高效微生物菌剂对河蟹养殖池塘水体的调控作用研究

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  摘要[目的]研究高效微生物菌剂对河蟹养殖水体的调控作用。[方法]考察高效微生物菌剂对不同水体中氨氮、亚硝酸盐、COD、总氮和总磷的降解作用,并研究水体中叶绿素的变化情况。[结果]通过对水体水质指标的测定发现,与对照组相比,高效微生物菌剂能够有效降解水体中的氨氮、亚硝酸盐和总氮,促进水体氮循环,降低水体中叶绿素的含量,抑制有害藻类的繁殖。[结论]高效微生物菌剂能有效改善河蟹养殖池塘水质,促进河蟹健康养殖。
  关键词微生物菌剂;水体;调控
  中图分类号S966.16文献标识码A
  文章编号0517-6611(2019)01-0083-04
  doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.01.026
  开放科学(资源服务)标识码(OSID):
  我国河蟹养殖业发展很快,但随着养殖规模的不断扩大和养殖环境的恶化,河蟹病害频繁暴发,严重制约了河蟹养殖业的发展。河蟹养殖水体的恶化主要源自残饵、生物排泄物(粪便)、死亡的藻类等含氮和含碳有机物的不完全分解[1]。这些有机物分解时会消耗掉水中大量的溶解氧,使这些有机物在低氧条件下不完全分解(厌氧分解),产生氨氮、硫化氢和亚硝酸等,这些物质对养殖动物有非常大的毒害作用;除了氨氮、硫化氢和亚硝酸外,有机物厌氧分解还产生一些有机酸,使水体呈酸性。河蟹对水质要求较高,养殖过程中应始终保持池水“肥、活、嫩、爽”的状态。如何可持续发展河蟹健康养殖,改善河蟹生长环境是亟需解决的重要问题。
  微生态制剂(microbialpreparation)又称为益生素(probiotics),是应用一种或几种有益菌(通常是从生物体相应的部位分离出的正常菌群),将其培养增殖,收集后制成的菌剂[2]。目前,微生态制剂在水产养殖中的作用分为2类:一是改善养殖水体的水质状况;二是拮抗病原菌,增强养殖动物的抗病力,促进动物的生长发育[3-4]。笔者使用粉剂和水剂2种高效微生物菌剂,通过粉剂和水剂的配合使用,考察其对河蟹养殖水体的调控作用。
  1材料与方法
  1.1菌株来源
  高效微生物粉剂——复合芽孢杆菌制剂(菌浓度为5.0×108CFU/g)由江苏省苏微微生物研究有限公司经发酵、过滤、烘干制备而成。
  1.2试验设计
  取无锡马山河蟹养殖池塘水及底泥分装于实验室20L水桶中,每个水桶装14L水,底部平铺1003g底泥,使其深度占水深的约10%。试验分组设计见表1。试验共分6组,每组3个重复,向试验组①、③、⑤水体中投加高效微生物菌剂,试验组②、④、⑥分别为其对照(不投加菌剂)。试验地点开敞通风、阳光充足,于2017年8月6日至8月16日进行试验,水体平均温度为26~32℃,每天早晨09:00取样,测量水体温度,各水桶环境条件基本一致,试验周期共10d。每天取样并检测水体中的亚硝酸盐、氨氮含量,每隔2d检测COD、总磷、总氮含量,观察水中水质指标的变化情况。同时,每隔5d取样并检测水体中叶绿素的变化情况。
  1.3水质测定与分析方法
  氨氮(NH4+-N)、COD、总磷、总氮均使用美国哈希试剂测定。
  1.4数據统计与分析试验数据使用SPSS11.5统计软件进行Duncan’s多重比较,检验各组间的差异,P<0.05表示差异显著。试验结果均用平均值±标准误(±SE)表示。
  2结果与分析
  2.1水质理化指标的变化
  2.1.1高效微生物菌剂对河蟹养殖池塘水体氨氮含量的影响。
  由表2可知,在试验组①水体中添加菌液后,1~4d水体中的氨氮含量较起始(0d)显著降低(P<0.05),5~10d水体中的氨氮含量较起始(0d)无显著变化(P>0.05);试验组②在1~7d水体中的氨氮含量较起始(0d)均无显著变化(P>0.05),8~10d水体中的氨氮含量较起始(0d)显著降低(P<0.05)。同时,试验组①水体中的氨氮含量在1~4d均显著低于试验组②(P<0.05),5~7d试验组①、②间无显著差异(P>0.05),8~10d试验组②水体中的氨氮含量均显著低于试验组①(P<0.05)。
  试验组③和试验组④使用的都灭菌池塘水,缺少水体内的能进行氮循环的微生物以及底泥向水体中释放的氨氮,1~6d试验组③和④水体中的氨氮含量较起始(0d)均显著升高(P<0.05),7~10d试验组③和④水体中的氨氮含量较起始(0d)均无显著差异(P>0.05)。同时,虽然试验组③和④水体中氨氮含量较起始(0d)均显著提高,但2~6d试验组③水体中的氨氮含量均显著低于试验组④(P<0.05)。
  试验组⑤和⑥使用的都是去离子水,水体中氨氮含量很低,但试验结果与灭菌池塘水相似,试验组⑤和⑥水体中的氨氮含量较起始(0d)均显著升高(P<0.05)。1~10d试验组⑤和⑥水体中的氨氮含量不断下降,2~6d试验组⑤水体中的氨氮含量显著低于试验组⑥(P<0.05),说明在去离子水体投加高效微生物菌剂能够加速水体中氨氮的分解。
  2.1.2高效微生物菌剂对河蟹养殖池塘水体亚硝酸盐含量的影响。
  由表3可知,试验组①和②水体中的亚硝酸盐含量均呈现先降后升的趋势,试验组①在整个试验过程中水体中的亚硝酸盐含量均显著低于起始(0d)(P<0.05),且试验前期(1~4d)水体中的亚硝酸盐含量显著低于试验后期(5~10d)(P<0.05)。试验组②水体中的亚硝酸盐降解速度略滞后于试验组①。总体来说,试验组①和②水体中亚硝酸盐含量不存在显著差异(P>0.05)。
  试验组③和④水体中的亚硝酸盐含量在1~7d均呈不断上升的趋势,但试验组③水体中的亚硝酸盐含量显著低于试验组④(P<0.05)。在试验后期,由于水体的自净作用,试验组③和④水体中的亚硝酸盐含量均显著降低。   试验组⑤和⑥水体中亚硝酸盐的含量也呈现先升后降的趋势,与试验组③和④结果相似,第2~7天试验组⑤水体中的亚硝酸盐含量显著低于试验组⑥(P<0.05)。
  2.1.3高效微生物菌剂对河蟹养殖池塘水体COD含量的影响。
  由表4可知,试验组①、②以及试验组③、④水体中的COD含量均呈现下降趋势;试验组⑤、⑥水体中的COD含量均呈现先升后降的趋势。这表明高效微生物菌剂对水体中COD的降解效果并不理想。
  47卷1期张维娜等高效微生物菌剂对河蟹养殖池塘水体的调控作用研究
  2.1.4高效微生物菌剂对河蟹养殖池塘水体总氮含量的影响。
  由表5可知,试验组①和②水体中的总氮含量均呈现先降后升的趋势,试验组①在3~7d水体中的总氮含量显著低于起始(0d)(P<0.05),试验组②在5~9d水体中的总氮含量显著低于起始(0d)(P<0.05),其降解总氮的效果滞后于试验组①。同时,在3~5d试验组①水体中的总氮含量显著低于试验组②(P<0.05)。
  试验组③、④以及试验组⑤、⑥水体中的总氮含量均呈先上升后下降的趋势,且各试验组及其对应的对照组间均没有显著差异(P>0.05)。
  2.1.5高效微生物菌剂对河蟹养殖池塘水体总磷含量的影响。
  由表6可知,高效微生物菌剂对3种水体中总磷的降解与其对应的对照组无显著差异,由于水体自身的净化作用,各试验组水体中的总磷含量均呈现先升后降、后期趋于稳定的过程。
  2.2水体中叶绿素的变化情况从表7可以看出,试验组①、②水体中的叶绿素均呈现一定的下降趋势,且在第5天和第10天试验组①水体中的叶绿素含量显著低于试验组②(P<0.05);试验组③、④、⑤、⑥水体中的叶绿素含量均呈现不同程度上升。
  3讨论
  微生态制剂是利用经过特殊筛选的微生物进行基因调控和驯化,具有快速降解、吸收和转化水产养殖环境中的有机污染物(残饵、粪便和生物死体)和氮、磷等,并能形成优势种群有效抑制有害微生物和有害藻类的生长繁殖等作用[5]。芽孢杆菌是一类具有高活性的消化酶系、耐高温、抗应激的异养细菌。李秋芬等[6]研究发现,当芽孢杆菌接种到育苗水体后能迅速繁殖成优势菌群,吸收水体中的有害物质,净化水质,同时占优势的微生物菌群能竞争性抑制并代替病原菌群,切断病原菌的营养源,从而减少或阻止有害病原体的感染。光合细菌是一类能将光作为能源加以利用的有益细菌,不仅能迅速降解氨氮,显著提高水体溶解氧,而且能抑制弧菌属、假单胞菌属和气单胞菌属等致病微生物的繁殖[7]。徐成斌等[8]研究发现光合细菌可有效去除养殖水中CODCr和NH3-N,提高水中溶解氧含量,并促进河蟹生长。
  该试验通过模拟河蟹池塘养殖环境,在不同的水体中投加高效微生物菌剂(水剂与粉剂配合使用),考察高效微生物菌剂对水体中的有机污染物将降解作用。结果发现,在河蟹养殖池塘水中投加高效微生物菌剂在短期内能够起到明显的降解氨氮的作用,另外,试验组②在没有外来添加物的情况下,水体具有一定的自净作用,能够分解水体中的氨氮,同时在灭菌池塘水及去离子水中添加高效微生物菌剂能起到一定的降解氨氮的作用,促进水体中的氮循环。
  亚硝酸盐也是衡量养殖水体质量的一个重要指标。当亚硝酸盐含量过高时,会造成河蟹慢性中毒,出现精神不振,摄食下降,脱壳不顺,还会发生肠炎、烂鳃等疾病[9]。该试验结果发现,2组河蟹池塘水水体中亚硝酸盐的含量不存在显著差异(P>0.05);灭菌池塘水试验组结果表明,在高含量的亚硝酸盐水体中,高效微生物菌剂能发挥一定的降解亚硝酸盐的作用;去离子水组中由于水体中缺乏微生物,因此底泥中的亚硝酸盐向水体快速释放使水体亚硝酸盐含量迅速升高,試验组⑤水体中由于添加了高效微生物菌剂,能够降解水体中的部分亚硝酸盐。
  化学耗氧量(COD)是水体中有机物含量的标志[10]。该试验结果表明,不同水体的试验组与其对应的对照组COD含量绝大部分均无显著差异(P>0.05),可能高效菌微生物菌剂中缺乏能有效降解COD的菌种,因此对COD的降解效果不理想。
  总氮是水中各种形态无机和有机氮的总量,水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一。结果表明,在河蟹池塘水中加入高效微生物菌剂能够加快水体中总氮的分解,促进水体中的氮循环。去离子水和灭菌池塘水试验组及其对应的对照组间均没有显著差异(P>0.05),说明水体中自身的氮循环细菌对促进水体降解总氮十分重要,由于这4组水体均为无菌水体,虽然试验组③和⑤水体中均添加了高效微生物菌剂,但降解总氮的效果并不明显,说明高效微生物菌剂与水体中的氮循环细菌可能存在一定的协同作用,从而促进水体中总氮的分解。同时,高效微生物菌剂对3种水体中总磷的降解与其对应的对照组相比并无显著差异。因此,高效微生物菌剂并不适用于总磷含量高的水体,但后期仍需进一步研究。
  叶绿素a是反映藻类数量的重要指标,常被作为评价水体富营养化状况的主导因子。该试验中试验组①、②水体中的叶绿素含量均呈现一定的下降趋势,其余4组水体中的叶绿素含量均呈不同程度上升。由此可见,高效微生物菌剂与水体中的微生物存在一定的协同作用,降低水体中叶绿素的含量,抑制有害藻类的繁殖。
  参考文献
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