生物絮团技术是近年来不断发展的控制水体氮素的生物技术，其主要原理是通过提高水体系统中的碳氮比来增强异养细菌的活性，同化水体中未被利用的氮素。
生物絮团一般由菌胶团、丝状细菌为重要的内核，其周围包裹真菌、附生异养细菌及胞外产物、浮游藻类、原生动物、轮虫、枝角类等。研究表明，生物絮团中有活性的有机体占总质量的10~90%，具备极强的自我更新和增殖能力。生物絮团的化学成分复杂，主要是细菌胞外聚合物，可占絮团总质量的80%。研究表明，生物絮团干物质中，粗蛋白、脂肪、粗纤维和灰分含量分别约为40~55%、0.6~4%、2.2~2.5%、3~7%，由此可见生物絮团可作为滤食性或杂食性鱼类或对虾养殖中的饵料补充。
生物絮团形态的显微镜观察
a：丝状细菌；b：藻类；c：浮游动物；d：细菌群落
一、生物絮团的作用
1、生物絮团能将养殖水体中过量的氮、磷转化为菌体蛋白，可显著减少池塘换水量和养殖成本。
1）传统的池塘养殖技术，每千克对虾需消80 m3耗的水体，而运用生物絮团技术，在零交换水体中，饲养每千克对虾只需提供1.00~2.26 m3的水体交换量；
2）在罗非鱼养殖中，应用生物絮团技术的水体消耗量比循环水养殖还要减少40％；
3）使用蛋白质含量较低的商品饲料进行罗非鱼的越冬试验中，用淀粉控制水体中的碳氮比达到20，结果表明，提高碳氮比生成的生物絮团可显著降低水体氨氮、亚硝态氮及硝态氮的浓度，改善水质。
2、生物絮团可作为滤食性或杂食性鱼类或养殖对虾的饵料补充，实现饲料营养的重复利用，提高饲料利用率。
生物絮团技术通过自身作用将残留的营养物质，主要是氮素二次利用，重新循环到微生物蛋白中去，这些生成的生物絮团可以被养殖对象利用，从而达到提高水产品产量。
1）对虾摄食生物絮团后能够产生消化酶增强消化系统的能力，提高饲料利用率的效果；
2）生物絮团作为罗非鱼的饵料，罗非鱼摄食后可促进其生长，相对于传统养殖模式减少了投饵量；
3）生物絮团养殖模式换水量少，降低了水产动物感染外源致病菌的可能性。
3、生物絮团可增强水产动物免疫力，提高养殖成功率。
生物絮团含有有益的微生物菌落及其活性衍生物，如有机酸、多羟基乙酸酯、多羟基丁酸盐等，能抵抗病原体的生长，是天然的益生菌和免疫刺激剂。
1）生物絮团可在动物组织中提供必需的营养和诸多生物活性生理功能，包括刺激动物免疫系统，从而使水产养殖动物的抗氧化能力和免疫力得到增强，促进其生长和繁殖；
2）生物絮团中含有很多益生菌，可以增强水产动物的免疫力，提高抵御疾病和适应环境的能力。
二、生物絮团的关键控制技术
1、控制碳/氮比（C/N比）
C/N比是指水体中的总碳和总氮的比值，通常为碳氮元素的质量比。C/N比是生物絮团技术的主要控制因素，C/N比很大程度上影响了生物絮团中的微生物种群结构和功能菌群，还包括微生物产生的衍生物、代谢产物。
一般商品饲料中C/N比一般为10以下，并不能满足生物絮团产生的条件，只有提高C/N比，才能够产生生物絮团并发挥其功能。水产养殖系统中提高C/N比主要有两种方式，一种是降低商品饲料中的蛋白质含量；另一种是添加额外碳源。由于商品饲料要满足鱼类等的营养需求，一般不可能降低蛋白质的含量。因此，添加额外碳源成为较为普遍的方法。
2、添加有机碳源
添加有机碳源，可提高养殖系统中的C/N比，可提高异养菌同化吸收氨氮的能力。应用于生物絮团技术的有机碳源有诸多选择，如葡萄糖、甘油、醋酸钠、淀粉、木薯粉、纤维素、糖蜜等。培养生物絮团所需碳源的种类一定程度上决定了生物絮团内部微生物群落的结构特点、组成、功能，微生物种类不同，其分解利用的碳源种类也各异。因此，不同的碳源种类培养出的生物絮团在营养成分、生物活性和水质改善功能等多个方面可能都会有差异。
另外，在进行碳源选择时还需考虑以下几个因素：
1）能否快速地被异养菌吸收利用；
2）有机碳源是否能稳定性支持；
3）添加有机碳源的经济效益是否合理。
3、曝气与搅拌
生物絮团技术应用于水产养殖系统中，生成的絮团需要不断地搅拌使其悬浮，充分接触溶氧，曝气装置的加入提供了充足的搅拌，然而搅拌产生的水体剪切力对絮团的粒径大小及聚集程度都有很大影响。
1）足够的曝气强度不仅仅为水产养殖动物提供充足的氧气，保证其正常生长，还充分搅拌水体，使得生物絮团处于悬浮状态，增加养殖动物对絮体的摄食。
2）水体的流动也会使系统中产生湍流，增大水体剪切力的同时使得絮团分散，便于养殖对象获取。
4、水体碱度调节
水体碱度对维持生物絮团系统功能很重要，碱度反映了水体的缓冲能力，表现在外源添加酸或碱后pH值的波动幅度。随着水产养殖时间的延长，水体中的pH值和碱度会呈现下降趋势，一定程度上会影响养殖鱼虾的生长存活，也会抑制微生物功能的发挥。微生物生态功能的失衡会导致氨氮、亚盐的积累，引起水质的恶化，严重时影响养殖鱼虾的摄食、生长和存活，可定期添加小苏打来维持水体碱度在合适的水平范围内。
三、生物絮团技术的应用举例
3.1 生物絮团在高密度对虾养殖中的应用
高密度对虾养殖中，氮素的积累成了提高养殖产量的限制因素，而生物絮团技术的应用，一则可以将氮、磷等自身污物转化为菌体蛋白质，降低氨氮、亚盐浓度，净化水体；二则可以粘附富集养殖过程中产生的有机碎屑、残饵、粪便等，成为生物絮团的一部分，再次被对虾摄食利用，提高了物质的循环利用，降低了饲料系数。既降低养殖污染，净化了水体，又提高了蛋白质的利用率，提高了生产力，增加了效益。
高密度对虾养殖，由于密度高、负荷大，养殖中后期都会大排水、换水，一是浪费了大量的水资源，二是对附近的对虾养殖场及周边环境也产生了负面影响，而生物絮团技术的应用，则大大减少了养殖期间的排换水量。
3.2 生物絮团在鳙鱼养殖中的应用
鳙鱼又名花鲢、大头鱼，为滤食性鱼类，近几年相对价格较好，无论是池塘、水库还是湖泊都是以主养鳙鱼为主的模式，传统鳙鱼饵料往往是通过施肥(N、P及有机物）培养浮游动物，鳙鱼后期生长受到水域食物链的饵料生物量制约，加上环保要求，投肥限制（施肥易导致水体富营养），产量很难提高。
鳙鱼的饵料组成与生物絮团组成相近，絮团大小也刚好满足鳙鱼摄食的要求，鳙鱼对生物絮团具有较好的摄食。应用生物絮团技术，通过定期向池塘补充碳源、细菌等，控制C:N比，可与池塘自身的残饵、排泄物、有机质以及藻类等形成生物絮团，能够很好控制氨氮、亚盐水平，减少了出血病的发生；生物絮团中含有的细菌、藻类，具有某些拮抗粉状可以破坏病原的常规的致病敏感性，减少细菌、寄生虫的感染机率；生物絮团营养物质充足，营养价值与配合饲料相当，适合鳙鱼的生长需求，促进了生长，提高了产量，不仅提高了鳙鱼的肌肉蛋白水平，而且提高了鳙鱼肌肉的鲜味，提升了品质。
鳙鱼肠道内生物絮团形态的显微镜观察
a：丝状细菌；b：藻类；c：浮游动物；d：原生动物
作者介绍：熊雷
湖北至正天辰生物科技有限公司技术工程师，华中农业大学硕士，主要从事水产动保的研发与应用，擅长南美白对虾、青虾、河蟹等品种的养殖技术服务工作。
