中国水产科学研究院渔工所在工厂化循环水对虾养殖系统氮磷耦合研究中取得突破性进展

近日，渔业工程研究所绿色低碳养殖工程与装备集成技术创新团队在工厂化循环水养殖系统（RAS）物质循环与调控领域取得突破性进展。相关研究成果以题为“Coupled nitrogen and phosphorus cycles mediated by coordinated variations of functional microbes in industrial recirculating aquaculture system”发表在水研究领域国际顶级期刊《Water Research》上（Nature Index期刊、JCR/中科院1区、IF实时=12.4、水研究领域排名第1），渔业工程研究所为本文唯一通讯单位，杨光为通讯作者，安申群为第一作者。
 
　　氮-磷平衡是生态系统维持稳定的基础，保证其健康运转。然而在人工RAS中，主要依赖传统水处理技术/设备保障各单元功能的方式往往存在效率提升难、养殖成本高等问题，难以满足可持续养殖的要求，限制RAS的推广应用。因此，探索新型的绿色、高效水处理技术势在必行，明晰系统中物质循环规律尤为关键。
 
　　基于此，本团队在工厂化凡纳滨对虾养殖系统中开展物质循环相关研究，发现氮、磷循环相关基因高度耦合，进而创新性地提出RAS中“微生物介导氮、磷耦合循环”假说，并结合生态化学计量学理论及宏基因组测序手段对该假说进行验证，主要得出以下结论：① 养殖池微生物较于硝化池具有更丰富的氮、磷循环功能基因，这些功能基因在降解有机氮磷、硝酸盐还原等方面具有较大潜力。② 通过功能基因丰度验证了养殖水体氮、磷循环耦合由其宿主协同变化介导，并鉴定出多种兼具氮、磷循环功能基因的细菌，为通过调控该类微生物实现水质精准管控提供依据。
 
　　该研究通过揭示氮磷元素协同作用机制，为 RAS 水质联控及系统优化开辟了基于菌群生态调控的新路径，为工厂化低碳、高效、可持续养殖提供了理论基础；有望据此开发新型生物水处理技术，提升RAS水处理效率，推动渔业低碳化转型。
 
　　本研究得到了渔工所所级基本科研业务费“工厂化对虾养殖系统N-P平衡对水体自净能力的指示”（2024HY-ZC004）、海南省重点研发“揭榜挂帅”专项“冯家湾高层立体智能化养殖建筑的设计及配套装备研发”（ZDYF2023XDNY176）的资助。
 
　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123726



日期：2025-05-16