生物絮团养虾中溶氧的问题

生物絮团技术 (BFT) 养殖模式，提高了对虾养殖的密度，但代价是必须提高水体中溶解氧 (DO) 的水平。





在这个系统中，除了虾类会耗费溶解氧之外，还有一系列的耗氧分子，例如：添加的水产饲料和微生物群落，尤其是后者在整个养殖期间的密度有很大的变化。





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一、生物絮团技术 (BFT) 养殖模式当中，到底有什么耗氧分子？


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BFT系统中具有较高耗氧量，取决于几个因素，例如：养殖生物(如：虾)的密度、总悬浮固体 (TSS) 和水温。



生物絮团中的微生物群落，需要溶解氧来产生新的有机物，每转化1克氨为生物絮团需要使用约4克溶解氧。因此，在没有足够的溶解氧的情况下，生物絮团群落（以总悬浮固体测量）可能成为养殖动物的致命的威胁。由于BFT系统依靠鼓风机和液压泵等技术，是养殖水体中主要产生和补充溶解氧的方式，因此，能量消耗快、发电机或泵等出现故障，可能导致溶解氧的水平出现下降，从而导致养殖生物死亡。

水温，直接影响养殖动物的新陈代谢和水环境中氧气的溶解度。在温暖的水域中，动物的新陈代谢增加，而氧溶解度降低。在可用溶解氧水平降低的情况下，动物将所有能量用于基本活动，开始保护自己。



当池塘经过缺氧之后，重新供氧气或重新构建供氧系统，都会对虾类造成压力和损害，并降低其产量，导致死亡率在10%到90%之间，严重影响养殖户的利润。在今天的文章当中，笔者向大家分享一项最近的研究，以检查实验BFT系统中虾的密度、生物絮团、总悬浮固体 (TSS) 和溶解氧之间的关系。

二、研究设置

1、该研究是在巴西里奥格兰德联邦大学海洋研究所的对虾养殖实验室进行的，来自生物絮团培养物被浓缩，然后被稀释以达到所有实验罐中所需的浓度。将实验罐放置在恒温、并充气（以防止水热分层）的槽中，以保持在整个实验过程中保持28摄氏度的水温。

蓝色恒温槽中放置了多个20升实验罐（每个都有单独的增氧管）



2、将南美白对虾幼虾（个体重约12克）投放在20升容量的实验罐中，并配有单独的增氧系统，实验采用的养殖密度为每立方米450尾虾，并保持四种不同浓度的总悬浮固体 (TSS)：分别为每升0、100、500和1000毫克，每一种浓度有3组。



3、该试验包括两个步骤：首先，我们检查了溶解氧消耗达到缺氧的状态（虾的整个身体或身体的某个区域出现缺氧反应）。并确定达到溶解氧临界点（DO ≤ 0.6mg/L）所需的时间，然后，我们对水体进行重新增氧。此外，在开始试验之前，还在所有实验组中测量了一些水质参数（pH、亚硝酸盐和氨）。



4、具体的步骤是：最初测量所有实验罐中的溶解氧水平，然后切断溶解氧供应，并以20分钟的间隔再次测量溶解氧，直到溶解氧的水平达到0.6毫克/升。然后，打开增氧系统，并在增氧恢复后24小时、48小时和72小时观察虾的存活率。


三、结果和讨论


1、在整个实验过程中保持28摄氏度（该物种的推荐温度）的水温，导致虾的新陈代谢显着增加，因此正如预期的那样，在这种水温导致它们的耗氧量显着增加。

具有曝气养殖系统（左）和没有曝气系统（右）



2、在试验的第一步中，具有最高TSS水平（500-1000毫克/升）的实验罐，在较短的时间内达到0.6毫克/升的水平(比TSS水平为100毫克/升的实验罐快200%)，这个说明生物絮团量较高，那么溶解氧消耗量也越大。

图1：在不同总悬浮固体浓度（0、100、500和1000毫克/升）的实验中，南美白对虾幼虾在28摄氏度时，对溶解氧的消耗。



2、在试验的第二步中，对虾的存活率受到溶解氧水平急剧下降的显着影响，在最初的24小时内观察到显着差异，并且在TSS较高的水平较（1000 毫克/升）的实验罐中，虾的存活率低于50%，48小时后存活率在20%到40%之间。



3、在溶解氧水平达到临界点（

图2：在养殖密度为450尾/立方米的情况下，经历缺氧和增加溶解氧之后，不同生物絮团浓度（TSS为 0、100、500和 000 毫克/升）的南美白对虾的存活百分比.。



2、我们的数据和两个实验的观察结果表明，BFT系统中养殖动物和生物絮团的密度，可以直接影响水体中溶解氧的消耗，从而影响虾的生长性能。在这方面，我们在表1中列出了在BFT系统中养虾的各种溶解氧风险参数，以及相关的管理建议。

表1. BFT系统养虾的各种溶解氧 (DO) 风险参数，以及相关的管理建议。



最后，我们建议应该为生物絮团系统制定一个应急溶解氧补充方案，该方案考虑可以使用各种商用设备，例如：发电机组、溶解氧警报器、发电机、化学增氧剂和充足的水源，以快速应对生物絮团当中缺氧的问题。

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