在养虾业举步维艰的2015年，传统土塘及高位池养殖水池已经难以蒙受高密度白虾养殖带来的生态压力，“连作障碍”这个曾经在莳植业谈及色变的名词，在海产养殖行业也更加地凸显出来。然而同为亚洲养虾年夜国的泰国、印度、印尼，2015年的虾财产行情却一如既往的优良。
实在这三个国度较之中国来看，在之前也曾遭遇过南美白对虾的养殖危机，但无论是废弃高密度养虾，转而采取低密养殖、轮养、混养也好，仍是引进举措措施渔业或是科技养殖，从而成长工场化养虾也罢，全部行业看到的，是三个国度虾财产的蓬勃成长。毫无疑问，中国的养虾业须要转变。
近期，来自印度尼西亚万隆科技研讨所的Suantika G及团队(Lumbantoruan G, Muhammad H, Azizah FFN和Aditiawati P)颁发了一篇关于工场化零排水养虾的学术文章《关于应用硝化细菌及角毛藻来实现工场化养殖南美白对虾零排水(Zero Water Discharge，ZWD)体系的构建》，以下是部门内容。
摘要
这项研讨重要针对若何应用硝化细菌及角毛藻来实现工场化养殖南美白对虾零排水(Zero Water Discharge，ZWD)体系的构建。研讨重要有三个步调：
第一步，活化和培育硝化细菌和角毛藻;
第二步，调节ZWD体系;
第三步，在对虾养殖进程中应用ZWD体系，而且用一个惯例体系作为比拟(每周围调换一次水，但不增添硝化细菌和角毛藻)在九十天的养殖时光中，基于雷同的氨氮程度，ZWD体系比拟较于惯例体系多投料1178.28g。
在最后阶段，ZWD体系整体养殖表示更好均匀体重8.24 ± 0.84 g，成活率90.82 ± 2.5%，饲料转化率1.27 ± 0.29，比拟之下惯例体系中，均匀体重5.45 ± 0.28 g，成活率27.22 ± 2.09%，饲料转化率 4.10 ± 0.66。
简介
甲壳类在印度尼西亚渔业公民出产总值占比宏大，而南美白对虾更是占到甲壳类总产量六成以上，是高质量卵白质及周边产物的主要起源。2014年的一月到六月，印度尼西亚年出口虾到达156000吨，虾是甲壳类商品第一出口品种，占总出口量的百分之八十。
固然虾财产给印尼和良多亚洲国度带来了丰盛的公民收进，不外在越南、厄瓜多尔、中国、马来西亚、菲律宾，养虾行情却越来越差，并且年夜多仍是采取传统的养殖方式。然而，因为室外土塘很少存眷水质把持，是以导致疾病的大批爆发。此中一项主要原因就是氨氮的累积。为懂得决氨氮题目，养殖户们凡是会采取频仍换水的方式，可是斟酌到生物平安和情况影响，换水的方式凡是是不切现实的。再有，换水这种方式有可能导致水质不稳固。
比来，应用硝化细菌和角毛藻来操纵的零排水体系(ZWD)被利用在罗氏沼虾的养殖进程中。利用ZWD的成果是显示增添了10-20%的成活率。是以依据这个喜人的成果，ZWD的成长作为工场化南美白对虾养殖的调换体系可以被进一步评估是否同样可行。
ZWD供给了成套体系的晋升和环保水技巧，尤其是最优化养分素轮回(无机和微粒氮)。经由过程添加硝化细菌和角毛藻能使铵根离子、亚硝酸盐和硝酸盐坚持在一个可接收的程度。这些微生物们能有用地加强水质。硝化细菌能将铵根离子根离子转化为亚硝酸盐(亚硝化单胞菌)，并且把亚硝酸盐转化成硝酸盐，同时微型藻类生物群同样对于削减硝酸盐和作为虾的食品补给起着很主要的感化。
资料和方式
硝化细菌和角毛藻的活化和培育
作为培育的硝化细菌是从万隆科技协会(以下简称SITH ITB)的微生物试验室中获取的。硝化细菌应用维诺格拉斯基式(Winogradsky)液态培育基活化之后扩增至100L，如图1所显示。
图1：用于晋升硝化细菌的生物反映器
作为培育的角毛藻是从SITH ITB的水生生态体系剖析试验室中获取的，应用盖亚尔式(Guillard )培育基活化之后扩增至40L，如图2显示。
图2：角毛藻的批次体系
白虾幼体的情况顺应
在这项研讨中应用的PL-10白虾取自西爪哇的 PT.Suri Tani Pemuka Indramayu公司，在印度尼西亚SITH ITB性命科学与技巧学院的水生生态体系剖析试验室用室温(25 ± 1°C)培育至PL-15。
ZWD体系的调节
这项研讨是在圆柱式纤维池中进行的，灌满30L、30ppt盐度无菌和过滤的海水。如图三显示，ZWD体系带有四个隔层：
1.微生物部门：硝化细菌和角毛藻，对于养殖中的氮轮回起着感化。
2.充气线来供给和坚持可消融的氧气程度，使培育均化。
3.应用遮挡板(paranet cover)来削减光照，以及促使硝化细菌和角毛藻杰出发展;
4.应用过滤后和消毒后的水来养虾;
5.应用饲料盘来把持逐日饲料投喂;
6.应用碳酸钙砂砾作为移居硝化细菌的基底，而且有作为pH值缓冲剂的感化。
图3： ZWD体系养殖南美白对虾的道理概述
在养殖环节开端之前，ZWD体系须要被接种10L的硝化细菌(10 6 CFU/ml)和12L的角毛藻(106 cells/ml)，总容量为300L。硝化细菌的铵根离子分化才能应用添加3gNH4Cl((≈ 10 mg/L 的铵根离子)。直到 NH4 和 NO2-程度削减至接近 0 mg/L调节结束。
履行处置
在这项研讨上有两套可实行的一式三份处置方式：惯例养殖(无额外添加硝化细菌和角毛藻，80%的水量每周围调换一次)作为把持对照，和ZWD体系(带有额外的硝化细菌和角毛藻)养殖。为了抵消因为虹吸以及蒸发所造成的水流掉，每两周添加六升(养殖量的2%)的海水。调节之后，PL-15虾被放养在惯例养殖体系和ZWD体系中，放养密度(≈400 ind/m3)。每两周，5L的硝化细菌和12L的角毛藻被分辨地参加ZWD体系中，密度为±106CFU/ml 和 ±106cells/ml。整套试验实行起来须要九十天的养殖时光。
饲料治理
饲料量须要每周依据均匀体重测试、存活率来估算，及摄食率来调剂。
.投料公式如下：
Σ feed (gr) =SD × MBW × FR × SR
此中：SD是放养密度(个别/池)，MBV代表均匀体重(gr)，SR是成活率(%)，FR是摄食率(%)。
饲料被放置在投料盘上，而且时常监控逐日供给饲料数据的正确性(如表格1所示)，和检讨虾的巨细、状态。耗费率则应用投料盘上残剩的饲料来盘算。投料打算由Tacon来修正。饲料逐日投五次，分辨在，早上八点、十一点，下战书两点、五点和晚上八点。
物理和化学水质参数
物理参数：溶氧量和温度天天经由过程一个数字仪表Hach ® 40 qd来盘算，和优特仪器(Eutech Instruments)丈量pH值。
化学参数：铵根离子、亚硝酸盐、硝酸盐、正磷酸盐应用奈斯勒(Nessler)，重氮化(Diazotation)和硝酸盐酸(Nitrate HCL)氯化亚锡(Stannous Chloride )一周内分辨丈量两次。
生物和微生物参数
生物参数：在养殖时代须要丈量的参数有总重量，均匀体重，比发展速度，成活率，饲料转化率。成活率则用下面所给的公式盘算:
SR=N t /N o ×100%
此中：SR代表成活率，N o 代表初始时代虾数，N t 代表终极虾数，t代表养殖时长(天)。
比发展速度用如下所给的公式盘算：
SGR (%/day)=[ln (W 2 /W 1 )/(T 2 -T 1 )×100]
此中：SGR是比发展速度，W 1 为初始时代体重(g)在时光T 1 (天)，W 2代表最后的体重(g)在时光 T 2 (天)。
微生物参数用总细菌数和平皿计数法来盘算。总细菌量每周用放置在琼脂培育基上的水样来盘算，弧菌数目每周围应用硫代硫酸盐柠檬酸胆汁盐琼脂培育基盘算一次。
成果和会商
调节ZWD体系
体系调节时代，已被察看的现象是在五天内硝化细菌可以或许转化10mg/L的铵根离子至0mg/L(均匀分化才能是天天2mg/L)，如图4显示。能从第五天亚硝酸盐浓度增至3 mg/L看出，铵根离子转化成了亚硝酸盐，之后坚持安稳直到养殖期第15天。第十七天前，亚硝酸盐程度骤然低至接近0 mg/L。作为硝化感化的最后产品，硝酸盐在终极养殖阶段前(第十七天)累积到达60 mg/L。
图4：ZWD调节中基于铵根离子、亚硝酸盐、硝酸盐浓度上硝化细菌的表示
调节进程是对于虾的放养以及养殖很是要害的步调，这个环节能使ZWD体系往转换有毒NH4 和 NO2-成低迫害物资NO 3 - 。从成果来看，氨氧化菌在调节阶段第五天被活化。然而须要更长的调节时光——十七天，来活化亚硝酸盐氧化细菌。对于亚硝酸盐氧化细菌，较长的活化时光是由于较之氨氧化菌更为迟缓的成长和翻倍速度。作为硝化感化的第二步，NO2-氧化产生在NH4 氧化反映之后。这种连锁反映同样减慢了活化的速度，由于该反映高度依靠NO2-在第一次反映中的可得性。
即便硝化进程可以或许在调节进程中完成，可是较长的调节阶段(十七天)会被斟酌为ZWD体系中的阻碍环节，因其导致虾一个养殖周期的时光延伸。一个备选计划来战胜这项劣势就是，亚硝酸盐氧化细菌在接种至ZWD体系前，在养殖阶段活化。
物理和化学参数丈量
铵根离子、亚硝酸盐和硝酸盐在惯例体系和ZWD体系中的浓度范畴如表格2显示。铵根离子、亚硝酸盐、硝酸盐浓度在两套策略中都在答应的范围之内。
在养殖时代九十天中，铵根离子、亚硝酸盐和硝酸盐的趋向如图5显示。值得留意的是，铵根离子、亚硝酸盐、硝酸盐程度趋于迟缓增加。于ZWD体系中，铵根离子、亚硝酸盐、硝酸盐程度分辨介于0.07–0.69 mg/L, 0–3.15 mg/L, 1.04–42.9 mg/L之间;于惯例体系中，则分辨介于0.20–0.59 mg/L, 0–3.2mg/L, 1.38–14.17 mg/L之间。依据这些图片显示，消融的无机态氮在九十天养殖期丈量程度在两种养殖体系中并无明显差异(p>0.05)。除此之外，ZWD体系中 NH4 和 NO2-的分化才能较于惯例体系更高。重要是因为ZWD体系所需的饲料量(≈ 1178.28 g)更高，大要高于惯例体系(≈ 656.15g)44%。这就造成了更高的有机物积聚是以感化到体系中更高的铵根离子(NH4 )积聚。依据估算，预估ZWD体系中九十天内的投料可以或许发生总计55.20 mg/L 的NH4 ，即是天天0.61mg/L。相反，在惯例体系中则是30.73 mg/L，天天0.34mg/L(总投料656.15 g)。从预算中可以得出，ZWD体系中天天2 mg/L的铵根离子分化才能更高于惯例体系。
更优的铵根离子和亚硝酸盐转换率在九十天养殖期测试后获得了验证(图5c)。在养殖期的最后阶段，亚硝酸盐程度在ZWD体系中为42.9mg/L较于惯例体系的14.17 mg/L超出跨越很多((p<0.05)。硝化感化的终极产品显示，氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)在体系中表示杰出。这表现为保持一个稳固的、低毒性的NH4 和NO2-程度，除却ZWD体系中要超出跨越180%的投料。
图5：（a）铵根离子、（b）亚硝酸盐、（c）硝酸盐在九十天养殖时代惯例体系和ZWD体系中的程度
除却虾的出产力，ZWD体系中的NH4 和NO2-累积程度须要被谨严看待，由于这些有毒物资的存在导致了，假如想要包管更好的发展以及避免养殖体系瓦解就须要采用增添饲料投喂。是以，一个精准的体系调节进程(图三)是体系操纵之前的重要义务。这种调节将供给给ZWD体系表示的稳固性，尤其是NH4 和NO2- 的分化才能。
相对较低的NH4 和 NO2- 程度也可能影响到海洋硅藻——角毛藻在ZWD体系中的内含物。角毛藻可以在同化感化进程中摄取NO 3 - 和 NH4 作为氮源，是以NH4 和 NO2- 程度可以或许被坚持在一个可接收的层面。 对于养虾来说，坚持铵根离子、亚硝酸盐和硝酸盐的低且稳固的程度是尤为主要的。过量的铵根离子能导致发展减缓，增添耗氧量和氨氮分泌，摆布血淋巴卵白浓度和游离氨基酸程度，甚至能导致逝世亡;鉴于，高量亚硝酸盐可以或许引诱高铁血红卵白形成，从而导致低氧和惨白病，后者能造成虾发展阻滞及逝世亡。
在九十天养殖时代内预估的微生物轮回在图6中有所展现。总的来说，养分素轮回在ZWD体系中囊括了氮轮回和碳轮回。可以被察看到的是过度投料不仅能造成虾的发展，也能造成水体中与虾的分泌物一路累积起来的有机物。这些有机物随即将会被异养细菌所应用，经由过程氨化进程转化成 NH4 。再者， NH4 离子将被化能无机养分物氨氧化细菌氧化形成有毒物NO2- ，厥后NO2- 将被化能无机养分物亚硝酸盐氧化细菌转化成轻度有毒物NO3- 。最后，NO3- 作为宏量养分素之一于同化进程中被能光合自养的有机体(角毛藻)所应用，角毛藻在此中起着虾的活性食品和水体增氧的感化。微藻生物也能造成水体中有机质增量，随同着化能无机养分菌和异养细菌。
图6：90天养殖期时代微生物轮回在ZWD中的猜测
纵不雅ZWD体系的微生物轮回中三种微生物构成成分，只有两种(光能自养菌和化能无机养分菌)在ZWD 体系中被利用了，而异养成分则还没有被应用。然而，对于ZWD体系的进一步成长，功效性异养成分的利用将被作为更为主要的一步。三种成分协同利用可以或许辅助稳固和下降生物多样性，同时可以或许在养殖水体重进步氨化、硝化和同化感化进程。
在两套体系中，其它理化参数(例如PH、温度和盐度)分辨在7.63-8.8， 25.96-30.63°C 和27.6-38.3 ppt 之间。这些数据都在对虾养殖可接收范畴之内。
合适的ZWD养殖前提将发明出更好的发展情况，即便可能因为虾的保存率不等(90.82%比拟较于较低的 27.22%)和更高的有机物投进导致溶氧均衡渐减。然而，在九十天养殖时代后的这套体系中，溶氧级衰减至少于1mg/L (在惯例体系中7.42 ± 0.52 mg/L 和在ZWD体系中6.81 ± 0.5 mg/L)。溶氧级衰减即便没有造成什么严重的影响，这个成果也应当被采取为将来ZWD体系的进一步利用和成长，尤其是当养殖进程须要实行跨越三个月的情形下，由于此中虾的养殖密度和有机物累积能削减体系中氧的均衡。从成果来看，溶氧均衡可以或许由微型藻和ZWD体系中不中断充气获得抵偿。
微生物参数丈量
惯例体系和ZWD体系中总细菌量在十二周养殖周期的数目展现在图7。
图7：在惯例和ZWD体系中 90天养殖期内细菌总量
依据这些成果，试验进程中的总细菌量在两套养殖体系中都有增加的趋向。在ZWD体系中，最年夜细菌总量和弧菌总量分辨是1 ×1010CFU/ml 和4.8 ×102CFU/ml;在惯例体系中，数据则分辨是6.7 × 1010CFU/ml 和1.05 × 102CFU/ml 如表格3所示。在养殖周期中，ZWD体系和惯例体系中的细菌总量和弧菌总量没有明显差别(p>0.05)。
值得留意的是，ZWD体系中过量的有机物累积没有显明地晋升细菌量，即便高有机物含量可以或许促使异养细菌增加这一现象是人们的广泛认知。成果表白，硝化细菌和角毛藻的存在可以或许把持前提致病菌和弧菌的发展。硝化细菌可以或许与其他细菌竞争营养和空间，海洋硅藻排泄脂肪酸和酯类可以担负抗菌化合物。并无惊奇的是，ZWD体系中的弧菌总数低于致病程度的106CFU/ml，即便ZWD体系中存在更高的虾的养殖密度和投喂量。
惯例体系中所察看到的低细菌总量是因为按期换水(每周围80%)所带来的惯例稀释，并且会有较少的食品残留和生物放弃物累积。
生物参数丈量
察看虾的养殖出产力是靠盘算均匀体重(MBW)，总重，存活率(SR)，比发展率(SGR)，和饲料转化率(FCR)。
于ZWD体系，九十天的养殖周期后获得了更好的养殖后果。生物参数的丈量值包含均匀体重(MBW)8.24 ± 0.84 g，总重923.38 ± 42.15 g，存活率(SR)90.82 ± 2.5%，比发展率(SGR)7.7 ± 0.11%，都远远高于惯例体系(MBW: 5.45 ± 0.28 g, 总重: 160.48 ± 6.62 g, SR: 27.22 ± 2.09%, SGR 7.24 ± 0.05)。ZWD体系中的饲料转化率FCR是1.27远低于惯例体系的4.10(p<0.05)。值得留意的是两个要害参数，SR和FCR预期分辨是在51%到91%和 1.5 到 2.6范畴之内。即便投料更多，养殖密度更年夜，ZWD体系中能有更好的养殖后果是因为加倍好且稳固的水质坚持。
除却利用硝化细菌对于水质((NH 4 and NO 2 -)的益处，应用微生物和角毛藻也可以经由过程供给掩蔽效应和替换饲料来创立一个更合适的养殖前提。这些身分都可以或许削减由于水体能见度较低所导致的同类相食现象，而且可以或许作为对虾的食品弥补。
除却在物化、微生物和生物参数信息，对虾出产的本钱预算也将成为这项海产行业新型养殖方式进一步利用之前尤为主要的一个步调。估算是树立在九十天养殖期中估计出产100kg对虾的基本之上，依据研讨中对虾的养殖后果(总重、FCR、MBW、SR)、幼体本钱、饲料本钱、和耗水量来盘算。如表格五显示。
盘算需依据九十天养殖时代生物参数来进行。ZWD体系中，对虾发展快和成活率高表示于FCR更好和更低，终极表现在2375240 IDR(印尼盾)的利润上。依据此项剖析，ZWD体系用于工场化养殖南美白对虾的养殖对照带有划一初始虾密度的情形下所获得的利润有所晋升。终极的经济上风是源于从SR,MBW和FCR所浮现出的更为上风的养殖后果。在养殖时代，ZWD体系中出产100kg对虾耗水量较少(52.1m3)，比拟较于惯例体系的78m3。这种情形阐明ZWD体系不但能带来经济效益，并且能最小化水质干扰，削减对情况的废水排放。
结论
基于这项研讨，零排水体系ZWD可以或许作为虾养殖的替换体系，ZWD体系从水质、SR(存活率)、增加和FCR(饲料转化率)方面晋升了对虾养殖机能。
附录：
表格1：工场化养殖南美白对虾的投料打算
表格2：90天养殖时代中惯例和ZWD体系中铵根离子、亚硝酸盐和硝酸盐浓度范畴
表格3：九十天养殖期内细菌总量和弧菌总量的最年夜值和最小值
表格4：90天的养殖时代在惯例和ZWD体系中心理参数丈量
表格5：出产100公斤虾应用ZWD和惯例体系的本钱和利润估算（IDR印尼盾）
