王小冬,刘兴国,顾兆俊,车 轩,田 亿,张家华
(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092)
生物絮团是通过一定的方法和技术使水体中的有机质形成絮状物,并维持这些絮状物悬浮生长的物质。悬浮的生物絮团主要包括细菌、浮游植物、浮游动物、原生动物等生物以及有机碎屑。生物絮团悬浮在水体中,从而可以充分利用水体中的空间和资源,保证其中生物维持较高的活性,并能充分利用水体中溶解性营养物质,尤其是其中丰富的细菌能提高水体物质循环速率,并能有效降低水体中有害的氨氮、亚硝态氮、硫化氢等的浓度,对于水产养殖和水处理均具有重要意义。这些絮状物质在水体扰动时容易悬浮在水体中,水体静止时,絮状物往往下沉水底或仅有少量悬浮在水中。可见生物絮团的本质是利用水动力条件促进有机态细絮状颗粒物质悬浮在水中,并提供充足的溶氧,增加有机态颗粒物质上各种生物与水中溶解性物质的接触机会,在有氧状态下更好地完成化学、生物或物理作用。
目前水产养殖中生物絮团培养主要依靠间歇性添加有机碳源,如葡萄糖、糖蜜等,以形成大粒径的絮状物,这不仅增加了经济成本、人力投入,还会大量消耗水体溶氧。并且随着养殖过程中饵料的持续投入,水中营养盐负荷越来越大,絮团颗粒物浓度也越来越大,对溶氧的消耗也更快。当其中絮团颗粒物超过一定浓度、一般达到40~50毫升/升时,必须采取措施,比如过滤、沉淀等方式以降低絮团的浓度,否则供氧系统难以满足需求时,水中溶氧便会快速降低而影响养殖对象生存,并由于水体供氧不能满足需求而对养殖对象形成威胁,甚至造成养殖对象的缺氧死亡。同时,高浓度的生物絮团易在扰动强度不足时快速沉积水底,消耗水体溶氧,极不利于生物絮团系统的稳定。
针对上述间歇性添加有机碳源形成的生物絮团在高浓度时高好氧、高风险情况,笔者研究了一种满足小型土著鱼保种需求的生物絮团培养方法,该方法不需要额外补充有机碳源,可以有效维持生物絮团浓度稳定,并且形成的絮团个体较小,絮团颗粒物大小一般在200~500微米,其中微生物优势种类能够加速对水体碳、氮、磷等主要元素的循环,可快速降解鱼的排泄物和残饵等,减少水体有机质堆积对溶氧的消耗,有效控制氨氮、亚硝态氮等有害物质的浓度。并且生物絮团中出现了较多的硅藻和原生动物,可为保种的小型土著鱼提供合适的生物饵料,利于健康养殖系统的维持。
(1)在水体放养鱼类前,对水体投用普通的膨化渔用配合饲料,投加饲料量与水的体积比为2克/升,并添加适量的红假单胞菌属光合细菌,然后曝气,以促进其中饲料的分解,并保证水体中溶氧在3毫克/升以上。
(2)曝气3天后,水体逐渐变为土黄色。随着配合饲料的腐烂降解,水体中可悬浮细颗粒物逐渐增多,继续曝气,一般15天左右水体逐渐出现细絮状颗粒物,即形成了生物絮团,其中生物絮团量可达3~5毫升/升(按半小时沉淀时间计算)。
(3)在15天左右,水体中生物絮团对有机质具备了相应的降解能力而能维持水体净化作用,可放鱼。
(4)放鱼后,为了维持其中稳定的生物絮团,要控制好投饵量和曝气量,并且可以针对水体pH变化情况适当投用少量碳酸氢钠,以满足水体对碳的需求,并且防止水质偏酸性。
由于该方法用于小型土著鱼的保种,不是为了养殖鱼的快速生长,保种过程中不需要大量投用配合饲料,而只需间歇性、每次少量地投用饲料,这有利于保持水中氮磷营养盐负荷不超标,防止水质恶化,又有利于维持生物絮团的稳定。
该方法与添加有机碳(如葡萄糖、糖蜜)等形成的生物絮团相比,其耗氧较少而不容易导致水体缺氧,并且即使是生物絮团沉积水底后也不容易大量消耗水体溶氧,而有利于养殖环境的稳定。其中生物絮团生物量的维持主要依靠投用的饲料,即鱼在放养后投用的饲料具有两个功能:为鱼类提供直接的摄食饵料和为生物絮团生物量的维持提供物质基础。实验过程生物絮团中出现较多硅藻,也有较多原生动物,含有硅藻的生物絮团照片见图1。土著鱼保种过程中,水中生物絮团的浓度可以维持在5~15毫升/升(按半小时的沉淀时间计算)。
2018年在1个220米2的玻璃温室中利用上述方法,在4个规格均为120厘米×70厘米×70厘米的塑料水槽中利用广东恒兴饲料实业股份有限公司生产的膨化配合饲料培养生物絮团,其中生物絮团的浓度5~15毫升/升。
从位于上海市松江区泖港镇的中国水产科学研究院池塘生态工程研究中心的水产养殖池塘中获取麦穗鱼、棒花鱼和团头鲂,其数量分别为100、12、40尾,初始体长分别为4~10、5~12、12~20厘米。并将麦穗鱼、棒花鱼平均分配至两个塑料水槽中,另两个塑料水槽各放养20尾团头鲂。各水槽中均维持曝气,间歇性投喂膨化配合饲料,一般每3~5天投喂1次,每次每个水槽中投喂20~30克。鱼放养后水体中水色一直维持浅棕或浅棕褐色,生物絮团的浓度比较稳定,并且一直没有换水,仅用自来水及时补充蒸发消耗的水。不定期地测定水质,pH<7时使用少量碳酸氢钠调节pH至8~8.5(表1)。
表1 鱼保种期间水质常规指标
该批鱼自2018年5月开始利用生物絮团保种以来,一直持续保种至2020年10月底,在这两年半时间中,除了高温夏季时水槽中水温高达35℃左右时、有少量麦穗鱼和棒花鱼死亡外,其他时间没有出现鱼的死亡。
养殖对象的排泄物和残饵是后续生物絮团形成的重要物质基础,能较好地控制系统中物质的负荷量,有利于控制水中氨氮、亚硝态氮等有害物质,不用补充葡萄糖、糖蜜等有机碳源,仅需补充少量无机碳,节约了成本。
能比较稳定地维持生物絮团浓度,即使生物絮团出现沉积水底现象,也不会大量消耗溶氧,不容易对养殖对象产生急性危害。
冬季不结冰的低温条件下仍然能够稳定维持生物絮团,为非养殖季节的冬季土著鱼保种提供了好的方法;并且冬季时维持的生物絮团,可以在开春后养殖时作为生物絮团的种源进行扩大培养,同时可以减少换水,仅需补充蒸发的耗水。
图1 培养的含有较多硅藻的生物絮团