随着我国水产养殖业的迅猛发展，以高产为目的的高密度养殖模式弊端逐渐呈现，养殖环境污染、病害问题频发。水产养殖业面临瓶颈，传统的养殖技术已远不能适应和满足产业发展的需求。因此，寻找一种健康、高效、新型的生态养殖技术已迫在眉睫。生物絮团技术（Biofloctechnology，BFT）具有良好的水处理效果、高效的蛋白利用率等特点，并能显著提高水产养殖动物的生态化、免疫和健康性水平，被广泛应用于各种水产养殖的生产中，成为国内外的研究热点。生物絮团技术被誉为是一种有效替代传统养殖的新兴生态健康养殖模式，将有助于解决当前水产养殖业面临的一系列重大产业发展瓶颈问题。
1生物絮团技术的概述
1.1生物絮团技术的发展历程
生物絮团技术于20世纪70年代在水产养殖领域得到发展，这项技术是受处理城市污水的活性污泥技术的启发。生物絮团的概念最初由法国太平洋中心海洋开发研究所提出，法国学者和以色列学者在研究过程中发现了生物絮团理念的思想基础，并形成“异养型食物网”原理。SteveSerfling（1982）将该养殖技术应用于罗非鱼的养殖并获成功；美国学者Hopkins（1990）和以色列学者Avnimelech（1999）分别对凡纳滨对虾和罗非鱼开展了生物絮团的应用研究。Avnimelech首次在水产养殖领域中提出“生物絮团”技术，将该技术成功应用到罗非鱼商业化养殖，并研究认为罗非鱼40%的体重增长量来源于生物絮团。2006年，相关学者在美国召开了关于“生物絮团对虾养殖”的研讨会，在世界各地推荐和大力倡导该技术的实际应用；2009年，Kuhn等研究发现生物絮团对凡纳滨对虾的生长有显著提升。目前，生物絮团已广泛应用于凡纳滨对虾、罗氏沼虾、草鱼、罗非鱼等各种水产养殖动物的养殖中。
1.2生物絮团的原理
生物絮团是一种可被滤食性养殖对象直接摄食的生物絮凝体，它的形成过程是：向养殖水体中添加碳源，调节水体C/N，提高水体中异养细菌的数量，利用微生物同化无机氮，将水体中的氨氮等含氮化合物转化成菌体蛋白质。理论方程式为:NH4++1.18C6H12O6+HCO3-+2.06O2→C5H7O2N+6.06H2O+3.07CO2。
1.3生物絮团的组成
生物絮团是一种絮状物，主要由异养微生物组成，通过絮凝作用结合水体中的有机质、原生动物、轮虫、藻类、丝状菌等。该絮状物核心以菌胶团、丝状细菌为主，附着微生物胞外产物聚合体和胞内产物聚-β-羟基丁酸酯、多聚磷酸盐、消化菌、脱氮细菌、藻类、真菌、原生动物等生物形成的絮团。有研究表明生物絮团的干物质中，粗蛋白质含量超过50%、粗脂肪含量为2.5%、纤维含量为4%、灰分为7%。
2影响生物絮团的主要因素
2.1C/N和有机碳源
C/N是指在养殖环境中总有机碳与总溶解氮的比值。总有机碳可以被异养细菌利用，总溶解氮最终转化为无机氮。生物絮团研究的方向主要集中在C/N，调节水体C/N，可人为地添加有机碳源或使用低蛋白饲料。研究表明，当C/N>10时，养殖水体就会变成以异养细菌为主的生物絮团系统，因此无机氮才会被固定。有机碳源可调控水体中C/N，同时还决定絮团的形成、组织结构及营养成分。生物絮团的有机碳源的选择需要根据实际情况，以便形成稳定高效的生物絮团。
2.2水体搅拌强度和溶解氧
生物絮团的培养需要大量的氧气和足够的水体混合强度，这可以通过充足的曝气和搅拌来提供。生物絮团中的颗粒主要通过适当的水体混合达到悬浮状态，完全的曝气让异养微生物、有机物、藻类等相互接触并处于悬浮状态，不易在局部形成死水区，从而防止絮团沉积，保证其完整性和稳定性。Wilen等研究表明，合适的搅拌强度可提高生物絮团的形成和均质化速度，通过均匀分布增加与养殖对象接触的机会；水体溶解氧的高低与生物絮团结构息息相关，在高溶解氧的环境下形成的生物絮团结构更加稳定。
2.3pH生物絮团的形成需要养殖水
体保持适宜的pH，pH影响生物絮团颗粒的电荷进而影响絮团形成；生物絮团的形成也会改变水体pH，硝化作用消耗大量碱度，使水体pH下降。因此，需要添加调节剂维持生物絮团系统的pH。生物絮团的pH根据凡纳滨对虾的适宜pH进行调整，凡纳滨对虾适宜pH为7.5-8.5。
3生物絮团技术对水产养殖的作用
3.1水质调控
生物絮团以异养微生物为主，异养微生物能够吸收氨氮，转化为自身蛋白，从而降低水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量，进而调控水质，降低养殖用水。生物絮团中的益生菌也有明显的的水质调控作用，Azim、Hari和Crab研究表明在罗非鱼、对虾养殖中应用生物絮团起到显著的水质净化作用，零换水系统中除氮效果达到70%以上。
3.2提高饲料利用率
生物絮团中异养微生物将氨氮转化为自身蛋白而被养殖对虾摄食，从而减少饲料的投喂量。在斑节对虾养殖中，促进其生长，提高特定生长率；Kuhn等研究发现生物絮团可降低凡纳滨对虾的饵料系数0.3-0.4。
3.3提升动物免疫力
生物絮团技术可以实现少量换水甚至零换水，减少外源病原的入侵；与此同时，生物絮团中含有的丰富益生菌、生物活性的多糖类物质、聚β羟丁酸（PHB）等物质具有抑制病原体的作用。例如益生菌可以明显提高对虾的存活率，增强对虾免疫力；聚β羟丁酸可以有效的避免弧菌感染。
4前景展望
传统的养殖技术已远不能适应和满足产业发展的需求，生物絮团作为一种新兴生态健康养殖技术满足我国水产养殖行业一系列需求。它具有包括优良的水处理效果、提升养殖对象免疫力、低渔业药品使用和提高养成效果等，今后可广泛应用于水产养殖业。生物絮团在凡纳滨对虾养殖业的粗放式养殖模式和高密度集约化养殖模式中都取得了良好的效果。添加蔗糖和葡萄糖为碳源在凡纳滨对虾育苗中，取得了较好的水处理效果和养殖效果。生物絮团具有良好的营养价值。添加糖蜜和米糠作为碳源后，平均日换水率减少了35%，降到5%，养殖废水的排放量减少了60%以上，饵料系数降低了0.6达到1.2，饵料利用率提高了30%。生物絮团具有广阔的应用前景，但是仍然存在一些问题。首先如何确定添加的有机碳源的种类和具体的量；如何在短时间内建立起生物絮团系统；以及生物絮团对于提升养殖生物生理健康的内在原理尚不清楚。综上，应进一步加强对于生物絮团技术内在机理的理论研究，并加大生物絮团技术的推广力度，通过发展零换水为可持续发展渔业打下坚实的基础。
作者：于金红 韩学明 王林栋 王贵宁 兰岚
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