生物絮团技术是通过调控碳氮比例促使异养微生物通过同化作用将氨氮转化为微生物蛋白,从而移除水体氮素,改善水质的技术。最近的研究表明,生物絮团中同时存在复杂的反硝化过程,然而其作用机制尚不清楚。此外,目前生物絮团技术主要在原位系统使用,但原位生物絮团系统（In-situ biofloc aquaculture system,IBAS）不稳定且不易控制,分离式生物絮团系统（Separated biofloc aquaculture system,SBAS）可以显著提高系统稳定性。本实验以IBAS为对照组,以SBAS为实验组,分析了两种系统中养殖水体水质和异育银鲫生长性能的差异,并探究了两种系统中反硝化功能基因的差异,主要的研究内容如下:1.环境因子对生物絮团氮移除的影响采用批量实验探究不同有机碳源（乙酸钠、葡萄糖、柠檬酸三钠、琥珀酸钠、乙醇、蔗糖）、不同碳氮比（C/N）（10、13、16、19）和不同总悬浮固体颗粒（total suspended solids,TSS）浓度（0 g/L、1 g/L、2 g/L、3 g/L、4 g/L、5 g/L）对生物絮团中TAN、NO₂^--N和NO₃^--N移除速率的影响。实验结果表明碳源种类对生物絮团氮移除有显著影响,琥珀酸钠对TAN的去除速度显著高于其它碳源（P<0.05）,TAN的移除速率由高到低分别为琥珀酸钠(0.075mg-N·L^-1·min^-1)、乙醇(0.068 mg-N·L^-1·min^-1)、柠檬酸三钠(0.062mg-N·L^-1·min^-1)、葡萄糖(0.060 mg-N·L^-1·min^-1)、乙酸钠(0.043 mg-N·L^-1·min^-1)和蔗糖(0.025 mg-N·L^-1·min^-1)。NO₃^--N的去除速度随着C/N的增加逐渐增加,由1.73 mg-N·L^-1·h^-1（C/N=10）逐渐提高到2.21 mg-N·L^-1·h^-1（C/N=19）。无机氮的移除速率在0 g/L-5 g/L范围内随TSS浓度的增加先上升后下降,TSS为3g/L时TAN和NO₃^--N的移除速率最好,分别为0.079 mg-N·L^-1·min^-1和0.021mg-N·L^-1·min^-1,TSS为2 g/L时NO₂^--N的移除速度最好(0.012 mg-N·L^-1·min^-1)。因此选择琥珀酸钠为有机碳源、C/N为19和调控TSS为3 g/L进行后期实验。2.分离式生物絮团反应器对水质和异育银鲫生长性能的影响以异育银鲫（Carassius auratus gibelio）为养殖对象,原位生物絮团养殖系统（In-situ biofloc aquaculture system,IBAS）为对照组,研究分离式生物絮团循环水养殖系统（Separated biofloc aquaculture system,SBAS）对养殖水质和异育银鲫生长性能的影响,同时探究调控SBAS生物絮团反应器TSS为3 g/L前后SBAS养殖缸和生物絮团反应器的水质变化。本研究以木薯粉为有机碳源,C/N为19,实验周期为50 d进行实验。结果表明高密度养殖条件下,SBAS的鲫鱼最终体重和特定增长率显著大于IBAS,SBAS的鲫鱼存活率为93.55%,显著高于IBAS（58.06%）,SBAS的饵料系数为2.65显著小于IBAS。整个实验过程中SBAS养殖缸中的TAN（1.23±0.51 mg-N/L）和NO₂^--N（0.088±0.015mg-N/L）的浓度稳定,而IBAS的TAN和NO₂^--N浓度在第22天和第17天分别达到最大值17.04 mg-N/L和8.38 mg-N/L,随后分别降低到2.26±0.78 mg/L和0.13±0.012 mg/L,IBAS的TN浓度为156.23±28.43 mg/L,显著高于SBAS（70.75±19.49 mg/L）。调控SBAS生物絮团反应器TSS为3 g/L后,养殖缸中TAN和NO₂^--N无明显变化,而NO₃^--N的浓度从原来的3.96±2.96 mg/L升至10.93±1.38 mg/L。生物絮团反应器对NO₃^--N有较好的去除率,但对TAN和NO₂^--N的去除效果不明显。对IBAS和SBAS的氮平衡分析表明,鱼体蛋白占SBAS总输出氮的15.92%,显著大于IBAS的2.76%,SBAS生物絮团生物量占总氮输出的31.89%,与IBAS（43.90%）没有显著差异,气态氮丢失分别占IBAS和SBAS总氮输出的50.07%和51.13%。3.生物絮团系统反硝化作用机制在SBAS生物絮团反应器调控TSS为3 g/L前后（0-23 d和24-49 d）,分别采集IBAS和SBAS的生物絮团样本并提取总DNA,通过实时定量PCR（qPCR）测定生物絮团样本总DNA中硝酸盐还原（napA和narG）、亚硝酸盐还原（nirS和nirK）和一氧化二氮还原（nosZ）功能基因的丰度。实验结果表明IBAS和SBAS生物絮团中都含有这5种功能基因。调控TSS前,IBAS的napA、narG和nirS基因丰度显著高于SBAS（P<0.05）,nirK和nosZ无显著性差异（P>0.05）;调控TSS后,IBAS的narG和nirK丰度显著低于SBAS（P<0.05）,napA和nosZ无显著性差异（P>0.05）,nirS显著高于SBAS。调控TSS后,SBAS养殖缸的napA、narG和nosZ基因丰度降低,而nirK和nirS基因丰度分别由原来的2.89×10^-5和1.70×10^-3升高至4.96×10^-3和1.90×10^-3。调控TSS后,SBAS生物絮团反应器的napA、narG、nirS和nosZ基因丰度降低,nirK基因丰度由原来的3.11×10^-5升高至2.34×10^-3。