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研究不同生物絮凝系统中虾的生长

安德鲁·雷 博士 博士

比较接受不同碳水化合物来源的基于化学自养和异养的系统

 生物絮凝剂
在生物絮凝剂系统中饲养的太平洋白虾可以消耗生物絮凝剂颗粒,从而有可能降低饲料成本并回收营养。

虾和其他动物可以高密度,很少水周转的方式在生物絮凝水产养殖系统中养殖。低水交换减少了对海水的需求,提高了生物安全性并节省了热量。 Biofloc技术不依赖于外部生物过滤,而是依赖于在水柱中thr壮成长的致密微生物群落。该群落的一部分位于生物絮凝物上和内部,它们是由排泄物,食物颗粒,碎屑和微生物组成的小有机颗粒,所有这些颗粒均由外聚合物分泌物相连。有证据表明,虾可以消耗这些颗粒,从而回收养分并可能降低饲料成本

生物絮凝系统中氨的修复途径有三种:藻类同化,化学自养细菌氧化和异养细菌同化。这些方法,应用于水产养殖,由Ebeling等人进行了详细回顾。 (2006)。藻类吸收的养分数量有限,因此集约化生物絮凝系统通常以细菌为主导(Brune等,2003)。

异养细菌利用有机碳作为能源并吸收氮来构建细胞蛋白。通过向水中添加碳水化合物,异养同化可以快速去除氨。异养细菌同化可以比硝化以更高的速率消耗溶解氧(DO),细菌种群必须扩展以连续同化氨,导致水柱中积聚固体。但是,已经建议使用这种方法可能有助于更好的虾类生长和更好的饲料转化效率。

在以异养生物为主的生物絮凝剂系统中,添加的碳源会影响系统功能或动物生产。由于蔗糖用于食品中,因此在许多市场上都很容易获得,它在水中迅速溶解,并且已经成功地显示出可以促进细菌对氮的吸收。糖蜜是蔗糖生产过程中较便宜的副产物,可以作为刺激异养同化的合适碳源。甘油是生物柴油生产过程中的副产品,并已被证明可以帮助产生潜在营养的生物絮凝物,从而有助于保护动物免受细菌感染。 哈维弧菌 .

本文总结了《水产养殖工程》 63(2014)54-61中原始出版物的虾生长部分。这项研究评估了以硝化作用为主的化学自养系统和以蔗糖,糖蜜或甘油为基础建立并维持的以异养生物为主的三个系统之间系统功能和虾产量的差异。

研究设置

这项研究是在肯塔基州立大学水产养殖研究中心(美国肯塔基州,法兰克福)进行的,研究使用了16个500 L的玻璃纤维水箱,它们位于一个有两层透明塑料板。每个鱼缸都装有陶瓷扩散器和蓄热式鼓风机,由于这项研究是在冬季进行的,所以每个鱼缸都有两个300W潜水电加热器,每个虾养殖缸旁边是一个圆柱形容器。 15-L用作沉淀室。空气传输机制将水从虾类养殖池运到沉淀室,当水流过直径为5 cm的管子时,水的速度变慢。腔室顶部的澄清水通过另一个管流回各自的虾类养殖池。

 古怪的人
研究中使用的实验水箱的视图。

虾苗(凡纳滨对虾)从商业供应商处获得12天大的幼仔,并在80 m的滚道中繁殖3 虾100米/米3 持续75天。用于本研究的水和虾是从该水道获得的。使用该水是因为它包含生物絮凝物(总悬浮固体= 326 mg / L),并且包含硝酸盐(6.5 mg NO3-N / L),表明已发生硝化过程。此项研究播种时虾的重量(±标准误差)为6.8±0.2 g。每个虾养殖池从源水道接收500升水和150只虾,种群密度为300虾/米3 或150虾/米2。将虾养殖56天,并喂以商业性的高强度饮食。有时用蚊帐检查水箱中未食用的食物。未食用的食物量,以及每周的体重增加和体温被用来调整喂养率。

在使用的实验设计中,测试了四种处理。化学自养(CA)处理旨在通过仅向罐中添加食物来促进化学自养硝化细菌的功能。在其他三种处理中,定期添加碳水化合物是为了刺激异养细菌吸收氨。将蔗糖加入异养处理(SA)。糖蜜被添加到另一个异养处理(HM)。将甘油加入第三异养处理(HG)。 4种处理方法中的每一种都随机分配到4个复制槽中。在喂养之间,每天两次将每种类型的碳水化合物添加到异养罐中。投入物(食物和碳水化合物)的碳氮比为22:1。由于CA储罐中唯一的有机碳源是进料,因此添加到这些储罐中的投入物的C:N比为8.4:1。

根据浊度测量值对沉淀室进行操作,Ray等人证明这是一种有效的管理方法。 (2010a),并且每一个的流速或流速约为5 L / min。每天早晨在每个池中测量浊度,当池中的浊度大于150 NTU时,该池的沉淀室将运行至1700 h,如果池中的浊度大于225 NTU沉淀室一直运行到第二天早晨。每个水箱的盐度为16 g / L,容积为500L。为了代替蒸发,根据需要添加市政水。为了代替沉淀室排出的水量,添加了干净的人造海水。

 沉淀
研究中使用的沉淀室之一,用于去除固体。

有关实验设计的更详细步骤-包括化学分析,需氧量计算和统计分析-请参考原始出版物。

实验结果

关于碳氮管理,蔗糖含41%碳,糖蜜含24%碳,甘油含35%碳(湿重)。进料包含44.4%的C,5.3%的N和8.6%的水分。在整个研究过程中,每个虾类养殖池都接受了1,854 g饲料,异养池中吸收了相应数量的碳水化合物,等于输入物22:1 C:N的比例。高比率旨在确保在这些系统中异养细菌的优势。根据添加到培养系统中的成分的重量以及成分(来自食物和碳源)中碳和氮含量的百分比来计算比率。
在这项研究中记录了低温,特别是在早晨的测量中反映出较低的夜间温度。氧气浓度,pH和盐度均保持在可接受的范围内,以便生长 南美白对虾 .

关于虾的产量,虾的平均每周生长速度±SEM为0.7±0.1 g /周。在CA治疗中,为0.7±0.0 g /周。在SA治疗中,为0.3±0.2 g /周。在HM治疗中,为0.6克/周。在HG治疗中。没有显着差异(P>0.05)之间的增长率之间没有处理。在CA处理中,虾的平均存活度±SEM为45.2±3.6%,在SA处理中为53.2±8.9%,在HM处理中为21.6±7.1%,以及49.2 HG处理时为±7.3%。没有显着差异(P>两次治疗之间的生存率(0.05),但生存率明显降低(P<与SA处理相比,HM处理中的0.05)。

如果在研究过程中温度更理想,则可以改善CA,HS和HG处理中虾的生长和存活率。 HM治疗的生长率和生存率均低得令人无法接受。 HM处理中高浓度的氨可能导致虾产量下降。此外,添加糖蜜后氧气浓度的快速下降可能导致了一些未检测到的DO的致死浓度。溶解氧浓度的迅速下降也可能给虾带来压力,这可能导致产量下降。此外,糖蜜中碳的浓度低意味着在该碳水化合物源中存在较高浓度的不可用成分。除碳以外的其他成分可能使水变脏并造成了一些污染。

 古怪的人
实验水箱中的水根据处理的不同而具有不同的颜色。

HS,HG和CA处理之间的虾产量相似,表明这些管理策略的潜在等效性。碳水化合物的添加,氧需求量的增加以及异养处理中产生的固体量的增加代表了操作成本,而这并不是化学自养处理的因素。

透视

这项研究的结果表明,管理生物絮凝系统以化学自养方式运行可能在经济上优于异养功能。但是,必须小心控制氨和亚硝酸盐的浓度,尤其是在化学自养为主的生物絮凝系统运行的最初几周内。应该探索减轻有毒氮化合物影响的方法,例如暂时添加碳水化合物源以提高C:N比。

当水用于各种作物时,这是内陆虾类养殖必不可少的,硝酸盐浓度将增加。必须通过反硝化来纠正硝酸盐的这种积累。在生物絮凝剂系统中进行反硝化将带来额外的成本,并且必须将该成本与异养微生物为主的系统进行权衡。最终,就生物絮凝系统管理方法而言,必须考虑氮,氧和固体的动力学以及长期的用水选择。

第一作者提供参考。

有兴趣了解更多有关在室内系统中种植太平洋白对虾的读者可以观看可用的视频 cn YouTube