一種原籍菌株微生態(tài)制劑對池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)的凈化效果

郭麗蕓 周國勤 王慶 茆建強 儲衛(wèi)華

摘要：針對目前微生態(tài)制劑活菌難以在養(yǎng)殖池塘中成為優(yōu)勢菌的問題，以池塘原籍細(xì)菌為出發(fā)菌株，研制而成一種高效有機質(zhì)降解菌粉。為了解該菌粉在池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)中水質(zhì)的凈化效果，選取3個池塘進行試驗，結(jié)果表明，池塘施用該菌粉后，溶解氧明顯升高，氨氮、亞硝態(tài)氮、總氮含量和化學(xué)需氧量都有明顯降低，水體pH值更加穩(wěn)定，水質(zhì)得到明顯改善。水質(zhì)凈化效果在施用菌粉1周內(nèi)最好，菌粉有效性可持續(xù)約3周，明顯長于市售微生態(tài)制劑。

關(guān)鍵詞：高效有機質(zhì)降解菌粉;池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng);微生態(tài)制劑;水質(zhì)凈化效果

中圖分類號： S182 文獻標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2019）23-0313-03

養(yǎng)殖水體中有機質(zhì)及氨氮、亞硝氮等含量過高已成為制約水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要因素[1]。池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)采用集排污裝置及時將殘餌和魚糞吸出，該模式下有機質(zhì)含量明顯低于普通池塘，魚類對飼料的轉(zhuǎn)化率也更高，因此具有廣闊應(yīng)用前景[2-4]。目前，已有多個養(yǎng)殖品種在池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖試驗中取得顯著經(jīng)濟效益[5-7]。微生態(tài)制劑是目前普遍認(rèn)為的一種高效生物修復(fù)方法，具有顯著改善水質(zhì)的作用，其活菌能有效分解水體中的有機物質(zhì)，減少氨氮、亞硝態(tài)氮等有害物質(zhì)在水體中的含量[8-10]。但目前水產(chǎn)用微生態(tài)制劑活菌進入池塘后受水體各種環(huán)境因子的影響，往往不能迅速適應(yīng)池塘環(huán)境成為優(yōu)勢菌種，因而微生態(tài)制劑起效遲緩，且持續(xù)時間短。因此，采用池塘原籍細(xì)菌研發(fā)微生態(tài)制劑，成為近年來微生態(tài)制劑研發(fā)的主要方向。

本研究采用的高效有機質(zhì)降解菌粉是在江蘇省各市不同底質(zhì)和水質(zhì)的鯽魚養(yǎng)殖塘口采樣后，對菌群結(jié)構(gòu)進行分析，篩選出能高效降低水體有機質(zhì)的原籍細(xì)菌作為出發(fā)菌株[11-12]并結(jié)合其他菌株復(fù)合研發(fā)而成。通過在南京市水產(chǎn)科學(xué)研究所祿口基地26.67 hm2、周崗基地 20 hm2 養(yǎng)殖水域中應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該菌粉改善養(yǎng)殖塘水質(zhì)效果顯著。現(xiàn)選取其中池塘條件相似的3個池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)對水質(zhì)情況進行進一步研究，以期明確該菌粉對水質(zhì)凈化的效果及其持續(xù)時間。

1 材料與方法

1.1 試驗池塘選擇

本研究在南京市水產(chǎn)科學(xué)研究所基地3個池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)中進行，1號塘為對照塘（CK），2號、3號塘為試驗塘。池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)示意見圖1，系統(tǒng)包括養(yǎng)殖區(qū)和凈化區(qū)，養(yǎng)殖區(qū)前端有推水設(shè)備，保證水體處于流動循環(huán)狀態(tài)，圖1箭頭為水流方向。養(yǎng)殖區(qū)后端有集排污設(shè)施對養(yǎng)殖魚類的糞便、殘餌進行收集和凈化處理。凈水區(qū)種有一定面積的水生植物或搭配一定的水生動物。養(yǎng)殖過程中無換水排水、根據(jù)池塘水體蒸發(fā)情況進行補水，保持水量。試驗期間，菌粉僅應(yīng)用于2號、3號塘養(yǎng)殖區(qū)，其他養(yǎng)殖管理均相同。試驗于2019年5月17日開始，為期1個月。5月17日施用菌粉1次，每隔1周采樣進行水質(zhì)分析。

1.2 菌粉

高效有機質(zhì)降解菌粉為自主研發(fā)，通過在江蘇省各市不同底質(zhì)和水質(zhì)的鯽魚養(yǎng)殖塘口進行采樣，提取DNA后進行高通量測序，找出不同養(yǎng)殖環(huán)境中的共同優(yōu)勢菌，分離得到能高效降解有機質(zhì)的原籍細(xì)菌作為出發(fā)菌株發(fā)酵生產(chǎn)而成。產(chǎn)品為灰黃色粉末，主要成分為有機質(zhì)降解菌，菌含量≥5×108 CFU/g。用量按說明書，用池水稀釋后全池潑灑。

1.3 水體環(huán)境因子的檢測分析

水質(zhì)監(jiān)測分析內(nèi)容包括水溫、pH值、溶解氧、總氮含量、氨氮含量、亞硝態(tài)氮含量、化學(xué)需氧量。水溫、pH值、溶解氧采用美國哈希pH分析儀、溶解氧分析儀現(xiàn)場測量，其他理化指標(biāo)在實驗室采用國標(biāo)方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Sigmaplot 12.0進行數(shù)據(jù)分析和圖表處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 水體pH值的變化

試驗期間，3口池塘水體pH值的變化見表1，該指標(biāo)為現(xiàn)場測量。pH值在施用菌粉后1周基本無明顯變化，2周后2號、3號2口試驗塘略有升高，差異明顯。第3、4周內(nèi)pH值回落。試驗期間2號、3號塘的pH值標(biāo)準(zhǔn)差小于1號塘，說明施用菌粉后，試驗塘pH值變化幅度比對照塘更小，水體pH值更穩(wěn)定。

2.2 水體溶解氧的變化

試驗期間水體溶解氧變化見表2，在試驗前，2號、3號試驗塘溶解氧分別為1號對照塘的96%和99%，差異不大。施用菌粉1周后，2號、3號試驗塘的水體溶解氧相比同期的1號對照塘均有升高，2周后約升高22%～25%。3周后溶解氧繼續(xù)升高，2號塘溶解氧約為對照塘的142%，3號塘為對照塘的153%。第4周溶解氧開始降低。

2.3 水體氨氮的變化

從圖2可以看出，在施用菌粉1周內(nèi)，水體的氨氮即迅速降低，試驗塘氨氮由0.9～1.0 mg/L降低至0.2～0.3 mg/L，隨后1周降解速度減慢。第3周試驗塘氨氮降解速度較為平緩，相比對照塘其變化幅度較小，基本維持穩(wěn)定趨勢。4周后試驗塘氨氮含量相對于第3周有所上升，但同期1號對照塘氨氮含量也有較大幅度上升，因此試驗塘氨氮含量的升高原因可能為菌粉效果降低，也可能是由于當(dāng)天池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)集排污不及時，導(dǎo)致水體殘餌及魚類糞便較多，污染較重。但試驗塘總體水質(zhì)仍優(yōu)于對照塘。

2.4 水體亞硝態(tài)氮的變化

從圖3可以看出，試驗期間水體的亞硝態(tài)氮含量變化趨勢同氨氮基本相同，施用菌粉1周內(nèi)2號、3號試驗塘亞硝態(tài)氮由 0.5～0.6 mg/L降低至0.2～0.3 mg/L，降低50%左右，隨后1周內(nèi)亞硝態(tài)氮含量基本穩(wěn)定。而1號對照塘在同期內(nèi)亞硝態(tài)氮含量一直處于上升狀態(tài)。第3周試驗塘亞硝態(tài)氮降解仍較明顯。第4周3口塘亞硝態(tài)氮含量略有上升，與水體氨氮的變化趨勢一致。

2.5 水體總氮的變化

試驗期間總氮變化情況見圖4，施用菌粉1周后2號、3號試驗塘總氮含量由4.0～4.5 mg/L降低至2.0～2.5 mg/L，隨后1周降解速度變得較為平緩。第3周降低幅度仍較大。1號對照塘總氮含量變化不大，保持在3.5～4.0 mg/L左右。第4周3口塘總氮含量略有上升。