综述:生物絮凝技术在可持续水产养殖中的作用:营养洞察与系统效率

【字体: 时间:2025年05月02日 来源:Blue Biotechnology

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  本文聚焦生物絮凝技术(BFT)在水产养殖的应用。BFT 利用养殖废水无机氮改善水质、生产生物絮凝物作饲料,能降成本、促生长。但它也面临挑战,本文探讨其潜力与方向,对水产养殖可持续发展研究有重要参考价值。

  

引言


随着全球人口快速增长,水产养殖面临巨大压力,需要可持续发展模式。循环水养殖系统(RAS)虽能处理废水,但成本高,不适合小规模养殖户。生物絮凝技术(BFT)作为创新的循环水养殖系统,在减少换水的情况下,维持微藻、细菌群落,促进可持续水产养殖,具有重要意义12

生物絮凝的营养价值


生物絮凝不仅有生物活性,还是水生生物的优质营养源,富含蛋白质、脂质、维生素和矿物质,能提供能量和生物活性化合物,促进养殖物种生长和健康。不同养殖系统中,生物絮凝的成分有所差异,海洋生物絮凝的氨基酸含量高,但部分营养素可能不足34

对 BFT 的重要研究贡献


众多研究推动了 BFT 在水产养殖中的理解与优化。如研究不同光合自养处理对尼罗罗非鱼的影响,发现可促进生长;探究碳氮比(C/N)对鱼类生长、水质的作用,明确了适宜比例;还有研究表明添加合生元、调整投喂频率等措施,能提高养殖效率和鱼类健康水平56

C/N 比对 BFT 中鱼类生长、健康和水质的影响


  1. 有机碳源:维持 BFT 系统中合适的 C/N 比,需精确计算碳源和饲料用量。常用碳水化合物成本较高,促使人们探索替代物。不同碳源对细菌群落、水质等影响不同,C/N 比过高或过低都会影响水质和鱼类生长78
  2. 近似成分:研究发现,BFT 处理能改善鱼类生长性能,C/N 比影响生物絮凝的蛋白质、脂质、灰分等成分含量。在一定范围内,C/N 比增加对鱼类生长性能无负面影响9
  3. 鱼类健康:BFT 在疾病防控方面有积极作用,多项研究表明,BFT 系统养殖的鱼类,血液参数、免疫指标等表现良好,应激水平降低,表明 BFT 有助于维持鱼类健康1011
  4. 水质参数:调整 C/N 比可改善 BFT 系统水质,不同 C/N 比会影响水体的酸碱度(pH)、总氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮、总溶解固体(TDS)、总悬浮固体(TSS)等参数,这些变化与微生物活动密切相关1213

微生物及其在生物絮凝系统中的作用


微生物在水产养殖中至关重要,BFT 系统里,微生物群落调节水质、提供营养、控制病原体。主要微生物包括光合自养生物、化能自养硝化细菌、异养生物等。它们相互协作,维持系统稳定,促进营养循环,提升生物絮凝作为饲料的营养价值1415

BFT 的经济重要性和社会经济前景


BFT 具有显著经济优势,可降低饲料成本,减少用水和废水处理费用,提高养殖户利润。从社会经济角度看,能创造就业机会,保障粮食安全,尤其适合小规模和资源有限的农民,符合全球可持续发展目标16

BFT 在水产养殖中的优势和劣势


  1. 优势:BFT 是可持续的零换水养殖系统,能减少水处理需求,降低饲料成本,转化有毒含氮化合物,促进动物健康生长,还可用于幼体养殖,减少对抗生素的依赖,节约资源,降低鱼类疾病发生率17
  2. 劣势:BFT 系统存在一些问题,如高温易引发疾病,高曝气需求导致能耗大,有机负荷积累会恶化水质,此外,消费者对 BFT 养殖鱼类的接受度也有待提高18

BFT 在可持续水产养殖中的应用和未来前景


BFT 因环保、经济高效备受关注,通过合理利用碳源调节 C/N 比,可促进微生物生长和氮循环。目前主要应用于草食性、杂食性和底栖物种养殖,未来研究可拓展至肉食性鱼类。同时,需优化生物絮凝浓度,解决能耗、成本等问题,加强知识传播和消费者教育1920

结论


BFT 在水产养殖中因可持续性、成本效益和环境优势受到重视,主要用于对虾养殖和部分鱼类养殖。尽管原理明确,但仍需进一步改进,以提高系统效率、优化营养利用和增强可持续性。推广研究成果,有助于养殖户更好应用该技术,满足鱼类蛋白需求的同时降低成本21

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