在阅读此文前，麻烦您点击一下“关注”，方便您进行讨论和分享，给您带来不一样的参与感，感谢您的支持

文丨煜捷史馆

编辑丨煜捷史馆

在现代养殖业中，对虾养殖一直是一个重要的领域，而对虾养殖对于水体水质的要求是相当高的，因此水质管理也一直是一项重要的挑战。

于是为了解决水体缺氧、水质恶变和倒藻等问题，超微气泡技术应运而生。

超微气泡技术在室内对虾养殖中，相较于传统的鼓风曝气方式来说，确实在增氧效率和生态作用方面具备不小的优势。

接下来，就由煜捷为大家讲解：超微气泡技术是如何应用于室内对虾饲养，进而通过改善水质提升对虾存活率的。

通常来说，我们将直径小于50 μm的气泡称为微纳米气泡，而将直径在1～1,000 nm之间的气泡称为纳米气泡，特指直径在1～500 nm范围内的气泡被称为超微气泡。

研究发现，当气泡缩小到纳米级别时，会呈现出一些与常规气泡不同的独特特性，例如气泡表面带有负电荷、在水中滞留时间较长、氧传递效率高以及产生大量羟基自由基等。

微纳米气泡的这些特性引起了许多学者的关注，并已应用于医学、工矿业、农业、环保等领域。

早在20世纪90年代，微纳米气泡技术就首次应用于水产领域，最早由日本科学家研制出微纳米气泡发生设备并应用于牡蛎和扇贝养殖，取得了良好的效果。

这项技术也涉及到循环水养殖系统中的悬浮颗粒物去除、微藻细胞的采收等领域，但这些应用中的微纳米气泡基本处于微米级别，而纳米级气泡的数量相对较少。

随着国内气泡发生装备技术的不断进步，现在已能够生产具有独立知识产权的微纳米级气泡发生装置。

使用这种装置产生的气泡，直径90%以上在1至500纳米之间，其特点包括操作简便、功耗小以及无二次污染。

尽管说超微气泡在水产养殖领域的应用，仍然处于初级阶段，可超微气泡技术在快速增氧和高效水体修复方面，也确实为工业化水产养殖提供新的发展思路。

于是为了验证超微气泡技术在凡纳滨对虾养殖中的可行性和生态安全性，我们设计了一项小型凡纳滨对虾养殖生态系统。

通过比较超微气泡技术和传统的鼓风曝气两种增氧方式，既能够区别两种增氧方式的效能，深化养殖水体理化指标和浮游植物群落结构。

同时也能够考察对虾的生长情况，以探讨超微气泡技术在增氧效率和生态作用方面的表现。

在凡纳滨对虾养殖中，由于放养密度高、投饲量大，水体在中后期容易出现缺氧现象，这可能导致水质恶化和倒藻现象的发生。

因此，我们需要更高效的增氧设备来确保养殖环境的健康。

那么，两种增氧方式的对比设置是怎样的呢？

超微气泡发生装置功率为420 W，最大充气量为6 L/min，气泡数量为4.0×10^7个/mL，其中直径在50～300 nm范围内的气泡约占总气泡数量的80%。

此次对照试验选用了直径为2.5 m、容积为8 m^3的圆柱形养殖桶，每个桶内放置了1台超微气泡发生装置。

还使用了常规的气泡发生装置，采用鼓风机通过塑料管连接砂头，将气体送入各试验桶，每个桶内布设了3个充气砂头。

增氧效果在注满砂滤海水的试验桶中，通过检测水体中溶解氧（DO）的变化来比较超微气泡和常规的鼓风气泡的增氧效果。

试验开始后，每隔15秒测量一次溶解氧，持续充气直至溶解氧稳定，然后每隔5分钟测量一次溶解氧，直至溶解氧稳定在试验初始水平时结束。

养殖应用试验分为处理组（微泡组）和对照组（常规组），每组各有3个重复。试验桶总共有6只，分成2排并行排列，分别标记为1#～3#和4#～6#。

1#～3#为常规的鼓风充气组（简称常规组），全天24小时不间断充气；4#～6#为超微气泡组（简称微泡组）。

试验第一周（7月5日-7月12日）采用全天24小时每0.5小时充气和停止充气的方法，7月12日以后全天不间断充气。

在试验开始前的两周内，使用漂白粉对试验桶进行常规消毒处理，漂白粉的质量浓度为30×10^4 mg/L。

最后再向试验桶注水，试验用水为同一蓄水池中的砂滤海水，每桶加水量约为7.5 m^3，每只桶的中央都设有排水口，并通过独立的排水阀排水。

那么除此之外，对虾的投放与养殖还有哪些需要注意的地方呢？

首先，对虾的虾苗被养殖在水泥池中，养殖时间为12天。当虾苗的规格达到1.7厘米时，它们被转移到养殖桶中。

为了测试超微气泡的水质净化能力，我们增加了虾苗的投放量，以增加养殖环境的压力，每个桶里放置了7,000尾虾苗。

试验开始时，每个桶每次被投喂蛋白含量为38%的0#对虾饲料和蛋白含量为43%的虾片料混合料，总共6克。

随着摄食情况的逐渐增加，每天喂食4次，分别在7:30、11:30、16:00和20:00。

在试验的前10天内不更换水，之后的10天中，每2天更换1次水，更换水量为10%至20%。

数天后在2#和4#桶都出现了病虾的情况，则继续更换水量增加到50%，同时减半投喂量。

其余的4个试验桶中没有发生虾病，按照正常的养殖管理方式进行水质更换，更换比例为20%。

由于2#和4#桶的养殖管理发生了变化，因此这两个标本的水质及浮游植物参数检测结果，并未包含在试验结果的数据分析中。

此后，每周进行一次采样，采样时间为早晨第一次投喂之前，并规划水体理化指标的初次采样时间。

对虾放养之前，浮游植物的初次采样也需要在试验桶进水时进行，采样水层为水表面下30厘米处。

水温和溶氧采用YSI-proplus现场测定，氨氮、亚硝酸盐氮等营养盐的测定采用“HACH DR/2800”水质检测仪进行。

浮游植物采样1升，使用鲁哥氏液固定沉淀，沉淀时间超过48小时，然后浓缩至50毫升。

在分析时，将浮游植物定量样品摇匀，取0.1毫升样品放置于计数框中，在显微镜下进行计数。

对虾个体生长测量进行两次采样，抄网收集约100尾对虾，用福尔马林固定后，测量体长和体质量。

那么经过采样对比，两种增氧方式又都存在哪些差别呢？

由于两种充气设备的功率相对试验水体都处于较高水平，都能使溶氧在1分钟内接近饱和。

超微气泡充气方式下的溶氧质量浓度为8.38 mg/L，比常规充气的8.15 mg/L高2.82%。

停止充气后，常规充气的溶氧快速下降，15分钟后基本下降到初始溶氧水平，而超微气泡充气的溶氧下降速度较慢，65分钟后溶氧下降到初始质量浓度水平。

在试验期间，养殖水温保持在29.4℃至34.5℃之间。

由于试验水体较小，超微气泡发生装置产生的热量直接传递到水体中，导致微泡组的水温始终高于常规组，平均高出1.7℃，而且差异显著（P＜0.01）。

常规组养殖水体的溶氧质量浓度范围在4.93至7.43 mg/L之间，平均值为6.01 mg/L。

而微泡组的溶氧质量浓度范围在5.66至8.09 mg/L之间，平均值为6.47 mg/L，微泡组的溶氧质量比常规组高出7.66%。

在试验的第1周，微泡组采取了增氧30分钟然后停止30分钟的方式，导致溶氧呈规律的上下波动，质量浓度最低达到5.02 mg/L，平均为6.01 mg/L，大部分时间高于常规组，平均值比常规组的5.82 mg/L高出3.3%。

随着对虾的生长和耗氧代谢产物的积累，溶氧呈下降趋势，但微泡组的溶氧水平始终高于常规组，除了前期两种充气方式的溶氧差异不显著外，其他日期的溶氧差异都显著（P＜0.05）。

在试验期间，pH值波动范围在7.42至8.13之间，常规组的pH均值为7.85，而微泡组的均值为7.63，明显低于常规组（P＜0.01）。

在试验过程中，养殖进程对氨氮和亚硝酸盐氮的质量浓度产生了影响。常规组的氨氮平均质量浓度为2.39毫克/升，而微泡组为2.45毫克/升，通过方差分析发现它们之间的差异不显著。

至于亚硝酸盐氮，常规组的平均质量浓度为0.25毫克/升，高于微泡组的0.23毫克/升。

然而这个差异也不显著，另外硝酸盐氮和总有机碳（TOC）的变化也呈现出无规律性。

常规组和微泡组的平均值分别为0.50、0.54和11.92、11.95，通过统计分析发现它们之间无显著差异（P＞0.05）。

那么通过以上的数据对比，超微气泡技术都呈现出哪些明显的特性呢？

超微气泡具有比表面积大、刚性高、浮力小、稳定性优等特点，它们的表面带有负电荷，这阻碍了气泡之间的合并，不像普通气泡容易融合并增大，导致破裂。

相反，它们在水中产生了乳白色云雾状的浓密气泡，试验中使用的超微气泡发生装置产生的气泡主要在500 nm以下，占总气泡数的90%以上。

由于该装置位于水体底部，它会水平喷射大量气泡，并随水流移动，因此气泡可以在水中停留较长时间。

结合超微气泡的特性，水中溶氧浓度可以长时间保持较高水平，这同绝大多数的对照实验结果都一致。

在养殖试验中，当对虾的呼吸引起氧气消耗增加时，即使停止充气，超微气泡仍然能维持近20分钟的高溶氧水平，高于常规充气水平。

在自然条件下，养殖水体的溶氧主要来源于浮游植物的光合作用。

由于试验在室内进行，浮游植物的光合作用相对于室外自然水体较弱，因此人工充气增氧变得尤为重要。

在试验条件下，两种充气方式都能保证水体维持较高的溶氧水平，随着养殖过程中需求的增加而增加，水体的溶氧呈下降趋势，微泡组的溶氧水平在整个试验过程中始终高于常规组，平均溶氧浓度比常规组高出7.66%。

超微气泡发生装置代表了一项创新的技术和装备，它产生的纳米级气泡能够显著提高水体中的溶解氧含量，并能够长时间维持高质量的氧气浓度，这些纳米气泡表现出卓越的稳定性和持久性。