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[水产微生态] 地衣芽孢杆菌De株对黄鳍鲷生长及其养殖池塘主要环境因子的影响

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kk 发表于 2014-12-22 09:42:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
地衣芽孢杆菌De株对黄鳍鲷生长及其养殖池塘主要环境因子的影响
——摘自《南方水产

  摘要:运用综合对比分析法,对黄鳍鲷养殖中定期泼洒地衣芽孢杆菌De的应用效果进行了探讨。结果表明,施用地衣芽孢杆菌De可在一定程度上优化水体环境和养殖生产性能,使养殖黄鳍鲷的成活率、体长增长率和体质量增长率分别提高18.2%、21.0%和312%;显著降低水中氨氮、亚硝酸盐、活性磷酸盐质量浓度及底泥中有机碳的质量分数,其中养殖前、后期的底泥有机碳质量分数分别较对照组降低49.77%和22.63%,亚硝酸盐、活性磷酸盐质量浓度则总体较对照组降低25.82%和41.00%,氨氮质量浓度在养殖前、中和后期较对照组降低36.33%、18.10%和14.28%;水体中弧菌数量在养殖后期较对照组降低61.76%,底泥中的总异养细菌数量在养殖中、后期较对照组提高38.61%,整个养殖期间水体及底泥中的芽孢杆菌数量分别较对照组提高15.34%和26.37%。

  关键词:地衣芽孢杆菌;黄鳍鲷;环境因子

  黄鳍鲷俗称黄墙、黄脚立、赤翅等,红海、阿拉伯海、印度洋和西太平洋沿岸均有分布,中国华南沿海分布普遍。其生活于近岸海域及河口湾,属杂食性鱼类,主要摄食贝类、小型甲壳类、沙蚕、短尾类、藻类和有机碎屑等。适盐范围广,有时进入河口淡水区生活,是增养殖的优良种类,为中国南方沿海池塘和网箱养殖的重要对象。但随着其集约化养殖的发展,自源性污染日益严重,对其产业的健康发展与环境的和谐性造成相当程度的负面影响。近年来芽孢杆菌作为益生菌,已被广泛应用于水产养殖业中,它能分泌高活性的胞外产物,其中包含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等水解酶和一些分解植物性饵料中非淀粉多糖的酶类,如果胶酶、葡聚糖酶和纤维素酶等,不仅可作为生物型饵料添加剂提高养殖生物的消化机能,促进其对营养物质的吸收,还可作为池塘水质和底质改良剂,降解养殖环境中的有机碎屑,减少氨氮、亚硝酸盐和硫化氢等有毒有害物质,起到优化养殖环境,促进水环境生态良性循环等功效。该研究将地衣芽孢杆菌De定期施入黄鳍鲷养殖池塘中,以3个层面的指标,1)黄鳍鲷的成活率、体长增长率和体质量增长率;2)养殖水体的pH及水中硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、总无机氮及活性磷酸盐质量浓度和养殖池塘底泥中的有机碳质量分数等;3)养殖池塘底泥及水体中的异养细菌、弧菌及芽孢杆菌数量,综合分析其对养殖池塘几个关键环境因子及生产效益的影响,为进一步研究芽孢杆菌生态调控技术与传统优质鱼类养殖技术有机糅合、建立优质鱼类池塘安全高效养殖技术体系提供参考,并为推动芽孢杆菌制剂在优质黄鳍鲷养殖实际生产中的科学应用提供理论依据。

  1 结果分析

  1.1 养殖黄鳍鲷的成活率及增长率

  养殖6个月后,对照组黄鳍鲷的成活率、体长增长率和体质量增长率分别为(47.2±3.3)%、(180.0±5.3)%和(1755±109)%;试验组则分别为(65.4±5.6)%、(201.0±6.8)%和(2067±98)%。各项指标相比较,试验组较对照组分别提高18.2%、21.0%和312%。

  1.2 池塘各环境因子的变化

  1.2.1 水体pH和底泥有机碳质量分数
  池塘水体的pH相对较为稳定,对照组的变化范围7.20~7.72,试验组为7.32~7.73,均适宜黄鳍鲷的健康生长。对照组pH总体呈先低后高的逐渐上升趋势,直到养殖后期略有降低;试验组的pH前、中期均稍高于对照组,到养殖中期开始逐渐降低,中、后期的pH均略低于对照组。但2组间的差异不显著。养殖过程中施加地衣芽孢杆菌可显著促进池塘底泥中有机碳的转化,其中对照组和试验组池塘于养殖初始、中期和后期的底泥有机碳质量分数平均分别为1.50%、2.13%、1.84%和1.13%、1.07%和1.35%,养殖中、后期试验组较对照组降低49.77%和22.63%。

  1.2.2 硝酸盐、氨氮及亚硝酸盐

  水体中硝酸盐的质量浓度随养殖时间的推移不断升高。前期上升幅度相对较小,到中期水体硝酸盐的质量浓度急剧升高至0.788~0.806mg·L-1,较前期的0.138~0.166mg·L-1提高471.01%~385.54%。中、后期水体硝酸盐的质量浓度一直保持在相对较高的水平,达0.700mg·L-1以上。其中试验组的硝酸盐质量浓度总体低于对照组,整个养殖过程中前者较后者降低12.99%~25.66%。对照组和试验组水体中氨氮质量浓度的总体变化趋势相似,均随养殖时间的延长而逐渐升高,至养殖中期氨氮质量浓度达到峰值,分别为0.422和0.367mg·L-1,其后略有降低,但中、后期始终处于较高水平,平均达0.361和0.311mg·L-1。养殖过程中芽孢杆菌菌剂的使用可显著降低水体中氨氮质量浓度,试验组前、中和后期的氨氮质量浓度分别较对照组降低36.33%、18.10%和14.28%。2个组的池塘水体亚硝酸盐均呈逐渐升高的趋势,但6~7月期间其质量浓度骤然升高,对照组和试验组亚硝酸盐质量浓度的上升率分别为33.33%和45.00%。此后对照组的亚硝酸盐保持在0.013~0.016mg·L-1,试验组为0.009~0.012mg·L-1,后者较前者总体降低25.82%。

  1.2.3 总无机氮和活性磷酸盐

  对照组和试验组水体中总无机氮的变化基本与氨氮和硝酸盐变化趋势一致,峰值出现在养殖中期,达1.243和1.165mg·L-1,后期均保持在0.950~1.300mg·L-1的较高水平;相对而言,活性磷酸盐质量浓度的变化趋势较为平缓,试验组一直保持在0.024~0.028mg·L-1,对照组7月的活性磷酸盐较6月提高65.28%,其后一直保持在0.037~0.039mg·L-1,试验组的活性磷酸盐较对照组总体平均降低41.00%。

  1.3 养殖水体及底泥中的微生物数量

  池塘底泥中各项微生物数量指标多处于105~106cfu·mL-1水平,远高于养殖水体的102~104cfu·mL-1。就养殖水体而言,试验组池水中总异养细菌数量在养殖前期总体较对照组高53.93%,中、后期其数量则低于后者56.21%;弧菌数量于中、前期高于对照组47.57%,而养殖后期其数量较对照组低61.76%;由于定期施放芽孢杆菌制剂,整个养殖期间试验组池水中的芽孢杆菌数量总体较对照组提高15.34%。试验组池塘底泥中的总异养细菌数量在养殖前期较对照组低54.35%,但在中、后期则较之高38.61%;整个养殖期间试验组底泥中的芽孢杆菌数量总体较对照组高26.37%。

  2 讨论

  2.1 芽孢杆菌对池塘水质的影响

  有不少学者对芽孢杆菌在水产养殖中的应用进行了研究,认为芽孢杆菌具有良好的脱氮去磷活性,在水产养殖过程中施用芽孢杆菌可有效降低水体中化学需氧量及氨氮、亚硝氮和活性磷酸盐的质量浓度,促进养殖水体中的良性生态循环。该研究表明,在黄鳍鲷养殖过程中施用地衣芽孢杆菌De可在一定程度上使水体环境得到优化,显著降低水中氨氮、亚硝酸盐、活性磷酸盐质量浓度及底泥中有机碳的质量分数,其中养殖前、后期的底泥有机碳质量分数分别较对照组降低49.77%和22.63%,亚硝酸盐和活性磷酸盐质量浓度则总体较对照组降低25.82%和41.00%,氨氮质量浓度在养殖前、中和后期较对照组降低36.33%、18.10%和14.28%,这与郝桂玉等和刘波等的研究结果相似。但有学者提出了不同看法,杨艳等认为巨大芽孢杆菌可有效降低养殖水体中的亚硝酸盐质量浓度,但对氨氮则无降解效果,王彦波等在鲫养殖过程定期施加芽孢杆菌,可使水体中的亚硝酸盐质量浓度降低50%以上,而水体中的氨氮则提高13%。笔者认为不同的研究结果可能与所选用的菌株不同有关,这与曹煜成等在研究芽孢杆菌影响草鱼养殖水环境质量时所得出的结论类似。

  2.2 芽孢杆菌对池塘水体及沉积物中微生物的影响

  与海洋、湖泊等自然水体比较,养殖池塘是人工控制的小生态系统,其中的各种理化及生物因子关系十分复杂,且处于不断波动变化中。养殖池塘中的微生物是该人工生态环境的重要组成部分,水体及底泥沉积物中的细菌直接或间接受其环境内部复杂的理化及生物因子的综合作用。养殖过程中,添加外源的有益菌种,目的在于通过人工调控作用,优化环境中的微生物组成,促进分解池塘中有机污染物,抑制病原菌的繁殖。该研究结果表明,地衣芽孢杆菌De可在一定程度上使养殖环境中的微生物组成得到优化,促进底泥沉积物中总异养细菌的增殖,其数量在养殖中、后期较对照组提高38.61%,而水体中的条件致病菌——弧菌的数量在养殖后期较对照组降低61.76%,这与王彦波等的结论相似。伴随有益微生物数量的增长,池塘底泥有机污染物的降解效率得到大幅提高,该研究在养殖前、后期的底泥有机碳质量分数分别较对照组降低49.77%和22.63%。从物质转化角度来看,芽孢杆菌降解池塘中的有机质,有利于避免因还原性有机质氧化而造成的化学需氧量升高,减少水体氧消耗,更使之转化为可为浮游微藻直接吸收利用的无机营养盐或小分子物质,促进微藻的生长与繁殖,进而通过优良菌相、藻相及菌藻平衡的共同作用使养殖池塘环境质量得到全面优化。

  2.3 芽孢杆菌对养殖生物的影响

  芽孢杆菌对养殖生物的益生作用主要有2个方面:1)形成优良的菌相,促进池塘环境中的物质转化,维持生态系统的动态平衡,同时抑制有害微生物的滋长,通过对养殖池塘环境的优化为养殖生物的健康生长提供一个优良的外部条件;2)由于养殖生物的胃肠道微生态结构与外部水体环境的菌群息息相关,水体中的优良菌相也可随水流进入水生动物的机体内环境,通过对外部微生物生态的调控,达到内环境优化的效果。该研究表明,定期施放地衣芽孢杆菌De可使养殖环境得到相当程度的优化,促进养殖黄鳍鲷的健康生长,其中施菌组的成活率、体长增长率和体质量增长率分别较对照组提高18.2%、21.0%和31.2%。至于所施放芽孢杆菌对黄鳍鲷消化道内环境的益生作用以及饲喂型芽孢杆菌对其生长性能的影响,还有待进一步研究。

      虽然许多研究已证实益生菌剂的使用有利于提高养殖生物的健康水平,提升养殖生产的综合效益,但不同种类的微生物其生理、生态特点有所差异。在水产养殖实际生产中使用芽孢杆菌制剂时,应充分考虑池塘环境中其他相关因素的影响,从多层面、多角度进行整体性研究分析,综合考虑现有养殖池塘的生态结构及生产流程特点,科学运用生态调控技术,建立有效的生物管理调控方案,以满足水产养殖可持续发展的技术需要。

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