大菱苗池培育池添加小球藻和光合細菌對水質的凈化效應

大菱苗池培育池添加小球藻和光合細菌對水質的凈化效應

自1992年在中國引入以來，這種優(yōu)質奇螳螂花迅速發(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)調控和保持水質穩(wěn)定是提高仔魚成活率的關鍵因素之一。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,改善和調節(jié)水質,就成為保證高密度工廠化育苗成功的關鍵環(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,而它對水質的調節(jié)作用往往容易被人忽視。光合細菌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菌。光合細菌以光為能源,利用有機物、硫化氫、氨等作為供氫體而進行光合作用。光合細菌營養(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,還含有豐富的類胡蘿卜素,是一種營養(yǎng)價值高且營養(yǎng)成分較全的細菌,被廣泛應用于動物飼料、農作物的生物肥料(沈錦玉2004)。近年來,光合細菌作為水質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菌對育苗池水質的調節(jié)作用,通過測定氨氮和亞硝酸鹽濃度的變化,分析了二者調節(jié)水質的機理。本實驗的結果是對鲆鰈類及其他海水魚類育苗技術體系的充實;尤其是對于工廠化高密度養(yǎng)殖和育苗條件下水質的控制具有重要的指導作用。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菌HZPSB菌種來自中國海洋大學生命科學學院微生物實驗室。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。當細菌密度達到1×109cell/ml時即可進行擴種。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號育苗池內加入小球藻,使水中藻細胞濃度達到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菌,只布苗和投喂餌料。實驗從仔魚開口第1天開始,共進行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準誤差,并利用單因素方差分析和Tukey多重比較進行差異顯著性檢驗(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結果與討論2.1小球藻和光合細菌對仔魚營養(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菌的水池中,魚苗活力強,反應機敏,集群好;魚苗攝食旺盛,腸胃飽滿,大多體色金黃?？瞻讓φ战M1～3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。在實驗進行到第12天時死亡率高達97%以上;對照池的實驗隨即終止。上述實驗結果,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。光合細菌營養(yǎng)豐富,體內含有豐富的氨基酸、蛋白質、葉酸和B族維生素,是一種比較理想的育苗餌料。光合細菌可同時作為仔魚和輪蟲的餌料,從而促進仔魚的生長。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,減少應激反應,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,表明這兩種水質指標的變化跟魚苗的攝食量有關。隨著攝食量的顯著增加,餌料的日投喂量也相應增加;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菌的對照池中顯得尤其突出。2.3添加小球藻和光合細菌對營養(yǎng)鹽的濃度和氨氮濃度的影響在實驗進行的第8天,對各苗池的氨氮和亞硝酸鹽進行了24h監(jiān)測,結果見表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,對保持良好的水質條件發(fā)揮了重要作用。另外,添加小球藻和光合細菌組的氨氮濃度在16∶00和18∶00顯著低于只添加小球藻的苗池(P<0.05),進一步證明光合細菌對氨氮有顯著的吸收。實驗結果表明,在沒有小球藻和光合細菌調節(jié)水質的情況下(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光合細菌提高氨氮的吸收能力實驗表明,小球藻和光合細菌能利用苗種培育池水中的氨氮和亞