基于珊瑚骨基质的凡纳滨对虾内循环养殖系统的构建与运行效果

基于珊瑚骨基质的凡纳滨对虾内循环养殖系统的构建与运

行效果

基于珊瑚骨基质的凡纳滨对虾内循环养殖系统的构建与运行效果 牛原青孙好芬陆继哲徐爱玲宋志文

摘 要：采用珊瑚骨作为生物膜载体，利用海水素配制人工海水，构建盐度为15‰（海水）和5‰（淡水）的两个凡纳滨对虾内循环养殖系统，通过添加硝化细菌菌剂和氮源，分别用8 d和13 d建立硝化功能。按照500尾/m3密度投入虾苗后，海水系统和淡水系统分别运行97 d和83 d。在运行期间淡水和海水系统养殖水体氨氮浓度始终维持在较低水平，平均浓度分别为（0.015±0.008） mg/L和（0.014±0.008） mg/L;在海水系统运行前60 d，亚硝氮浓度维持在较低水平，在60～90 d，亚硝氮浓度呈缓慢上升趋势，在90 d后，海水系统亚硝氮浓度开始快速增加，最终达到3.43 mg/L;淡水系统在运行前40 d亚硝氮浓度维持在较低水平，40 d后开始小幅上升，运行至70 d后，亚硝氮浓度开始快速增加，最终达到0.52 mg/L。最终海水系统和淡水系统凡纳滨对虾存活率分别为51.5%和48.5%。

关键词：凡纳滨对虾;内循环养殖系统;生物膜;氨氮;亚硝氮

本研究采用珊瑚骨作为内循环养殖系统生物膜载体，利用海水素配制人工海水，构建了盐度为5‰和15‰的两个凡纳滨对虾内循环养殖系统，比较研究养水和养殖两个阶段的水质变化和养殖效果。 1 材料与方法 1.1 试验场地

试验在河南省长垣县志鸿农业水产养殖基地进行，选用两个4 m×4 m×1 m水泥池，有效水深0.85 m，养殖池底部中心区域布置6个曝气盘。 1.2 试验材料

试验菌剂为本试验自行制备的硝化细菌菌剂，为氨氧化功能微生物和亚硝酸盐氧化细菌的复合培养物。

人工海水由海水素（青岛海之绚海洋生物有限公司）人工配制而成，淡水池

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和海水池盐度分别为5‰和15‰。

选用珊瑚骨作为挂膜基质，将珊瑚骨置于大小为0.68 m×0.48 m×0.40 m的多孔隙塑料筐中，海水系统和淡水系统各放置4个，占养殖系统水体的4%。 海水系统选用海大集团淡化至15‰盐度的P5虾苗;淡水系统为同批次经20 d淡化至5‰盐度的虾苗，对虾平均体长1.5 cm。淡水和海水系统养殖密度均为500尾/m3。 1.3 试验方案

包括养水和养殖两个阶段。养水阶段向海水系统和淡水系统投加碳酸氢铵使氨氮初始浓度分别为2 mg/L和5 mg/L，分别加入20 L硝化细菌菌剂，至养殖系统内氨氮及由氨氮转化的亚硝氮降至检测不出，即可投放虾苗。

期间控制水温26～30 ℃，溶解氧大于6.5 mg/L。试验期间不换水，定期补水，并每日检测DO、氨氮浓度和亚硝氮浓度，每周检测硝酸盐氮浓度。 1.4 分析方法

淡水氨氮采用纳氏试剂光度法测定[1];亚硝酸盐氮采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法测定[1];硝酸盐氮采用酚二磺酸光度法测定[1];海水氨氮采用次溴酸钠光度法测定[2]。 2 结果与分析 2.1 养水阶段水质变化

养水阶段海水和淡水系统中氨氮和亚硝酸盐氮浓度变化情况见图1。从图中可以看出，在投放碳酸氢铵之后，海水系统和淡水系统氨氮浓度均呈快速下降趋势，分别在第4天和6天降至检测不出;亚硝氮浓度均呈现先上升再降低的趋势，分别在第2天和第6天达到峰值，峰值浓度分别为1.3 mg/L和6.8 mg/L，在第8天和13天降至检测不出。 图1 养水阶段水质变化 2.2 养殖阶段水质变化

养水阶段日常水质指标和无机氮变化情况见表1和图2～图4。可以看出，海水和淡水系统运行程中，氨氮浓度始终处在较低水平，氨氮平均浓度分别为（0.015±0.008）mg/L和（0.014±0008） mg/L。

海水系统亚硝氮浓度在系统运行前60 d无显著变化，亚硝氮浓度维持较低

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水平，平均浓度为（0.017±0.06）mg/L;在系统运行60～90 d，亚硝氮浓度开始缓慢上升，在90 d后亚硝氮浓度增速加快，在系统运行末期达到3.43 mg/L。淡水系统在前40 d内亚硝氮浓度维持在较低水平，该阶段亚硝氮浓度最高值为（0.016±0.05）mg/L;在40～70 d，亚硝氮浓度有小幅度上升，该阶段亚硝氮平均浓度为（0.16±0.06）mg/L;在运行70 d后，亚硝氮浓度增长速度加快，在系统运行末期达到0.52 mg/L。

在海水系统运行前5周，硝酸盐氮浓度变化较小，平均浓度为（9.75±3.46）mg/L，第5周之后，亚硝氮浓度开始快速上升，在运行末期达到最大值55.7 mg/L;淡水系统硝酸盐氮浓度增长稳定，在运行末期达到最大值36.89 mg/L。 系统运行结束后对虾生长状况见表2，海水系统和淡水系统对虾成活率分别为51.5%和485%。海水系统养殖对虾平均长度为（15.1±1.2）cm，平均体重为（14.3±0.8）g。淡水系统所养殖对虾的平均长度为（14.9±0.8）cm，平均体重为（14.1±0.7）g， 3 讨论

水质是决定凡纳滨对虾养殖成功与否的关键因素，其中养殖水体中氨和亚硝酸盐的去除至关重要。由于凡纳滨对虾养殖密度大，容易造成水体中氨和亚硝酸盐积累，导致对虾生长缓慢，易受病害影响，成活率降低。

生物膜法通过投加生物膜载体，让硝化功能微生物附着生长[3-5]，不仅可以有效去除含氮化合物，尤其是高毒性的氨和亚硝酸盐，提高对虾的存活率和生长率，而且形成的生物膜可作为虾的额外食物来源，提供必要营养素，如不饱和脂肪酸、氨基酸和维生素等。

硝化功能微生物主要包括氨氧化微生物[6]（氨氧化细菌AOB和氨氧化古菌AOA）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）[7]，AOB和AOA将氨转化为亚硝酸盐，NOB则进一步将亚硝酸盐转化为低毒性的硝酸盐。由于AOB、AOA和NOB属自养型微生物，世代时间长，繁殖速度缓慢、对环境因子变化敏感，使其在与异养菌竞争中处于劣势，难以在水体环境中占据优势地位。如果将生物膜填料直接投加到养殖（标苗）池后，在其挂膜过程中水质会出现规律性变化。首先，养殖（标苗）池中存在一定数量的异养菌、氨氧化微生物和亚硝酸盐氧化菌，投加营养后，异养菌逐渐活跃起来，在吸收转化有机物的同时，释放出氨，氨氧化微生物再将氨转化为

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