在生物絮團系統中，最佳養殖密度，可以平衡了高蝦產量與可控的水質和良好的生長性能。

本研究評估了每立方米200至800尾的養殖密度對生物絮團系統中南美白對蝦生產性能的影響。

生物絮團技術 （BFT） 是一種很有前途的可持續水產養殖系統，它利用微生物群落將有毒的含氮廢物轉化為微生物蛋白，同時改善水質并提供補充營養。這種方法具有明顯的優勢，包括：明顯降低換水率 （<10%）、提高養分利用效率，以及通過競爭性排除病原體增強生物安全性。

盡管有這些好處，但在優化BFT系統中的養殖密度方面仍然存在關鍵知識差距，這是一個直接影響生產力、水質和經濟可行性的關鍵參數。以前的研究受到以下因素的限制：小規模實驗設計不能反映養殖條件，試驗持續時間短，不足以捕捉完整的生長周期，密度梯度窄（通常≤600尾/立方米），以及對氮動力學及其管理影響的不完整評估。這些限制阻礙了商業規模BFT實施的實用指南的制定，特別是關于產量和有害氮控制之間密度依賴性的權衡。

本文分享一項最新研究，養殖密度對水質、有害氮控制和南美白對蝦，在換水受限的生物絮團系統中南美白對蝦生產性能的影響。

一、研究設置：

1、這項研究是在12個生物絮團系統中進行的——混凝土水箱，6×6×1米，帶有注水器和30立方米的水量的循環泵——具有相同的物理條件，位于帶有半遮陽塑料薄膜蓋的溫控溫室中。水源是天然海水，在使用前經過沙子過濾和氯化處理。為了加速生物絮團物的開發，每個系統都接種了來自上一個生產周期來源的成熟生物絮團水體。

2、該試驗使用完全隨機設計來評估四種養殖密度處理（每立方米200、400、600和800尾，分別表示為D200、D400、D600 和 D800），分別總共產生12個實驗單元。

3、健康的南美白對蝦蝦苗來自一個育苗池，根據四種養殖密度選擇平均體重為0.36±0.14克 （平均±S.D.） 的個體，并將其投放到試驗系統中。精確稱重和分配密度比生物量以達到目標負載（D200、D400、D600和D800分別為2.16、4.32、6.48和8.64kg/tank），根據重量測量，與目標的差異為<2%。

4、56天的試驗期包括從蝦苗到上市規格的關鍵成長期。使用溫室氣候控制系統將水溫保持在28.0±2.0攝氏度，并在整個試驗期間通過連續曝氣確保溶解氧濃度高于每升5.0毫克。

二、結果與討論：

1、在管理投入中觀察到明顯的密度依賴性模式。換水率與養殖密度成比例增加，同樣，糖蜜和碳酸鈉的使用量也顯示出密度依賴性增加，D800的使用量最高（每個水箱分別為41.8公斤和每個水箱57.3公斤）。在試驗期間，由于蝦的養殖密度從200尾/立方米增加到800尾/立方米，所需的換水率、糖蜜使用量和碳酸鈉使用量分別增加了1217%、160%和321%。

2、溶解氧 （DO）、pH值、總氨氮（TAN） 和亞硝酸鹽氮 （NO2—N） 受到養殖密度的顯著影響。密度從200尾/立方米增加到尾/立方米，DO和pH值分別從6.7mg/L下降到5.1mg/L和7.6到7.3，而TAN和亞硝酸鹽氮濃度分別從0.23mg/L增加到0.96mg/L和0.47mg/L到1.68 mg/L。值得注意的是，TAN和亞硝酸鹽氮的閾值效應在600尾/立方米以上明顯惡化。在試驗期間，隨著蝦的養殖密度增加，DO和pH值分別下降了24%和4%，而TAN和亞硝酸鹽氮濃度分別增加了317%和257%。

3、關于生物絮團物控制和氮動力學，總懸浮固體 （TSS） 最初表現出類似的增加趨勢，然后在不同的養殖密度下趨于穩定（圖1）。當養殖密度從200尾/立方米增加到800尾/立方米時，TSS保持較高。為了將D200、D400、D600和D800的TSS分別維持在200、300、400和500毫克/升的目標范圍內，換水率與養殖密度成比例調整。

圖1：在四種養殖密度下生物絮團系統中總懸浮固體的時間動力學。

4、氮化合物的動力學表現出明顯的密度依賴性波動（圖2）。在試驗的早期到中期，TAN和亞硝酸鹽氮的濃度分別增加然后下降，然后在所有系統中保持在幾乎低于1.0毫克/升的水平，直到試驗結束（圖2a、b）。在峰值階段，當系統的養殖密度較高時，TAN和亞硝酸鹽氮的濃度明顯升高且持續時間更長。

5、值得注意的是，在D800中，TAN在第3周達到2.3毫克/升的峰值，其濃度高于1.0 毫克/升持續了3周以上，而亞硝酸鹽氮在第4周達到峰值，為每升4.2毫克，其濃度高于1.0毫克/升持續了4周以上（圖2a，b）. 硝酸鹽氮的濃度 （NO3–-N） 和總氮 （TN） 在試驗的早期和中期波動性增加，后來在所有系統中表現出不規則的波動（圖2c、d）。當系統的養殖密度較高時，硝態氮和TN積累量顯著增加。

圖2：在四種養殖密度下生物絮團系統中各種氮類型的時間動態。

6、蝦的生長性能在不同養殖密度之間差異很大。雖然產量從D200的每立方米3.62公斤增加到D800的每立方米9.09公斤，但個別生長指標有所下降。收獲體重從D200的19.14克下降到D800的14.12克，而大小變化從D200的14.03%增加到D800的23.90%。比生長速率從D200的每天7.10%下降到D800的每天6.62%，存活率從D200的94.6%下降到D800的79.8%。飼料轉化率隨密度的增加而惡化，從1.12±0.03 （D200） 上升到1.29±0.05 （D800）。在試驗期間，由于蝦的養殖密度從200尾/立方米增加到800尾/立方米，收獲體重、比生長率和存活率分別下降了36%、7%和19%，而規格變化、產量和飼料轉化率分別增加了70%、151% 和 15%。

7、在56天的試驗期內，在基于生物絮團的系統中觀察到系統管理投入的明顯增加，南美白對蝦的養殖密度更高。換水率增加以維持四種養殖密度的目標TSS水平，這反映了飼料的大量投入和高密度下代謝廢物的積累。同樣，糖蜜和碳酸鈉的添加量明顯增加，表明微生物對氮轉化和pH調節的需求更大。這些發現與其他研究人員的發現一致，他們報告了在超過500尾/立方米的系統中具有類似的pH值不穩定性。

8、關鍵水質參數在蝦的養殖密度之間表現出明顯差異。DO濃度在整個密度梯度中逐漸下降，而盡管持續緩沖，但pH值的維持變得越來越具有挑戰性。這些結果證實了先前關于高密度蝦下生物絮團系統的耗氧量和pH穩定性的研究。

圖3：在南美白對蝦56天試驗期間，基于生物絮團的系統養殖密度與生產性能之間關系的二次多項式回歸分析。（a） 水產養殖產量與養殖密度之間的關系;（b） 成活率與養殖密度之間的關系;（c） 收獲體重與養殖密度之間的關系;（d） 收獲規格變化與養殖密度之間的關系;（e） 比生長速率與放養密度之間的關系;（f） 飼料轉化率與養殖密度之間的關系。

9、將水質參數維持在最佳范圍內所需的管理強度隨著蝦的養殖密度的增加而增加。我們的數據表明，運營復雜性和資源需求在600尾/立方米以上不成比例地增加。這些結果對商業運營具有重要意義，因為它們表明，必須仔細權衡高密度下的生產收益與呈指數級增長的管理需求。這些見解對于在生產規模上實施生物絮團技術的蝦農特別有價值。

通過對所有監測參數進行綜合評價，該研究確定了513尾/立方米和529尾/立方米作為最佳養殖密度，兩者均在400-600尾/立方米的驗證范圍內。

三、研究觀點：

本研究評估了養殖密度 （200–800尾/立方米） 對基于生物絮團的系統中的南美白對蝦生產性能的影響，表明較高的密度慢慢學增加了有害的氮波動和作需求，同時損害了蝦的生長和飼料效率。最佳密度范圍為400–600尾/立方米可以平衡產量 （6.74–8.43 kg/立方米） 具有可控的水質，為蝦農優化生產可持續性提供了實用指南。