商业益生菌（枯草芽孢杆菌）添加对生物絮团启动阶段的影响：水质调控、氮转化、营养提升及微生物群落重构

针对生物絮团技术(BFT)启动阶段微生物群落构建机制不明确的问题，上海科研团队通过添加枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)与葡萄糖的协同干预，系统评估了其对水质参数(TAN、DO)、氮转化效率、营养组成(粗蛋白、PUFA)及微生物网络的影响。研究发现葡萄糖与益生菌联用可显著提升絮团营养价值(p<0.05)，并优化微生物群落结构，为BFT系统标准化生产提供了理论支撑。

　　

随着水产养殖业规模扩大，传统养殖模式带来的环境压力日益凸显。生物絮团技术(Biofloc Technology, BFT)因其能同步解决水质污染和饲料成本问题而备受关注，其核心在于利用微生物群落将有毒氮化合物如总氨氮(TAN)转化为微生物蛋白。然而在系统启动阶段，硝化功能建立缓慢(约需4周)，期间积累的氨氮对养殖生物构成威胁。更棘手的是，尽管益生菌如枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在养殖中广泛应用，但其在BFT系统构建中的作用机制仍存在争议——有研究显示其效果受添加时机、碳源补充等多因素影响。

针对这一科学盲区，上海某研究团队在《Aquaculture》发表论文，创新性地探究了商业B. subtilis在BFT启动阶段与葡萄糖的协同效应。研究采用10L聚乙烯桶构建微缩系统，设置四组处理：空白对照(Ctr)、单独葡萄糖(Glu)、单独益生菌(Bac)及复合添加组(G+B)，通过监测水质参数、营养指标和16S rRNA测序等手段展开分析。关键技术包括悬浮生长反应器构建、氮化合物动力学检测、气相色谱脂肪酸分析以及微生物共现网络分析。

水质量化数据揭示碳源关键作用
启动初期，葡萄糖添加组(Glu、G+B)溶解氧(DO)骤降至1.78mg/L，氧化还原电位(ORP)达-304.7mV，显示碳源刺激了异养菌代谢活性。值得注意的是，G+B组TAN去除率较对照组提升35%，证实益生菌与碳源存在协同脱氮效应。

营养组分呈现梯度差异
粗蛋白含量在Glu组达42.6%，显著高于对照组(p<0.05)。更具突破性的是，G+B组多不饱和脂肪酸(PUFA)比例(22.78±0.84%)较Bac组(19.53±0.88%)进一步提升，表明碳源能强化益生菌的脂质合成功能。

微生物网络重构机制
共现网络分析显示，Bacillus在G+B组相对丰度提升3.2倍，且与硝化菌群呈正相关。这种"益生菌-碳源-功能菌"的三元互作模式，为理解BFT微生物装配规则提供了新视角。

该研究首次系统论证了商业B. subtilis在BFT启动阶段的"营养-功能"双效作用：在葡萄糖协同下，不仅能优化絮团营养价值(提升PUFA和必需氨基酸)，还可通过塑造以Bacillus为核心的微生物网络来增强系统稳定性。这一发现为BFT标准化生产提供了可量化的添加方案，同时揭示了碳源调控在益生菌应用中的杠杆作用。未来研究可进一步解析B. subtilis代谢通路与絮团微生物组的互作机制，推动水产养殖向精准调控方向发展。