近日，漁業工程研究所綠色低碳養殖工程與裝備集成技術創新團隊在工廠化循環水養殖系統（RAS）物質循環與調控領域取得突破性進展。相關研究成果以題為“Coupled nitrogen and phosphorus cycles mediated by coordinated variations of functional microbes in industrial recirculating aquaculture system”發表在水研究領域國際頂級期刊《Water Research》上（Nature Index期刊、JCR/中科院1區、IF實時=12.4、水研究領域排名第1），漁業工程研究所為本文唯一通訊單位，楊光為通訊作者，安申群為第一作者。
氮-磷平衡是生態系統維持穩定的基礎，保證其健康運轉。然而在人工RAS中，主要依賴傳統水處理技術/設備保障各單元功能的方式往往存在效率提升難、養殖成本高等問題，難以滿足可持續養殖的要求，限制RAS的推廣應用。因此，探索新型的綠色、高效水處理技術勢在必行，明晰系統中物質循環規律尤為關鍵。
基于此，本團隊在工廠化凡納濱對蝦養殖系統中開展物質循環相關研究，發現氮、磷循環相關基因高度耦合，進而創新性地提出RAS中“微生物介導氮、磷耦合循環”假說，并結合生態化學計量學理論及宏基因組測序手段對該假說進行驗證，主要得出以下結論：① 養殖池微生物較于硝化池具有更豐富的氮、磷循環功能基因，這些功能基因在降解有機氮磷、硝酸鹽還原等方面具有較大潛力。② 通過功能基因豐度驗證了養殖水體氮、磷循環耦合由其宿主協同變化介導，并鑒定出多種兼具氮、磷循環功能基因的細菌，為通過調控該類微生物實現水質精準管控提供依據。
該研究通過揭示氮磷元素協同作用機制，為 RAS 水質聯控及系統優化開辟了基于菌群生態調控的新路徑，為工廠化低碳、高效、可持續養殖提供了理論基礎；有望據此開發新型生物水處理技術，提升RAS水處理效率，推動漁業低碳化轉型。
本研究得到了漁工所所級基本科研業務費“工廠化對蝦養殖系統N-P平衡對水體自凈能力的指示”（2024HY-ZC004）、海南省重點研發“揭榜掛帥”專項“馮家灣高層立體智能化養殖建筑的設計及配套裝備研發”（ZDYF2023XDNY176）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123726
日期：2025-05-16
氮-磷平衡是生態系統維持穩定的基礎，保證其健康運轉。然而在人工RAS中，主要依賴傳統水處理技術/設備保障各單元功能的方式往往存在效率提升難、養殖成本高等問題，難以滿足可持續養殖的要求，限制RAS的推廣應用。因此，探索新型的綠色、高效水處理技術勢在必行，明晰系統中物質循環規律尤為關鍵。
基于此，本團隊在工廠化凡納濱對蝦養殖系統中開展物質循環相關研究，發現氮、磷循環相關基因高度耦合，進而創新性地提出RAS中“微生物介導氮、磷耦合循環”假說，并結合生態化學計量學理論及宏基因組測序手段對該假說進行驗證，主要得出以下結論：① 養殖池微生物較于硝化池具有更豐富的氮、磷循環功能基因，這些功能基因在降解有機氮磷、硝酸鹽還原等方面具有較大潛力。② 通過功能基因豐度驗證了養殖水體氮、磷循環耦合由其宿主協同變化介導，并鑒定出多種兼具氮、磷循環功能基因的細菌，為通過調控該類微生物實現水質精準管控提供依據。
該研究通過揭示氮磷元素協同作用機制，為 RAS 水質聯控及系統優化開辟了基于菌群生態調控的新路徑，為工廠化低碳、高效、可持續養殖提供了理論基礎；有望據此開發新型生物水處理技術，提升RAS水處理效率，推動漁業低碳化轉型。
本研究得到了漁工所所級基本科研業務費“工廠化對蝦養殖系統N-P平衡對水體自凈能力的指示”（2024HY-ZC004）、海南省重點研發“揭榜掛帥”專項“馮家灣高層立體智能化養殖建筑的設計及配套裝備研發”（ZDYF2023XDNY176）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123726
日期：2025-05-16
