底質(zhì)改良及固定化微生物技術(shù)對對蝦養(yǎng)殖環(huán)境的調(diào)控.pdf

1、伴隨著對蝦產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、工廠化和集約化程度的大幅度提高，對蝦養(yǎng)殖業(yè)給周邊環(huán)境帶來的污染問題日益引起人們的關(guān)注，減輕對蝦養(yǎng)殖業(yè)對周邊環(huán)境的污染是對蝦養(yǎng)殖業(yè)面臨的亟待解決的問題之一。在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，對養(yǎng)殖環(huán)境做出合理調(diào)控，減少養(yǎng)殖用水的使用量，建立零換水系統(tǒng)成為減少對蝦養(yǎng)殖業(yè)對周邊環(huán)境污染的有效途徑之一。目前，很多研究集中在對養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì)的處理上，對通過改良對蝦養(yǎng)殖環(huán)境底質(zhì)，從而使整個養(yǎng)殖環(huán)境得到優(yōu)化的研究較少。有益

2、菌（如芽孢桿菌、光合細(xì)菌等）在調(diào)控養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì)方面效果明顯，但是人們對其調(diào)控水質(zhì)的作用機(jī)理研究較少。近些年來，由于固定化微生物技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)，人們已經(jīng)開始使用固定化微生物技術(shù)對養(yǎng)殖環(huán)境和養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理。但是，由于養(yǎng)殖環(huán)境的特殊性，固定化微生物技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用需要更高要求。因此，針對以上幾點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
　　本論文的主要研究內(nèi)容如下：1.利用兩種農(nóng)業(yè)廢棄物（甘蔗渣和牡蠣殼粉）作為對蝦養(yǎng)殖環(huán)境中的底質(zhì)，研究底質(zhì)改

3、良對零換水條件下對蝦養(yǎng)殖環(huán)境的影響，所測指標(biāo)包括：水質(zhì)因子（氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素 a）、底質(zhì)和水體中的細(xì)菌密度（總菌密度和氮循環(huán)菌密度）、浮游動物密度和對蝦生長指標(biāo)等；2.研究了一株溶藻弧菌（Z5）作為有益菌在不同 C:N條件下對不同種類氮源的利用；3溶藻弧菌(Z5)固定化小球?qū)︷B(yǎng)殖環(huán)境中的氨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮去除效果。作者期望通過以上研究能夠?qū)α銚Q水條件下對蝦系統(tǒng)中的人工底質(zhì)的構(gòu)建、溶藻弧菌作為有益菌對水質(zhì)的調(diào)控作用以及調(diào)控的作用機(jī)理

4、和固定化微生物技術(shù)對養(yǎng)殖環(huán)境因子（氨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮）的改良等研究提供參考，為減少養(yǎng)殖廢水排放，減輕對蝦養(yǎng)殖業(yè)對周邊環(huán)境的污染做出貢獻(xiàn)。本論文實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及主要研究結(jié)果如下
　　1.底質(zhì)改良對零換水條件下凡納濱對蝦養(yǎng)殖環(huán)境的影響
　　牡蠣殼粉（OP），甘蔗渣(BA)，牡蠣殼粉與甘蔗渣混合（OS），以及底泥（FS）作為底質(zhì)，比較它們在零換水條件下對凡納濱對蝦高密度養(yǎng)殖環(huán)境的影響。測定的指標(biāo)包括水質(zhì)指標(biāo)，底質(zhì)及水體中的總菌量及氮循環(huán)菌

5、量，浮游動物密度和對蝦生長指標(biāo)等。研究結(jié)果表明：在養(yǎng)殖后期，BA組中的TAN濃度低于0.36 mg/L，顯著低于其他各組中的TAN濃度（P<0.05）。OS組中的NO2-N濃度低于0.50 mg/L，顯著低于其它各組中的NO2-N濃度（P<0.05）。以上結(jié)果可能與其相對應(yīng)組中高密度的亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌有關(guān)。新的底質(zhì)促進(jìn)了養(yǎng)殖環(huán)境中細(xì)菌的生長，OP、BA和OS組底質(zhì)中的細(xì)菌密度比FS組中底質(zhì)中的細(xì)菌密度多出一個數(shù)量級。甘蔗渣的添加對水

6、體中浮游動物的密度有顯著影響，甘蔗渣添加組（BA組和OS組）中浮游動物密度顯著高于沒有甘蔗渣添加組（FS組和OP組）中的浮游動物密度（P<0.05）。綜合指標(biāo)顯示，BA和OS這兩種材料的加入有效的改善了養(yǎng)殖環(huán)境中的水質(zhì)，提高了對蝦的產(chǎn)量并且降低了對蝦的餌料系數(shù)。新的底質(zhì)，尤其是甘蔗渣（BA）和甘蔗渣與殼粉混合（OS）能夠有效的改善零換水條件下凡納濱對蝦高密度的養(yǎng)殖環(huán)境。
　　2.甘蔗渣不同添加量對對蝦養(yǎng)殖環(huán)境的影響
　　向凡

7、納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）養(yǎng)殖環(huán)境中添加不同量的甘蔗渣（0.5 kg/m2、1 kg/m2、1.5 kg/m2和2 kg/m2，BA)與牡蠣殼粉（5 kg/m2，OP）作為底質(zhì)，通過對養(yǎng)殖水體中的水質(zhì)指標(biāo)、水體及底質(zhì)中的總菌、氮循環(huán)菌、浮游動物（>160μm）數(shù)量變動以及對蝦生長指標(biāo)的檢測，評估甘蔗渣不同添加量對養(yǎng)殖環(huán)境和養(yǎng)殖動物的影響，處理組分別為BA0.5、BA1、BA1.5和BA2。研究發(fā)現(xiàn)，甘蔗渣不同添

8、加量對養(yǎng)殖環(huán)境中水質(zhì)及細(xì)菌密度的有一定的影響，投放甘蔗渣促進(jìn)了浮游動物數(shù)量的增長，但投放甘蔗渣的處理組之間浮游動物數(shù)量差異不顯著。水體中懸浮的甘蔗顆粒在提高養(yǎng)殖環(huán)境中的營養(yǎng)元素利用率上有著重大的貢獻(xiàn)。但是，過量投放甘蔗渣會對養(yǎng)殖環(huán)境造成壓力，甘蔗渣的適宜添加量為0.5-1 kg/m2。
　　3.不同C:N條件下一株溶藻弧菌對不同種類氮源的吸收特性
　　在不同C:N（5、10、15、20）條件下研究了一株溶藻弧菌（Z5）作為有

9、益菌對單一氮源（有機(jī)氮源、NH4-N、NO2-N）及混合氮源（有機(jī)氮源與NH4-N、有機(jī)氮源與 NO2-N、NH4-N與 NO2-N）的吸收利用特性及蛋白酶、谷氨酰胺合成酶(GS)和亞硝酸還原酶（NiR）等3種氮代謝相關(guān)酶的活力響應(yīng)。研究結(jié)果表明：溶藻弧菌（Z5）對有機(jī)氮與無機(jī)氮的吸收均受到環(huán)境中碳含量的影響，在C:N20時，NH4-N和NO2-N的吸收率分別是C:N5時吸收率的3.39倍和2.25倍。在C:N15和C:N20的水平下，

10、溶藻弧菌（Z5）對NH4-N和NO2-N的吸收沒有顯著性差異（P>0.05）。溶藻弧菌（Z5）吸收利用NH4-N和NO2-N途徑分別為 NH4-N→細(xì)菌菌體蛋白和 NO2-N→NH4-N→細(xì)菌菌體蛋白。在高 C:N條件下，溶藻弧菌（Z5）對無機(jī)氮源（NH4-N和 NO2-N）的吸收增強(qiáng)，細(xì)菌菌體蛋白中來自NH4-N和NO2-N的量分別由C:N5時的25.0％和19.4%上升到C:N20時的41.3%和43.0%。與NO2-N相比，溶藻弧

11、菌（Z5）優(yōu)先吸收利用NH4-N。GS酶活力受NH4-N調(diào)控明顯，相比之下，蛋白酶和NiR酶受氮源種類調(diào)控不明顯。
　　4.溶藻弧菌（Z5）固定化小球?qū)︷B(yǎng)殖環(huán)境中NH4-N和NO2-N的去除效果
　　應(yīng)用固定化微生物技術(shù)，以海藻酸鈉為包埋材料，包埋甘蔗渣和溶藻弧菌（Z5）后形成固定化小球（SA-小球），研究了 SA-小球?qū)Π窦?xì)菌的影響、對NO2-N的降解能力和額外碳源添加對SA-小球降解能力的影響以及SA-小球?qū)ξr養(yǎng)殖環(huán)

12、境中TAN和NO2-N的去除效果。研究結(jié)果表明：SA-小球的最適的初始包埋菌量在104 cfu/球-105 cfu/球，最大載菌量可達(dá)到1.06×108 cfu/球。平均每個SA-小球?qū)O2-N的降解總量可達(dá)到0.06mg。額外碳源的添加能夠增強(qiáng)SA-小球?qū)H4-N和NO2-N的降解。通過50天的對蝦養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SA-小球能夠有效的去除養(yǎng)殖水體中TAN和NO2-N，利用SA-小球降解水體中的TAN和NO2-N的效果和使用換水的方法