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生物絮团技巧在非洲鲫壳子及龙虾养殖之实战案

时间:2019-07-02 06:37来源:www.ca88.com
作者:根源水产 张许光 核心提示 :生物絮团技术的核心价值是:通过水体碳氮比的调整,使水体中的异养微生物吸收水体氨氮、亚硝氮等废氮转化为自身菌体蛋白而大量繁殖;繁殖过

作者:根源水产 张许光

核心提示:生物絮团技术的核心价值是:通过水体碳氮比的调整,使水体中的异养微生物吸收水体氨氮、亚硝氮等废氮转化为自身菌体蛋白而大量繁殖;繁殖过程中通过絮凝作用结合水体中的 中国水产门户网报道

核心提示:生物絮团是养殖水体中以好氧微生物为主体的有机体和无机物,经生物絮凝形成的团聚物,由细菌、浮游动植物、有机碎屑和一些无机物质相互絮凝组成。生物絮团技术是指通过操控水体营养结构,向水体中添加有机碳物质 中国水产门户网报道

水产养殖产业现状

生物絮团技术的核心价值是:通过水体碳氮比的调整,使水体中的异养微生物吸收水体氨氮、亚硝氮等废氮转化为自身菌体蛋白而大量繁殖;繁殖过程中通过絮凝作用结合水体中的藻类、原生动物、有机物碎屑等形成生物絮团,并被养殖动物摄食。此技术在调控水质的同时,使得饲料蛋白以生物絮团为载体被重复利用,提升饲料利用率,降低饵料系数。 生物絮团技术应应用于可以摄食生物絮团的养殖动物中,滤食性养殖动物为宜。生物絮团技术一被提出,便被许多养殖发达的国家应用于世界性养殖品种罗非鱼和凡纳滨对虾的精养模式中,并取得巨大经济效益。近年来国也出现一些应用实例,现为大家简要介绍一下。

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首先,随着水产养殖业的发展,国内的水产养殖特征也逐渐趋向于高密度、高消耗、高排放。尽管存在品质、疾病和安全风险等限制,但市场需求和资源压力促使国内养殖者追求高产甚至是超高产。国内草鱼可亩产4000斤/亩,广东加州鲈可达10000斤/亩、生鱼更是可以达到16000斤/亩,福建漳浦的南美白对虾养殖更是达到10000斤/亩的水平,然而这高产的背后是伴随着对饲料的高消耗,对水质的高污染和对环境的高排放。

美国加州生物絮团罗非鱼养殖 养殖模式:罗非鱼小池精养,亩放苗万位乃至数万尾,高效24h增氧曝气,每天按饲料投喂量的40-60%添加蔗糖,零换水,亩产高达13.5-20吨。

生物絮团是养殖水体中以好氧微生物为主体的有机体和无机物,经生物絮凝形成的团聚物,由细菌、浮游动植物、有机碎屑和一些无机物质相互絮凝组成。生物絮团技术是指通过操控水体营养结构,向水体中添加有机碳物质,调节水体中的C/N比,促进水体中异养细菌的繁殖,利用微生物同化无机氮,将水体中的氨氮等养殖代谢产物转化成细菌自身成分,并且通过细菌絮凝成颗粒物质被养殖动物所摄食,起到维持水环境稳定、减少换水量、提升动物免疫力、提高养殖成活率、增加产量和降低饲料系数等作用的一项技术,它被认为是解决水产养殖产业发展所面临的环境制约和饲料成本的有效替代技术。

再者,饲料利用率普遍偏低,氮排放量日日超标。可以说现在的饲料中75-80%的氮,以氨氮、残饵和粪便的形式存在于水体中。以35%的蛋白含量计算,仅按4000斤饲料/亩/年,1年会向池塘中排放67.2kg氮,氮日增加量为1.62mg/,如不采取措施,池塘废氮必将超负荷。

其实这种养殖模式在以色列、比利时、美国等地的罗非鱼养殖中都获得了成果应用,也是生物絮团技术推行最为简单的模式,得益于罗非鱼食性,其可高效摄食和转化利用水体中形成的生物絮团。

生物絮团技术的养殖应用

还有,传统池塘养殖核心技术远落后于产业发展现实。传统的看水养鱼经验已经跟不上现实需求,同样基于藻类调控的水质管理已经解决不了产生的问题。我国的水产养殖进入了微生物群落管理时代,微生物群落将取代藻类成为池塘主角。

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一、前期准备

生物絮团技术的提出

印尼巴厘岛生物絮团高位池凡纳滨对虾养殖

1、养殖品种

在水产养殖产业大背景下,在水产养殖产业面临众多限制和瓶颈时,以色列养殖专家Avnimelec在1999年系统提出,并于2005年在印度尼西亚试验成功,它是指通过操控水体营养结构,向水体中添加有机碳物质,调节水体中的C/N比,促进水体中异养细菌的繁殖,利用微生物同化无机氮,将水体中的氨氮等养殖代谢产物转化成细菌自身成分,并且通过细菌絮凝成颗粒物质被养殖动物所摄食,起到维持水环境稳定、减少换水量、提升动物免疫力、提高养殖成活率、增加产量和降低饲料系数等作用的一项技术,它被认为是解决水产养殖产业发展所面临的环境制约和饲料成本的有效替代技术。由于此技术创新性和突破性,国内2009年开始黄海所的黄倢研究员和李卓佳研究员开始将其应用于对虾养殖中,珠江所的谢俊研究员更是将其应用于淡水鱼养殖和混养生态养殖中,随后海大、正大(卜蜂)、通威也分别将此技术应用于虾苗标粗、亲虾养殖、成虾养殖和罗非鱼养殖等实际生产中。

养殖模式:高位池精养,多增氧机24h曝气增氧,高密度,每天按饲料投喂量来添加碳源,调整碳氮比15左右,保证白虾单造亩产1.3-1.7吨,最高3.4吨;此外印尼的高密度精养系统可达到9公斤/立方米以上的高产。

生物絮团最终要被养殖动物所摄食,这样才能凸显生物絮团技术的价值。杂食性养殖品种是应该优先选择的养殖品种,南美白对虾和罗非鱼是两种得到国内外充分验证的适合生物絮团技术的优良养殖品种,当然其也适合与其他杂食性的养殖品种。

生物絮团技术的功能

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2、池塘及养殖池

1、除氮净水。通过调整碳氮比(C/N>10),异养微生物以水体中的有机碳为能源可将水体中的亚硝氮,氨氮等氮素转化为自身蛋白质,从而起到降低水体氨氮、亚硝酸盐,调控水质,降低养殖系统换水量甚至显现零换水的作用。其除氮作用效果高于藻类,更是硝化细菌5-6倍,并且其作用效果不受浊度、光照等天气因素的影响。Azim(2008)和Hari(2006)在零换水系统的罗非鱼和对虾养殖中应用生物絮团技术都起到70%以上的除氮。

泰国生物絮团工厂化凡纳滨对虾养殖

生物絮团技术适用于高密度高产养殖模式,要有足够的设备和成本投入,因此面积几方到数十亩的小型养殖池及面积不大的养殖池塘较适合生物絮团技术的应用。便于水体的搅动及絮团再悬浮,对虾养殖池塘水深应在0.6-1.5m,水泥底和铺膜底优先。

2、提供饵料。生物絮团形成后可被养殖动物采食,转化为自身蛋白质,提高饲料蛋白利用率,实现营养物质的循环再利用,Kochba(2009)和Burford等(2009)都通过15N标记法证实了罗非鱼和凡纳滨对虾可摄食水体中的生物絮团。Avnimelech利用生物絮团技术在PacificAqua养殖场进行罗非鱼养殖,认为罗非鱼40%的体重增长来自于生物絮团。Kuhn等(2009)利用罗非鱼的养殖废水和红糖培养出生物絮团,并制成饲料投喂凡纳滨对虾,其较对照组饵料系数降低了0.3-0.4。

养殖模式:工厂化养殖,室外双层的纱浆网确保室内温度维持30℃,密集的水车保证水体中溶氧含量充足与絮团的充分悬浮,碳源按饲料添加量的40%投入,1立方水体放苗200尾,水深1.2米,经过养殖70天,对虾规格在60尾左右,约合亩产4000多斤,饵料系数约为1.5。此工厂化系统类似于国内的小温棚养虾系统,国内可以有效借鉴。

3、补气增氧设备

3、免疫抗病。生物絮团中的益生菌(芽孢杆菌、乳酸菌、丁酸梭菌等)进入对虾肠道后通过代谢物或表面抗原刺激对虾免疫体系,与有害菌竞争营养和附着位点,保护对虾免受病原菌侵染,进而增强对虾非特异性免疫力。另外异养菌所产生的多聚-β-羟基丁酸、3-羟基丁酸等物质,具有广谱抗菌作用,在养殖动物消化道和养殖水体均可发挥作用。还有,弧菌事宜生长的碳氮比大都在4-5左右,生物絮团技术中高碳氮比(C/N>10)的调控有效抑制了池塘弧菌的繁殖。

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生物絮团技术要保持充足的溶氧和水体搅拌性,因此要铺设足够的补气增氧设施,以底增氧设施为宜。增氧设施>1000W/亩较好;底部增氧设施可节约能耗,例如微孔增氧设施可设置在150-300w/亩;底部增氧和表面增氧设施综合使用效果更佳。此外为了解决再悬浮的高耗能及打破生物絮团技术24h不间断充氧等问题,在池塘中悬挂附着基可增大生物絮团的附生面积、减少絮团沉底败坏,这是减少能耗的一个出发点和解决办法。

生物絮团技术的调控---水温

海兴农生物絮团对虾标粗

4、异养微生物

温度是诸多环境因子中最重要的因素之一,它直接影响生物机体的代谢、生长和存活。生物絮团是一个活的微生物集群,大多数微生物的正常代谢活动也须在一定的适宜温度范围内进行。根据诸多文献考据,在25~31℃这个适宜温度范围内,不仅有助于生物絮团的形成和稳定,也有利于对虾和鱼类的摄食和生长,同时还会对水体中的溶解氧含量产生增益影响,因此生物絮团技术与在适宜地区适宜季节合理运用。

养殖模式:室内水泥池,放苗密度1-1.5万/平方以上,水温保持28-30℃,合理调整C/N,保持生物絮团丰度在5-15ml/L,养殖25天成活率可以达到95.7%,规格可以达到3-4cm;低盐度地区同样的条件,淡化到5PPT,25天成活率可以达到85%以上。

异养微生物的添加是为了保证有益菌的优势,可根据当地池塘异养微生物的检测数量适量添加,无底泥池塘应经常使用,有底泥池塘可少添加或不适用。添加品种以芽孢杆菌、乳酸菌等益生菌为宜。

生物絮团技术的调控---异养微生物调控

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5、有机碳源

生物絮团技术的核心是运用异养微生物的异养同化作用将水体废氮转化为菌体蛋白,然后进入物质循环。异氧微生物是生物絮团中清除总氨氮的主要力量,因此可向池塘添加适量异养微生物,强化特定菌群,优化除氮效率,其中最为常用的异养微生物是芽孢杆菌类、酵母类和乳酸类等。

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有机碳源的添加,水体C/N比的调控是生物絮团技术的核心。优先选择当地廉价、购买和运输方便的碳源:糖蜜、木薯粉、小麦粉、蔗糖等。

生物絮团技术的调控---适宜碳源筛选及碳氮比调控

养殖模式:网箱养殖,采用3天投放饲料量50%的糖蜜,且3天强化一次芽孢杆菌的试验组,其成本为13.57元/kg,产值36.68元/m2,利润约7.17元/m2,相对对照组,成本14.33元/kg,产值35.38元/m2,利润约5.45元/m2,其产量提高19.13%,饵料系数下降22%,成本下降5.3%,净利润提高31.56%。

6、养殖饲料

根据微生物额细胞组成及代谢机理得出,当养殖水体C/N<10时,反映养殖系统异养微生物主要利用水体中的有机氮源,氮的氨化作用可能使水体氨氮增加;当水体中的C/N>10时,养殖系统中的无机氮均可被异养微生物同化利用进而转化为自身蛋白质,氨可以被消耗;当水体中的C/N>15甚至更高时,可基本依赖异养微生物清除水体中的氨氮、硝酸盐等无机氮。

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生物絮团技术更适用于低蛋白饲料投入的养殖模式,在碳源添加成本不多的情况下可显着提升饲料蛋白的利用率,进而达到高蛋白饲料的养殖效果。应优先选择低蛋白含量的饲料,在节约一部分成本的同时,更利于生物絮团的形成与转化。

由于池塘一般的碳氮比都<10,因此要运用生物絮团技术需定量添加有机碳源调整水体的碳氮比。有机碳源一类是可被直接利用速效碳源如葡萄糖、果糖、蔗糖、糖蜜等,另一类是难以或不能直接利用的长效碳源如木薯粉、小麦粉、玉米粉、甘蔗渣、稻壳等。碳源已选择当地便捷碳源、混合添加为原则;一般认为不宜仅适用葡萄糖,容易引起有害菌繁殖而导致病害。

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二、养殖操作

水产养殖系统中取得净水除氮效果的最低有机碳源添加量(C/N≈10),公式如下:

养殖模式:室内工厂化水泥池,400尾/平方,微孔24h曝气,每天按饲料的60%添加红糖,113d零换水,4.02公斤/平方,饵料系数由1.65降到1.37,投入产出比提升近40%,且水体氨氮亚盐一直保持较低水平。

1、打底

ΔN=feed×%proteinfeed×%Nprotein×%Nexcretion

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池塘经过消毒、进水、肥水后,首先进行生物絮团应用技术的前期打底工作,目的在于建立前期的一个微生物生态体系。有机碳源的添加量为5-10ppm,无底泥池塘应添加适量异养微生物。

ΔN=ΔCH×%C×E÷[C/N]mic

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2、放苗

ΔN为饲料溶解到水体中的氮素,约为饲料氮素50%;ΔCH为要添加的碳源,其含C量约为50%;E为异养菌转换有机物的效率,约为50%;[C/N]mic为异养菌自身的元素组成,约为4-5,这样就可以计算出要清除饲料溶解在水体中所有废N所需要有机碳源量。

养殖模式:室内工厂化养殖,大量红糖添加调整碳氮比,底曝气增氧悬浮生物絮团,悬挂生态基辅助絮团悬浮和附着,产量达到6公斤/平方以上。

生物絮团技术是一种高效的养殖技术,较普通养殖模式应有较高的养殖密度。在溶氧充足的情况下,数方到数十方的南美白对虾小型养殖池可按400-600尾/㎡的密度进行放养,养殖条件优越的池塘可适度增加养殖密度,但随着池塘的扩大应适量减少放养密度。

生物絮团技术的调控---pH

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3、投喂

生物絮团在形成过程中细菌利用无机氮的过程中会产生CO2,这必然会导致水体pH值的降低,因此在运用生物絮团技术养殖时应该结合养殖动物的pH适应范围,及时检测并调整水体的pH,用碳酸氢钙打底可有效控制pH波动。

单养品种如罗非鱼、南美白对虾等投喂量可较正常养殖投喂适量减少,养殖期间可根据絮团形成量适当调整调整投喂量,但生物絮团中缺乏蛋氨酸等必要氨基酸,校正后的饲料饵料系数不得小于0.85,这样才能保证鱼虾的正常生长。

生物絮团技术的调控---曝气增氧和混合强度

4、异养微生物添加

生物絮团絮凝物中的异养微生物生长繁殖需要大量氧气供给,因此,氧气被认为是生物絮团形成的必要因素之一,其可在水产养殖系统中通过设置增氧设施来实现。而增氧过程由提升了水体的混合强度,可使生物絮团悬浮不沉淀,保持生物絮团粒径大小,使其形成速度和分解速度达到平衡;其次,搅拌还可以使二氧化碳挥发,搅动水流不形成死角。因而,可以说增氧措施在生物絮团技术中起到了双重作用。

无底泥池塘应适量添加异养微生物,添加量以水体中的有益菌达到107/L为准,复合添加更好,添加周期1周2-3次。

生物絮团技术要保持充足的溶氧(DO>4mg/L)和足够的混合强度,因此要铺设足够的补气增氧设施,以底增氧设施(气石增氧、微孔增氧等)为宜。增氧设施>1000W/亩较好;底部增氧设施可节约能耗,例如微孔增氧设施可设置在150-300w/亩;底部增氧和表面增氧设施综合使用效果更佳。此外为了解决再悬浮的高耗能及打破生物絮团技术24h不间断充氧等问题,在池塘中悬挂附着基可增大生物絮团的附生面积、减少絮团沉底败坏,这是减少能耗的一个出发点和解决办法。

5、有机碳源的添加

生物絮团技术的调控---生物絮团量调控

www.ca88.com,生物絮团养殖技术的核心是有机碳源的补充及调控,养殖过程中应按饲料投喂量进行有机碳源的添加(此计算方法为完全生物絮团养殖模式的碳源添加量,仅供参考):

生物絮团形成量并不是越多越好,过多耗氧过度容易造成溶氧偏低,更容易造成系统的崩溃。一般认为对虾养殖池塘絮团量应维持在10-20ml/L的丰度为宜,而鱼类养殖池应维持在20-40的丰度为宜。当生物絮团形成量超过阈值时,可适当减少有机碳源的添加量(但不能停止添加,易造成系统崩溃);也可相应减少饲料投喂量(单养或主养鱼为滤食鱼可食用生物絮团时);当无法控制时最为有效的办法是过滤掉多余生物絮团或换水处理。

有机碳源添加量=饲料投喂量×蛋白含量×1.6÷产品

生物絮团技术的核心价值是:通过水体碳氮比的调整,使水体中的异养微生物吸收水体氨氮、亚硝氮等废氮转化为自身菌体蛋白而大量繁殖;繁殖过程中通过絮凝作用结合水体中的藻类、原生动物、有机物碎屑等形成生物絮团,并被养殖动物摄食。此技术在调控水质的同时,使得饲料蛋白以生物絮团为载体被重复利用,提升饲料利用率,降低饵料系数。

这是个理想的有机碳源添加量,可根据实际情况和絮团形成量适量的减少添加量,添加周期按天进行更好,最长不得超过5天,在天气较好,溶氧充足的时间段进行添加。

生物絮团技术应应用于可以摄食生物絮团的养殖动物中,滤食性养殖动物为宜。生物絮团技术一被提出,便被许多养殖发达的国家应用于世界性养殖品种罗非鱼和凡纳滨对虾的精养模式中,并取得巨大经济效益。近年来国也出现一些应用实例,现为大家简要介绍一下。

另外,但当池塘的NH4-N或NO3-N浓度高于2.5mg/L时,按一下添加量进行短期大量添加,进行急性降氨氮处理,但不能一次性添加太多,分多天多次添加:

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有机碳源添加量=×体积×10÷产品

养殖模式:罗非鱼小池精养,亩放苗万位乃至数万尾,高效24h增氧曝气,每天按饲料投喂量的40-60%添加蔗糖,零换水,亩产高达13.5-20吨。

三、条件调控

其实这种养殖模式在以色列、比利时、美国等地的罗非鱼养殖中都获得了成果应用,也是生物絮团技术推行最为简单的模式,得益于罗非鱼食性,其可高效摄食和转化利用水体中形成的生物絮团。
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1、生物絮团量的调控

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按照以上条件添加有机碳源和异养微生物后,一般会在5-10天内形成初步生物絮团,但生物絮团形成量并不是越多越好,过多耗氧过度容易造成溶氧偏低,更容易造成系统的崩溃。一般认为对虾养殖池塘絮团量应维持在10-20ml/L的丰度为宜。当生物絮团形成量超过阈值时,可适当减少有机碳源的添加量;也可相应减少饲料投喂量;当无法控制时最为有效的办法是过滤掉多余生物絮团或换水处理,拥有沉淀池和过滤池的养殖场可通过沉淀过滤等方法合理控制絮团量。

养殖模式:高位池精养,多增氧机24h曝气增氧,高密度,每天按饲料投喂量来添加碳源,调整碳氮比15左右,保证白虾单造亩产1.3-1.7吨,最高3.4吨;此外印尼的高密度精养系统可达到9公斤/立方米以上的高产。
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2、NH4-N或NO3-N调控

养殖模式:工厂化养殖,室外双层的纱浆网确保室内温度维持30℃,密集的水车保证水体中溶氧含量充足与絮团的充分悬浮,碳源按饲料添加量的40%投入,1立方水体放苗200尾,水深1.2米,经过养殖70天,对虾规格在60尾左右,约合亩产4000多斤,饵料系数约为1.5。此工厂化系统类似于国内的小温棚养虾系统,国内可以有效借鉴。
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絮团养殖池养殖后期易出现NH4-N或NO3-N浓度突升的情况。首先可根据碳源加量添加的方式进行控制;情况紧急时进行适量的换水处理;拥有沉淀池和生物过滤池的养殖场可通过沉淀、生物过滤等方法有效控制池塘中的氨氮和亚盐含量。3、DO的调控 生物絮团技术中溶解氧的调控尤为重要,生物絮团培养和维持都需要消耗氧气,因此保持足够的增氧量是保证絮团顺利形成,确保养殖动物安全的关键,这也是保证水体搅动性的措施。养殖过程中要经常监控养殖塘溶氧,调控增氧补气设备的开启数量和开启时间,保证DO>4mg/L,并保证水体的搅动性,便于絮团的形成和再悬浮。另外悬挂附着基的养殖池塘可有效解决一部分生物絮团再悬浮的能耗。

养殖模式:室内水泥池,放苗密度1-1.5万/平方以上,水温保持28-30℃,合理调整C/N,保持生物絮团丰度在5-15ml/L,养殖25天成活率可以达到95.7%,规格可以达到3-4cm;低盐度地区同样的条件,淡化到5PPT,25天成活率可以达到85%以上。
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4、pH的调控

养殖模式:网箱养殖,采用3天投放饲料量50%的糖蜜,且3天强化一次芽孢杆菌的试验组,其成本为13.57元/kg,产值36.68元/m2,利润约7.17元/m2,相对对照组,成本14.33元/kg,产值35.38元/m2,利润约5.45元/m2,其产量提高19.13%,饵料系数下降22%,成本下降5.3%,净利润提高31.56%。
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生物絮团的形成及代谢以及异养微生物的呼吸作用都可致使养殖水体pH的降低,养殖期间应注意监控水体的pH,根据养殖动物的适宜pH范围适当调整pH,一般是添加石灰来提升pH(当然要降低pH可用醋酸等有机酸,调整pH的同时也补充碳源)。

养殖模式:室内工厂化水泥池,400尾/平方,微孔24h曝气,每天按饲料的60%添加红糖,113d零换水,4.02公斤/平方,饵料系数由1.65降到1.37,投入产出比提升近40%,且水体氨氮亚盐一直保持较低水平。
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5、温度调控

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当然生物絮团技术的应用也存在局限性,除养殖品种的限制外,温度也是生物絮团技术应用的一个限制因素,一般认为温度在15℃-35℃时都可以形成生物絮团,在20-25℃范围内是最佳获取稳定絮团的温度,这限定了生物絮团技术的应用区域或应用季节,应用时要加以注意,条件允许的小型控温养殖池进行温度调整后可正常使用生物絮团技术。

养殖模式:室内工厂化养殖,大量红糖添加调整碳氮比,底曝气增氧悬浮生物絮团,悬挂生态基辅助絮团悬浮和附着,产量达到6公斤/平方以上。
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这只是初步归纳总结,其中一些细节要进行必要的补充,大家可以适当借鉴。

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