摘要：為探討池塘養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦中應(yīng)用生物膜凈水柵的效果。選擇6口池塘分2組進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)照組3口池塘不使用生物膜凈水柵，試驗(yàn)組3口池塘在水面以下0.3 m處設(shè)置3道相互平行且橫跨池塘的生物膜凈水柵，兩組池塘投放等量的蝦苗，每隔一段時(shí)間采集一次水樣和生物膜樣，記錄水溫、pH、溶解氧和總氮等8項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)計(jì)蝦養(yǎng)殖成活率、蝦起捕規(guī)格、蝦產(chǎn)量以及飼料系數(shù)4項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果表明，試驗(yàn)組池塘水質(zhì)得到了明顯改善，蝦成活率、起捕規(guī)格、產(chǎn)量較對(duì)照組分別增加69.6%、62.2%、164.1%，飼料系數(shù)降低20.9%。

關(guān)鍵詞：生物膜凈水柵；池塘養(yǎng)殖；凡納濱對(duì)蝦

中圖分類號(hào)：S964.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：秦駿思（1988—），男，助理工程師，碩士，研究方向：水產(chǎn)養(yǎng)殖。

2021年4月份農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)了《關(guān)于實(shí)施水產(chǎn)綠色健康養(yǎng)殖技術(shù)推廣“五大行動(dòng)”的通知》，其中明確提出了要開展生態(tài)健康養(yǎng)殖模式推廣行動(dòng)。生物膜是一種廣泛應(yīng)用在生活及工業(yè)污水處理工藝的新材料，除了過濾雜質(zhì)、凈化污水外，還能為各種生物、微生物以及藻類植物提供附著場(chǎng)所，隨著時(shí)間的推移逐漸形成穩(wěn)定的、具有自我修復(fù)能力的微生態(tài)系統(tǒng)。將生物膜應(yīng)用到池塘魚蝦養(yǎng)殖中，利用生物膜上的細(xì)菌、藻類等凈化水質(zhì)，降低池塘水中氨氮、化學(xué)需氧量，同時(shí)藻類等浮游植物又能作為魚蝦的食物，達(dá)到了節(jié)能減排、增產(chǎn)增收的效果。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇某水產(chǎn)公司研發(fā)的生物膜凈水柵，長(zhǎng)度19.8 m，高度0.7 m。魚蝦養(yǎng)殖池塘共6口，面積在0.32～0.35 hm²，均安裝增氧機(jī)。試驗(yàn)開始后向池塘內(nèi)投放凡納濱對(duì)蝦苗（體長(zhǎng)約10 mm），投放密度為120萬尾/hm²。

1.2 方法

1.2.1 分組設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)所選6口池塘的規(guī)格和水質(zhì)相近，將其隨機(jī)等分成2組。一組為對(duì)照組，不使用生物膜凈水柵；另一組為試驗(yàn)組，使用生物膜凈水柵。于2023年5月10日開始進(jìn)行養(yǎng)殖試驗(yàn)，至2023年8月20日結(jié)束試驗(yàn)，捕撈池塘內(nèi)的凡納濱對(duì)蝦。池塘水為附近河流引進(jìn)的淡水。

1.2.2 生物膜凈水柵的設(shè)置

池塘中的生物膜凈水柵按照45組/hm²的密度放置，要求生物膜凈水柵的頂部距離水面0.3 m，如圖1所示。相鄰兩組生物膜凈水柵的首端和尾端通過螺栓連接，最終拼成圖1中從a到b橫跨整個(gè)池塘的組合型生物膜凈水柵。繩索的一頭連接a端，另一頭連接岸上的木樁，同理將b端與岸上木樁連接，達(dá)到固定生物膜凈水柵的效果。每口池塘中布置3道相互平行的組合型生物膜凈水柵，間距為2.5 m。

1.2.3 養(yǎng)殖管理

在試驗(yàn)開始前，采集池塘水樣（水面以下50 cm處）進(jìn)行測(cè)定，獲取初始狀態(tài)的水質(zhì)。養(yǎng)殖試驗(yàn)開始后如實(shí)記錄每口池塘的投苗量，以及每天的飼料、漁藥使用情況。試驗(yàn)過程中除了定期補(bǔ)充因?yàn)檎舭l(fā)或滲漏損失的水，不得進(jìn)行換水操作。

1.2.4 樣品采集

在試驗(yàn)開始后的第15 d采集一次水樣和生物膜樣，之后分別在第35、55、75和95 d采樣1次。水樣的采集方法為：使用容量為250 mL的消毒玻璃瓶，直接從池塘表面采集水樣，用于測(cè)定水樣中細(xì)菌總數(shù)和異養(yǎng)菌數(shù)。選容量為1000 mL的塑料瓶從池塘表面采集水樣，用于測(cè)定總氮、總磷以及化學(xué)需氧量等水質(zhì)指標(biāo)；另用容量為250 mL的塑料瓶，向塑料瓶中加入盧戈氏液（濃度為2%），用于藻類的分析^［1］。生物膜樣的采集方法為：將鑷子消毒滅菌后，從池塘水面下50 cm處的生物膜凈水柵上隨機(jī)選擇多處位置，夾取15根基體填料并放入消毒后的玻璃瓶中。樣品瓶帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)、分析。

1.2.5 池塘水質(zhì)及生物膜上生物因子動(dòng)態(tài)的測(cè)定

本試驗(yàn)中需要檢測(cè)的指標(biāo)共8項(xiàng)，各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)方法如下：池塘的水溫、pH值以及溶解氧3項(xiàng)指標(biāo)，在采樣當(dāng)天的上午10點(diǎn)使用相應(yīng)的儀器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；總氮采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定；總磷采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定；化學(xué)需氧量采用高錳酸鹽指數(shù)法測(cè)定；細(xì)菌總數(shù)和異養(yǎng)菌數(shù)采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定；藻類（硅藻、綠藻）密度采用鏡檢細(xì)胞計(jì)數(shù)法測(cè)定。

1.2.6 生長(zhǎng)性能指標(biāo)測(cè)定

在試驗(yàn)結(jié)束后，分別計(jì)算兩組池塘養(yǎng)殖蝦的成活率、起捕規(guī)格、產(chǎn)量及飼料系數(shù)。成活率（P）的計(jì)算公式為：

P=（W₁-W₂）/W₁×100%

式中，W₁表示試驗(yàn)開始時(shí)向池塘投放的凡納濱對(duì)蝦苗數(shù)量，W₂表示捕撈時(shí)凡納濱對(duì)蝦數(shù)量。

飼料系數(shù)（λ）的計(jì)算公式為：

λ=M/ΔG×100%

式中，M表示試驗(yàn)期間飼料的消耗量，ΔG表示凡納濱對(duì)蝦經(jīng)過一個(gè)養(yǎng)殖周期后的增重量，通過隨機(jī)取樣的方式，將捕撈時(shí)樣品蝦的重量減去試驗(yàn)開始時(shí)蝦苗的重量，即為增重量。

起捕規(guī)格、產(chǎn)量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)對(duì)比

試驗(yàn)前對(duì)照組和試驗(yàn)組池塘的水質(zhì)測(cè)定結(jié)果見表1。由表1數(shù)據(jù)可知，兩組池塘在試驗(yàn)前的水溫、pH、溶解氧以及化學(xué)需氧量等8項(xiàng)指標(biāo)的參數(shù)基本一致，這就從源頭上消除了因?yàn)樗|(zhì)存在偏差對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的干擾，可以開展后續(xù)試驗(yàn)。按照上述試驗(yàn)方法分別向?qū)φ战M和試驗(yàn)組的池塘中投放凡納濱對(duì)蝦苗，并進(jìn)行一個(gè)周期的養(yǎng)殖^［2］。

由表2數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過一個(gè)周期的養(yǎng)殖試驗(yàn)，試驗(yàn)組的pH值、總氮、總磷和化學(xué)需氧量4項(xiàng)指標(biāo)均低于對(duì)照組；試驗(yàn)組的溶解氧、細(xì)菌總數(shù)和異養(yǎng)菌數(shù)以及藻類密度4項(xiàng)指標(biāo)均高于對(duì)照組。表明在池塘中放入生物膜凈水柵能夠起到凈化水質(zhì)的效果，從而為細(xì)菌、異養(yǎng)菌和藻類等生物提供了有利的生存環(huán)境。

2.2 生物膜上生物因子動(dòng)態(tài)對(duì)比

選擇細(xì)菌總數(shù)和異養(yǎng)菌數(shù)2項(xiàng)指標(biāo)觀測(cè)生物膜上的生物因子動(dòng)態(tài)，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，在試驗(yàn)開始后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)生物膜上細(xì)菌總數(shù)和異養(yǎng)菌數(shù)始終維持在較低水平，到第75 d，生物膜上細(xì)菌總數(shù)為1.57×10⁶ CFU/g，異養(yǎng)菌數(shù)為3.5×10⁵ CFU/g。之后，生物膜上細(xì)菌總數(shù)和異養(yǎng)菌數(shù)開始急速上升，在第95 d采樣檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌總數(shù)達(dá)到了2.541×10⁷ CFU/g，異養(yǎng)菌數(shù)達(dá)到了1.122×10⁷ CFU/g。

2.3 養(yǎng)殖結(jié)果對(duì)比

由表3數(shù)據(jù)可知，試驗(yàn)組凡納濱對(duì)蝦的養(yǎng)殖成活率、蝦產(chǎn)量以及蝦起捕規(guī)格均高于對(duì)照組，說明使用生物膜凈水柵后能夠?yàn)榉布{濱對(duì)蝦創(chuàng)造更加干凈、優(yōu)良的生長(zhǎng)環(huán)境。試驗(yàn)組的飼料系數(shù)相比于對(duì)照組降低了20.9%，這是因?yàn)槭褂蒙锬羲畺拍軌驗(yàn)橛幸嬖孱悺⑽⑸锾峁└街h(huán)境，進(jìn)而豐富了凡納濱對(duì)蝦的食物來源，減少了飼料的消耗^［3］。

3 討論

3.1 水質(zhì)改良效果與機(jī)理

池塘養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦，往往存在蝦苗投放密度大、飼料利用率低等問題，大量的排泄物和剩余飼料使得池塘水質(zhì)惡化，進(jìn)而影響對(duì)蝦的生長(zhǎng)甚至造成對(duì)蝦的大量死亡。在本次試驗(yàn)中水質(zhì)分析也發(fā)現(xiàn)化學(xué)需氧量較高，說明池塘水體中還原性物質(zhì)較多，這些物質(zhì)分解過程中消耗溶解氧，并且產(chǎn)生硫化物等有毒物質(zhì)，對(duì)池塘中的魚蝦產(chǎn)生毒害。使用生物膜凈水柵后，試驗(yàn)組的化學(xué)需氧量為（4.17±0.14）mg/L，低于對(duì)照組28.2%，這是由于生物膜為細(xì)菌的附著與生長(zhǎng)提供了良好環(huán)境，大量的細(xì)菌快速分解水體中的氨氮等有機(jī)物，從而降低了化學(xué)需氧量。對(duì)比異養(yǎng)菌數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組的異養(yǎng)菌數(shù)比對(duì)照組高出了91.6%，而異養(yǎng)菌的代謝作用可以轉(zhuǎn)化水體中的氮、磷，從而降低總氮、總磷的含量，達(dá)到改良水質(zhì)的效果^［4］。

3.2 微生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控

沒入水面以下的生物膜凈水柵，為池塘水體中游離的細(xì)菌、微生物以及藻類提供了附著載體，隨著時(shí)間的推移生物膜上附著的各類生物不斷增加，形成了穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)。在本次試驗(yàn)中，試驗(yàn)組池塘水體中細(xì)菌總數(shù)達(dá)到了（4.82±1.06）×10⁴ CFU/mL，高于對(duì)照組121.1%；藻類密度達(dá)到了（2.71±0.58）×10⁶ cells/mL，高于對(duì)照組78.2%。在微生態(tài)系統(tǒng)中，異養(yǎng)菌和細(xì)菌具有很強(qiáng)的分解作用，而綠藻、硅藻等有益藻類首先可以進(jìn)行光合作用增加池塘水體中溶解氧含量，降低魚蝦養(yǎng)殖中對(duì)增氧機(jī)的依賴，達(dá)到了節(jié)能低碳的效果；其次這些藻類又能作為魚蝦的一種食物來源，減少了餌料的投放，達(dá)到了降低養(yǎng)殖成本的效果^［5］；最后，有益藻類還能將水體中的亞硝酸鹽、氨氮等有機(jī)物轉(zhuǎn)化成自身的營(yíng)養(yǎng)吸收利用，起到凈化水體的作用。

4 結(jié)論

在池塘魚蝦養(yǎng)殖中推廣使用生物膜凈水柵技術(shù)，利用生物膜上形成的微生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到凈化水質(zhì)的效果，可以減少養(yǎng)殖期間換水次數(shù)；同時(shí)，生物膜上附著的藻類也能豐富魚蝦食物來源，能夠減少飼料的用量。應(yīng)用生物膜后達(dá)到了節(jié)約用水、節(jié)約飼料、增產(chǎn)增收的效果，在池塘養(yǎng)殖中具有廣闊的應(yīng)用前景。在實(shí)際應(yīng)用中，重點(diǎn)掌握生物膜凈水柵布置方式、日常維護(hù)等方面的管理要點(diǎn)，確保生物膜發(fā)揮理想的價(jià)值并延長(zhǎng)其使用壽命。

參考文獻(xiàn)

［1］陳小紅，許貽斌，林永青，等.不同填料生物膜對(duì)海水養(yǎng)殖尾水的脫氮效能及微生物群落分析［J］.大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2024，39（1）：9-19.

［2］胡曉偉，孫源，羅亮，等.生物膜法在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體處理中的研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.水產(chǎn)學(xué)雜志，2023，36（1）：118-122.

［3］林梓楊，匡彬，倪智力，等.電活性菌藻生物膜強(qiáng)化人工濕地處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的小試研究［J］.水處理技術(shù)，2023，49（2）：122-127.

［4］赫俊國(guó)，江偉勛，何卓義，等.IFAS工藝處理南方低碳源污水的泥膜微生物互作規(guī)律分析［J］.環(huán)境科學(xué)，2022，43（9）：4736-4747.

［5］翁波，尹艷飛，冉茂良，等.菌藻生物膜反應(yīng)器處理養(yǎng)殖污水的應(yīng)用［J］.中國(guó)畜牧業(yè)，2022（2）：29-32.