不同碳氮比水平对大黄鱼苗池生物絮团形成和水质的影响

张 艺

(福建省闽东水产研究所，福建 宁德 352100)

大黄鱼属石首鱼科、大黄鱼属，是我国目前规模最大的海水养殖鱼品种之一。大黄鱼育苗主要采用春季升温育苗方法，需将海区10℃左右的海水加热至25℃以上才能满足大黄鱼育苗的需要(黄伟卿等，2019)。由于大黄鱼采用的是工厂化高密度育苗技术，投饵量和换水量均较大，育苗期间每天都有数万吨加热过的育苗废水排入海区，能量浪费及环境污染现象较为突出。

生物絮团(BFT)技术主要借鉴城市水处理中的活性污泥技术，通过人为向养殖水体中补充有机碳源，让异养细菌将水体中的氨氮同化成菌体蛋白质，形成可被养殖对象直接摄食的生物絮凝体，同时净化水质。Panigrahi A等(2019)研究表明，在高碳氮比水平情况下生物絮团可有效净化水质，提高虾类生长性能，缓解免疫应激。卢炳国等(2013)研究表明，生物絮团应用于草鱼适宜的碳氮比为15∶1，添加碳源的试验组水质均优于对照组。于哲等(2019)研究认为，黄金鲫养殖水体中最优的碳氮比为20∶1，能有效净化水质，提高黄金鲫消化酶活性，提高黄金鲫生长速度和饲料利用率。王广军等(2016)研究表明，当碳氮比维持在(10～15)∶1时，能有效调节杂交鳢养殖池水质，维持水体良好的生物絮团系统，并且不会影响杂交鳢的生长速度。张明明等(2014)认为，采用生物絮团技术能够提高异育银鲫的消化酶活性和非特异性免疫力。

适宜的碳氮比是应用生物絮团技术的关键，控制合适的碳氮比具有促进水体中生物絮团的形成、有效净化水质、提升养殖效果的作用。Asaduzzaman M 等(2010)在对虾养殖的试验中发现，水体中额外添加木薯粉，可以提高蛋白质利用率。Carb R 等(2009)发现在罗非鱼养殖试验中添加淀粉，能将换水率从24%降至10%。目前大黄鱼育苗中生物絮团技术的研究还未见报道，本文研究不同碳氮比水平对大黄鱼育苗水体中生物絮团的形成、作用规律以及对大黄鱼苗生长、存活的影响，旨在为生物絮团技术应用于大黄鱼育苗、养殖提供参考。

一、材料与方法

1.试验材料

试验用鱼苗为宁德市鼎诚水产有限公司春季培育的大黄鱼苗，体质健康、活力良好，平均规格(22.3±2.2)毫米/尾。培育饲料为大黄鱼专用颗粒饲料，粗蛋白质水平≥47.0%、粗脂肪水平≥5.0%，经测算，饲料中的碳氮比为6.25∶1。试验用碳源为无水葡萄糖，纯度99.97%。

2.试验管理

试验在宁德市鼎诚水产有限公司三都镇试验车间进行，培养设施为玻璃钢桶，设置3个试验组和1 个对照组(B0 组)，每组投放大黄鱼苗500 尾，试验周期36 天，每组试验设3 个重复。饲料中添加葡萄糖作为碳源，使试验组饲料碳氮比分别为15∶1(B15 组)、20∶1(B20 组)、25∶1(B25 组)。试验期间不间断充氧，水温24～25℃，pH 7.1～8.2。每3 天检测1 次氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐含量，每5 天测量1 次生物絮团沉降体积(FV)、总固体颗粒悬浮物(TSS)含量值。

3.指标的测定与方法

(1)生物絮团营养指标的测定。试验结束后，利用200目筛绢网过滤收集水体中的生物絮团，置于烘箱中100℃烘干3 小时，将干燥产物进行营养成分测定。

(2)水质指标的测定。采用WK-SM8-30002T 智能温控器保持水温在24～25℃，溶氧采用荧光溶氧测量仪(DO20)实时测定。其他水质指标主要为氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、pH。

(3)絮团指标的测定。总固体颗粒悬浮物测定采用《城市污水悬浮固体的测定》(CJ/T 52－1999)方法，取水样1 升，使用微孔滤膜抽滤，在烘箱中105℃烘干2 小时后称量；生物絮团沉降体积测定采用Avnimelech 等(2009)提出的方法，使用1000-1010 型沉淀漏斗取1 升水样静置半小时，测定生物絮团沉降体积。

(4)大黄鱼苗生长性能测定。试验结束后，每组取30 尾鱼测量全长，计算绝对增长量，统计各组鱼死亡情况，计算成活率。计算公式为：

式中，L1、L2分别为t1和t2时的体长；Ni为投放鱼苗尾数，Nf为最终存活尾数。

4.数据统计与分析

试验数据利用WPS Office 表格进行处理，采用“平均值±标准差”表示。使用SPASS 19.0 中独立样本t 检验对数据进行分析，P＜0.05 为差异显著。

二、结果

1.不同碳氮比水平对生物絮团形成的影响

各试验组FV 值随养殖试验进行而逐渐上升，在20 天时均达到最高，其中B0 组为15.1 毫升/升，B25 组为87.2 毫升/升，之后试验组缓慢下降，对照组缓慢上升。碳氮比水平越高的组FV 值越高，试验结束时，各试验组FV 值均显著高于对照组(P＜0.05)。试验组TSS 含量的变化与FV 趋势相近，均在20 天时达到最高，之后缓慢下降。对照组TSS 值持续上升。试验结束时，试验组TSS 值均显著高于对照组(P＜0.05)。

2.水质指标的变化

(1)氨氮含量的变化。随着养殖试验的进行，各组水体中氨氮含量在9天时均达到最高，之后开始下降，18 天时各组水体中氨氮含量降至4 毫克/升左右；之后对照组氨氮含量逐渐上升，各试验组氨氮含量在1.5～2 毫克/升波动。试验结束时，各试验组氨氮含量与对照组差异显著(P＜0.05)，但试验组之间氨氮含量差异不显著(P＞0.05)。

(2)亚硝酸盐含量的变化。各组水体中亚硝酸盐含量均随养殖试验进行而上升，15 天后试验组水体亚硝酸盐含量趋于稳定，在0.1～0.2毫克/升波动，对照组水体亚硝酸盐含量一直呈上升趋势，36天时达到最高，为0.27毫克/升，且与各试验组差异显著(P＜0.05)。

(3)硝酸盐含量的变化。各组水体中硝酸盐含量随养殖试验进行而上升，3 个试验组上升较慢，36 天时低于4 毫克/升，对照组水体硝酸盐含量持续上升，33天时达到最高，超过14毫克/升，极显著高于各试验组(P＜0.01)。

3.生物絮团的营养成分

各组生物絮团营养成分见表1。各组生物絮团中粗蛋白质水平均低于饲料，试验组间生物絮团粗蛋白质水平差异不显著(P＞0.05)，均显著高于对照组(P＜0.05)。各组间生物絮团粗脂肪水平差异不显著(P＞0.05)，均低于饲料中粗脂肪水平。

表1 各组生物絮团营养成分

4.不同碳氮比水平对大黄鱼生长的影响

至试验结束，试验组存活率在75%以上，显著高于对照组(P＜0.05)。B15 组绝对增长率最高，显著高于其他3 组；B0 组的绝对增长量高于B20、B25组，但差异不显著(表2)。

表2 不同碳氮比对大黄鱼苗生长的影响

三、分析

1.不同碳氮比水平对生物絮团形成的影响

在水体中添加碳源的目的是为了让异养细菌可以有足够的碳源来转化水体中的氮盐。试验中添加了碳源的试验组在生物絮团的形成速度上明显高于对照组，并且最终水体中FV 值和TSS 值都显著高于对照组。说明在大黄鱼饲料中添加碳源，起到了促进生物絮团形成的作用。卢炳国(2013)等在草鱼养殖研究中发现，生物絮团沉积量和总固体悬浮物总量在28 天时达到最高，之后出现下降。本研究中，生物絮团沉积量和总固体悬浮物总量在20 天时达到最高，同样出现先上升、后下降的变化，这一方面符合细菌生长曲线(沈萍，2000)，另一方面可能是生物絮团形成后开始对大黄鱼苗形成了诱食作用，部分絮团由于大黄鱼苗的摄食而消耗掉了。

额外添加碳源形成的生物絮团蛋白质水平较高。Azim M E 等(2008)在罗非鱼试验中形成的生物絮团粗蛋白质水平达到38.41%，高于饲料中24%的蛋白质水平。Carb R 等(2010)在罗氏沼虾试验中形成的生物絮团粗蛋白质水平为28%。本试验中，试验组形成的生物絮团蛋白质水平达到35%以上，高于对照组的25.41%，明显低于所投喂饲料45%的蛋白质水平，高于Carb R等(2010)在罗氏沼虾、略低于Azim M E 等(2008)在罗非鱼中的试验，推测生物絮团中蛋白质水平与养殖动物的代谢特点、碳源种类以及絮团优势群落组成有关。

2.不同碳氮比水平对水质指标的影响

氨氮是水产养殖动物的代谢产物，养殖水域中氨氮、亚硝酸盐的积累会对水产养殖动物产生危害。生物絮团技术主要利用异养细菌在碳源充足的情况下可以高效异养化氨氮并产生菌蛋白的特性来净化水质和节约饲料。Hargreaves J A(2006)认为硝化细菌为自养菌，增殖速度较慢，异养细菌的生长速度是硝化细菌的10 倍。Azim M E 等(2008)研究发现当养殖水体中的碳氮比高于10∶1 时，水体中的生物絮团转化氮的效率可达0.2 克氮/(天·米3)；在碳源充足的条件下，水体中的微生物可以在5 小时内转化10 毫克/升氨氮，使养殖水体不产生亚硝酸盐、硝酸盐的积累。本试验中碳氮比高于15∶1的试验组在经历前期水质指标的高峰后，与对照组相比均能有效降低水中的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐含量。碳氮比15∶1是较优的碳氮比例，既可以起到优化水质的作用，又能节约碳源。卢炳国等(2013)在草鱼的研究中发现生物絮团沉积量的最高峰出现在28 天时，之后逐渐下降，而王广军等(2016)对杂交鳢的研究中发现氨氮和亚硝酸盐的峰值出现在第5天，之后呈下降趋势，变化趋势与本研究结果相似。本试验中各组硝酸盐的含量呈缓慢上升变化，与卢炳国等(2013)的研究一致，推测认为在生物絮团系统中存在硝化作用。

3.不同碳氮比水平对大黄鱼苗生长的影响

水质指标是影响养殖动物饵料利用效率和健康状况的重要因素。水体中氨氮达到一定浓度后，容易侵袭养殖动物黏膜，特别是鱼鳃表皮和肠黏膜，其次是神经系统，造成养殖动物中毒。氨氮含量过高会明显抑制鱼摄食进而影响鱼的正常 生 长(Brinkman S F 等，2009；Foss A 等，2004)。高浓度氨氮还会对鱼的组织器官如鳃、肝脏、肾等造成不同程度的损伤(胡毅等，2012)。水体中亚硝酸盐浓度较高时，可以将鱼血红蛋白中的亚铁血红素氧化，形成没有携氧能力的高铁血红蛋白，降低了血液载氧能力，同时造成鱼功能性贫血以及器官的损伤。本试验中对照组的成活率低于70%，显著低于试验组。王广军等(2016)对杂交鳢的研究中发现生物絮团组的成活率显著高于对照组；于哲等(2019)对黄金鲫的研究中发现生物絮团组可以获得显著高于对照组的成活率，与本试验结果一致。本试验是在不换水的环境中进行，对照组水体中氨氮、亚硝酸盐不断积累，对大黄鱼苗成活率有明显影响，而试验组中的氨氮由于有碳源进行转化，保持了较低的浓度，提高了大黄鱼苗成活率。

生物絮团中含有菌体蛋白，可以作为养殖动物的饵料，提高养殖动物的饵料利用率，促进养殖动物的生长。李朝兵等(2012)认为鳙鱼可以有效地利用生物絮团，Putra等(2017)研究表明，采用生物絮团技术可以显著提高养殖革胡子鲇增重率、特定生长率以及蛋白质效率。本试验中B15组大黄鱼苗绝对增长量显著高于对照组，与上述研究一致，但B20、B25 组却没有表现出比对照组有生长上的优势。本研究中生物絮团蛋白质水平最高为37.23%，低于饲料中蛋白质水平。因此，本试验中B20、B25 组大黄鱼苗生长速度低于对照组，可能是絮团中蛋白质水平不足的原因造成的。

综上，在大黄鱼育苗的养殖水体中使用生物絮团技术可以有效降低水体中氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的含量，净化养殖水质，进而提高大黄鱼苗的成活率，碳氮比以15∶1为宜。