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在水产养殖中应用生物絮凝技术就是通过调节养殖水体中的碳氮比(Narbon/Nitrogen,C/N),促进异养细菌的优势生长,利用养殖水体中的氨氮、粪便和残饵形成可被养殖对象重新摄食的生物絮团,从而达到提高饲料蛋白的利用率和净化养殖水环境的目的。养殖水体中C/N较低,远达不到异养微生物增殖需求,因此需要额外添加有机碳源。对于生物絮凝碳源的添加策略已有大量研究报道,但具体的碳源添加方式目前仍缺乏系统的理论指导。本文着眼于海水生物絮凝养殖系统的构建,探究海水生物絮凝系统形成过程中氮素转化规律的影响。实验主要分为以下三个部分:1.碳源添加方式对海水生物絮凝养殖系统启动效率的影响生物絮体形成过程中养殖水体的水质波动较大,影响养殖对象的生长甚至生存,因此在投放养殖对象之前有必要进行生物絮凝系统的启动。本实验在盐度为30ppt的生物絮凝系统启动阶段探讨了3种添加碳源(葡萄糖)方式,旨在优化葡萄糖的添加策略,从而缩短生物絮凝系统形成周期,快速稳定水质。第一种添加方式是按照碳和总氮(Total nitrogen,TN)比(C/TN)为15的比例一次性添加葡萄糖到生物絮凝系统中(A组);第二种是在系统运行的第110天,每天加入A组所添加葡萄糖总量的10%,此后若总氨氮(Total ammonium nitrogen,TAN)上升至1 mg·L-1以上,则按照C/TAN为6来添加葡萄糖(B组);第三种是每天按照C/TAN为6来添加葡萄糖(C组)。结果显示,3个处理组的氨氮在实验期间总体上处于较低水平,亚硝酸氮和硝酸氮均有明显积累,但在系统运行第59 d时降至最低水平。整个实验过程中,3组系统中絮体的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)和粗蛋白等营养指标均呈现先上升后下降趋势。生物絮体的细菌群落结构利用高通量测序进行分析,结果表明在门水平上,A、B、C三组生物絮体的主要优势菌群都是变形菌门(Proteobacteria),其中C组还有拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes);在纲水平上,A组和B组中优势菌群都以γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为主,C组中优势菌群为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和α-变形菌纲(Alphaproteobacteria),其次还有黄杆菌纲(Flavobacteria)和phycisphaerae纲。B组中黄杆菌纲(Flavobacteria)也占有4%左右。实验进行第55d时,3个处理组的生物絮凝系统启动完成。2.以PHB和葡萄糖为生物絮凝碳源养殖凡纳滨对虾的效果本实验以聚-β-羟基丁酸(poly-β-hydroxybutyric,PHB)作为海水生物絮凝养殖“标粗期”凡纳滨对虾的碳源,同时以葡萄糖作为对照,探究这两种碳源最佳添加方式,及对标粗期对虾生长性能的影响。结果表明,葡萄糖与PHB均能维持生物絮凝系统水质稳定,氨氮与亚硝酸氮浓度保持在0.10.3 mg·L-1之间,养殖第10d后NO3--N浓度呈明显增长趋势,实验结束时,3个处理组的NO3--N浓度分别积累至(37.23±3.01)mg·L-1和(36.47±2.41)mg·L-1和(35.65±4.73)mg·L-1。养殖后期絮体FV-5min与TSS有所降低,总氮保持上升趋势,实验结束时,NO3--N含量占总氮的8090%,表明系统中氮素大量以硝酸氮的形式积累在水体中。养殖40 d后,PHB-G组的存活率为(66.67±6.36)%,在3个处理组中最高,其次为PHB-T组,存活率为(62.33±4.68)%,两组的存活率均显著高于GLU-T组(60.00±2.67)%的存活率。表明PHB作为生物絮凝系统碳源,有利于“标粗”期对虾的存活。实验结束时,PHG-G组最终收获的对虾体重达(1.006±0.061)g,显著高于PHB-T组和GLU-T组收获的对虾最终体重(P<0.05)。实验表明,PHB与葡萄糖配合使用,不仅能满足生物絮凝系统对碳源的需求,并且减少添加葡萄糖时引起的应激,促进了养殖对象的生长。3.不同卤虫投喂比例对海水生物絮凝养殖系统的影响本实验分别以100%、50%、0%的比例投喂活的卤虫幼体与饲料,既为幼虾提供较好的生物饵料,又利用卤虫摄食特性来稳定生物絮凝系统水质,同时观察卤虫对于生物絮凝系统构建过程中氮素转化途径与转化效率的影响。结果显示,100%投喂卤虫的处理组,亚硝酸盐浓度显著低于另外两组(P<0.05)。各组氨氮浓度在养殖第7 d时达到峰值,此后迅速降低,维持在1 mg·L-1以下,3组之间差异性不显著(P>0.05)。三组硝酸盐浓度均无积累,且略有下降,表明在30 d内的生物絮凝系统中硝化作用不明显。养殖30d后,100%A组获得最高存活率35.67%,其余两组均不超过30%。但100%A组最终获得的对虾体重仅2 g左右,显著低于50%AF组的平均值(2.985±1.852)g,以及100%F组的平均值(3.254±1.225)g。表明卤虫虽然为幼虾最好的开口饵料,能提高幼虾存活率,但在养殖后期,卤虫的营养成分较为单一,因此在成虾养殖效果上不如营养均衡的配合饲料。通过养殖前后连续监测的三态氮变化对比,养殖后的生物絮凝系统转化10 mg·L-1氨氮的速率显著高于养殖前。100%投喂卤虫组的氨氮转化效率低于50%与0%的卤虫投喂组。本实验表明卤虫的投喂不宜过量,否则既不利于养殖后期对虾的生长,也不利于生物絮凝养殖系统的功能运行。