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简单的沉降室有助于生物絮凝系统中的固体管理

安德鲁·雷(M.S.) Jesus A.Venero博士 Craig L. Browdy博士 John W. Leffler博士

由未食用的饲料,粪便,碎屑和微生物组成的生物絮凝物颗粒

沉降室
在养殖池中增加了低成本的沉淀室,去除了悬浮颗粒,并改善了水质和虾的生产。

基于生物絮凝剂的超集约化养殖系统可控制饲料营养输入,高放养密度,有限或无水交换,强烈通气或氧合作用以及悬浮的生物絮凝剂颗粒的积累。这些系统目前用于养殖虾和罗非鱼,并且有可能将其用于其他动物。

这种文化形式由于其有限的用水而在环境上是可持续的,从而减少了潜在污染物的排放,并减少了疾病传播和野生种群与圈养种群之间相互作用的机会。因为用水很少,太平洋白虾(凡纳滨对虾)可以在低盐度的水中进行养殖,该技术可以在干旱的内陆地区实施,从而为此类地点提供新鲜的海虾。

生物絮凝剂,饲料

在超集约化系统中形成的生物絮凝物颗粒由未食用的饲料颗粒,粪便,碎屑和微生物(例如细菌,藻类和浮游动物)组成。生物物种可以摄取生物絮凝剂,从而回收昂贵的营养物质并降低饲料成本。但是,颗粒浓度过高会导致生化需氧量增加,养殖动物中的ill堵塞,抑制有益藻类生长以及促进潜在有害微生物的生长。

从海洋虾类饮食中消除鱼粉和鱼油可增强超集约型生物絮凝系统的环境和经济可持续性。在虾饲料中使用海鱼产品可能会导致渔业过度开发和有机污染物的潜在生物富集。基于植物的饮食可以创造销售和认证机会,并提高盈利能力,因为与鱼类产品相比,植物产品通常更便宜并且生产更可靠。

实验系统

作者最近在美国南卡罗来纳州的Waddell海水养殖中心进行了一项研究,以评估简单的侧流沉降室去除培养池中悬浮颗粒的效果以及对水质和虾产量的相关影响。该研究还比较了常用的商业鱼粉基饮食与实验性植物基饮食。

该研究是使用16个直径为3.35米的室外聚乙烯储罐进行的。坦克装满了6.25立方米 平均盐度约为20 ppt的水,并使用鼓风机和陶瓷气石充气。 凡纳滨对虾 在重达1.31 g时以每立方米460的密度放养虾 并培养了12周。

一半的水箱附近有简单的,内部构造的沉降室,一半则没有。将水沿中央挡板向下空运到沉淀室,在那里速度降低。固体沉淀在腔室的底部,每周清除一次。当在培养罐中定期测试的浊度超过30浊度浊度单位(NTU)时,便开始操作培养箱。

对于去除或不去除固体的水箱,一半接受植物性饲料,一半接受鱼类饲料。这创建了四个独特的处理(植物,植物定居,鱼,鱼定居),每个都由四个随机分配的复制罐组成。

以植物和鱼类为基础的日粮的粗蛋白含量分别为36.4%和35.7%,总脂质含量分别为10.8%和11.0%。植物性饮食(其主要成分为大豆粉,玉米面筋粉,全麦和豌豆粉)不含鱼粉,鱼油或粘合剂。两种饮食均采用挤压工艺制备。

水质结果

温度,溶解氧,pH,盐度,氨氮和亚硝酸盐氮的水质参数均保持在可接受的范围内 南美白对虾 增长。除磷酸盐浓度外,两种饮食之间的任何测得水质参数均无显着差异。

进行固体处理的虾缸中的硝酸盐氮浓度显着降低,最终值为55毫克硝酸盐氮/升,相比之下,没有进行固体处理的水箱中的硝酸盐氮浓度为138 mg硝酸盐氮/升,相差60%。

有固体处理的储罐中的最终磷酸盐浓度比不含固体的储罐中的最终磷酸盐浓度低62%:分别为40 mg磷酸盐/ L和105 mg磷酸盐/ L。无论采用何种固体处理方式,接受植物饮食的储罐中的磷酸盐水平也要比鱼类饮食中的低得多:分别为58 mg / L和87 mg / L,相差33%。

沉降室显着降低了浊度,总悬浮固体(TSS)和挥发性悬浮固体(VSS)(图1和2)。有固体管理的储罐的平均平均浊度比没有固体管理的储罐低47%。有固体管理的储罐中的平均TSS浓度比没有固体管理的储罐低41%。使用固体管理的储罐中的总VSS平均浓度降低了47%。

浊度
图1:为期12周的研究中,实验水箱中的浊度。
悬浮固体总量
图2:为期12周的研究中,实验槽中的总悬浮固体。

采用固体处理的储罐中的碱度明显更高。在装有固体管理的储罐中,碳酸钙/ L的总平均碱度为88毫克,在没有固体管理的储罐中的整体平均碱度为59毫克/ L –相差33%。

虾生产结果

两种日粮之间测得的任何虾生产参数均无显着差异。

实验中总体平均存活率为71%,各处理之间虾的存活率无显着差异。含固体处理的最终平均饲料转化率显着低于无固体处理的:2.05比2.82。以3.04千克/立方米计算,使用固体管理的处理的最终平均生物量产量比不使用固体管理的处理(2.16千克/立方米)高41%。

固体处理的虾的总体平均生长速度(图3)为0.88克/周,而没有固体处理的虾的总体平均生长速度为0.63克/周,表明使用固体处理的虾的生长快40%。

虾湿重
图3:为期12周的研究中的平均单个虾的湿重。

观点

该实验的产值通常较低,这可能是由于小型室外鱼缸对快速物理变化的敏感性,实验时间相对较短以及小型鱼缸中虾的密度较高所致。但是,结论很明确,基于这些发现,应该将其扩大到商业规模的生产系统。

在这项研究期间管理固体物质对水质和虾的生产产生了巨大影响。通过将浊度值定为30 NTU,系统性能得到了显着改善。有趣的是,TSS和VSS均与浊度没有统计相关性。但是,使用简单的低成本沉降室可保持459 mg / L TSS和261 mg / L VSS的总平均浓度。

基于此,作者建议在超集约化生物絮凝系统中种植以将TSS浓度降低至约460 mg / L,将浊度降低至约30 NTU,以提高产量。在大型系统中,可能难以维持如此低的TSS和浊度值。但是,目前看来,除去大量的悬浮固体将改善水质和虾的生产。

由于硝酸盐氮和磷酸盐的浓度均显着降低,碱度显着提高,因此沉降室中可能发生反硝化作用。反硝化是一种非常有益的微生物工艺,可用于循环水产养殖系统,该系统可将硝酸盐转化为氮气,吸收磷酸盐并产生碱度。改善水质可以使生产受益,并使养殖水可以重复使用。增加的碱度可以减少对缓冲化合物的需求,从而降低生产成本。

试验数据不能解释为什么种植悬浮固体可以提高虾的产量。假设包括与改善水质,增加微生物组成或减少g污染有关的影响。显然,虾生物量增加了41%,这是需要进一步研究的重要领域。

该项目表明,在超集约化生物絮凝系统中,以植物为基础的饮食可产生与传统以鱼为基础的饮食相同的虾产量。以植物为基础的饮食还减少了磷酸盐的积累,如果将这些系统中的水重新用于多个培养周期,这可能是有益的。使用植物性饲料养殖虾可能会提高利润并增强环境可持续性。用素食饲料养殖的虾可能有资格获得认证或标签计划,从而为最终产品增值。随着鱼粉价格的上涨,应更多地关注替代配方。通过减少对虾产品鱼产品的依赖,减少了有机污染物生物积累和海洋资源过度开发的风险。

(编辑’注意:本文最初发表于2010年7月/ 8日的印刷版中。 全球水产养殖倡导者


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