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            公司新聞

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            需倍加重視的——碳氮平衡

            • 作者: 陶宇 胡王龍
            • 時間: 2018-05-29 10:08:00
            • 來源: 本站原創
            • 點擊率: 10981
            水質調控是水產高密度養殖的關鍵環節,養殖投喂量過剩、養殖動物大量排泄造成了水體中富營養化嚴重,氮的降解是水質調控的重點和難點。近幾年國內外學者提出了利用碳氮平衡理論配合微生物手段調節養殖水環境,這種理論在南美白對蝦養殖水環境治理取得了顯著成效,在各種魚類養殖過程中也漸漸被重視起來。那什么是碳氮平衡理論呢?
            1、碳氮平衡理論

            碳氮平衡最早提出是在土壤修復領域,當微生物分解有機物時,同化5份碳約需要同化1份氮來構成它自身細胞體,因為微生物自身的碳氮比大約是5:1。而在同化(吸收利用)1份碳時需要消耗4份有機碳來取得能量,所以微生物吸收利用1份氮時需要消耗利用25份有機碳。也就是說,微生物對有機質正常分解的所需碳氮比為25:1。當然不同類型微生物對碳源有選擇性,不同碳源對微生物群落結構也有不同影響。在實際應用中,碳源差異不僅影響微生物和藻類對氮、磷物質吸收效率,還影響水體中微生物群落結構和生物膜空間結構,如果把養殖池塘水體看做大培養基,適宜的碳源可引導水體中外加益生菌和土著菌向我們期望的產物方向代謝。了解這一理論后我們就要清楚碳源在養殖水體中的主要功能。

            2、碳源的功能

            2.1結合氮源提供營養

            外加碳源又稱溶解性碳源,它結合水體中多余的氮源被浮游植物和微生物利用,浮游植物吸收碳源(葡萄糖、“養元一號”、“桑普優碳”)轉化成顆粒性碳源(藻類),通過食物鏈被魚蝦吸收(肥水);微生物吸收碳源則是通過微生物食物網最終轉化成大顆粒有機質,進一步重新進入食物鏈被魚蝦吸收。雖然碳源能給魚蝦提供能量,但是如果種類單一或者選擇不當,不僅無法滿足植物和微生物的需求,甚至會直接沉降池底,永遠不會被重新利用。

            2.2改善水體代謝產物

            有研究表明,飼料等池塘投入品中的氮僅有不到30%被魚蝦吸收,其他70%多被排放到水體或沉積到池塘底部,造成水體氨氮和亞硝酸鹽升高。操縱水體碳氮比被認為是控制氨氮、亞硝酸氮等無機氮的最佳策略,將碳氮比從10提高到20可顯著降低各項污染指標。桑普“養元一號”選用短鏈脂肪酸鹽復合碳源,該產品可以用于光合菌、芽孢菌、小球藻等的培養基,在養殖水體中可促進好氧反硝化細菌生長。由于水體和底泥中中性土著細菌占主體(約80%),在中性細菌中包含大量好氧反硝化細菌,這類菌群在吸收到復合碳源后不僅可以將水體氨氮和亞硝酸鹽降解成無害氣體排出水體外,同時還會產生含有大量亞硝酸鹽阻斷劑的代謝產物,防止污染反彈。

            2.3結合生物絮團技術

            水產養殖中的生物絮團技術指的是異養細菌通過消耗大量的碳源將水體中的氨氮轉化為自身的蛋白質,同時結合水體中的懸浮物質形成絮體。這一過程不僅解決了水體氨氮亞硝酸等有害物質的污染問題,同時提高了動物餌料利用率,減少人工投餌,將營養源從飼料蛋白向生物蛋白轉化。生物絮團最核心的問題是如何讓水體中溶解態的C/N維持某一水平的平衡,因此在使用“養元一號”產品時一定要根據水體的實際含氮量,配合桑普水質測試盒定期跟蹤水體氨氮、亞硝酸鹽指標,如果水體含氮量過大,應加大用量。

            2.4去除藍藻燃料電池

            微生物燃料電池(MFC)是指微生物以有機質(藍藻)為燃料代謝產電的過程,目前這一技術主要應用在湖水去藻發電應用中,但是有實驗表明外加碳源可以提高化學耗氧量(COD)的去除,而作為發酵型底物葡萄糖對MFC降解COD的效果(30%)顯著低于“養元一號”所用的核心碳源降解COD效果(60%),由此可見“養元一號”在清除池塘底部藍藻死藻污染物方面有極大應用潛力。
            3、養殖池塘碳源補充的必要性

            3.1池塘菌相構成與碳氮比的關系

            異養細菌數量與總氮呈負相關,與總有機碳、總磷及水溫呈正相關,碳/氮低限制異養細菌的繁殖,異養細菌對水產動物的排泄物、殘餌、有機碎屑、浮游生物等絮凝成生物絮團,進入食物鏈。能夠吸收利用水體氮磷成為菌體蛋白,凈化水體。

            若C/N低于10,異養細菌優先利用有機氮,養殖水體銨態氮含量增加; 若C/N高于10,異養細菌可同時利用有機氮和無機氮,消耗銨態氮。研究和養殖實踐表明,向水體中添加有機碳源,提高水體C/N/比,可將異養細菌總數從104cfu.ml-1提高到107cfu.ml-1。

            異養細菌數量的增加,有利于形成細菌聚合物—生物絮團,其中包含了細菌、藻類、有機物、原生動物、浮游動物等。若能長期保持C/N12以上,有充足的溶氧,不需要額外向池塘中接種異養細菌,細菌就會達到合適的水平控制池塘環境。

            3.2不同蛋白含量飼料的碳氮比

            蛋白含量40%的飼料,碳氮比約為7.8,蛋白含量35%、30%、25%的飼料,碳氮比分別在8.9、10.4、12.5左右。以上為理論值,實際分析值要低一些。結合當前高密度養殖的實際情況不難看出,越是使用高蛋白的飼料,池塘中碳源的缺乏就越加嚴重,適時適量補充有機碳源就顯得更加必要。
            4、碳的來源
            了解到碳源的重要性,我們如何為自己養殖水體選擇最佳碳源?在養殖生產過程中,我們向水體里投入的飼料、肥料中也包含著大量碳源,此外我們使用的一些調改水產品和內服產品也會間接給水體補充大量的淀粉、糖蜜、葡萄糖等,但是這些糖類物質都屬于常規碳源,對水體藻類和微生物沒有高度選擇性,很容易被水體其他生物消耗。
            另一方面,由于植物和微生物對碳源的高度選擇性會使得同一種碳源在不同的水體里效果差異太大,尤其是針對浮游植物、甲殼類、輪蟲類、固著類、光合菌和反硝化細菌來說,補充常規碳源無法滿足小型生物和異養微生物生長需求。因此通過碳添加來調節碳氮比,不僅能提高水體生物量,還可改變水體微生物優勢種群。大量研究表明適宜的碳源補充,可引起水體藻類和微生物群落功能差異,豐富了藻類種類數和多樣性,提高了藻類數量。
            5、優質碳源——養元一號、桑普優碳
            補充水體營養,改善水體環境,促進有益菌的繁殖,抑制有害菌,穩定水體藻相,調節因高蛋白飼料使用導致的碳氮比失衡,降低發病率和死亡率。
            加速殘餌、排泄廢物等的分解代謝,減少氨氮,亞硝酸鹽等有毒有害物質的產生,促進水體生物絮團的生成,有效降低水體有機物含量,為魚蝦提供生物絮團餌料,降低飼料系數。
            補充藻類生長所必需的多種營養元素,促進藻類生長繁殖,穩定水體藻相,促進水體氮磷等營養素的利用,降低水體氨氮、亞硝酸鹽含量。
                增強水產動物抗病抗應激能力,促進生長,提高成活率,降低餌料系數。

             

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