大菱苗池培育池添加小球藻和光合細(xì)菌對水質(zhì)的凈化效應(yīng)

大菱苗池培育池添加小球藻和光合細(xì)菌對水質(zhì)的凈化效應(yīng)

自1992年在中國引入以來，這種優(yōu)質(zhì)奇螳螂花迅速發(fā)展成為中國北方沿海地區(qū)的重要育種品種。2007年，水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模超過500萬公里，產(chǎn)水量超過5000萬噸，產(chǎn)值超過45億元。大菱鲆的苗種繁育自1999年取得突破以來,技術(shù)日臻完善,目前年生產(chǎn)能力超過1億尾。中國的大菱鲆養(yǎng)殖模式以“溫室大棚+深井海水”開放式工廠化為主,應(yīng)用比例約占80%以上(雷霽霖等2006)。在大菱鲆苗種生產(chǎn)過程中,營養(yǎng)調(diào)控和保持水質(zhì)穩(wěn)定是提高仔魚成活率的關(guān)鍵因素之一。大量研究表明,氨氮和亞硝酸鹽對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生長發(fā)育有負(fù)面影響(彭自然等2004,徐勇等2006,王娟等2007);因此,降低或控制這些代謝廢物的濃度,改善和調(diào)節(jié)水質(zhì),就成為保證高密度工廠化育苗成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。小球藻ChlorellapyrenoidosaChick是海水魚類苗種繁育過程中的常用藻類。小球藻與其他藻類相比不但具有生長速度快、抗污染能力強、容易培養(yǎng)等優(yōu)點,更為重要的是,其不飽和脂肪酸DHA(二十二碳六烯酸)的含量比較高,能滿足魚苗的營養(yǎng)需求。因此,在海水魚類育苗中,普遍把小球藻作為仔魚開口餌料——輪蟲以及鹵蟲無節(jié)幼體的營養(yǎng)強化劑,而它對水質(zhì)的調(diào)節(jié)作用往往容易被人忽視。光合細(xì)菌Photosyntheticbacteria(PSB)是水環(huán)境中一種重要的微生物類群,在好氧和厭氧條件下都能生長。類球紅光合細(xì)菌Rhodobactersphaeroides,也叫紅假單胞菌,是水產(chǎn)養(yǎng)殖和苗種培育中常用的光合細(xì)菌。光合細(xì)菌以光為能源,利用有機(jī)物、硫化氫、氨等作為供氫體而進(jìn)行光合作用。光合細(xì)菌營養(yǎng)非常豐富,不僅粗蛋白、氨基酸含量高,而且富含各種B族維生素、輔酶Q、葉酸、生物素及其他未知的多種生物活性物質(zhì),還含有豐富的類胡蘿卜素,是一種營養(yǎng)價值高且營養(yǎng)成分較全的細(xì)菌,被廣泛應(yīng)用于動物飼料、農(nóng)作物的生物肥料(沈錦玉2004)。近年來,光合細(xì)菌作為水質(zhì)改良劑在對蝦苗種培育(王志敏等1992,張道南等1988)、貝類苗種生產(chǎn)(薛超波等2004)和海參育苗(王立超等2005)等方面得到廣泛的應(yīng)用(董聞琦等2003)。本實驗研究了大菱鲆育苗中單獨或同時填加小球藻和光合細(xì)菌對育苗池水質(zhì)的調(diào)節(jié)作用,通過測定氨氮和亞硝酸鹽濃度的變化,分析了二者調(diào)節(jié)水質(zhì)的機(jī)理。本實驗的結(jié)果是對鲆鰈類及其他海水魚類育苗技術(shù)體系的充實;尤其是對于工廠化高密度養(yǎng)殖和育苗條件下水質(zhì)的控制具有重要的指導(dǎo)作用。1材料和方法1.1光緒年間1.1.1來源實驗所用類球紅光合細(xì)菌HZPSB菌種來自中國海洋大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物實驗室。1.1.2營養(yǎng)鹽的配方乙酸鈉5g/L,磷酸二氫鉀0.6g/L,磷酸氫二鉀0.4g/L,酵母膏0.1g/L。1.1.3培養(yǎng)接種菌種海水經(jīng)煮沸消毒后按上述比例加入營養(yǎng)鹽,再按1∶3的比例接種菌種。培養(yǎng)溫度25℃,光照強度為20000lx。密閉培養(yǎng),定時搖瓶以使各部位受光均勻。當(dāng)細(xì)菌密度達(dá)到1×109cell/ml時即可進(jìn)行擴(kuò)種。1.2小球藻的生長(1)藻類的來源實驗藻種來自中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所生態(tài)室藻種庫。(2)營養(yǎng)鹽的配方尿素0.02g/L,硫酸胺0.06g/L,磷酸二氫鉀0.01g/L,檸檬酸鐵胺0.001g/L。(3)藻種的消毒處理一級培養(yǎng)在玻璃瓶中進(jìn)行,海水用煮沸法消毒,按1∶5的比例接種藻種。二級培養(yǎng)在水泥池中進(jìn)行,海水用100×10-6的次氯酸鈉消毒,再用硫代硫酸鈉中和,按1∶10的比例接種。培養(yǎng)溫度16～20℃,光照強度10000lx左右。1.3實驗方法1.3.1苗池的預(yù)處理實驗在山東省萊州市日通水產(chǎn)養(yǎng)殖場大菱鲆育苗車間進(jìn)行。育苗池為15m3的圓形水泥池,池深1m,共9個。育苗使用海水經(jīng)過沉淀、砂濾和紫外線消毒處理。海水的理化指標(biāo)為:鹽度31,pH7.8,氨氮濃度0.32mg/L,硫化氫濃度0.01mg/L,懸浮顆粒濃度15mg/L。育苗室光照控制在3000lx左右,光照時間18h/d。實驗期間苗池連續(xù)微量充氣,使溶氧保持6mg/L以上;育苗水溫18℃。實驗進(jìn)行期間不換水,靜水培養(yǎng)。1.3.2實驗裝置和步驟將9個實驗池分為3組,其中1～3號池為對照,在實驗過程中不添加光合細(xì)菌和小球藻;4～6號池只加入小球藻;7～9號池同時加入小球藻和光合細(xì)菌。在仔魚開口前一天,將1～9號育苗池加滿過濾和消毒處理過的新鮮海水。同時,向4～9號育苗池內(nèi)加入小球藻,使水中藻細(xì)胞濃度達(dá)到1.0×106cell/ml;另外,在7～9號3個培育池中按1.0×104cell/ml加入光合細(xì)菌。將尚未開口的仔魚移入苗池,布苗密度為8000尾/m3。1～3號育苗池為對照,實驗期間不添加小球藻和光合細(xì)菌,只布苗和投喂餌料。實驗從仔魚開口第1天開始,共進(jìn)行16d。每4d向4～9號育苗池補充添加1次小球藻,使育苗池水中的小球藻濃度始終保持在1.0×106cell/ml以上。光合細(xì)菌只在布苗前一次性添加,實驗期間不再補充。在實驗開始后的1～16d,日投喂輪蟲兩次,投喂量根據(jù)攝食情況而定;水體中的輪蟲密度大致保持在1.3～3個/ml。在第6～16天,每日3次投喂鹵蟲無節(jié)幼體;按育苗水體計算,日投喂量為0.1～0.8個/ml。從開口第1天開始,隔日上午8∶00從每個實驗苗池取得水樣,并測定其氨氮和亞硝酸鹽濃度。在實驗第8天每兩小時測1次氨氮和亞硝酸鹽的全日濃度變化。取水樣方法:從每個育苗池的池邊和中間部位各取得水樣兩個,混合后作為該池的水樣。1.3.3水質(zhì)因素的檢測方法氨氮用納氏試劑光度法(GB7479-87);亞硝酸鹽用N-(1-萘基)-乙二胺光度法(GB7493-87)。1.4差異顯著性檢驗anoa對于每天和每小時取樣測定的氨氮和亞硝氮濃度計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差,并利用單因素方差分析和Tukey多重比較進(jìn)行差異顯著性檢驗(ANOVA)。全部統(tǒng)計分析都用Minitab14分析軟件完成,并用Sigmaplot9.0繪制統(tǒng)計圖形。2結(jié)果與討論2.1小球藻和光合細(xì)菌對仔魚營養(yǎng)強化的作用在單獨添加小球藻以及同時添加小球藻和光合細(xì)菌的水池中,魚苗活力強,反應(yīng)機(jī)敏,集群好;魚苗攝食旺盛,腸胃飽滿,大多體色金黃。空白對照組1～3號池的仔魚表現(xiàn)不活躍,始終在水體的中下層活動,每天清晨都會在池角水流形成漩渦處聚集。魚苗大多攝食不好,體色發(fā)黑,頭大、消瘦。在實驗進(jìn)行到第12天時死亡率高達(dá)97%以上;對照池的實驗隨即終止。上述實驗結(jié)果,特別是對開口初期的仔魚的觀察表明,添加小球藻和光合細(xì)菌在仔魚營養(yǎng)強化方面發(fā)揮了一定的作用。小球藻含有豐富的不飽和脂肪酸,可作為仔魚開口餌料輪蟲的營養(yǎng)強化劑。池中投放大量小球藻,能保證池水中輪蟲的攝食和營養(yǎng),因而有利于仔魚的健康生長。光合細(xì)菌營養(yǎng)豐富,體內(nèi)含有豐富的氨基酸、蛋白質(zhì)、葉酸和B族維生素,是一種比較理想的育苗餌料。光合細(xì)菌可同時作為仔魚和輪蟲的餌料,從而促進(jìn)仔魚的生長。另外,添加小球藻可降低池水透明度,利于仔魚的隱蔽和活動,減少應(yīng)激反應(yīng),因而利于仔魚的生長。2.2池塘氨氮和亞硝酸鹽濃度的變化各實驗組氨氮和亞硝酸鹽檢測結(jié)果見表1。從第6～12天,對照池中兩種營養(yǎng)鹽的濃度都顯著高于兩個處理組(P<0.05),而在第12～16天,同時添加小球藻和光合細(xì)菌的7～9號池中的氨氮濃度顯著低于只添加小球藻的水池;在第16天,前者的亞硝酸鹽濃度也顯著低于后者。上述實驗結(jié)果表明,小球藻對氨氮和亞硝酸鹽的吸收和利用十分明顯,顯著地抑制了4～9號池中這兩種營養(yǎng)鹽的積累。同時,光合細(xì)菌也能大量吸收氨氮和亞硝酸鹽,并且對氨氮的吸收能力更強;隨著光合細(xì)菌的生長繁殖,其對氨氮和亞硝酸鹽的抑制作用也越來越顯著。由于光合細(xì)菌的初始濃度較低,同時因仔魚和輪蟲的攝食限制了其繁殖速度,光合細(xì)菌對氨氮和亞硝酸鹽的吸收和利用效果在第10天才開始顯現(xiàn)。各實驗水池中的氨氮和亞硝酸鹽濃度的變化趨勢見圖1和圖2。從仔魚開口后第4天開始,對照池氨氮和亞硝酸鹽濃度上升的速度明顯快于兩個處理組。在育苗期間,培育池中氨氮和亞硝酸鹽濃度總體呈上升趨勢,表明這兩種水質(zhì)指標(biāo)的變化跟魚苗的攝食量有關(guān)。隨著攝食量的顯著增加,餌料的日投喂量也相應(yīng)增加;苗池中的生物代謝量亦隨之逐漸加大。由于育苗期間不換水,魚苗的代謝廢物如氨氮和亞硝酸鹽等都會在池水中積累,這種情況在沒有添加小球藻和光合細(xì)菌的對照池中顯得尤其突出。2.3添加小球藻和光合細(xì)菌對營養(yǎng)鹽的濃度和氨氮濃度的影響在實驗進(jìn)行的第8天,對各苗池的氨氮和亞硝酸鹽進(jìn)行了24h監(jiān)測,結(jié)果見表2。對照組從0∶00到22∶00的氨氮和亞硝酸鹽濃度快速上升,不同時間的濃度指標(biāo)多呈顯著性差異,并始終高于兩個處理組。統(tǒng)計分析表明,從4∶00開始對照組的氨氮濃度即比初始濃度有顯著升高,從6∶00開始對照組的亞硝酸鹽濃度也比初始濃度有顯著升高(P<0.05)。兩個處理組的氨氮和亞硝酸鹽濃度的全天波動趨勢相似(圖3和圖4),再次說明小球藻在抑制這兩種營養(yǎng)鹽時起主導(dǎo)作用。其中,亞硝酸鹽濃度全天波動不大,只有添加小球藻組在20∶00和22∶00時濃度有顯著升高(P<0.05),而同時添加小球藻和光合細(xì)菌組全天沒有顯著變化。不過,兩個處理組的氨氮濃度波動較大,其初始(0∶00)濃度和最終(22∶00)濃度都有顯著差異;其中,添加小球藻組的氨氮濃度變化幅度大于同時添加小球藻和光合細(xì)菌組,并且在16∶00和18∶00前者的氨氮濃度顯著高于后者(P<0.05)。水中氨氮和亞硝酸鹽濃度會隨著魚苗攝食和排泄的增加而升高,同時還會隨著小球藻和光合細(xì)菌的光合作用及其對營養(yǎng)鹽的吸收而降低,而后者又容易受到光照、水溫等物理因素的影響,因而這兩種營養(yǎng)鹽在水中濃度的變化又呈現(xiàn)出一定的周期性。本實驗中,氨氮和亞硝酸鹽的晝夜變化規(guī)律表明,小球藻和光合細(xì)菌對這兩種營養(yǎng)鹽的吸收利用十分明顯,從而有效地避免了二者在苗池中的積累,對保持良好的水質(zhì)條件發(fā)揮了重要作用。另外,添加小球藻和光合細(xì)菌組的氨氮濃度在16∶00和18∶00顯著低于只添加小球藻的苗池(P<0.05),進(jìn)一步證明光合細(xì)菌對氨氮有顯著的吸收。實驗結(jié)果表明,在沒有小球藻和光合細(xì)菌調(diào)節(jié)水質(zhì)的情況下(對照組),魚苗的代謝廢物會在水中逐漸積累,其濃度呈單邊上升的趨勢(圖3和圖4)。3光合細(xì)菌提高氨氮的吸收能力實驗表明,小球藻和光合細(xì)菌能利用苗種培育池水中的氨氮和亞