李曉梅，郭體環(huán)

(海南熱帶海洋學(xué)院生命科學(xué)與生態(tài)學(xué)院，海南 三亞 572022)

生物絮團(tuán)對凡納濱對蝦養(yǎng)殖過程中氨氮和亞硝酸氮含量的影響

李曉梅，郭體環(huán)

(海南熱帶海洋學(xué)院生命科學(xué)與生態(tài)學(xué)院，海南 三亞 572022)

本實驗以非生物絮團(tuán)養(yǎng)殖模式作為對照，研究了生物絮團(tuán)凡納濱對蝦養(yǎng)殖模式中，水質(zhì)因子氨氮和亞硝酸氮的變化規(guī)律。結(jié)果表明：試驗組的生物絮團(tuán)沉積量至第35天達(dá)到峰值(15.93±0.31)mL/L，而后保持相對穩(wěn)定狀態(tài)，對照組的生物絮團(tuán)量一直處于極低水平(<1.5 mL/L)，兩組之間差異顯著(P<0.05)；對照組氨氮含量至第35天達(dá)到峰值(1.05±0.19)mg/L，試驗組氨氮含量增加緩慢，至第60天時僅為(0.37±0.04)mg/L，顯著低于對照組(P<0.05)；在實驗的前15天，實驗組和對照組的亞硝酸氮含量無顯著差異(P>0.05)，隨后試驗組亞硝酸氮含量增速減慢并趨于穩(wěn)定，而對照組則直線上升，對照組亞硝酸氮含量顯著高于試驗組(P<0.05)。

生物絮團(tuán)；凡納濱對蝦；氨氮；亞硝酸氮

在高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，大量投入的氮未被充分利用[1-2]，剩余的氮在養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)逐漸累積，其存在形態(tài)多變，其中氨氮和亞硝酸氮累積到一定程度就會對養(yǎng)殖對象造成危害[3-4]。生物絮團(tuán)技術(shù)能在零或低水交換率的條件下減少養(yǎng)殖水體有毒無機(jī)氮的累積[5-6]。生物絮團(tuán)技術(shù)以養(yǎng)殖水體中異養(yǎng)微生物群落對水體無機(jī)氮(總氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮)的同化為基礎(chǔ)[7]，通過調(diào)節(jié)養(yǎng)殖系統(tǒng)中的碳氮比來控制同化功能的發(fā)揮[8]，實現(xiàn)對氮的去除和再利用。

生物絮團(tuán)的形成容易受許多因素的影響，比如溶解氧、有機(jī)碳源、溫度以及pH值等，但生物絮團(tuán)的生成也會影響水體中物質(zhì)存在的形態(tài)和含量[9]。本實驗采用蝦苗放養(yǎng)和生物絮團(tuán)培養(yǎng)同步開始的策略，研究了利用生物絮團(tuán)技術(shù)養(yǎng)殖凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)過程中生物絮團(tuán)、氨氮和亞硝氮的變化規(guī)律，以期為生物絮團(tuán)技術(shù)在凡納濱對蝦養(yǎng)殖業(yè)中的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗地點和蝦苗

實驗于2016年3—5月(共60 d)在海南中科海洋生物育種有限公司的6個室內(nèi)水泥池(4 m×4 m×2 m)中進(jìn)行。凡納濱對蝦蝦苗于2016年3月購自海南中正水產(chǎn)科技有限公司，體長為(0.96±0.03)cm。

1.1.2 實驗設(shè)計和養(yǎng)殖管理

實驗設(shè)置為1個處理組和1個對照組，每組設(shè)置3個平行，處理組以料糖比為2∶1的比例添加紅糖，培養(yǎng)生物絮團(tuán)，對照組不添加紅糖，其他管理均相同。放苗量為400尾/m3，采用循環(huán)水養(yǎng)殖模式，全程不換水，每池鋪設(shè)8個射流器，使水體循環(huán)流動并以此增氧。每4 h投料一次，用石灰水調(diào)節(jié)pH值，實驗期間，pH值為(7.9±0.3)，水溫為(27.3±0.6)℃，鹽度為(32.0±0.5)。

1.2 樣品的采集與測定

1.2.1 氨氮和亞硝酸氮的測定

實驗期間每隔5天從每個實驗池隨機(jī)取100 mL養(yǎng)殖池的水樣，抽濾后進(jìn)行氨氮和亞硝酸氮等水質(zhì)指標(biāo)的測定。氨氮含量測定采用次溴酸鹽氧化法；亞硝酸氮含量測定采用鹽酸萘乙二胺分光光度法。測定方法均參考國家海洋局《海洋監(jiān)測規(guī)范 第4部分：海水分析》(1991年、2007年)。

1.2.2 生物絮團(tuán)沉降量的測定

采用Avnimelech等[10]和Xu等[11]的方法，測定生物絮團(tuán)的沉降量。在實驗期間每隔5天從每個實驗池的4個邊角和池中央的中層各取養(yǎng)殖用水1 000 mL，混合均勻，攪拌后取水樣1 000 mL于英霍夫式錐形管中沉降30 min，計量沉降量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)使用SPSS19.0進(jìn)行差異顯著性檢驗，用Excel制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物絮團(tuán)沉降量

實驗過程中生物絮團(tuán)的生成量如圖1所示。自實驗開始至第35天，試驗組的生物絮團(tuán)量從0快速增加到(15.93±0.31)mL/L，隨后僅有小幅增加，并逐步趨于穩(wěn)定狀態(tài)；而對照組的生物絮團(tuán)至第20天才有極少量生成，生物絮團(tuán)量為(0.23±0.15)mL/L，其后雖有所增加，但生物絮團(tuán)量一直處于極低水平(<1.5 mL/L)。試驗組生物絮團(tuán)量與對照組之間差異顯著(P<0.05)。

2.2 氨氮變化規(guī)律

如圖2所示，對照組氨氮含量自第15天起快速增加，至第35天達(dá)到高峰，為(1.05±0.19)mg/L，隨后逐漸降低，至第60天時降至(0.82±0.09)mg/L；試驗組氨氮含量增加緩慢，至第60天時僅為(0.37±0.04)mg/L，顯著低于對照組(P<0.05)。

2.3 亞硝酸氮變化規(guī)律

如圖3所示，在實驗的起始階段，實驗組和對照組的亞硝酸氮含量均快速增加，對照組略高于試驗組(P>0.05)；自第15天起，試驗組亞硝酸氮含量增速減慢，自第45天后趨于穩(wěn)定狀態(tài)，約為0.15 mg/L，而對照組自第15天起一直呈直線上升狀態(tài)，在此期間其亞硝酸氮含量顯著高于試驗組(P<0.05)。

3 討論

據(jù)已有的報道可知，雖然生物絮團(tuán)的形成機(jī)理尚不完全清楚，但學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，絮團(tuán)的形成主要是由于藻類或是細(xì)菌絮凝所引起的，氨氮、有機(jī)碳源、溶解氧和堿度是生物絮團(tuán)形成必需的因子[12]。傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中，水體中的氮經(jīng)常會由于殘餌和養(yǎng)殖動物排泄物而處于較高水平，若此時添加額外碳源，異養(yǎng)微生物就會同化水體無機(jī)氮轉(zhuǎn)化為自身蛋白，同時生物絮團(tuán)作為食物被水生動物攝食，并能夠凈化養(yǎng)殖水體。本實驗中，對照組水體中的碳主要來源于飼料，而試驗組添加了額外碳源。由實驗結(jié)果可知，對照組的生物絮團(tuán)生成量極低，而試驗組的生物絮團(tuán)生成量大大超過對照組，二者存在顯著差異(P<0.05)。分析其原因，對照組中的碳無法滿足異養(yǎng)微生物生長所需，試驗組額外添加的碳源滿足了異養(yǎng)微生物生長的需要，因此，試驗組能正常生成生物絮團(tuán)并最終維持在相對穩(wěn)定的水平。

生物絮團(tuán)技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的直接目的就是對養(yǎng)殖系統(tǒng)中日益累積的氮的去除和再利用[13]。實驗中，無論是試驗組還是對照組的氨氮和亞硝酸氮含量都隨時間延長而增加，但試驗組增加緩慢，氨氮至第60天時僅為(0.37±0.04)mg/L，亞硝酸氮自第45天后趨于穩(wěn)定狀態(tài)，約為0.15 mg/L，對照組的氨氮和亞硝酸氮均顯著高于試驗組(P<0.05)，說明生物絮團(tuán)在養(yǎng)殖過程中發(fā)揮了去除氨氮和亞硝酸氮的作用，效果顯著。

實驗中，試驗組的生物絮團(tuán)量在第35天達(dá)到峰值隨后趨于穩(wěn)定，而氨氮和亞硝酸氮含量分別在第55天和第45天后趨于穩(wěn)定，說明生物絮團(tuán)對氨氮和亞硝酸氮的去除有一定的滯后現(xiàn)象，由此，建議在利用生物絮團(tuán)技術(shù)進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖時，提前培養(yǎng)好生物絮團(tuán)，然后再投苗，以使生物絮團(tuán)對氨氮和亞硝酸氮的去除作用得到更好的發(fā)揮。

[1]Azim M E，Verdegem M C J，Singh M，et al.The effects of periphyton substrate and fish stocking density on water quality，phytoplankton，periphyton and fish growth[J].Aquaculture Research，2003，34(9)：685-695.

[2]Van Dam A A，Beveridge M C M，Azim M E，et al.The potential of fish production based on periphyton[J].Reviews in Fish Biology & Fisheries，2002，12(1)：1-31.

[3]Avnimelech Y.Feeding with microbial flocs by tilapia in minimal discharge bio-flocs technology ponds[J].Aquaculture，2007，264(1-4)：140-147.

[4]王志杰，胡修貴，劉旭雅，等.自生物絮團(tuán)養(yǎng)殖池分離具有亞硝酸鹽去除功能的細(xì)菌及其鑒定和特性[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2015，36(2)：100-105.

[5]王超，潘魯青，張開全.生物絮團(tuán)在凡納濱對蝦零水交換養(yǎng)殖系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].海洋湖沼通報，2015，(2)：81-89.

[6]李朝兵，李志斐，韓林強(qiáng)，等.生物絮團(tuán)技術(shù)對室內(nèi)培育小規(guī)格羅非魚種的影響[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖，2015，36(7)：29-35.

[7]Avnimelech Y.Bio-filters：the need for an new comprehensive approach[J].Aquacultural Engineering，2006，34(3)：172-178.

[8]Azim M E，Little D C，Bron J E.Microbial protein production in activated suspension tanks manipulating C：N ratio in feed and the implications for fish culture[J].Bioresource Technology，2008，99(9)：3590-3599.

[9]陳亮亮，董宏標(biāo)，李卓佳，等.生物絮團(tuán)技術(shù)在對蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用及展望[J].海洋科學(xué)，2014，38(8)：103-108.

[10]Avnimelech Y，Kochba M.Evaluation of nitrogen up take and excretion by tilapia in biofloc tanks，using N-15 tracing[J].Aquaculture，2009，287(1-2)：163-168.

[11]Xu W J，Pan L Q，Zhao D H，et al.Preliminary investigation into the contribution of bioflocs on protein nutrition ofLitopenaeusvannameifed with different dietary protein levels in zero-water exchange culture tanks[J].Aquaculture，2012，350-353(3)：147-153.

[12]羅國芝，朱澤聞，潘云峰，等．生物絮凝技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J]．中國水產(chǎn)，2010，(2)：62-63．

[13]夏耘，邱立疆，郁二蒙，等.生物絮團(tuán)培養(yǎng)過程中養(yǎng)殖水體水質(zhì)因子及原核與真核微生物的動態(tài)變化[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2014，21(1)：75-83.

Impact of biological floc on ammonia nitrogen and nitrite nitrogen content in the process ofLitopenaeusvannameiculture

LI Xiaomei，GUO Tihuan

(Colleges of Life Sciences and Ecology，Hainan Tropical Ocean University，Sanya 572022，China)

This experiment took non-biological floc culture mode as a contrast to study the change rule of water quality factors including ammonia nitrogen and nitrite nitrogen in biological flocLitopenaeusvannameiculture mode.The results showed：biological floc deposition of the test group reached the peak value(15.93±0.31)mL/L at the 35thday，and then it remained relatively stable，while the biological floc deposition of the control group had been at extremely low level(<1.5 mL/L)；there were significant differences between the two groups(P<0.05).Ammonia nitrogen content of the control group reached the peak value(1.05±0.19)mg/L at the 35thday，while ammonia nitrogen content of the test group increased slowly and was merely(0.37±0.04)mg/L at the 60thday，which was significantly lower than that of the control group(P<0.05).In this experiment，during the first 15 days，there was no significant difference in nitrite nitrogen content between the test group and the control group(P>0.05).Afterwards，nitrite nitrogen content of the test group increased slowly and tended to be stable，while nitrite nitrogen content of the control group increased linearly and was significantly higher than that of the test group(P<0.05).

biological floc；Litopenaeusvannamei；ammonia nitrogen；nitrite nitrogen

2017-05-27

三亞市院地科技合作項目(2015YD25).

李曉梅(1975-)，女，江蘇徐州，副教授，碩士，研究方向：水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)、水生生物學(xué).Tel：18789960808.E-mail：xiaomeili1215@sina.com

S968.22

A

1006-5601(2017)04-0283-04

李曉梅，郭體環(huán).生物絮團(tuán)對凡納濱對蝦養(yǎng)殖過程中氨氮和亞硝酸氮含量的影響[J].漁業(yè)研究，2017，39(4)：283-286.