生物絮團養殖概論

生物絮團 (Biofloc) 為較新穎的養殖方式,與傳統的藻水養殖有很大的區別。生物絮團為營養素可以在培養基中連續循環再利用,使得換水量大幅減低甚至不需換水,因此,這個技術還被稱為水產養殖的 [藍色革命]。此外,許多研究及現場結果證實,利用生物絮團養殖還可以提高生長速度、提升飼料換肉率的效果,以此降低養殖成本。

我們近期很常聽到生物絮團,也聽說他很好用。但到底什麼是生物絮團? 在現場應該怎麼應用呢? 本週讓我們透過這一篇墨西哥於 2017 年發表的文獻 (https://doi.org/10.5772/66416),帶大家認識生物絮團在養殖中的作用。

生物絮團是由一群聚集物集結,包含細菌、藻類、浮游生物以及其屍體與有機碎屑等複合而成。由於環境複雜,因此水中的環境監控尤為重要,這些參數將會影響生物絮團的開發及於生產週期中維持穩定的關鍵 (表一)。上述複雜的聚集物各自扮演不同腳色,我們將在下面為大家分介紹三個重要的分類:

1. 微生物¬- 他們在生物絮團中扮演關鍵角色,分為異營與自營性兩種。異營菌利用有機物作為營養來源,消耗掉糞便、蛻皮、屍體、食物殘渣等物質;自營菌則利用氮轉變為營養來源,處理掉水中有毒的氮化合物,是為硝化菌。目前這些微生物主要是利用添加益生菌作為菌類的來源,其主因為 a. 於建立初期穩定菌相b. 有助於有機物的循環利用以及 c. 控制固體量及總氨氮的狀況。但在培養過程中需注意避免汙染,及投放後注意養殖池中的變化,避免壞菌侵入繁殖成為優勢菌。

2. 微藻- 生物絮團養殖的方法講究藻菌平衡,而這藻類主要講的是微藻,微藻主要吸收氨和硝酸鹽以產生營養物質,另外還消耗二氧化碳並產生氧氣。除此之外,微藻也是一些小型生物的營養來源,因對數生長期後期的微藻通常含有 30-40% 的蛋白質,10-20% 的脂質和 5-15% 的碳水化合物。但如果在氮磷濃度過高的狀況下,容易出現藍綠藻 (cyanobacteria) 失控成為主要藻種,而藍綠藻會產生有毒物質,導致養殖過程出現不良問題。因此,藻類是影響水中生物多樣性的關鍵因子,在養殖過程中需要良好的控制微藻的種類及數量。

3. 浮游生物- 他們與微生物一樣可以將有機物轉換成營養來源。養殖中常見的浮游生物即為輪蟲,輪蟲可以將絮團破碎也可以消耗掉細菌,並且他們的分泌物將有助於產生新的絮團。此外,因為其具有高營養源,碳水化合物含量為15.9-22.7%,脂質21.4-24.12% 及蛋白質45.7-61.3%,是可以做為幼蝦的天然餌料。但輪蟲非常容易繁殖,若管控不當會造成水體缺氧並造成蝦體寄生,使得蝦隻產生疾病或死亡。

除了上述的重要角色外,養殖池中的營養是維持生物絮團的關鍵因素,這個關鍵來自於碳氮比 (C:N) 的添加調整。在養殖管理的過程中分為兩個階段 1. 初期的建立階段,為利用 12-20:1 的碳氮比,此時高碳將促進細菌的生長。系統在大約養 30-50 天會達到成熟狀況,這時沉降固體 (SS) 至少為 5 mg/L,且氨氮、亞硝酸也開始出現;再來進入 2. 維護階段,根據總氨氮值使用 6:1 的碳氮比,這個時候需密切監控總氨氮以維護水質。在此階段,由於細菌吸收更快,因此總氨氮降低,建議使用富含單醣和低聚醣的碳水化合物,例如糖蜜最為碳源。但實際上根據養殖的不同階段,應根據產品價格和目的選擇不同的材料 (糖蜜、甘油、植物粉、葡萄糖、蔗糖、澱粉、穀物、纖維素等)。

總上所述生物絮團具有三大好處: 1. 去除無機氮化合物,協助水質處理、2. 微生物作為蛋白質來源,降低飼料成本以及 3. 微生物釋放抗菌物質,減少水中壞菌風險。應用此技術將使水產養殖朝著環境友好的方法和生物安全的方向發展。但水中環境瞬息萬變,系統中發生的物理、化學和生物相互作用是相當複雜的,需要進一步的研究以釐清特定現象。雖然不一定每個養蝦的環境都能做到生物絮團的養殖手法,但是管控環境中的微生物、藻類以及浮游生物也是一樣重要的。

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