碎屑和一些无机物质相互絮凝组成。生物絮团技术最早由以色列养殖专家Avnimelec在1999年系统提出，并于2005年在印度尼西亚试验成功，它是指通过操控水体营养结构，向水体中添加有机碳物质，调节水体中的C/N比，促进水体中异养细菌的繁殖，利用微生物同化无机氮，将水体中的氨氮等养殖代谢产物转化成细菌自身成分，并且通过细菌絮凝成颗粒物质被养殖动物所摄食，起到维持水环境稳定、减少换水量、提高养殖成活率、增加产量和降低饲料系数等作用的一项技术，它被认为是解决水产养殖产业发展所面临的环境制约和饲料成本的有效替代技术。
　　
　　生物絮团只是一种新提法

李卓佳团队进行生物絮团试验的围格（李卓佳供图）

 

围格内的增氧情况（李卓佳供图）

利用英霍夫锥形管查看水体中的生物絮团含量（袁文杰供图）

 

　　“实际上，生物絮团是国际上的一种新提法，国内很早就开始做相关方面的研究，以前我们曾用有机颗粒、有机碎屑来描述它。”中国水产科研院南海水产研究所李卓佳研究员直言。 “但有机颗粒、有机碎屑等名称不能很好地概括整个功能团的含义，它不能包含微生物以及其他微小生物等概念。”如果没有细菌的作用，残饵、排泄物等有机物只是有机颗粒，它的营养价值、生物活性不够，难以被养殖生物摄食及很好利用。
　　
　　李卓佳研究员一直从事水产微生态制剂与养殖池塘环境调控方面的研究。“国内对虾池塘养殖过程利用微生态制剂、微藻营养素等调控养殖微生态环境，营造菌-藻平衡，达到促进养殖代谢产物良性循环、净化水质、降低饵料系数，使对虾健康生长等方面的作用，事实上这与生物絮团功能类似。但以往对水体营养状况往往关注N、P含量及N/P，忽略了评价C在其中的作用，也没有把异养细菌作为指标。”近年，李卓佳团队在原有研究基础上，加强了碳-菌协同调控技术研究，以期建立适合国内对虾池塘养殖应用的生物絮团技术。李卓佳认为，国内要建立的应该不同于国外生物絮团技术模式，要借鉴生物絮团技术重视添加碳源调节C/N，发挥异养细菌的功能，但仍然要重视微藻的功能，提升菌-藻平衡调控技术，这将更贴近养殖生产实际。
　　
　　C/N比公式是核心
　　
　　“简单通俗地讲，生物絮团技术是测出养殖水体中的氮含量，根据养殖水体所需的合适的C/N比值，配出水体所需的碳含量，然后根据C/N比公式计算得出的糖原量添加到养殖水体中。现有的研究表明合适的C/N比在10-20之间。”早在2-3年前，珠江水产研究所谢骏研究员便开始从事生物絮团子在淡水鱼养殖中的研究工作，他解释说，水体内的碳、氮数量比值是影响异养菌繁殖的主要因素，当C/N比值大于10以上，池塘中原以自养性细菌为主的系统将转为以异养性细菌为主的系统。以异养细菌为主的系统可以降解水体中如残饵、粪便等有机物，转化成自身的细菌蛋白，可以做为饵料为鱼虾摄食，同时降低水体中氨氮含量。而实际池塘水体中C/N比一般低于5，因此需要向水体中额外添加碳源如蔗糖、葡萄糖、糖蜜等，提高C/N比值。“由于系统以异养细菌为主，因此还需要注意池塘碱度、溶氧等问题。”
　　
　　“生物絮团技术与以前的各项技术有本质的区别。”谢骏认为，生物絮团技术面对的对象不是适合养殖的某个品种，而是专注养殖水体的特征。它通过微生物的控制与管理，来解决集约化养殖或高密度养殖容易出现的问题，如换水量过高等，找到了这一类菌群最核心控制的方程式。“它非常的精准，所有养殖动物与水体其比值都一样，比我们以前任何一个技术都精准。只要满足一定的C/N比值，就会形成异养细菌，并且成倍的生长。”
　　
　　优势：防病、降低饵料系数

泰国工厂化对虾养殖车间，密集的水车保证水体中溶氧含量充足与絮团的充分悬浮（李卓佳供图）
　

泰国工厂化对虾养殖车间，室外双层的纱浆网确保室内温度维持30℃（李卓佳供图）　

 

　　一项早在2005年便在国外试验成功的养殖技术，为何到如今才被国内业者开始重视？“以前虾好养，鱼好养，也就没有引起国内的重视。生物絮团技术将是解决罗非鱼链球菌病、对虾EMS病的有效方法。”谢骏研究员说。而此观点与中国水产科学研究院黄海水产研究所黄倢研究员的看法一致。黄倢研究员曾于2009年2月召开的主题为“可持续海水养殖与提高产出质量的科学问题”的第340次香山科学会议上，首次向参加会议的全国水产专家介绍了这一技术的原理和展望，并一直致力于如何有效利用该技术开展日本对虾、南美白对虾和中国对虾的繁殖和育苗，他在研究中提出了微生物加强的生物絮团技术新概念，从特定功能微生物的筛选和应用角度实践了人工定向培育特定功能生物絮团的技术。在亚太水产养殖中心网络（NACA）召开的EMS病紧急国际咨询会和第八届世界华人虾蟹养殖学术研讨会上，黄倢研究员提出有效防控EMS病的方法之一便是生物絮团技术。“国外已有很多实验证明，生物絮团可以维持水环境稳定、降低水体氨氮含量。在稳定的水环境中，且当水体生物多样性程度较高时，疾病将不易暴发。多数疾病的暴发主要是源于环境条件的单一。”
　　
　　“去年我们研究发现，我们所监测的土塘、高位池的对虾养殖全程都携带白斑病毒。”李卓佳研究员向笔者介绍了相关的数据与表格。“通过监测对虾鳃、肌肉等处的白斑病毒含量，我们发现对虾白斑病毒携带量呈现一个波动过程，主要天气有关。因此，稳定的养殖水体环境可有效降低病害暴发的机率。生物絮团的作用之一便是稳定水环境。另外，当水体中大量繁殖起来的有益菌被池塘中的鱼虾摄食后，也可增加鱼虾的免疫力，提高抗病力。”
　　
　　广东海兴农集团陈锚博士也认为，异养细菌的大量繁殖，还可以有效抑制弧菌、特别是绿菌和荧光的滋生，从而大大降低对虾体的侵害。
　　
　　“生物絮团技术在降低饵料系数、提高产量上也有较显著的效果。”据李卓佳研究员介绍，去年她们团队在茂名进行的生物絮团技术对虾养殖试验，采用3天投放饲料量50%的糖蜜，且3天强化一次芽孢杆菌的试验组，其成本为13.57元/kg，产值36.68元/m2，利润约7.17元/m2，相对对照组，成本14.33元/kg，产值35.38元/m2，利润约5.45元/m2，其产量提高19.13%，饵料系数下降22%，成本下降5.3%，净利润提高31.56%。国外也有研究发现，利用生物絮团技术的对虾养殖池塘，饲料使用量减少了30%。而这一点，谢骏、黄倢两位老师也同样通过实验在鳙鱼与日本对虾上得到验证。
　　
　　应用：工厂化养虾与虾苗标粗已成功
　　
　　去年11月，李卓佳研究员曾赴泰国、马来西亚考察生物絮团养虾技术。据介绍，泰国工厂化对虾养殖所采取的生物絮团技术是每天添加碳源，但添加量并非完全按C/N比值公式计算而来，而是根据饲料添加量的40%投入。一立方水体放苗200尾，水深1.2米，经过养殖70天，对虾规格在60尾左右，约合亩产4000多斤，饵料系数约为1.5。“泰国是室内养殖模式，除了避免天气等因素的干扰，它们另一个优势是能将温度控制在30℃左右，这点我们还还无法做到。温度控制30℃以上，首先可以有效的预防白斑病的暴发，其次恒定的温度，有利于有益微生物的生长。”李卓佳解释道，“但马来西亚露天对虾养殖场在运用生物絮团技术这块并没有达到理想的效果。”
　　
　　实际上早在2004年，正大（卜蜂）便在国内开展生物絮团的养殖试验。“最初的使用效果还不错。”据当时参与试验的袁文杰介绍，当时养殖过程中，不定期添加一定数量的糖蜜，并每天补充活菌，测量水体中生物絮团含量。“那时还并不知道这是生物絮团技术，也不是完全按照现在的生物絮团技术来操作。”
　　
　　国内，海兴农集团经过1年多的摸索，利用该技术用于虾苗标粗也取得了突破，目前正在全面推广。据陈锚博士介绍，在高盐度地区，20平方小水泥池放苗密度1-1.5万/平方以上，水温保持28-30℃，调整C/N，保持菌团在5-15ml/L，养殖25天成活率可以达到95.7%，规格可以达到3-4cm；低盐度地区同样的条件，淡化到5PPT，25天成活率可以达到85%以上。“一池虾苗如此操作后的成本增加并不多，电费加上碳源也就多了几千块，但成活率的大幅提高，仔细算算还是更划算。”曾在海兴农集团负责该技术标粗虾苗的孙运忠告诉笔者。
　　
　　“我们现在考虑的是一种适合高位池养殖的生物菌藻平衡的对虾模式。”李卓佳坦言。“国外的理念非常绝对，只要菌，就不要藻。完全模仿国外的养殖模式，按照C/N比公式添加碳源，后期有机物过度繁殖，不能完全转换，池塘水体负担太重，将更容易缺氧。而藻类是自然存在的生物，池塘中约60-70%的氧依靠藻类提供，不利用太可惜了，毕竟国内的情况与国外还是有差异。”
　　
　　“实际生产中使用生物絮团技术要注意碳源的选择，添加时间及频率，增氧机的摆放及保持充足溶氧，还有如何处理生物絮团累积等问题。”孙运忠坦言。“面积在1亩左右，池底铺膜，并且拥有底部增氧设备的高位池是比较理想的池塘。目前运用比较好的碳源是糖蜜，价格比较便宜，只要0.5元/斤。碳源添加最好选择池塘耗氧量最低的时候，少量多次的添加。增氧可以利用水车加上底部增氧，除保持溶解氧在5mg/L，还要能将生物絮团悬浮起来。”
　　
　　局限：不适应于粗养
　　
　　“尽管生物絮团可以实现减少换水量、提高养殖成活率、增加产量和降低饲料系数等等作用，但它也有局限性。”黄倢研究员告诉笔者，使用该技术必须要有足够的增氧设施，因此在粗放的养殖上它不适应。其次现有研究表明，利用生物絮团技术养虾在产量上最多达到8公斤/m³，要想生产出更高的产量，利用生物絮团技术还无法实现；第三是生物絮团的一些技术还未完全解决，比如养殖后期生物絮团量的控制，优势微生物群落的控制等等。
　　
　　“池塘的增氧条件非常关键，没有条件的养殖户不要盲目尝试。”袁文杰提醒。
　　
　　未来：将在对虾养殖中疯狂
　　
　　“生物絮团技术在养虾业中应该最有效，它只能解决四大家鱼、罗非鱼养殖中的部分问题。”谢骏研究员坦承，未来他将利用生物絮团技术构建四大家鱼的合理养殖模式，比如与肉食性鱼类混养的最佳组合。“无论如何，该项技术对于病害防控与蛋白的节约，还是有非常大的前景与价值。”
　　
　　而一位业者对生物絮团技术的评价则更加的直白：“不用喂药、不用换水，有的说还不用消毒，这么好的技术，未来肯定会在对虾养殖中疯狂。”
　　
　　附：
　　
　　生物絮凝理论方程式：
　　
　　NH4++1.18C6H1206+HCO3+2.06O2——C5H7O2N+6.06H2O+3.07CO2
　　
　　由上式可知：生物絮凝过程需要氨氮、碳水化合物（有机碳源）、溶解氧和碱度。每g的氨氮转化为细菌需要消耗4.71g溶解氧，3.57g碱度（0.86g无机碳）和15.17g碳水化合物（6.07g有机碳）反应可以生产8.07g的细菌生物体（4.29g有机碳）和9.65g的二氧化碳（2.63g的无机碳）。
　　
　　C/N比的计算公式：
　　
　　△CH = ( feed × Nfeed × Nexcretion) /0.05
　　
　　式中: △CH 为池塘中所需要碳水化合物的添加量； feed 为投喂给养殖生物的饲料量； Nfeed为饲料中的氮含量( 如30% 蛋白质饲料含有4.65% 的氮) ； Nexcretion为养殖生物排泄氮占投喂饲料氮的比例( 一般为50%) ；0.05 为常数，由以下数字计算得出: 0.05 = 50% × 40% /4； 其中， 50% 是所添加的碳水化合物的含碳量；40%是微生物转化效率； 4 是微生物中的C /N 比。
　　
　　有待探讨的细节问题
　　
　　当生物絮团技术具体应用时，在某些细节处理上，几位受访者给出的却是完全相反的建议。作为一项正在摸索中的技术，不同的操作思路也许都有他们的道理，笔者一并写出，供读者参考。
　　
　　进水是否消毒
　　
　　一方建议进水消毒，除去有害细菌或其他有害生物。一方认为无需消毒，生物絮团本身是由多种有机物或无机物组合而成，具有生物多样性特征，消毒措施降低了水体的生物多样性，且增加成本。
　　
　　是否需要额外添加有益微生物
　　
　　一方建议定期补充有益微生物，以定向增加有益菌群的繁殖；一方认为不同池塘水体条件不同，生物絮团中占有优势地位的有益微生物的种群并非为人为添加的有益微生物，且人为添加的有益微生物不一定能在水体中迅速繁殖占据优势，只需调控好C/N比即可。