對蝦精養(yǎng)池塘碳、氮和異養(yǎng)細(xì)菌含量的變化及其相關(guān)性研究

cjlittlepig

摘自《南方水產(chǎn)科學(xué)》

摘要: 文章調(diào)查了廣東省汕尾市紅海灣對蝦精養(yǎng)池塘水體中不同形式的碳(C) 、氮(N) 和異養(yǎng)細(xì)菌含量的變化，并分析C 和N 對異養(yǎng)細(xì)菌的影響，以期為養(yǎng)殖過程合理調(diào)控水質(zhì)環(huán)境提供理論數(shù)據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，池塘中不同形式的ρ(C) 在養(yǎng)殖前、中期逐漸升高并達(dá)到最大值，中、后期緩慢下降趨于穩(wěn)定，ρ(N) 在養(yǎng)殖前、中期較低，后期升高并達(dá)到最大值; 異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)在養(yǎng)殖中期的第56 天和養(yǎng)殖后期的第98 天出現(xiàn)2 個高峰，養(yǎng)殖第70 天出現(xiàn)低谷。異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)與總無機碳(TIC) 和總碳(TC) 呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系; 養(yǎng)殖中、后期異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)與C/N(TOC/TN) 呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，養(yǎng)殖中、后期水體中C(主要是有機碳) 成為影響異養(yǎng)細(xì)菌繁殖的限制性因素，適當(dāng)添加C 源可以促進異養(yǎng)細(xì)菌繁殖，吸收轉(zhuǎn)化無機氮，從而達(dá)到降低水體中無機氮濃度、提高物質(zhì)循環(huán)利用效率的作用。

關(guān)鍵詞: 對蝦精細(xì)養(yǎng)殖; 碳; 氮; 異養(yǎng)細(xì)菌

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在對蝦養(yǎng)殖池塘生態(tài)系統(tǒng)中，異養(yǎng)細(xì)菌既是物質(zhì)和能量的貯存者，又是分解者，在物質(zhì)循環(huán)和有機物質(zhì)分解等方面發(fā)揮著重要的作用，其數(shù)量直接或間接地反映生態(tài)系統(tǒng)的代謝情況。作為異養(yǎng)細(xì)菌生長基質(zhì)的營養(yǎng)物質(zhì)，尤其是碳(C) 和氮(N) 含量對異養(yǎng)細(xì)菌生長和有機物質(zhì)分解有重要影響，所以研究蝦池生態(tài)系統(tǒng)中C、N 與異養(yǎng)細(xì)菌含量變化及其相關(guān)性具有重要意義。趙衛(wèi)紅等［1，2］、王年斌等［3］和劉國才等［4］分別在實驗室和養(yǎng)殖生產(chǎn)條件下調(diào)查了對蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)中各種形態(tài)的無機氮、有機氮、膠體有機碳、溶解有機碳和顆粒有機碳的動態(tài)變化; 國內(nèi)外學(xué)者對蝦池水體和底質(zhì)中細(xì)菌含量的變化情況報道較多［5 － 7］; 也有一些關(guān)于養(yǎng)殖池塘中C、N 與細(xì)菌含量關(guān)系的研究報道，如梅志平和施正峰［8］研究發(fā)現(xiàn)，向養(yǎng)魚池水體中添加有機碳促進了細(xì)菌生長和細(xì)菌對無機氮的吸收。有國外學(xué)者研究認(rèn)為，養(yǎng)殖水體中隨著C /N 的提高，異養(yǎng)細(xì)菌含量會顯著升高; 也有人認(rèn)為C /N 是水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中的一個控制性因素［9 －10］。

蝦精養(yǎng)池塘———高位池是一種集約化程度高、養(yǎng)殖效益好的對蝦養(yǎng)殖模式，近年來在中國南方發(fā)展迅速。但因其養(yǎng)殖密度高和環(huán)境負(fù)荷大的特點，養(yǎng)殖過程生態(tài)環(huán)境的調(diào)控尤為重要。文章通過對養(yǎng)殖過程進行定期采樣分析，旨在了解對蝦精養(yǎng)池塘水體中不同存在形式的C、N 和異養(yǎng)細(xì)菌含量的變動規(guī)律，分析C、N 與異養(yǎng)細(xì)菌含量的關(guān)系，以期為指導(dǎo)對蝦精養(yǎng)池塘水質(zhì)環(huán)境調(diào)控提供一些理論數(shù)據(jù)。

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1 材料與方法

1. 1 池塘條件

試驗于2008 年4 月至8 月在廣東省汕尾市紅海灣田乾鎮(zhèn)東洲鴻泰養(yǎng)殖場進行。選取3 口鋪地膜海水高位池，每個池塘面積均為0. 43 hm2，水深1. 8 ～ 2. 3 m，配備4 臺水車式和2 臺射流式增氧機，同時底部鋪設(shè)管道式增氧系統(tǒng)。2008 年4 月9日投放凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei) 蝦苗，密度135 × 104 尾·hm － 2，2008 年7 月29 日收獲。養(yǎng)殖基本措施為放苗前進行池塘清洗和消毒，養(yǎng)殖用水經(jīng)沙濾井過濾后消毒使用，養(yǎng)殖全程使用芽孢桿菌、乳酸桿菌、光合細(xì)菌和浮游微藻營養(yǎng)素等調(diào)節(jié)水環(huán)境，養(yǎng)殖前期基本不換水，中期添水，中、后期少量排污換水，每7 ～ 10 d 換水5%，保持水深1. 8 ～ 2. 3 m，全程投喂配合飼料。養(yǎng)殖過程主要水質(zhì)指標(biāo)分別為鹽度17 ～ 37，水溫23. 2 ～ 32. 3 ℃，pH 7. 21 ～ 9. 37，溶解氧(DO) 3. 48 ～ 15. 5 mg·L－1。

1. 2 樣品的采集和處理

放苗養(yǎng)殖28 d，養(yǎng)殖情況基本穩(wěn)定，開始采集水樣，以后每14 d 采集1 次。上午9: 00 用柱狀采水器在池塘四角及中央各定量采集水樣2 L，混合待用。取混合水樣1 L，冷藏帶回實驗室用于檢測相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)。用滅菌的三角瓶取混合水樣150mL左右，冷藏帶回實驗室用于異養(yǎng)細(xì)菌含量檢測。現(xiàn)場采用PHB-1 型便攜式pH 計測定pH，ThermoOrion 型號810 便攜式溶氧儀測定DO 和水溫，型號WYY-Ⅱ便攜式折射鹽度計測量鹽度。

1. 3 異養(yǎng)細(xì)菌含量測定

異養(yǎng)細(xì)菌采用2216E 培養(yǎng)基平板計數(shù)法。根據(jù)實際情況適當(dāng)稀釋水樣，取0. 1 mL于培養(yǎng)基中涂布，30 ℃恒溫條件下培養(yǎng)48 h 后計數(shù)。

1. 4 化學(xué)指標(biāo)測定

水質(zhì)分析按照GB 17378. 4-2007 進行。氨氮(NH4-N) 用次溴酸鹽氧化法，硝酸鹽氮(NO3-N) 用鋅-鎘還原法，亞硝酸鹽氮(NO2-N) 用萘乙二胺分光光度法，總氮(TN) 用過硫酸鉀氧化法，總有機碳(TOC) 、總無機碳(TIC) 和總碳(TC) 用非色散近紅外光度法測定。總無機氮(TIN) 為NH4-N、NO3-N 和NO2-N 之和。

1. 5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17. 0 軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(One-Way ANOVE) 。若有顯著差異再做LSD 多重比較。P ＜ 0. 05，表示有顯著差異; P ＜ 0. 01，表示有極顯著差異。

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2 結(jié)果與分析

2. 1 水體TOC、TIC 和TC 的變化

3 個池塘水體的ρ(TOC) 隨著時間增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在養(yǎng)殖前期升至最高，隨著養(yǎng)殖的進行逐漸下降并且趨于平緩(圖1) 。1# 池ρ(TOC) 最大值為15. 90 mg·L－1，最小值為7. 82 mg·L－1，平均為11. 00 mg·L－1 ; 2#池ρ(TOC) 最大值為17. 10 mg·L－1，最小值為8. 81mg·L－1，平均為11. 94 mg·L－1 ; 3# 池ρ(TOC) 最大值為24. 60 mg·L－1，最小值為7. 78 mg·L－1，平均為13. 59 mg·L－1。3 個池塘水體的ρ(TIC) 在養(yǎng)殖前56 d 逐漸升高，中、后期基本保持穩(wěn)定(圖1) 。1# 池ρ(TIC)最大值為26. 12 mg·L－1，最小值為12. 87 mg·L－1，平均為17. 71 mg·L－1 ; 2#池ρ(TIC) 最大值為30. 3mg·L－1，最小值為11. 66mg·L－1，平均為18. 46mg·L－1 ; 3# 池ρ(TIC) 最大值為15. 69 mg·L－1，最小值為5. 64 mg·L－1，平均為12. 08 mg·L－1。TC 為TOC 與TIC 之和，整體呈現(xiàn)先升高后下降至平穩(wěn)的趨勢，ρ(TC) 最大值為46. 70 mg·L－1，最小值為13. 42 mg·L－1，平均為28. 26 mg·L－1。

2. 2 水體TIN 和TN 的變化

3 個池塘水體的ρ(TIN) 在養(yǎng)殖前70 d 一直處于較低水平，之后開始上升，養(yǎng)殖第84 天以后快速升高，在第112 天達(dá)到最大值(圖1) 。1# 池ρ(TIN) 最大值為5. 832 mg·L－1，最小值為0. 061 mg·L－1，平均為1. 166 mg·L－1 ; 2#池ρ(TIN) 最大值為4. 152 mg·L－1，最小值為0. 084 mg·L－1，平均為0. 906 mg·L－1 ; 3#池ρ(TIN) 最大值為5. 980 mg·L－1，最小值為0. 098 mg·L－1，平均為1. 702 mg·L－1。3 個池塘水體的ρ(TN) 在養(yǎng)殖前56 d，1# 池ρ(TN) 呈現(xiàn)下降的變化趨勢，2# 和3# 池則呈相反的變化; 養(yǎng)殖第56 天以后3 個池塘ρ(TN) 一直處于升高的趨勢，第98 天時各池塘ρ(TN) 升至最高，隨后迅速下降(圖1) 。1# 池ρ(TN) 最大值為9. 96mg·L－1，最小值為4. 46 mg·L－1，平均為6. 28 mg·L－1 ; 2#池ρ(TN) 最大值為8. 84 mg·L－1，最小值為5. 08 mg·L－1，平均為6. 51 mg·L－1 ; 3#池ρ(TN) 最大值為9. 11 mg·L－1，最小值為3. 76 mg·L－1，平均為5. 84 mg·L－1。

2. 3 水體異養(yǎng)細(xì)菌含量的變化

從整個養(yǎng)殖過程來看，3 個池塘水體異養(yǎng)細(xì)菌含量變化較一致(圖1) ，在養(yǎng)殖第56 天和第98 天出現(xiàn)2 個高峰，養(yǎng)殖第70 天出現(xiàn)低谷。1# 池異養(yǎng)菌數(shù)最大值為1. 39 × 106 cfu·mL－1，最小值為9. 70× 104 cfu·mL－1，平均為6. 79 × 105 cfu·mL－1 ; 2#池異養(yǎng)菌數(shù)最大值為1. 01 × 106 cfu·mL－1，最小值為5. 45 × 104 cfu·mL－1，平均為5. 15 × 105 cfu·mL－1 ;3#池異養(yǎng)菌數(shù)最大值為1. 08 × 106 cfu·mL－1，最小值為1. 35 × 104 cfu·mL－1，平均為4. 84 × 105 cfu·mL－1。

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2. 4 水體C、N 與異養(yǎng)細(xì)菌含量的關(guān)系

通過統(tǒng)計軟件分析得出，養(yǎng)殖過程中池塘水體異養(yǎng)細(xì)菌含量與ρ(TIC) 和ρ(TC) 均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系，回歸方程分別為y = (4. 84x － 22. 04) ×104 (R = 0. 595，n = 21，P = 0. 004 ＜ 0. 01) 和y =(4. 01x － 57. 39 ) × 104 (R = 0. 637，n = 21，P =0. 002 ＜ 0. 01) ; 與ρ(TOC) 和ρ(TN) 均呈正相關(guān)性(P 分別為0. 187 和0. 130) ，與ρ(TIN) 呈負(fù)相關(guān)性(P = 0. 562) ，但與ρ(TOC) 、ρ(TN) 和ρ(TIN) 的相關(guān)關(guān)系都不顯著(P ＞ 0. 05) 。分析結(jié)果說明池塘水體中ρ(C) 對異養(yǎng)細(xì)菌的繁殖具有重要影響。

因為細(xì)菌主要利用水體中的有機碳用于自身的生長、繁殖，所以池塘水體中的C /N 用TOC /TN表示。3 個池塘水體C /N 的變化隨著養(yǎng)殖時間的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(圖2) 。1# 池在第42天達(dá)到最大值2. 86，2#池和3# 池在第56 天達(dá)到最大值，分別為3. 16 和4. 47，在第98 天時3 個池塘的C /N 都下降至養(yǎng)殖周期的最低值1. 00 ～ 1. 20，隨后有所回升，在養(yǎng)殖末期的第112 天時，3 個池塘的C /N 都為1. 83 左右。

養(yǎng)殖前70 d 異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)隨著C /N 的增加呈先上升后下降的趨勢，兩者呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系但不顯著，回歸方程為y = (1. 78x + 1. 11 ) × 105 (R =0. 332，n = 12，P = 0. 292 ＞ 0. 05) ; 養(yǎng)殖中、后期異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)隨著C /N 的增加而下降，兩者呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，回歸方程為y = (－ 4. 71x +12. 59) × 105 (R = － 0. 712，n = 12，P = 0. 009 ＜0. 01) 。以上分析表明，細(xì)菌的生長和繁殖等生理活動不僅受其所需各種營養(yǎng)元素如C、N 含量的影響，也受各種營養(yǎng)元素含量相對比例的制約。有學(xué)者也認(rèn)為各種營養(yǎng)元素含量相對比例能夠改變異養(yǎng)細(xì)菌對有機物質(zhì)的分解能力［11］。

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蟲子的悲哀

哥，好帖好文章！
不妨看看我這個帖子？
你家蝦塘補碳了嗎？
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