我国对虾养殖业产量和规模多年位居世界首位,但仍面临较为严重的可持续发展问题,各种疾病发病率呈逐年上升趋势。长期以来,池塘养殖是我国对虾的主要养殖模式,多以粗放型为主。针对池塘养殖方式的不足,循环水养殖系统模式（RAS）被认为是一种环境友好的养殖模式,但RAS投资、运营成本及技术要求高,大面积推广难度较大。生物絮团技术（BFT）通过添加有机碳源,调节C/N比,提高水中异养菌数量,利用微生物同化无机氮,达到调控水质、促进营养物质循环、降低饲料系数的目的,该技术也存在技术操作和管理过程较为复杂,在实际生产中稳定控制难度较大等问题。近年来,生物絮团与生物膜技术结合,生物膜在净水同时吸附水体中絮团颗粒,既减少其向池底的沉积,又可被对虾摄食,降低饲料系数。但也存在商品化基质材料少,价格昂贵,处理费时等问题,限制其应用。本研究针对现有对虾养殖方式存在的问题,研究自循环式对虾养殖系统,该系统充分考虑对虾生活习性和对虾养殖池空间,在养殖池水体设置可回收生物膜载体,通过投加微生态制剂,可快速去除水体中氨和亚硝酸盐等有毒物质,使养殖池同时具有对虾养殖和水质净化双重功能。本研究主要内容包括:（1）硝化细菌、枯草芽孢杆菌和光合细菌三种微生态制剂对饵料中氮素转化过程的影响;（2）利用微生态制剂与人工载体（毛球和陶粒）建立了6种生物膜系统,研究其启动过程及对虾养殖过程的水质调控效果;（3）采用高通量测序方法,分析了生物膜中微生物群落结构与功能。得到结论如下:（1）不同微生态制剂对对虾饵料中氮素转化过程的影响存在差异。枯草芽孢杆菌可加快饵料中有机氮的氨化过程,但对氨氮和亚硝酸盐氮无明显转化效果,单/双倍剂量实验组氨氮浓度分别升高至10 mg/L和20 mg/L以上;硝化细菌不能直接分解饵料中有机氮,但对氨氮和亚硝酸盐氮转化效果较好,实验期间氨氮和亚硝酸盐氮浓度始终维持1 mg/L和5 mg/L以下;光合细菌对有机和无机氮均有转化效果;硝化细菌、枯草芽孢杆菌复合菌剂对氮的转化效率优于单一菌剂,转化过程氨氮和亚硝酸盐氮浓度先升后降,单/双倍剂量菌剂峰值浓度分别为7.84 mg/L、10.55 mg/L和10.71 mg/L、15.69 mg/L。（2）硝化功能建立阶段,投加载体可提高系统对氨和亚硝酸盐的净化效果。其中,在投加相同菌剂情况下,以纤维毛球为载体的系统的氨氧化能力和亚硝酸盐氧化能力强于陶粒系统,硝化功能建立后毛球系统较陶粒系统的氨氧化强度分别高0.99 mg/L·d^-1和0.90 mg/L·d^-1,24 h氨氮去除率分别高9.03%和9.06%;投加光合细菌可提高系统净化效果。其中,在布设相同基质条件下,添加光合细菌系统较未添加系统氨氧化强度高0.21 mg/L·d^-1,24 h氨氮去除率高1.61%;投加碳源对系统无机氮净化无促进效果。此外,通过逐级提升氨氮负荷以强化各系统硝化能力,硝化功能建立后氨氧化强度较初期分别增加1.91、1.83、2.10、2.18、2.76和2.85 mg/L·d^-1,24 h氨氮去除率分别增加12.74%、11.25%、13.95%、15.21%、17.25%和17.65%。（3）对虾养殖阶段,氨和亚硝酸盐浓度分别维持在0.20 mg/L和0.15 mg/L安全浓度水平以下,期间虽有起伏但波动不大。各系统硝酸盐氮浓度均呈缓慢交替上行趋势,无明显差异;各系统弧菌控制效果良好,均维持在2.0×10² CFU/m L以下。其中,在投加相同菌剂情况下,毛球生物膜系统弧菌控制性能优于陶粒;在布设相同基质条件下,三联复合菌剂弧菌控制性能优于二联复合菌剂。（4）6个系统中微生物共分布于32个门,主要优势菌门均为变形菌门（Proteobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）。变形菌门占比均超过40%。检出具有硝化功能的类群有4种,其中具有氨氧化功能的有Nitrosomonas aestuari和Nitrococcus mobiliis,具有亚硝酸盐氧化功能的有Nitrospira moscoviensis、Nitrospira lenta,其中Nitrospira moscoviensis为6个系统共有种,占比分别为1.08%、1.69%、2.43%、1.32%、2.18%和1.25%;具有有机质分解和对虾益生作用的属种众多且占比不一,其中Algisphaera agarilytica、Gemmatimonas phototrophica和Paucibacter toxinivorans为全部或多数系统共有种。