生物絮团技术(Bioflocs technology,BFT)是一项具有降低饲料系数、提高养殖动物成活率、降低饲料成本和减少环境污染等作用的新技术。生物絮团技术是在零水交换养殖技术和活性污泥水处理技术上发展而来的,生物絮团技术在水产养殖生产中的应用还不够成熟,仍需要进一步的研究。本文研究了不同环境条件下生物絮团养殖系统在对虾养殖中的应用效果和养殖系统中微生物群落结构与功能的动态变化。主要研究结果如下:1、生物絮团对虾养殖系统的构建。养殖池规格为(3.0 m×4.0 m),养殖水深1.0m。通过接种生物絮团,试验过程中适量添加氮源和碳源,构建生物絮团系统。生物絮团系统对虾养殖系统水体中氨氮为0.02±0.005 mg/L,亚硝酸盐氮为0.11±0.046mg/L,硝酸盐氮为0.25±0.083 mg/L,水质稳定。结果表明,构建的生物絮团养殖系统的氮转化效果趋于稳定,三氮的浓度降到较低水平,可以用于对虾的养殖。2、利用生物絮团对虾养殖系统进行日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)的养殖试验,比较半封闭式养殖模式(对照组)与生物絮团养殖模式(试验组)的差异。试验组氨氮在第5天达到最大质量浓度(2.99 mg/L),对照组在第9天达到最大质量浓度(7.51 mg/L)。高通量测序结果显示,在生物絮团系统中共鉴定出23个门549个属的微生物,在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)相对丰度随时间增加而降低(从67.72%降至44.45%),拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)随时间增加而增加(分别从5.99%和6.68%增至16.06%和19.02%)。结果表明生物絮团系统具有消除氨氮和亚硝酸盐氮的能力,试验组的氮转化速率快于对照组。经过培养的稳定的生物絮团系统中絮团菌群在多样性有所减少,丰度有所增加,菌群中涉及氮转化相关的关键属在不同时期具有显著的变化(P<0.05)。3、利用生物絮团对虾养殖系统进行日本囊对虾的养殖试验,研究温度突变对生物絮团系统中水体氮转化效率及其稳定性的影响。在温度突变过程中,温度突变对水体中氮转化通路无显著影响(P>0.05),试验组的硝酸盐氮在温度突变后有上升的趋势,温度突变试验第5 d(突变前)为19.65 mg/L到试验第10 d(突变后)升高到31.54mg/L,试验组的累计速率大于对照组。高通量测序显示,试验组与对照组水体微生物中共获得了4219个otu。试验组的丰度与多样性指数均大于对照组,温度突变前大于突变后。温度突变后的水体和肠道的微生物群落的丰度与多样性均低于突变前。结果表明生物絮团系统在应对温度突变中的表现要优于半封闭养殖系统,在微生物群落的丰度与多样性上均具有更高的稳定性。4、在不同盐度条件下进行凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的生物絮团养殖试验,研究盐度对生物絮团系统以及对虾生长的影响。结果显示,盐度15与20组的体质量增长率最大,达到70.73%。试验过程中水体总碱度与p H持续降低。盐度越高,系统中氨氮累积越快,盐度30的组在第6 d达到最大浓度8.62 mg/L,其他组呈相同趋势变化。高通量测序显示,在门水平上Chloroflexi相对丰度随盐度增加而降低(从11.3%到3.5%),Actinobacteria相对丰度随盐度增加而增加(从4.4%到6.6%)。生物絮团系统在低盐度下亚硝酸盐氮的生成速率和去除效率相较高盐度下更快,但都能达到预期的效果。在试验后期,随着盐度增加,菌群显著的功能分类随之增加,同时功能的丰度也增加。但是同时,生物絮团菌群多样性与丰度差异的表现差异不大,菌群涉及氮转化相关的关键属在不同盐度下无显著差异。本文通过构建生物絮团对虾养殖系统,研究了生物絮团养殖系统中水质的变化、微生物群落、对虾生长和生理等变化,结果表明在试验温度和盐度范围内生物絮团系统均能改善对虾养殖系统的水质,优化养殖水体中的微生物群落,在水产养殖生产中具有极大的应用潜力,为对虾生物絮团海水养殖模式的推广提供参考。