穆罕默德·阿里尤·苏莱曼 | 伊赫·宁·李 | S·M·努鲁尔·阿明 | 利荣·于·阿比特 | 萨巴里纳特·兰吉姆·纳拉亚南 | 拉维·福泰达尔
马来西亚科廷大学科廷水产养殖研究实验室，CDT 250，砂拉越
**摘要**
在生物絮凝技术（BFT）中，添加外部碳源对于调节碳氮（C/N）比例至关重要，从而控制微生物生长并支持可持续生产。BFT通过促进微生物对氮废物的吸收来帮助水管理并降低运营成本。然而，对传统商业碳源（如淀粉和简单糖类）的依赖限制了BFT的广泛应用。本研究探讨了在零水交换养殖条件下，使用当地可获得的果渣作为替代碳源来培养红爪小龙虾（Cherax quadricarinatus）的效果。实验设置了五种处理方式，包括三种果渣来源：香蕉皮（BP）、橙皮（OP）和菠萝皮（PP），并与糖蜜（M-O）以及无生物絮凝（NB）作为对照组进行对比。每个系统都保持固定的C:N比为15:1。在实验开始前，测定了果渣的近似组成，包括其矿物质成分。实验结束时评估了水质参数、生物絮凝的发展情况、小龙虾的生长情况、体型分布以及经济效益。结果表明，橙皮处理的蛋白质和碳水化合物含量最高，碳和氮的百分比也最高（p < 0.05）。实验结果显示，基于果渣的BFT系统能够实现最佳的水质。PP和BP处理组的小龙虾生长表现（包括体重增加、特定生长率以及最终甲壳长度和宽度）显著优于其他组，并且蛋白质利用率也更高。钾（K）在糖蜜和香蕉皮处理组中最高，镁（Mg）仅在香蕉皮处理组中最高，而钠（Na）在PP和MO BFT处理组中最高。经济分析显示，糖蜜处理的成本最高，而PP和BP处理组最具成本效益。这些发现突显了果渣，特别是菠萝皮，作为低成本、环保的BFT碳源的潜力，适用于红爪小龙虾的室内养殖。
**1. 引言**
生物絮凝技术（BFT）在水产养殖中受到了广泛关注，因为它能够改善水质、减少环境影响并提高资源利用效率，尤其是在集约化和零水交换系统中（Xiao等人，2024年）。BFT的基本原理是促进密集且多样的微生物群落的生长，这些微生物能够吸收粪便和未利用的饲料中的氮废物（Emerenciano等人，2025年）。这一过程有效减少了有毒化合物的积累，并使溶解氧（DO）、pH值、总氨氮（TAN）、氨（NH₃-N）、亚硝酸盐（NO₂-N）、硝酸盐（NO₃-N）和总悬浮固体（TSS）等水质参数保持在最佳养殖范围内（Aguilar等人，2025年）。BFT通过显著改善水质直接促进了养殖生物的生长表现（Khanjani，2025年）。此外，它还提供了持续的微生物蛋白质、脂质、维生素、矿物质和消化酶来源，补充了饲料成分，提高了饲料效率（Khanjani等人，2025年；Van Doan等人，2026年）。当BFT应用于白腿虾（Litopenaeus vannamei）的养殖时，氮废物通过促进异养细菌的生长转化为微生物生物质，使得在低盐度条件下进行养殖成为可能，并对周围生态系统的影响最小（Amjad等人，2025年；Feng等人，2025年）。在零水交换养殖系统中，生长改善通常与营养循环增强、生理压力减少和代谢效率提高相关（Liu等人，2025a）。这节省了用于解毒和渗透调节的能量，使养殖动物能够将其用于体重增加和矿物质沉积。
BFT中的矿物质动态在调节水质营养平衡和提升甲壳类动物的生理表现及肉质方面起着关键作用（Rocha等人，2025年）。钙（Ca）、钠（Na）和钾（K）等必需矿物质对甲壳类动物的渗透调节、神经传导、肌肉收缩、酶激活以及蜕皮过程中的外骨骼形成至关重要（Truong等人，2023年）。大多数矿物质，尤其是钙（Ca），通过增强絮凝体的强度和物理性质以及调节水硬度来促进生物絮凝体的形成和稳定性，这对甲壳类动物的生长、蜕皮和存活至关重要（Truong等人，2023年）。Na和K的平衡供应进一步支持了离子稳态和适应性，尤其是在零水交换养殖条件下（Guo等人，2026年）。此外，使用果渣作为碳源可能影响矿物质循环，并促进微生物介导的矿物质转化，从而提高养殖水中的矿物质保留率。这些过程不仅稳定了生物絮凝系统的离子组成，还促进了小龙虾对矿物质的吸收、沉积和利用。经济可行性是影响BFT采用的重要因素。虽然BFT减少了水交换和环境污染，但与曝气和碳源相关的成本仍然较高。传统碳源的价格波动较大，而果渣成本低廉且易于获取（Sulaiman等人，2022年）。利用果渣作为碳源可以降低运营成本、提高饲料效率并增强盈利能力，同时符合循环经济原则。尽管关于果渣在BFT中的应用信息有限（Sulaiman等人，2025年），但饲料添加剂的研究表明，添加果渣的鱼类饲料实现了更高的净利润和投资回报（Kasseh等人，2025年）。将果渣纳入水产饲料可以提高罗非鱼养殖的盈利能力。这些结果归因于添加了富含营养且更经济的新饲料成分后所实现的更高体重增加。因此，果渣可能是一种成本效益高且经济可行的BFT碳源（Sulaiman等人，2025年）。
红爪小龙虾（Cherax quadricarinatus）是一种原产于澳大利亚北部和巴布亚新几内亚东南部的淡水甲壳类动物，已被广泛引入全球热带和亚热带地区的水产养殖（South等人，2025年）。该物种具有多种有利于水产养殖的特性，包括快速生长、较强的环境适应能力、高存活率和较大的市场需求（Dali等人，2023年）。尽管自20世纪90年代引入马来西亚以来，Cherax quadricarinatus的养殖规模有所扩大，但年产量约为12吨（Zaki等人，2024年）。尽管中国每年的Cherax quadricarinatus产量约为20,000吨（Wei等人，2024年），但小龙虾养殖在该地区的重要性日益凸显，反映了研究和市场需求的增长（Huang等人，2024年）。然而，Cherax quadricarinatus产业面临诸多挑战，影响了其生产和可持续性（Kabati等人，2023年）。主要问题包括易受疾病爆发影响、营养知识不足、水质管理和养殖策略不完善（Martínez等人，2024年；Victor和Kadir Pahirulzaman，2024年）。尽管对虾类和鱼类等甲壳类动物的研究较多，但关于碳源调整对其他经济重要物种（如红爪小龙虾Cherax quadricarinatus）的影响的研究仍有限（Li等人，2023年；Liu等人，2025b）。此外，大多数碳源研究集中在糖蜜、玉米淀粉等传统碳源上，而这些碳源的价格正在上涨（Iber等人，2025年）。然而，糖蜜的使用较为普遍，对工业碳源的依赖可能会增加生产成本。最近，人们对低成本、易获得的碳源（如果渣）产生了兴趣，这可能开辟新的可能性。香蕉皮、菠萝皮和橙皮等果渣是低成本、营养丰富的替代品，有望提高BFT的质量并促进废物管理。尽管已有相关研究，但关于果渣与糖蜜在淡水小龙虾养殖中的比较研究仍较少。本研究评估了果渣作为BFT新碳源对水质、生长表现、肌肉矿物质沉积和经济效益的影响。
**2. 材料与方法**
2.1. 实验设计
实验在马来西亚科廷大学科廷水产养殖研究实验室（CARL）进行，地址为CDT 250，米里，砂拉越（4.51033° N，114.01774° E）。该区域安装了絮凝体成熟罐和实验装置。使用空气压缩机为水充氧。实验装置中使用的水来自四个圆形聚乙烯成熟罐（100 L），每个罐对应不同的有机碳源：香蕉皮、橙皮、菠萝皮和糖蜜。生物絮凝接种液的制备方法参考了Hosain等人（2024年）的研究。在引入小龙虾前三周，每个罐中加入100 L的处理过的水。实验在封闭建筑内进行，共持续84天，包括21天的生物絮凝体成熟期、7天的小龙虾适应期和56天的养殖期。共有五种处理方式：NB（无碳源的清水系统）、MO（牲畜饲料级糖蜜作为碳源）以及三种果渣碳源：香蕉皮、菠萝皮和橙皮。实验罐为圆形罐（200 L），使用水量为100 L。实验装置中的水在放入小龙虾前一天准备完毕。所有处理方式均采用四重复随机设计。每个实验罐中放入10只初始体重（0.53 ± 0.01 g）、总体长（3.57 ± 0.01 cm）、甲壳长（1.32 ± 0.01 cm）和甲壳宽（0.75 ± 0.01 cm）的小龙虾，平均数±标准差，n = 4。每天添加碳源以维持C/N比为15:1（Schryver等人，2008年）。所有生物絮凝处理组均不进行水交换，以保持所需的生物絮凝体组成。通过添加去氯淡水来补偿蒸发损失。NB组每周进行50%的水交换，以维持对照组的水质。21天后，接种液的生物絮凝体体积为25–30 mL/L，总悬浮固体为250–350 mg/L。水质保持稳定，pH值在7.2–7.8之间，TAN < 0.5 mg/L，NO₂⁻ < 0.05 mg/L，表明在放入小龙虾之前已成功建立了异养微生物群落。
2.2. 实验装置中絮凝体的维护
使用i-CRIM Centralised Lab（UKM自然与物理实验室管理中心，ALAF-UKM）的CHNS元素分析仪，检测了清洁果渣干粉中的有机碳（C）、氢（H）和氮（N）含量。成熟罐通过添加光合细菌和碳源进行准备，并持续曝气以防止沉淀。在21天内促进微生物絮凝体的形成。使用C:N比为15:1来刺激和培养异养微生物群落，随后按照Avnimelech（1999年）的方法进行碳和氮管理。根据Robson等人（2021年）的建议，称量碳源并添加到实验装置中，以维持C:N比为15:1。通过以下公式计算并通过实验装置添加的氮量和碳源量来获得C/N比为15:1：
(1) NL = 饲料 × CP × NE
(2) CS = [(NL × C:N) / OC]
(3) CS = (AFD × CP × C:N) / (6.25 × OC)
其中NL是系统中的氮负荷量，Feed是根据每罐中投放的小龙虾体重百分比计算的饲料量，CP是饲料的粗蛋白百分比（40% CP），NE是非代谢饲料的氨化量加上排泄物，约为16%，% OC表示相应碳源中的有机碳百分比（BP为0.41%，OP为0.42%，PP为0.41%，MO为0.37%）。饲料中的碳被称为游离碳和生物可利用碳（Hargreaves，2006年）。根据上述方法，每天调整并称量每个碳源罐中的碳源。通过计算饲料中的氮输入量并相应调整碳的添加量，维持C/N比为15:1。氮输入（NL）是根据饲料量、粗蛋白（CP = 40%）和氮转化系数6.25估算的，假设大约有16%的氮被排出体外。因此，1克饲料提供大约0.064克的氮。为了达到15:1的碳氮比，需要0.96克的碳。添加的碳源量是根据每种材料的有机碳含量计算的：香蕉皮（41%）、橙皮（42%）、菠萝皮（41%）和糖蜜（37%）。碳输入量每天根据喂养率和生物量进行调整。每种估算的碳源都与水箱中的水在50毫升的玻璃烧杯中混合。这些混合物在每天10点和17点加入各自的碳源水箱中。这样做是为了确保没有碳源在水箱中结块。
2.3. 水果废弃物营养成分分析
水果废弃物被收集并在流动的水下彻底清洗以去除附着的污垢和杂质，然后用蒸馏水冲洗。不可食用和受污染的部分是从马来西亚沙捞越州米里的当地水果市场手动去除的。清洗后的水果废弃物被切成小块，并在60°C下烘干至重量恒定。干燥后的水果废弃物样本使用商用食品搅拌机（Homelux, HCB-9880, 马来西亚）进行研磨。粉末样本通过500微米的筛子过滤，并在-20°C下储存直至使用。蛋白质含量使用凯氏定氮法测定。灰分含量通过在马弗炉中以500°C燃烧样品4小时后冷却并称重来测定（Sulaiman等人，2020年）。脂质含量使用酸水解法测定，小龙虾肌肉组织的矿物质组成使用原子吸收光谱法（AAS）根据AOAC（2019年）测定。
2.4. 水质参数和可沉淀固体
水质参数，包括温度、pH值、盐度和溶解氧（DO），每天在9:00使用多参数仪表（YSI Model 556, YSI Incorporated, 美国俄亥俄州黄斯普林斯）进行测量。总氨氮（TAN）、亚硝酸盐氮（NO2-N）和硝酸盐氮（NO3-N）每天使用API®淡水商业测试试剂盒（API® Aquarium Pharmaceuticals, 北美）进行测量。可沉淀固体（mL L−1）每天使用Imhoff锥体法估算（Romano等人，2018年）。Imhoff锥体装入1升培养水并静置30分钟；之后，记录体积作为可沉淀固体（Xu等人，2024年）。
2.5. 生物絮凝参数和形态结构
生物絮凝体积（BFV），表示30分钟沉淀后1升水箱水中絮凝物所占的体积，使用Imhoff锥体（1000-0010, Nalgene）测定。总悬浮固体（TSS）按照水和废水分析的标准方法进行分析。污泥体积指数（SVI）定义为1克TSS沉淀后所占的体积（mL）。絮凝物从锥体底部的旋钮处收集（Khanjani，2025年）。
2.6. 生长评估
每14天通过测量总体重来采样红爪小龙虾的生长情况。然而，小龙虾在禁食24小时后进行采样。将小龙虾放在冰上计数。在测量前，将小龙虾放在吸水纸上去除多余的水分，并使用精度为0.01克的校准数字天平记录个体湿重（g）。总长度（TL）、头胸甲长度（CL）和头胸甲宽度（CW）使用精度为0.01毫米的数字卡尺测量，根据Hossain等人（2019年）的方法。小龙虾被杀死并储存在-20°C的冷冻柜中直至使用（Sedik等人，2018年）。生长和蛋白质效率比使用以下公式计算：
蛋白质效率比（PER）= 增重（g）/ 蛋白质摄入量（g）/ 特定生长率（SGR，% d−1）= (ln最终重量 - ln初始重量) / 时间 × 100
体重增加（WG）= (最终重量 - 初始重量) / 初始重量 × 100
2.7. 体型分布和经济分析
使用重量频率分析评估小龙虾的体型分布。从小龙虾生物絮凝培养箱中收集小龙虾，并根据重量将每个处理的个体分为小、中、大三个体型类别，以构建频率分布，遵循标准渔业评估程序。记录每个体型类别中的小龙虾数量并绘制图表（Naranjo-Páramo等人，2018年）。所有成本均基于2025年的数据，即实验期间的当地马来西亚市场价格。货币兑换为美元使用平均汇率1美元 = 4.28马来西亚林吉特。成本组成部分包括饲料、幼体和小龙虾来源的成本，而运营成本（如劳动力和电力）未包括在内，如Kasseh等人（2025年）所述。通过计算生产1公斤活小龙虾重量所需的总饲料成本（以美元计）来评估实验饮食的成本效益，根据Agbayani（2002年）的公式：
饲料成本/公斤鱼 = 饲料成本/公斤饲料 × FCRT
总成本 = 饲料成本 + 幼体成本
净利润（NP）= 总收入 - 总成本
利润率（%）= 100 × (利润 / 总成本)
收益成本比（BCR）= 总销售额 / 总成本
投资回报（ROI）= 利润 / 总成本 × 100
体重增加（WG）= (最终重量 - 初始重量) / 初始重量
2.8. 数据分析
在使用统计分析系统（SAS）9.5 for Windows（SPSS Inc., 美国）确认数据同质性后，对每次试验的所有数据使用单因素方差分析（ANOVA）进行分析。百分比数据在分析前进行反正弦变换以确保正态性。使用Tukey检验进行事后比较，以识别均值之间的显著差异（p < 0.05）。
3. 结果
3.1. 水果废弃物营养成分分析
橙皮记录了最高的蛋白质和碳水化合物含量。相比之下，香蕉皮的蛋白质百分比较低，而菠萝皮的碳水化合物含量最低（表1）。碳、氢和氮的含量呈现相似的模式，橙皮的碳和氮含量最高。然而，香蕉皮和菠萝皮的碳百分比相当，如图1所示。
表1. 不同类型水果废弃物的近似成分（g/100 g干粉）
营养成分 | 水果废弃物 | 香蕉皮（BP）| 橙皮（OP）| 菠萝皮（PP）
---------|---------|---------|---------|---------|
粗蛋白 | 6.05 ± 0.03b | 6.30 ± 0.00a | 4.65 ± 0.03c |
粗脂质 | 3.35 ± 0.03a | 1.35 ± 0.03b | 0.40 ± 0.06c |
灰分 | 8.15 ± 0.00a | 3.70 ± 0.00b | 3.50 ± 0.03b |
水分 | 7.35 ± 0.03b | 6.20 ± 0.06c | 11.25 ± 0.03a |
粗纤维 | 11.35 ± 0.14c | 14.55 ± 0.14a | 14.05 ± 0.09b |
碳水化合物 | 75.10 ± 0.00c | 82.45 ± 0.09a | 80.20 ± 0.12b |
值是平均值 ± 标准误差（N = 3）。同一行中不同的上标字母表示统计显著差异（p < 0.05）。
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图1. 不同水果类型中的碳、氢和氮的百分比。值是平均值 ± 标准误差（n = 3）。不同上标的条形图表示显著不同（p < 0.05）。香蕉皮（BP）、橙皮（OP）和菠萝皮（PP）。
3.2. 水质参数
所有基于生物絮凝的培养系统的水质参数（总悬浮固体（TSS）和电导率）显著高于对照组（p < 0.05）（表2）。然而，BP、MO和PP系统的生物絮凝体积显著更高（p < 0.05）。而OP系统始终表现出絮凝发育延迟。NB系统几乎没有生物絮凝形成。总氨氮（TAN）和亚硝酸盐（NO₂⁻）在BP、MO和PP培养系统中显著较低（p < 0.05）。NB系统相对于其他组始终保持较高的TAN和NO₂⁻水平。水质参数，如温度在28.38-28.90°C之间，溶解氧（DO）：5.19-5.23 ppm，pH值：7.17-7.92。
表2. 不同水果废弃物作为碳源对生物絮凝系统中小龙虾培养水质参数的影响
参数 | 作为碳源的水果废弃物 |
-----------------|-----------------|
无生物絮凝（NB） | 糖蜜（MO） | 香蕉皮（BP） | 橙皮（OP） | 菠萝皮（PP） |
EC（µS cm−1） | 273.25 ± 0.34b | 516.31 ± 0.55a | 552.44 ± 0.18a | 520.04 ± 0.06a | 516.69 ± 0.08a |
ORP | 292.06 ± 0.15a | 241.81 ±0.72b | 214 ± 0.10c | 213.25 ± 0.05c |
TAN（mg L−1） | 1.06 ± 0.02a | 0.36 ± 0.01c | 0.32 ± 0.01c | 0.51 ± 0.02b | 0.35 ± 0.01c |
硝酸盐-N（mg L−1） | 0.92 ± 0.06a | 0.31 ± 0.01b | 0.31 ± 0.01b | 0.40 ± 0.02b | 0.33 ± 0.02b |
亚硝酸盐-N（mg L−1） | 0.08 ± 0.04a | 0.02 ± 0.00b | 0.02 ± 0.01b | 0.04 ± 0.00b | 0.03 ± 0.01b |
TDS（mg L-1） | 186 ± 0.54b | 423.25 ± 0.52a | 441.11 ± 0.33a | 424.71 ± 0.55a | 423.00 ± 0.41a |
BFV | 17.01 ± 0.86b | 36.82 ± 0.58a | 38.14 ± 0.37a | 35.48 ± 0.83a | 37.47 ± 0.60a |
值是平均值 ± 标准误差（N = 4）。同一行中不同的上标字母表示统计显著差异（p < 0.05）。缩写：BFV，生物絮凝体积；NB，无生物絮凝；MB，糖蜜；BP，香蕉皮；OP，橙皮；PP，菠萝皮；TAN，总氨氮；TSS，总悬浮固体；EC，电导率（µS cm-1）。
3.3. 生长表现和饲料利用率
生长表现指标，包括体重增加和特定生长率，在PP、BP和MO基于生物絮凝的系统中显著改善（p < 0.05）。PP和BP组获得了更高的特定生长率（表3）。尽管PP的体重增加最高，但它显著高于对照组。对照组记录的头胸甲长度和宽度最低。蛋白质效率比值在不同处理间显著变化（p < 0.05），PP的PER最高。
表3. 不同水果废弃物作为碳源对生物絮凝系统中小龙虾生长表现和饲料利用率的影响
参数 | 作为碳源的水果废弃物 |
-----------------|-----------------|
无生物絮凝（NB） | 糖蜜（MO） | 香蕉皮（BP） | 橙皮（OP） | 菠萝皮（PP） |
最终体重（g） | 4.99 ± 0.89d | 6.75 ± 0.09b | 6.87 ± 0.01b | 5.61 ± 0.52c |
体重增加（g） | 4.49 ± 0.88d | 6.23 ± 0.12b | 6.34 ± 0.36b | 5.10 ± 0.48c |
最终总长度（cm） | 5.70 ± 0.01b | 7.96 ± 0.03a | 8.37 ± 0.23a | 8.03 ± 0.03a |
最终头胸甲长度（cm） | 2.98 ± 0.16b | 3.47 ± 0.04a | 3.56 ± 0.18a | 3.49 ± 0.02a |
最终头胸甲宽度（cm） | 1.41 ± 0.03c | 1.74 ± 0.08b | 1.91 ± 0.01a | 1.88 ± 0.02ab |
SGR（% d-1） | 2.69 ± 0.17c | 3.06 ± 0.10ab | 3.05 ± 0.13ab | 2.85 ± 0.08b |
STLR（% d-1） | 0.56 ± 0.01c | 0.96 ± 0.02b | 1.02 ± 0.04ab | 0.97 ± 0.01b |
SCLR（% d-1） | 0.97 ± 0.06c | 1.15 ± 0.01b | 1.18 ± 0.03a | 1.16 ± 0.01b | 1.21 ± 0.04a |
PER | 2.46 ± 0.20b | 2.79 ± 0.14a | 2.76 ± 0.21a | 2.54 ± 0.02b | 2.83 ± 0.06a |
值是平均值 ± 标准误差（n = 4）。同一行中不同的上标表示显著差异（P < 0.05）。SGR = 特定生长率；STLR = 特定总长度率；SCLR = 特定头胸甲长度率；PER = 蛋白质效率比
3.4. 小龙虾肌肉的矿物质组成
钾在MO中的浓度显著较高，而NB中的浓度最低，如图2所示。镁在BP中较高。钠的水平在PP和MO中显著较高。钙的沉积在PP和BP中最高。NB中的钙浓度最低。
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图2. a. 不同水果作为碳源时的钾浓度（mg/kg）。值是平均值 ± 标准误差（n = 4）。不同上标的条形图表示显著不同（p < 0.05）。无生物絮凝（NB）、糖蜜（MO）、香蕉皮（BP）、橙皮（OP）和菠萝皮（PP）。b. 不同水果作为碳源时的镁浓度（mg/kg）。值是平均值 ± 标准误差（n = 4）。不同上标的条形图表示显著不同（p < 0.05）。无生物絮凝（NB）、糖蜜（MO）、香蕉皮（BP）、橙皮（OP）和菠萝皮（PP）。c. 不同水果作为碳源时的钠浓度（mg/kg）。值是平均值 ± 标准误差（n = 4）。不同上标的条形图表示显著不同（p < 0.05）。无生物絮凝（NB）、糖蜜（MO）、香蕉皮（BP）、橙皮（OP）和菠萝皮（PP）。d. 不同水果作为碳源时的钙浓度（mg/kg）。值是平均值 ± 标准误差（n = 4）。不同上标的条形图表示显著不同（p < 0.05）。无生物絮凝（NB）、糖蜜（MO）、香蕉皮（BP）、橙皮（OP）和菠萝皮（PP）。
3.5. 体型分布和经济可行性
种群结构分析显示不同处理之间的小龙虾体型分布存在显著差异（图3）。无生物絮凝组记录的存活率最低，主要产生小型个体，没有大型个体。相比之下，使用水果废弃物的生物絮凝组，特别是BP和PP，存活率最高，并支持了最多的中型和大型个体。使用水果废弃物作为碳源的小龙虾养殖的成本效益分析在不同BFT组之间甚至组内显著不同（p < 0.05）（表4）。PP和BP的净利润最高。同时，NB的回报率最低。收益成本比（BCR）值在PP和BP中显著较高（p < 0.05）。然而，NB的比率最低。PP和BP的投资回报率超过500%。所有水果废弃物处理的利润率均高于80%。每公斤生物量的成本在PP和BP中最低，与OP相比没有显著差异，尽管在MO和NB中观察到的成本最高。下载：下载高分辨率图片（143KB）下载：下载全尺寸图片。图3. 不同水果废弃物作为碳源时小龙虾的大小频率分布。数值为平均值±标准误差（n = 4）。带有不同上标的条形图表示有显著差异（p < 0.05）。无生物絮凝（NB）、糖蜜（MO）、香蕉皮（BP）、橙皮（OP）和菠萝皮（PP）。表4. 不同水果废弃物作为碳源对生物絮凝系统中小龙虾养殖经济可行性的影响。经济可行性水果废弃物作为碳源无生物絮凝（NB）糖蜜（MO）香蕉皮（BP）橙皮（OP）菠萝皮（PP）每公斤总成本（美元/公斤）7.91 ± 0.07a 6.17 ± 0.16b 1.77 ± 0.12c 1.98 ± 0.04c 1.77 ± 0.08c每平方米总成本（美元/平方米）0.42 ± 0.06a 0.41 ± 0.04a 0.12 ± 0.07b 0.12 ± 0.13b 0.12 ± 0.15b收入（美元/平方米）0.59 ± 0.18c 0.73 ± 0.06a 0.73 ± 0.08a 0.66 ± 0.21b 0.76 ± 0.13a净利润（美元/平方米）0.17 ± 0.12d 0.32 ± 0.11c 0.61 ± 0.04a 0.54 ± 0.10b 0.64 ± 0.11a成本效益比（BCR）1.39 ± 0.12d 1.78 ± 0.09c 6.23 ± 0.08b 5.54 ± 0.02b 6.23 ± 0.07a利润率（%）28.09 ± 0.11d 43.93 ± 0.13c 83.94 ± 0.06a 81.96 ± 0.09b 83.94 ± 0.08a每周期投资回报率（ROI）%）39.06 ± 0.05d 78.36 ± 0.14c 522.52 ± 0.05a 454.44 ± 0.07b 522.52 ± 0.06a数值为平均值±标准误差（n = 4）。同一行中不同的上标表示有显著差异（P < 0.05）。BCR = 成本效益比；$ = 美元。4. 讨论用作碳源的水果皮的近似成分显示了营养成分的显著差异，这可能解释了它们在生物絮凝系统中的不同表现（Sulaiman等人，2022年）。橙皮表现出最高的粗蛋白和碳水化合物浓度，表明其具有提供支持微生物活动所需的氮和能量的潜力（Chentir等人，2024年；Qin等人，2024年；Sheng等人，2023年）。先前的研究表明，柑橘废弃物含有高水平的可溶性糖和中等水平的蛋白质，这提高了它们的可发酵性和微生物吸收能力（Dubey等人，2023年；Mruthunjaya等人，2025年）。相比之下，PP显示出相对较低的蛋白质百分比，而BP的碳水化合物含量最低（Sulaiman等人，2025年）。类似的趋势也在其他研究中得到报道，其中BP以其高纤维含量和较低的易利用碳水化合物而闻名（Calix-Rivera等人，2026年；Llanos等人，2025年）。元素分析还显示，OP含有最高的碳和氮，与其近似成分一致（Calix-Rivera等人，2026年；Pundir和Sil，2024年；Zhou等人，2023年）。OP中较高的C和N百分比可能有助于其作为碳源时的微生物繁殖，尽管抑制化合物如精油可能会限制其在BFT中的实际效率（Kumar等人，2025年）。香蕉皮和PP显示出相似的碳含量，尽管它们的营养成分有所不同。但它们对系统碳负荷的潜在贡献大致相当。这些结果表明，虽然OP在营养上似乎更丰富，但每种皮作为碳源的功能影响不仅取决于营养成分，还取决于其生物降解性和与BFT中微生物群落的兼容性（Teramoto等人，2024年；Wang等人，2025年）。在零交换条件下，碳补充在调节水质方面发挥了决定性作用。使用MO、PP和BP的处理方法记录到总氨氮（TAN）和亚硝酸盐的水平显著降低，这与异养氮的增强吸收一致（Teramoto等人，2024年；Wang等人，2025年）。这一结果与保持平衡的C:N比率可以刺激微生物生长、从而减少有毒代谢产物的原则相符（Zhang等人，2021a）。基于OP的生物絮凝性能较低可能反映了碳类型及其生物降解性的差异，OP可能受到精油等抑制化合物的制约（Olalere等人，2024年）。在整个实验中观察到的高总溶解固体（TDS）主要可以由喂养产生的溶解离子、微生物代谢和有机碳源的分解解释。钙、镁、钠和钾对甲壳类动物的生理功能非常重要。这些矿物质稳定了渗透调节，在蜕皮过程中促进了外骨骼矿化，并优化了酶和代谢功能。因此，生物絮凝系统中TDS的增加并不是负面的，而是表明了一个有利于小龙虾生长表现的营养环境。MO系统中的溶解氧略有减少，这归因于高微生物呼吸作用，但仍高于小龙虾养殖的最低阈值。本研究的结果表明，来自水果废弃物的碳源可以作为糖蜜的有效替代品，支持微生物发育，改善水质，并提高小龙虾养殖系统的生长表现（Minabi等人，2020年；Zhang等人，2021b）。生长表现指数显示PP、BP和MO明显优于OP和NB处理。这些处理的显著表现表明，由PP和BP生成的生物絮凝不仅改善了水质，还提供了额外的营养来源，从而提高了饲料利用率（Xu等人，2024年）。在虾和罗非鱼中，当生物絮凝补充碳源时也观察到了类似的体重增加（Raza等人，2025年；A. Zhang等人，2025年）。尽管生物絮凝处理在生长表现上显示出显著改善，但最终体重仍在8.0克以内。这可能是由于初始投放规模较小（0.5克）、高投放密度以及每个池塘中按生物量百分比投放的饲料较少，以利用絮凝和与适应及生长相关的能量成本（Hassan等人，2022年）。在许多系统中，生长受到周期性蜕皮周期和限制条件的物理限制，以及社会等级和空间可用性等行为因素的影响。其次，小龙虾在早期生命阶段的生长速度比其他生命阶段慢（Nie等人，2024年；Wang等人，2025年）。然而，生长指标的进步表明，基于水果废弃物的BFT在幼体阶段提高了生产效率。特定生长率（SGR）在PP和BP处理中显著提高，这反映了由于水果废弃物衍生的碳源改善了培养环境，从而更好地利用了生物絮凝系统中的营养物质，加快了高效生长。SGR和STLR的结果证实，生物絮凝处理提高了体重的增加和结构生长，这反映了使用来自水果废弃物的碳源培养的小龙虾的发展（Sulaiman等人，2020年）。这种模式也体现在蛋白质效率比率值中，PP不仅优于对照组，也优于所有生物絮凝组，其次是BP和MO。各组在饮食中接受了相同的蛋白质和能量，但BFT组在两种物种中都表现出更高的PER，表明蛋白质利用和膳食蛋白质向生长的转化效率更高。这导致NB的生长速度较慢。BFT在PP和BP中表现出更好的生长表现和PER。这可能是由于BFT系统的双重营养和微生物作用。除了通过异养氮吸收维持水质外，BFT聚集体还作为富含蛋白质、脂质和生物活性化合物的微生物生物量的永久性原位储存库。这种额外的营养贡献刺激了消化酶活性，并提高了氮的利用效率，从而提高了PER（Zhao等人，2024年）。根据碳源的不同，BFT的矿物质组成也得到了激活（Abakari等人，2021年；El-Dahhar等人，2024a）。小龙虾中的钾含量在MO中最高，与其天然的高K含量一致（Islam等人，2019年）。BP和PP实现了中等程度的富集，而OP和NB的值最低。BP中的镁含量特别高，支持了先前的研究，表明BP中的镁储备正在耗尽（Ospina-Montoya等人，2024年；Praipipat等人，2025年）。钠在不同处理中的含量有所不同，但在MO和PP中较高，反映了它们的矿物质贡献。PP和BP中的钙含量适中，反映了BFT中矿物质的增强可用性和吸收，支持壳矿化和外骨骼硬化过程，这对小龙虾的蜕皮和生长至关重要（Eagon和Zou，2023年；Shaked等人，2024年）。无生物絮凝对照组的所有矿物质浓度始终最低。这些发现强调了碳源不仅影响微生物功能，还提供了对小龙虾生理重要的矿物质，包括渗透调节、酶活性和壳生物矿化（El-Dahhar等人，2024b；Sallam等人，2024年）。经济结果对PP和BP都有利，每种处理都产生了令人印象深刻的净利润，并且在其大小类别、每公斤总成本和强大的财务指标方面表现良好。由于生长表现、存活率和营养利用效率的提高，基于水果废弃物的BFT的生产成本较低，从而产生了更高的生物量产量。然而，NB的生产力较低，这提高了每单位收获生物量的有效价格。因此，PP和BP表现出优越的经济性能，表明它们作为低成本和可持续的碳源具有潜力，适用于商业小龙虾养殖。货币兑换为美元使用了实验期间的平均汇率（2025年），其中1美元=4.28马来西亚林吉特。大小类别分布和经济分析的结果表明，特别是PP和BP，是生物修复开发的有效碳源，从而提高了小龙虾养殖的生长表现和经济效益。在PP中，44.4%的收获小龙虾体型较大，代表了最佳的大小分布。这些大小改进转化为每个池塘的最终体重，PP每池塘产生75.6克（10只小龙虾），而NB仅为34.9克。大小结构的最终生物量输出直接影响净利润，PP产生了最高的销售额。这些处理中观察到的大小类别分布的改善，以中等和大型小龙虾的比例较高为特征，直接提高了盈利能力，因为小龙虾主要是按大小等级销售的（Liu等人，2019年）。从PP和BP BFT组获得的更高最终体重和净利润与本研究中报告的优越经济价值相符，包括更高的BCR、ROI和净利润（Wang等人，2025年）。对照组在所有经济指标上的表现都较差，再次证实了碳补充的必要性（Abakari等人，2021年）。即使最终体重低于市场可销售的大小，本研究中的经济分析也比较了处理效率，而不是提供完整的商业盈利能力评估。与小龙虾养殖相比，水果废弃物处理的降低生产成本和更高的ROI非常明显，这些处理已被观察到对BFT非常高效。商业应用将需要延长培养周期和扩大规模测试，以确认在市场规模上的盈利能力。这些发现提供了强有力的证据，表明来自水果废弃物的碳源可以在相对新的小龙虾生产系统中支持经济可持续性（Wang等人，2025年）。这些发现证明水果是一种环境负责且经济高效的BFT碳源。此外，在更大规模上收集水果废弃物可以整合到当地市场、农业加工和水果流动中（Madlul等人，2023年）。为了保持一致的碳质量，需要标准化的预处理过程，包括清洗、干燥、研磨和受控储存。然而，必须解决季节性可用性、营养成分变化和储存物流等挑战。未来的大规模方法应包括改进保存方法，以及发酵或青贮等加工方法，并开发供应链结构，以便持续稳定地获取水果废弃物（Sulaiman等人，2025年）。5. 结论本研究表明，特别是PP和BP，可以作为红爪小龙虾（Cherax quadricarinatus）养殖中BFT系统的有效和可持续碳源。这些碳源显著改善了水质、生长表现、营养利用和经济回报，与糖蜜和对照组处理相比。PP和BP的优越表现突显了它们作为低成本、环保替代品的潜力。尽管研究是在幼体阶段进行的，但这些发现为在可持续生物絮凝基水产养殖系统中应用水果废弃物提供了强有力的证据。未来的研究应重点关注大规模应用、延长培养周期以及优化水果废弃物处理技术，以进一步提高系统的效率和商业可行性。未引用的参考文献包括：Chen等人（2024年）、Ikram等人（2025年）、Khanjani（1931年）、Khanjani和Sharifinia（2022年）、Mohite等人（2024年）、Nethaji等人（2022年）、Nural Yaman等人（2022年）、Pan等人（2023年）、Ramasubburayan等人（2025年）、Ramena等人（2025年）、Santigosa等人（2024年）、Yang等人（2025年）。
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Amin S.M. Nurul：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、监督、项目管理、方法论、研究、形式分析、数据管理、概念化。
SULAIMAN MUHAMMAD：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、软件开发、方法论、研究、形式分析、数据管理、概念化。
Abit Lirong：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、监督、方法论、研究、形式分析、数据管理、概念化。
Ravi Fotedar：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、监督、资源协调、项目管理、方法论、研究、资金筹集、形式分析、数据管理、概念化。
Sabarinath Rangiem：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、方法论、研究、形式分析、数据管理、概念化。
Lee Yih：撰写——审阅与编辑、验证、监督、软件开发、资源协调、项目管理、方法论、研究、资金筹集、形式分析、数据管理、概念化。
