葡萄糖對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響

葡萄糖對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響摘要：研究葡萄糖的不同添加量（1.25～5×10-3g/L）對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體水質(zhì)指標(biāo)（氨氮、活性磷）和微生物數(shù)量（總異養(yǎng)菌、弧菌）的影響。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，水體中添加葡萄糖能明顯提高異養(yǎng)菌、弧菌密度（P＜0.05），顯著降低養(yǎng)殖水體中氨氮、活性磷濃度（P＜0.05）。且在一定濃度范圍內(nèi)，葡萄糖濃度越高，氨氮、活性磷濃度越低，異養(yǎng)菌、弧菌密度越高。

關(guān)鍵詞 ：碳源；凡納濱對(duì)蝦；水質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S942

近年來(lái)，對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)已成為我國(guó)主要的養(yǎng)殖業(yè)之一，其養(yǎng)殖產(chǎn)量占了全球?qū)ξr養(yǎng)殖產(chǎn)量的1/3。但是，隨著養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，集約化、高密度、高產(chǎn)量的養(yǎng)殖方式導(dǎo)致水體污染日趨嚴(yán)重，甚至病害發(fā)生日益頻繁。水體中污染因素主要是養(yǎng)殖生物的排泄物、殘餌以及有機(jī)碎屑等，這些物質(zhì)不斷被氧化分解，導(dǎo)致氨氮等有害物質(zhì)的積累，可造成養(yǎng)殖生物中毒[1]。養(yǎng)殖水體的水質(zhì)調(diào)控已經(jīng)成為對(duì)蝦養(yǎng)殖者和科研工作者最關(guān)注的問(wèn)題之一，去除氨氮等有害物質(zhì)常用的方法有換水、添加化學(xué)試劑和生物修復(fù)等。頻繁換水容易導(dǎo)致水資源浪費(fèi)，人為添加化學(xué)試劑造成藥物殘留，污染海區(qū)，所以生物修復(fù)技術(shù)成為當(dāng)今水產(chǎn)養(yǎng)殖水處理的研究熱點(diǎn)。生物修復(fù)，即通過(guò)生物-生態(tài)措施，修復(fù)受損的池塘生態(tài)系統(tǒng)，加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)，增加水體溶氧，改善水質(zhì)和池塘自?xún)裟芰2]。主要有向水體中投加有益微生物[3]，或定向培育有益微藻[4]等措施，加強(qiáng)對(duì)有機(jī)污染物的分解和提高池塘的自?xún)裟芰?。但是水體中微藻的密度受天氣等各方面因素的影響，難以控制數(shù)量，如果微藻數(shù)量過(guò)大，而天氣連續(xù)陰雨，容易造成微藻大量死亡，敗壞水質(zhì)。向水體中投加有益微生物改善水質(zhì)，有其優(yōu)勢(shì)，容易大量培養(yǎng)，可操作性強(qiáng)，受到養(yǎng)殖戶(hù)的青睞，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用廣泛。但是微生物在水體中能否生存與繁殖，受到環(huán)境條件的限制。有研究表明，加入碳類(lèi)物質(zhì)可以增加養(yǎng)殖系統(tǒng)中細(xì)菌生物量[5]，且在高碳氮比的情況下，異養(yǎng)菌所具有的優(yōu)勢(shì)更加明顯[6]，從而水體中的氮也消耗更多。近年來(lái)，少數(shù)研究者向養(yǎng)殖水體或富營(yíng)養(yǎng)化水體中加入碳源，達(dá)到降低水體中的氨氮的目的[7-11]。

葡萄糖是多糖最基本的組成單位，因此研究葡萄糖在廢水凈化中的作用就顯得更加重要[12]。李洪鵬等[12]等認(rèn)為葡萄糖添加量在一定范圍內(nèi)，氨氮等污染物的去除率均隨添加量的增加而升高，當(dāng)葡萄糖添加量高于某一臨界值時(shí)，去除率將隨葡萄糖的增加而下降。關(guān)于向?qū)ξr養(yǎng)殖水體中添加不同濃度的葡萄糖進(jìn)行水質(zhì)凈化的研究未見(jiàn)有報(bào)道。本文旨在研究葡萄糖的不同添加量對(duì)凡納濱對(duì)蝦（Litopeneausvannamei）養(yǎng)殖水體水質(zhì)和微生物數(shù)量的影響，探討葡萄糖的添加量與水體中氨氮、活性磷濃度和微生物數(shù)量的關(guān)系，以期為對(duì)蝦養(yǎng)殖過(guò)程中的水質(zhì)調(diào)控提供理論參考。1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

養(yǎng)殖對(duì)象為健康的凡納濱對(duì)蝦，平均質(zhì)量6g。對(duì)蝦飼料為粵海牌2#對(duì)蝦料。葡萄糖為廣東光華科技有限公司生產(chǎn)。

1.2細(xì)菌培養(yǎng)基

異養(yǎng)菌培養(yǎng)基（2216E）：蛋白胨5.0g，酵母膏1.0g，磷酸鐵0.01g，瓊脂16.0g，陳海水1000mL，調(diào)pH至7.6～7.8。

弧菌培養(yǎng)基（TCBS）：北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.3養(yǎng)殖管理

養(yǎng)殖容器為玻璃鋼桶，養(yǎng)殖水體100L。養(yǎng)殖期間，連續(xù)充氧，保證水體中氧氣的充足，為防止充氣過(guò)大而將對(duì)蝦殘餌或糞便打散，造成實(shí)驗(yàn)誤差，氣石的擺放位置為養(yǎng)殖桶的邊緣。每天按8%的量投喂餌料，每天投喂時(shí)間8:00，12:00，17:00，22:00。每天每個(gè)桶吸污1次，吸污量為10L。水溫（28±1）℃，pH8.0±0.2。

1.4實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)分為5個(gè)組，每組3個(gè)平行，每個(gè)實(shí)驗(yàn)桶放凡納濱對(duì)蝦40尾。每天早上投料后投放不同濃度的葡萄糖。葡萄糖的投放量根據(jù)投餌量確定（葡萄糖投放量見(jiàn)表1）。

每隔48h檢測(cè)氨氮和活性磷一次。氨氮采用納氏試劑法[13]，活性磷采用磷鉬藍(lán)法[13]。每96h檢測(cè)總異養(yǎng)菌和弧菌數(shù)量一次。

2結(jié)果與分析

2.1添加不同濃度的葡萄糖對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體總細(xì)菌的影響

在實(shí)驗(yàn)期間，所有實(shí)驗(yàn)組水體中總異養(yǎng)菌的數(shù)量隨養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明添加葡萄糖有利于養(yǎng)殖水體中異養(yǎng)菌的增殖。在12d時(shí)，組3、組4和組5的養(yǎng)殖水體中總異養(yǎng)菌的數(shù)量都顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。在16d時(shí)，組5的養(yǎng)殖水體中的總異養(yǎng)菌的數(shù)量出現(xiàn)明顯下降，且低于對(duì)照組，但其余各組的養(yǎng)殖水體中的總異養(yǎng)菌的數(shù)量仍高于對(duì)照組。組5的細(xì)菌密度前期高而后期突然降低的原因，是由于實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)組5的外加碳源最多，細(xì)菌量因營(yíng)養(yǎng)豐富而迅速增加，同時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也因細(xì)菌量增加而消耗更多，但實(shí)驗(yàn)期間水體中的碳源不再補(bǔ)充濃度不斷降低，氮的來(lái)源還是與其他組一樣來(lái)自殘餌和糞便，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)后期細(xì)菌密度下降較快，見(jiàn)表2。

2.2添加不同濃度的葡萄糖對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體弧菌的影響

在實(shí)驗(yàn)期間，所有實(shí)驗(yàn)組水體中弧菌的數(shù)量隨養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)也有所上升。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，添加葡萄糖也會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖水體中弧菌的數(shù)量的上升。組5在加入葡萄糖后的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)養(yǎng)殖水體中弧菌的數(shù)量都顯著高于對(duì)照組（P＜0?05），見(jiàn)表3。

2.3添加不同濃度的葡萄糖對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體氨氮的影響

如圖1所示，由于養(yǎng)殖期間水體中殘餌和對(duì)蝦糞便的積累，在實(shí)驗(yàn)前期對(duì)照組和處理組的氨氮含量均呈上升趨勢(shì)；但添加葡萄糖后的8d以后，對(duì)照組的氨氮含量繼續(xù)呈上升趨勢(shì)，而各處理組的呈下降趨勢(shì)，其中葡萄糖濃度高的組4、組5下降最明顯；第14d的檢測(cè)結(jié)果顯示，組4、組5的氨氮含量顯著低于對(duì)照組（p＜0.05）。筆者認(rèn)為，葡萄糖的添加加速了水體中異養(yǎng)菌的繁殖和生長(zhǎng)，消耗了大量的氮源，從而氨氮含量下降，且葡萄糖濃度越高的組，氨氮濃度下降越明顯。

2.4添加不同濃度的葡萄糖對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體活性磷的影響

海水養(yǎng)殖的生態(tài)系統(tǒng)中，磷是物質(zhì)循環(huán)的重要組成成分，也是細(xì)菌的重要生長(zhǎng)因子，其存在形式和多寡，能促進(jìn)或限制生態(tài)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化，是影響?zhàn)B殖水環(huán)境的重要因素。如圖2所示，由于餌料的添加，實(shí)驗(yàn)早期（6d以?xún)?nèi)）各組的養(yǎng)殖水體中活性磷的含量均呈上升趨勢(shì)，各組間差異不顯著；第6d以后，對(duì)照組、組2和組3的活性磷含量繼續(xù)上升，而組4、組5的活性磷含量比較平穩(wěn)；第14d檢測(cè)結(jié)果顯示，組2、組3的活性磷含量與對(duì)照組差異不顯著，組4、組5顯著低于對(duì)照組（p＜0.05）。說(shuō)明在水體中添加葡萄糖后，葡萄糖濃度高的組水體中異養(yǎng)菌大量生長(zhǎng)和繁殖，明顯消耗大量的活性磷。

3討論

3.1對(duì)蝦養(yǎng)殖水體的水質(zhì)調(diào)控

在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，水質(zhì)的好壞直接影響?zhàn)B殖生物的生長(zhǎng)與存活，從而影響?zhàn)B殖效益。隨著高產(chǎn)、高密度的對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，養(yǎng)殖水體中常因池中殘餌、水生生物排泄物及尸體等的腐敗、分解，引起水質(zhì)惡化，使水中營(yíng)養(yǎng)元素N、P等發(fā)生非正常變化并產(chǎn)生有害物質(zhì)[14]。這些有害物質(zhì)被海水溶解或經(jīng)過(guò)微生物的分解和礦化作用產(chǎn)生可溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入養(yǎng)殖水體，一部分被浮游植物利用，一部分通過(guò)換水進(jìn)入海區(qū)，還有一部分會(huì)在養(yǎng)殖水體中積累，在水體中積累到一定濃度后，將對(duì)養(yǎng)殖生物產(chǎn)生一定的毒害作用。楊世平等[14]通過(guò)對(duì)對(duì)蝦高密度養(yǎng)殖池中水質(zhì)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，認(rèn)為養(yǎng)殖水體的污染主要是含氮廢物的污染，在高密度養(yǎng)殖池養(yǎng)殖后期，水體中氨氮首先達(dá)到峰值2.32mg/L，隨后亞硝酸鹽的含量也迅速達(dá)到峰值0.773mg/L，在高密度養(yǎng)殖池中活性磷的含量也較高。Li等[15]認(rèn)為，水體中氨氮含量將隨著餌料中蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)投喂量的增加而增加。餌料在水中的降解過(guò)程中不斷的釋放氨氮和有機(jī)碳。潘云峰等[16]認(rèn)為水體中的氨氮有三個(gè)階段動(dòng)態(tài)的變化階段：第一階段微生物對(duì)氨氮的利用小于餌料降解的氨氮，造成氨氮不斷升高，第二階段微生物對(duì)氨氮的利用和餌料降解的氨氮相等，造成氨氮在水中殘留達(dá)到最大值，第三階段微生物對(duì)氨氮的利用大于餌料降解的氨氮，造成氨氮降低。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，實(shí)驗(yàn)早期氨氮含量呈上升趨勢(shì)，濃度上升到一定高時(shí)開(kāi)始降低。

針對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體的水質(zhì)污染，利用可控的人工措施，采用物理、化學(xué)或生物等方法調(diào)控水質(zhì)，改善養(yǎng)殖水體環(huán)境。常用物理方法包括物理過(guò)濾、沉淀、泡沫分離等，物理方法凈化水體的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)二次污染，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力。常見(jiàn)的化學(xué)方法包括絡(luò)合、氧化還原、臭氧消毒等，消毒效果不錯(cuò)，但使用不當(dāng)可能會(huì)對(duì)養(yǎng)殖水體造成二次污染。生物方法是利用微生物或自養(yǎng)性植物(如綠色藻類(lèi)、高等水生植物)改良水質(zhì)，其原理是這些微生物和植物可以吸收利用水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(殘餌及水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的代謝產(chǎn)物)，有助于防止殘餌與代謝產(chǎn)物積累所引起的水質(zhì)敗壞[17]。由于生物方法處理水質(zhì)具有成本低、無(wú)污染等特點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到人們的青睞，人們?cè)谔幚韺?duì)蝦養(yǎng)殖水體時(shí)，常引入細(xì)菌[18]或微藻[4,19]改善水質(zhì)。但是池塘中微藻的密度受天氣等各方面因素的影響，難以控制數(shù)量，藻種供應(yīng)商品化程度較低，相對(duì)而言細(xì)菌具有可操作性的特點(diǎn)，生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸都不存在問(wèn)題，所以生產(chǎn)上應(yīng)用最多。但是，在實(shí)際操作過(guò)程中被投入到養(yǎng)殖水體的細(xì)菌能否存活和生長(zhǎng)，受到水體環(huán)境的影響，將直接影響水質(zhì)處理效果。人們發(fā)現(xiàn)在水體修復(fù)過(guò)程中，水體中可被生物利用有機(jī)物含量較低或缺乏氮、磷元素時(shí)，修復(fù)效果較差，添加某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以加強(qiáng)生物修復(fù)[20]。

3.2養(yǎng)殖水體中添加碳源對(duì)水質(zhì)的影響

細(xì)菌所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與其細(xì)胞的化學(xué)構(gòu)成大致相同，大致有5類(lèi)：碳源、氮源、磷源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子[10]。水體中氨氮的去除，主要是通過(guò)細(xì)菌固定和轉(zhuǎn)化，但對(duì)于細(xì)菌來(lái)講，養(yǎng)殖池一般是屬于氮源過(guò)剩，而碳源缺乏的環(huán)境，經(jīng)常限制細(xì)菌生長(zhǎng)的是碳源[21]。故添加一定的碳源才有利于細(xì)菌對(duì)氨氮的轉(zhuǎn)化。近年來(lái)，許多研究者為降低水體中的氮污染，而向水體中添加碳源，取得了較好的效果。如李彥等[5]研究發(fā)現(xiàn)，向羅非魚(yú)養(yǎng)殖池塘添加碳源可以降低池塘水體氨態(tài)氮含量，趙志剛等也研究發(fā)現(xiàn)，定期向松浦鏡鯉養(yǎng)殖池塘添加碳源可顯著降低池塘水體氨態(tài)氮含量[8]。Hari[11]等研究碳源對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響，也認(rèn)為添加碳源可以顯著降低水體中氨氮濃度。常用的外加碳源有甲醇、乙醇、乙酸、乙酸鈉和葡萄糖等[10]。其中葡萄糖是多糖最基本的組成單位，是一種重要的簡(jiǎn)單碳水化合物，它在主要的生化途徑中有重要作用。有研究已證明葡萄糖在水質(zhì)處理方面效果較好，如李洪鵬等[12]報(bào)道證實(shí)添加葡萄糖能提高原生態(tài)復(fù)合菌的凈化能力，張海杰等[22]研究證實(shí)葡萄糖作為外加碳源時(shí)微生物的硝化率最高。本實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組的氨氮含量一直呈上升趨勢(shì)，而處理組由于添加了葡萄糖作為細(xì)菌的碳源，氨氮因被細(xì)菌利用而含量出現(xiàn)不同程度的下降，且碳源濃度投放量高的處理組（組4、組5）氨氮濃度下降最為明顯。

向水體中添加葡萄糖等碳源后，水體中的氨氮濃度降低，氮源被細(xì)菌所利用變成細(xì)菌菌體的一部分，但是并沒(méi)有直接離開(kāi)水體。那么，氮源會(huì)隨著細(xì)菌的代謝和死亡重新回到水體中嗎？有研究認(rèn)為細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)分泌多糖、多肽、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)及其復(fù)合物等胞外產(chǎn)物，與水中的一些懸浮物質(zhì)通過(guò)微生物分泌的胞外產(chǎn)物產(chǎn)生正負(fù)電荷吸引中和會(huì)形成絮凝體[23]，絮凝體容易被過(guò)濾或沉淀而離開(kāi)養(yǎng)殖水體。而且形成的絮凝體還可能被魚(yú)類(lèi)、蝦類(lèi)重新攝食，提高餌料的利用率和凈化水質(zhì)[16]。所以向?qū)ξr養(yǎng)殖水體中添加適量的葡萄糖等碳源有利于水質(zhì)凈化和對(duì)蝦健康養(yǎng)殖。

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