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

自1992年在中國(guó)引入以來(lái)，這種優(yōu)質(zhì)奇螳螂花迅速發(fā)展成為中國(guó)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(guò)500萬(wàn)公里，產(chǎn)水量超過(guò)5000萬(wàn)噸，產(chǎn)值超過(guò)45億元。大菱鲆的苗種繁育自1999年取得突破以來(lái),技術(shù)日臻完善,目前年生產(chǎn)能力超過(guò)1億尾。中國(guó)的大菱鲆養(yǎng)殖模式以“溫室大棚+深井海水”開(kāi)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(guò)程中,營(yíng)養(yǎng)調(diào)控和保持水質(zhì)穩(wěn)定是提高仔魚(yú)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(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)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(yú)類苗種繁育過(guò)程中的常用藻類。小球藻與其他藻類相比不但具有生長(zhǎng)速度快、抗污染能力強(qiáng)、容易培養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn),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(yú)苗的營(yíng)養(yǎng)需求。因此,在海水魚(yú)類育苗中,普遍把小球藻作為仔魚(yú)開(kāi)口餌料——輪蟲(chóng)以及鹵蟲(chóng)無(wú)節(jié)幼體的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑,而它對(duì)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(zhǎng)。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(yíng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且營(yíng)養(yǎng)成分較全的細(xì)菌,被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物飼料、農(nóng)作物的生物肥料(沈錦玉2004)。近年來(lái),光合細(xì)菌作為水質(zhì)改良劑在對(duì)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(shí)驗(yàn)研究了大菱鲆育苗中單獨(dú)或同時(shí)填加小球藻和光合細(xì)菌對(duì)育苗池水質(zhì)的調(diào)節(jié)作用,通過(guò)測(cè)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(shí)驗(yàn)的結(jié)果是對(duì)鲆鰈類及其他海水魚(yú)類育苗技術(shù)體系的充實(shí);尤其是對(duì)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(lái)源實(shí)驗(yàn)所用類球紅光合細(xì)菌HZPSB菌種來(lái)自中國(guó)海洋大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室。1.1.2營(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽,再按1∶3的比例接種菌種。培養(yǎng)溫度25℃,光照強(qiáng)度為20000lx。密閉培養(yǎng),定時(shí)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(shí)即可進(jìn)行擴(kuò)種。1.2小球藻的生長(zhǎng)(1)藻類的來(lái)源實(shí)驗(yàn)藻種來(lái)自中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所生態(tài)室藻種庫(kù)。(2)營(yíng)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(jí)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(jí)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(qiáng)度10000lx左右。1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1苗池的預(yù)處理實(shí)驗(yàn)在山東省萊州市日通水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)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(gè)。育苗使用海水經(jīng)過(guò)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(shí)間18h/d。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行期間不換水,靜水培養(yǎng)。1.3.2實(shí)驗(yàn)裝置和步驟將9個(gè)實(shí)驗(yàn)池分為3組,其中1～3號(hào)池為對(duì)照,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不添加光合細(xì)菌和小球藻;4～6號(hào)池只加入小球藻;7～9號(hào)池同時(shí)加入小球藻和光合細(xì)菌。在仔魚(yú)開(kāi)口前一天,將1～9號(hào)育苗池加滿過(guò)濾和消毒處理過(guò)的新鮮海水。同時(shí),向4～9號(hào)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(hào)3個(gè)培育池中按1.0×104cell/ml加入光合細(xì)菌。將尚未開(kāi)口的仔魚(yú)移入苗池,布苗密度為8000尾/m3。1～3號(hào)育苗池為對(duì)照,實(shí)驗(yàn)期間不添加小球藻和光合細(xì)菌,只布苗和投喂餌料。實(shí)驗(yàn)從仔魚(yú)開(kāi)口第1天開(kāi)始,共進(jìn)行16d。每4d向4～9號(hào)育苗池補(bǔ)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(shí)驗(yàn)期間不再補(bǔ)充。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后的1～16d,日投喂輪蟲(chóng)兩次,投喂量根據(jù)攝食情況而定;水體中的輪蟲(chóng)密度大致保持在1.3～3個(gè)/ml。在第6～16天,每日3次投喂鹵蟲(chóng)無(wú)節(jié)幼體;按育苗水體計(jì)算,日投喂量為0.1～0.8個(gè)/ml。從開(kāi)口第1天開(kāi)始,隔日上午8∶00從每個(gè)實(shí)驗(yàn)苗池取得水樣,并測(cè)定其氨氮和亞硝酸鹽濃度。在實(shí)驗(yàn)第8天每?jī)尚r(shí)測(cè)1次氨氮和亞硝酸鹽的全日濃度變化。取水樣方法:從每個(gè)育苗池的池邊和中間部位各取得水樣兩個(gè),混合后作為該池的水樣。1.3.3水質(zhì)因素的檢測(cè)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(yàn)anoa對(duì)于每天和每小時(shí)取樣測(cè)定的氨氮和亞硝氮濃度計(jì)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(yàn)(ANOVA)。全部統(tǒng)計(jì)分析都用Minitab14分析軟件完成,并用Sigmaplot9.0繪制統(tǒng)計(jì)圖形。2結(jié)果與討論2.1小球藻和光合細(xì)菌對(duì)仔魚(yú)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的作用在單獨(dú)添加小球藻以及同時(shí)添加小球藻和光合細(xì)菌的水池中,魚(yú)苗活力強(qiáng),反應(yīng)機(jī)敏,集群好;魚(yú)苗攝食旺盛,腸胃飽滿,大多體色金黃?？瞻讓?duì)照組1～3號(hào)池的仔魚(yú)表現(xiàn)不活躍,始終在水體的中下層活動(dòng),每天清晨都會(huì)在池角水流形成漩渦處聚集。魚(yú)苗大多攝食不好,體色發(fā)黑,頭大、消瘦。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第12天時(shí)死亡率高達(dá)97%以上;對(duì)照池的實(shí)驗(yàn)隨即終止。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,特別是對(duì)開(kāi)口初期的仔魚(yú)的觀察表明,添加小球藻和光合細(xì)菌在仔魚(yú)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)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(yú)開(kāi)口餌料輪蟲(chóng)的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。池中投放大量小球藻,能保證池水中輪蟲(chóng)的攝食和營(yíng)養(yǎng),因而有利于仔魚(yú)的健康生長(zhǎng)。光合細(xì)菌營(yíng)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(shí)作為仔魚(yú)和輪蟲(chóng)的餌料,從而促進(jìn)仔魚(yú)的生長(zhǎng)。另外,添加小球藻可降低池水透明度,利于仔魚(yú)的隱蔽和活動(dòng),減少應(yīng)激反應(yīng),因而利于仔魚(yú)的生長(zhǎng)。2.2池塘氨氮和亞硝酸鹽濃度的變化各實(shí)驗(yàn)組氨氮和亞硝酸鹽檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。從第6～12天,對(duì)照池中兩種營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度都顯著高于兩個(gè)處理組(P<0.05),而在第12～16天,同時(shí)添加小球藻和光合細(xì)菌的7～9號(hào)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,小球藻對(duì)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(hào)池中這兩種營(yíng)養(yǎng)鹽的積累。同時(shí),光合細(xì)菌也能大量吸收氨氮和亞硝酸鹽,并且對(duì)氨氮的吸收能力更強(qiáng);隨著光合細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖,其對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的抑制作用也越來(lái)越顯著。由于光合細(xì)菌的初始濃度較低,同時(shí)因仔魚(yú)和輪蟲(chóng)的攝食限制了其繁殖速度,光合細(xì)菌對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的吸收和利用效果在第10天才開(kāi)始顯現(xiàn)。各實(shí)驗(yàn)水池中的氨氮和亞硝酸鹽濃度的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1和圖2。從仔魚(yú)開(kāi)口后第4天開(kāi)始,對(duì)照池氨氮和亞硝酸鹽濃度上升的速度明顯快于兩個(gè)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(shì),表明這兩種水質(zhì)指標(biāo)的變化跟魚(yú)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(yú)苗的代謝廢物如氨氮和亞硝酸鹽等都會(huì)在池水中積累,這種情況在沒(méi)有添加小球藻和光合細(xì)菌的對(duì)照池中顯得尤其突出。2.3添加小球藻和光合細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度和氨氮濃度的影響在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的第8天,對(duì)各苗池的氨氮和亞硝酸鹽進(jìn)行了24h監(jiān)測(cè),結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)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(shí)間的濃度指標(biāo)多呈顯著性差異,并始終高于兩個(gè)處理組。統(tǒng)計(jì)分析表明,從4∶00開(kāi)始對(duì)照組的氨氮濃度即比初始濃度有顯著升高,從6∶00開(kāi)始對(duì)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(gè)處理組的氨氮和亞硝酸鹽濃度的全天波動(dòng)趨勢(shì)相似(圖3和圖4),再次說(shuō)明小球藻在抑制這兩種營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)起主導(dǎo)作用。其中,亞硝酸鹽濃度全天波動(dòng)不大,只有添加小球藻組在20∶00和22∶00時(shí)濃度有顯著升高(P<0.05),而同時(shí)添加小球藻和光合細(xì)菌組全天沒(méi)有顯著變化。不過(guò),兩個(gè)處理組的氨氮濃度波動(dòng)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(shí)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(huì)隨著魚(yú)苗攝食和排泄的增加而升高,同時(shí)還會(huì)隨著小球藻和光合細(xì)菌的光合作用及其對(duì)營(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽在水中濃度的變化又呈現(xiàn)出一定的周期性。本實(shí)驗(yàn)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(duì)這兩種營(yíng)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(duì)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(duì)氨氮有顯著的吸收。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在沒(méi)有小球藻和光合細(xì)菌調(diào)節(jié)水質(zhì)的情況下(對(duì)照組),魚(yú)苗的代謝廢物會(huì)在水中逐漸積累,其濃度呈單邊上升的趨勢(shì)(圖3和圖4)。3光合細(xì)菌提高氨氮的吸收能力實(shí)驗(yàn)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