■《海洋與漁業》記者黃嘉榮/文
生物絮團是指養殖水體中以好氧微生物為主體的有機體和無機物，經生物絮凝形成的團聚物，由細菌、浮游動植物、有機碎屑和一些無機物質相互絮凝組成。
生物絮團技術是運用了廢水處理系統中的活性污泥法(activatedsludge)原理，通過添加碳源控制水體中的C/N值和增加水體攪動，以促進微生物在生長、繁殖過程中形成的表面積較大的菌膠團，從而以此來大量絮凝、吸附和吸收水中的有機顆粒物和氨氮等有毒物質，并能將這些物質攝入細胞體內進行降解轉化的具獨立小生態系統的生物懸浮絮凝團。盡管生物絮團技術近年來在水產養殖上關注度很高，但是真正應用成功的案例卻很少。
近期，中國水產科學研究院南海水產研究所漁業工程研究室張家松團隊，在福建省寧德市蕉城區秋竹村開展的凡納濱對蝦工廠化養殖再次傳來捷報。張家松團隊利用閑置的大黃魚室內育苗池，應用生物絮團技術調控水質，經100天養殖，凡納濱對蝦平均體長10.29cm，平均體重12.33g，單位產量7.05kg/m2，成活率高達89%。截至目前，該示范點已經連續成功養成4批，并帶動周邊養殖水體超過1.4萬立方米。
生物絮團養蝦新模式
南海所開展的凡納濱對蝦示范點養殖池為閑置大黃魚育苗池，共80口，平均面積25平方米/口，養殖水體2000立方。養殖池內采用團隊董宏標博士自主設計的陣列式立體布氣系統，保證均勻高強度增氧；池內懸掛篩絹網，構建形成人工基質；采用二級接力養殖模式，保證常年連續養殖，提高土地利用率。
第一級放養密度4000~5000尾/平方米，養殖30天后轉入第二級養殖，放養密度減為600~700尾/平方米，養殖至上市。期間運用生物絮團技術維護水質，養殖前期50天基本不換水，養殖后期日換水量不足5%。養殖全程拌喂芽孢桿菌和乳酸菌等微生態制劑，無抗生素使用。經100天養殖，凡納濱對蝦平均體長10.29cm，平均體重12.33g，單位產量7.05kg/m2，成活率89%。
“確切來說，生物絮團并不是一種養殖技術，而是一種水質維護技術，這和我們以前理解的不一樣。”張家松博士告訴本刊記者，生物絮團技術是從污水處理的活性污泥技術上延伸而來的，實際上活性污泥技術至今已有100多年的應用歷史，是城市污水和工業污水處理的主流技術，現在只是把這項技術借鑒運用到水產養殖上來。
張家松博士從2009年開始研究生物絮團，這么多年來一直沒有間斷過。他表示，現在生物絮團技術已經在凡納濱對蝦和某些魚類，如羅非魚上得到了廣泛的應用。福建省寧德市蕉城區秋竹村是他應用生物絮團養蝦的其中一個試點。據介紹，這個養殖場的老板以前是從事棉紡業生產，從未養過蝦，只請了兩個親戚過來打理。從2015年12月到現在，已經應用生物絮團技術連續養成4批蝦。
“養殖中間過程雖然也出現過一些問題，但整體成功率還是很高。隨著養殖系統與工藝的不斷優化完善，養殖效果亦會逐步提高。”張家松博士表示。
養殖系統集成優化
“生物絮團技術在污水處理上已經很成熟，但到了水產養殖就要根據養殖系統重新設計。”團隊成員段亞飛老師認為，水產養殖在工程設計方面仍然非常薄弱，不是簡單的培養絮團就可以。比如最簡單的增氧而言，要根據池形選擇不同的增氧設備，如何布管，用多大的氣流，這些都非常重要。為此，張家松博士以及他的團隊在工程設計方面沒有少下工夫。
“別看池內懸掛篩絹網不起眼，但作為人工生物膜所起的作用還不小。”董宏標博士給記者娓娓道來：第一，系統中設置篩絹網可做為微生物附著生長載體，形成生物膜，提高水質凈化能力；第二，規律的基質設置可調節水的流態，提高水體攪動效果，進而在水流作用下阻擋粘附水體中糞便、殘餌、有機碎屑和藻類等物質為微生物生長提供營養，在防止污物積聚導致厭氧發酵的同時，這些物質亦可作為食物為對蝦所攝食；第三，水體中人工基質的存在可為對蝦提供棲息和躲避場所，在降低蛻殼后殘食幾率的同時，亦增加養殖容納量；第四，系統中微生物以生物膜和懸浮絮團兩種形式構成新的生態系統，且在縱、橫兩個方向相互關聯，不僅能有效提高水質凈化能力，還可增強系統穩定性。
另外，董宏標博士設計的陣列式立體布氣系統，能夠保證均勻高強度增氧，養殖系統溶解氧在后期還能維持在5.0mg/L以上；但按現在這種增氧方式，再增加產量就受到限制了，如何有效增氧將是張家松博士團隊下一步要解決的難題。
董宏標博士還告訴記者，除了人工生物膜和陣列式立體布氣系統外，養殖系統集成了多個自主研發的設施，目前已經申請專利達8個之多。
生物絮團并不復雜
“生物絮團維護水質穩定的思維與傳統的集污、排污剛好相反，我們恰恰是想方設法使之散開，不沉淀、不形成死角，充分攪動起來形成懸浮顆粒。”董宏標博士告訴記者，更通俗地說，生物絮團技術就是利用細菌等微生物的同化和代謝作用去降解水體中氨氮和亞硝氮等含氮有毒污染物。
在張家松博士看來，生物絮團操作并沒有想象中那么復雜，關鍵是要嚴格按照程序、工藝堅決執行下去。他在推廣生物絮團技術時發現，該技術使用效果不好，主要是技術走形特別嚴重。養殖戶加紅糖，要么加多了，要么就不夠；養殖期間還亂用、濫用微生態制劑。還有一個問題就是，生物絮團的水看起來比較渾濁，看起來讓人有點不舒服，養殖戶就趕緊換新水，而一換水就會導致整個系統崩潰，導致養殖失敗。
團隊成員劉青松老師告訴記者“很多人還沒有真正了解透徹生物絮團，以為水體形成小顆粒就是生物絮團了，其實很多絮團并沒有培養起來。絮團由于優勢菌種、環境條件的不同，表觀上也不同。直觀上看，有些絮團比較蓬松，看起來是絮狀的；有些絮團很緊密，呈現顆粒狀。”
她認為要培養凈化效果好的絮團，第一，要達到并維持一定的濃度，一般1L水中絮團為500mg左右；第二，好的絮團顏色呈黃褐色；第三，好的絮團沉降性較好，靜置半個小時后上層的水非常透明清澈；第四，絮團的生物活性高，養殖池里面氨氮、亞硝酸鹽能夠維持在比較低的水平。
團隊成員李華博士還指出，在水產養殖中，理想的生物絮團體系應該包括良好的絮凝沉淀效果和高的生物活性，同時還有一定的穩定性，環境條件改變時，能夠承受一定的沖擊，它應該是由多種細菌互相協同作用才能達到比較理想的效果。比如說，要想維持較低的氨氮、亞硝酸鹽氮，需要異養細菌的同化作用、有硝化細菌的硝化作用，有反硝化細菌的反硝化脫氮作用。生物絮團系統就是一個微生態系統，微生態系統越復雜，它的系統就越穩定，如果菌種過于單一，環境一變整個系統就很容易崩潰。