Биофлок-технология (BFT) в аквакультуре: руководство
Как работает биофлок-технология: гетеротрофные бактерии превращают азот отходов в микробный белок, контроль C:N, почти нулевой водообмен, мощная аэрация и компромиссы для тиляпии и креветок.
Обзор
Биофлок-технология (BFT) — это метод аквакультуры, использующий плотное управляемое сообщество микроорганизмов в воде для переработки азота отходов в микробную биомассу. Гетеротрофные бактерии объединяются с другими микробами и органическими частицами, образуя взвешенные агрегаты — биофлоки, которые одновременно улучшают качество воды и служат дополнительным кормом. BFT работает при минимальном или нулевом водообмене, и это её определяющая особенность.
Как работает биофлок
Рыбы и креветки выделяют большую часть азота в виде токсичного аммиака. В BFT добавление углеводного источника повышает соотношение углерода к азоту в воде, стимулируя гетеротрофные бактерии поглощать неорганический азот и превращать его в новые микробные клетки. Обзоры сообщают, что гетеротрофные бактерии способны связывать аммиак намного быстрее нитрифицирующих, давая значительный прирост микробной биомассы. Образующиеся флоки затем поедаются культивируемыми животными, возвращая отходы в корм.
Управление соотношением C:N
Контроль соотношения углерода к азоту — основа BFT. Связывание неорганического азота в микробный белок происходит, когда соотношение C:N органического вещества превышает примерно 10, и обзоры рекомендуют рабочие значения порядка 12–15:1, а для большей устойчивости приводят 15–20:1. Соотношение повышают добавлением внешних источников углерода.
- Распространённые источники углерода — меласса, декстроза, крахмал, пшеничная мука, тапиока и рисовые отруби.
- Углерод дозируют относительно азота, поступающего в систему с кормом.
- Недостаток углерода оставляет аммиак высоким; избыток повышает потребление кислорода и количество взвесей.
Аэрация, перемешивание и взвеси
Поскольку флоковое сообщество потребляет кислород и должно оставаться во взвешенном состоянии, BFT требует мощной непрерывной аэрации и перемешивания; обзоры приводят потребность в аэрации порядка 25 лошадиных сил на гектар, что намного выше обычных прудовых систем. Взвешенные вещества необходимо контролировать: целевые общие взвешенные вещества обычно держат ниже примерно 500 мг/л, а объём осаждаемого флока часто поддерживают около 5–15 мл/л для креветок и выше для тиляпии. Избыток взвесей удаляют отстойными устройствами по мере накопления.
Преимущества и сложности
| Преимущества | Сложности |
|---|---|
| Перерабатывает азот отходов в съедобный микробный белок | Высокая и непрерывная потребность в кислороде |
| Улучшает конверсию корма и снижает его стоимость | Требует постоянного контроля C:N, взвесей и качества воды |
| Почти нулевой водообмен экономит воду и повышает биобезопасность | Взвеси нужно контролировать во избежание перегрузки |
| Флок действует как естественный пробиотик и корм | Чувствительна к отказу питания и аэрации |
Подходящие виды
BFT лучше всего подходит для видов, переносящих высокую плотность посадки и питающихся взвешенными частицами. Наиболее распространены белоногая креветка (Litopenaeus vannamei, также пишется Penaeus vannamei) и нильская тиляпия (Oreochromis niloticus); среди других изученных видов — чёрная тигровая креветка (Penaeus monodon) и гигантская пресноводная креветка (Macrobrachium rosenbergii). Эти всеядные, питающиеся частицами животные способны использовать флок непосредственно как корм.