魯敏, 曹煜成,3, 胡曉娟, 許云娜, 孫志偉, 張建設(shè), 文國(guó)樑,*

鈍頂螺旋藻SP1()對(duì)集約化養(yǎng)殖尾水氮磷的去除效果

魯敏1,2, 曹煜成1,2,3, 胡曉娟2,3, 許云娜2, 孫志偉2, 張建設(shè)1, 文國(guó)樑1,2,*

1. 浙江海洋大學(xué), 國(guó)家海洋設(shè)施養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心, 舟山 316022 2. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南海漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510300 3. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所深圳試驗(yàn)基地, 深圳 518121

針對(duì)集約化養(yǎng)殖模式后期硝酸鹽氮和磷酸鹽濃度較高的問(wèn)題, 實(shí)驗(yàn)設(shè)置生物絮團(tuán)養(yǎng)殖尾水(BFW)和BG11培養(yǎng)液(BGW)兩種水體環(huán)境, 并以池塘常見(jiàn)優(yōu)勢(shì)微藻——綠色顫藻OC1()作為對(duì)比, 研究分析了鈍頂螺旋藻SP1()對(duì)集約化養(yǎng)殖尾水氮磷的去除效果及其生長(zhǎng)狀況。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在BFW組中兩種微藻均對(duì)硝酸鹽氮(NO3--N)、總無(wú)機(jī)氮(TIN)和磷酸鹽(PO43--P)去除效果明顯(<0.05), 其中, 螺旋藻對(duì)NO3--N、TIN和PO43--P的最大去除率分別為79.60%、46.06%和98.55%, 相應(yīng)的濃度值分別從130.04 mg·L-1、130.85 mg·L-1和10.23 mg·L-1降至26.53 mg·L-1、70.58 mg·L-1和0.15 mg·L-1,其數(shù)量降低的絕對(duì)值分別為103.51 mg·L-1、60.27 mg·L-1、10.08 mg·L-1; 在BGW組中兩種藻對(duì)氮磷均具有一定的去除效果, 但總體仍低于BFW組。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中兩種微藻的細(xì)胞數(shù)量均無(wú)明顯變化(>0.05)?？梢?jiàn), 鈍頂螺旋藻SP1和綠色顫藻OC1均可在BFW和BGW兩種水體營(yíng)養(yǎng)環(huán)境下存活, 且對(duì)水中的氮磷均有良好的去除效果; 雖然顫藻亦是集約化養(yǎng)殖水環(huán)境中的常見(jiàn)微藻優(yōu)勢(shì)種, 但它能分泌藍(lán)藻毒素, 因此, 從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的可行性考慮可將螺旋藻作為集約化養(yǎng)殖尾水凈化的備選藻株。

螺旋藻; 集約化養(yǎng)殖; 尾水; 氮; 磷

0 前言

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是我國(guó)漁業(yè)領(lǐng)域的支柱性產(chǎn)業(yè)之一。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)集約化程度不斷提高, 高密度精養(yǎng)成為目前我國(guó)重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式。但高度集約化養(yǎng)殖模式的養(yǎng)殖尾水富含氮磷營(yíng)養(yǎng), 在當(dāng)前倡導(dǎo)環(huán)境友好, 水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的背景下, 集約化養(yǎng)殖尾水的生態(tài)化處理變得尤為重要?；谏镄鯃F(tuán)的高密度集約化養(yǎng)殖技術(shù)可以將養(yǎng)殖水體中總氨氮、亞硝酸鹽氮等有害氮素有效控制在海水養(yǎng)殖水排放要求[1]范圍之內(nèi), 但存在硝酸鹽氮濃度過(guò)高的突出問(wèn)題, 如范鵬程等[2]研究指出其養(yǎng)殖水體的總氨氮、亞硝酸鹽氮濃度有效控制在0.44 mg·L-1和0.69 mg·L-1以下, 但在養(yǎng)殖后期硝酸鹽氮濃度最高則可達(dá)133.4 mg·L-1。因此, 如何有效處理集約化養(yǎng)殖尾水中的氮磷排放, 避免養(yǎng)殖生產(chǎn)對(duì)外界水域環(huán)境的不良影響, 為構(gòu)建環(huán)境友好型的養(yǎng)殖生產(chǎn)模式提供有效的尾水凈化技術(shù)方案, 這值得深入研究。

集約化養(yǎng)殖模式后期水體富含氮磷營(yíng)養(yǎng), 而藍(lán)藻因其特殊的生理生態(tài)策略, 在此環(huán)境中具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力[3], 極易形成以顫藻為主的有害藻相結(jié)構(gòu), 嚴(yán)重影響?zhàn)B殖生物的產(chǎn)量[4]。螺旋藻作為一種有益藍(lán)藻, 不僅對(duì)環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力, 也是養(yǎng)殖后期水體中的優(yōu)勢(shì)種[5], 擁有藍(lán)藻高效吸收氮磷特性, 而且螺旋藻營(yíng)養(yǎng)豐富均衡, 可作為生物餌料或飼料添加劑應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中[6-7], 呈柱狀的藻絲結(jié)構(gòu)在尾水處理過(guò)后更易于收集。據(jù)查, 此前未見(jiàn)關(guān)于應(yīng)用螺旋藻處理較高氮磷濃度集約化養(yǎng)殖尾水的類似研究, 以往的研究大多集中于較低氮磷濃度的廢水處理, 如稀釋后的養(yǎng)豬廢水[8-9]、城市生活污水[10]及人類尿液[11]等, 但螺旋藻能否利用相對(duì)較高氮磷營(yíng)養(yǎng)的集約化養(yǎng)殖尾水還未見(jiàn)報(bào)道。

基于海水養(yǎng)殖水排放要求[1]中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度是重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo), 對(duì)此本研究擬以鈍頂螺旋藻SP1()作為研究藻株、以池塘常見(jiàn)藍(lán)藻優(yōu)勢(shì)種——綠色顫藻OC1()為參比對(duì)象, 將兩種微藻接種至對(duì)蝦集約化養(yǎng)殖尾水中, 并設(shè)置BG11培養(yǎng)液環(huán)境作為參照, 分析它們?cè)趦煞N水體環(huán)境中的生長(zhǎng)情況及其對(duì)水體氮磷的去除效果。以期為后續(xù)進(jìn)一步研發(fā)利用螺旋藻凈化集約化養(yǎng)殖尾水的技術(shù)方案, 提供備選藻株和相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

實(shí)驗(yàn)藻種: 實(shí)驗(yàn)所用鈍頂螺旋藻SP1()和綠色顫藻OC1()由中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所提供。

生物絮團(tuán)養(yǎng)殖尾水: 取自廣東省陸豐市某養(yǎng)殖場(chǎng)的凡納濱對(duì)蝦生物絮團(tuán)零換水養(yǎng)殖池系統(tǒng)(1000 m3), 取水時(shí)間為放苗養(yǎng)殖58 d, 蝦苗放養(yǎng)密度650尾·m-3, 養(yǎng)殖全程以生物絮團(tuán)技術(shù)控制水質(zhì), 以滿足養(yǎng)殖對(duì)蝦的健康生長(zhǎng)需求, 實(shí)施封閉式的零換水管理。養(yǎng)殖到60 d時(shí), 對(duì)蝦個(gè)體平均體重8.78 g每尾, 單產(chǎn)4.61 kg·m-3, 成活率85%, 養(yǎng)殖水溫31.1 ℃、溶解氧4.48 mg·L-1、pH 7.35、生物絮團(tuán)沉降量10.5 mL·L-1。以生物絮團(tuán)養(yǎng)殖尾水為基礎(chǔ), 用過(guò)濾滅菌天然海水、磷酸二氫鉀將生物絮團(tuán)養(yǎng)殖尾水中的硝酸鹽氮、磷酸鹽濃度分別調(diào)至約130 mg·L-1和10 mg·L-1, 使其氮磷比約為13:1。

BG11培養(yǎng)液[12]: NaNO31.5 g·L-1, K2HPO40.04 g·L-1, MgSO4·7H2O 0.075 g·L-1, CaCl2·H2O0.036 g·L-1, 檸檬酸0.006 g·L-1, 檸檬酸鐵氨0.006 g·L-1, EDTA-Na20.001 g·L-1, NaCO30.02 g·L-1, 微量金屬鹽溶液1mL·L-1。

微量金屬鹽溶液成分為: H3BO32.86 g·L-1, MnCl2·4H2O 1.81 g·L-1, ZnSO4·7H2O 0.222 g·L-1, Na2MoO4·2H2O 0.39 g·L-1, CuSO4·5H2O 0.079 g·L-1, Co(NO3)2·6H2O 49.4 g·L-1。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

實(shí)驗(yàn)設(shè)置生物絮團(tuán)養(yǎng)殖尾水和BG11培養(yǎng)液兩種藻培養(yǎng)環(huán)境, 分別設(shè)置螺旋藻組、顫藻組和對(duì)照組, 具體如表1所示。參考相關(guān)文獻(xiàn)[13-14], 將螺旋藻組的初始藻濃度設(shè)為106個(gè)·mL-1, 為實(shí)驗(yàn)最佳接種濃度; 顫藻組的初始藻濃度設(shè)為108個(gè)·mL-1, 為實(shí)際養(yǎng)殖池塘中顫藻濃度; 對(duì)照組不接藻。每組設(shè)置3個(gè)平行, 實(shí)驗(yàn)體積為80 mL, 鹽度為20‰。將螺旋藻組、顫藻組的微藻接種到經(jīng)高溫高壓滅菌的錐形瓶中, 接種之前對(duì)藻種進(jìn)行離心清洗, 以去除原營(yíng)養(yǎng)鹽影響。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后, 將錐形瓶置于恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi), 溫度設(shè)置為(25±1) ℃, 光照強(qiáng)度31.25—37.50 μmol·m-2·s-1, 光暗比12 h : 12 h進(jìn)行培養(yǎng), 每天搖三次并隨機(jī)更換錐形瓶的位置。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行16 d。

1.3 微藻的數(shù)量測(cè)定

于第0、16 d采集微藻樣品1 mL, 加40 μL甲醛固定保存于4 ℃冰箱。每組有三個(gè)平行樣品, 使用血球計(jì)數(shù)板在顯微鏡下計(jì)數(shù)。螺旋藻和顫藻藻細(xì)胞較長(zhǎng), 先將藻液進(jìn)行研磨打碎, 取100 μL于血球計(jì)數(shù)板, 在顯微鏡檢視中用目微尺實(shí)測(cè)藻體及單個(gè)細(xì)胞長(zhǎng)度, 然后算出藻細(xì)胞數(shù)量[15]。每個(gè)樣品測(cè)量三次取平均值。

1.4 水質(zhì)測(cè)定

于第0、2、4、6、8、16 d取水樣檢測(cè)水體中硝酸鹽氮(NO3--N)、亞硝酸鹽氮(NO2--N)、氨氮(NH4+-N)、磷酸鹽(PO43--P)濃度 , 分析微藻對(duì)氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的作用效果。水體中NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17378.4—2007)[16]分別采用鋅鎘還原法、鹽酸萘乙二胺分光光度法、靛酚藍(lán)分光光度法和磷鉬藍(lán)分光光度法進(jìn)行測(cè)定。其中總無(wú)機(jī)氮(TIN)為硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮三者之和[17]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

各水質(zhì)指標(biāo)去除率的計(jì)算公式為: 去除率= (初始濃度0－取樣測(cè)定的濃度C)/初始濃度0×100。

采用以單因素方差分析法(One-Way ANOVA) 比較各組數(shù)據(jù)的差異顯著性, 顯著水平設(shè)定為< 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 微藻的生長(zhǎng)情況

實(shí)驗(yàn)初始及結(jié)束時(shí)培養(yǎng)液中微藻的數(shù)量變化如圖1所示。在養(yǎng)殖尾水中, 鈍頂螺旋藻SP1和綠色顫藻OC1的初始藻量分別為3.32×106個(gè)·mL-1, 2.04×108個(gè)·mL-1。實(shí)驗(yàn)第16 d時(shí), 兩者的藻量分別為5.88×106個(gè)·mL-1, 2.43×108個(gè)·mL-1。BG11培養(yǎng)液中, 鈍頂螺旋藻SP1和綠色顫藻OC1的初始藻量分別為5.81×106個(gè)·mL-1, 1.47×108個(gè)·mL-1, 實(shí)驗(yàn)第16 d時(shí), 兩者的藻量分別為1.20×107個(gè)·mL-1, 2.57×108個(gè)·mL-1。螺旋藻在兩種培養(yǎng)環(huán)境下第0 d和第16 d的藻量無(wú)顯著差異(>0.05), 顫藻在兩種培養(yǎng)環(huán)境下第0 d和第16 d的藻量亦無(wú)顯著差異(> 0.05)。

表1 各實(shí)驗(yàn)組的初始氮磷濃度設(shè)置

注: 同圖中不同上標(biāo)字母表示差異顯著(P<0.05)。

Figure 1 Microalgae density variation during the experiment

2.2 對(duì)養(yǎng)殖尾水中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的去除效果

鈍頂螺旋藻SP1和綠色顫藻OC1對(duì)養(yǎng)殖尾水中的NO3--N、NH4+-N、PO43--P有明顯的去除效果(圖2和表2)。實(shí)驗(yàn)第16 d, 螺旋藻組和顫藻組培養(yǎng)液中的NO3--N濃度由第0 d的130.04 mg·L-1和136.77 mg·L-1分別降至26.53 mg·L-1和54.85 mg·L-1, 其去除率分別為79.60%和59.89%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05), 對(duì)照組的NO3--N濃度一直維持在 127.06—130.51 mg·L-1之間。實(shí)驗(yàn)第8 d, 螺旋藻組和顫藻組培養(yǎng)液中的NH4+-N濃度由第0 d的0.32 mg·L-1和0.52 mg·L-1分別降至0.01 mg·L-1和0.10 mg·L-1, 其去除率分別為97.31%和80.65%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05)。雖然在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中, 螺旋藻組和顫藻組的NO2--N濃度均有升高, 但從總無(wú)機(jī)氮的含量來(lái)看, 螺旋藻組和顫藻組培養(yǎng)液中的TIN濃度由第0 d的130.85 mg·L-1和134.71 mg·L-1分別降至70.58 mg·L-1和66.19 mg·L-1, 其去除率分別為46.06%和51.83%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05), 對(duì)照組的TIN濃度一直維持在127.55—130.84 mg·L-1之間。

此外, 從實(shí)驗(yàn)第2 d 起螺旋藻組和顫藻即對(duì)培養(yǎng)液中的PO43--P表現(xiàn)出明顯且迅速的去除效果。實(shí)驗(yàn)第8 d, PO43--P濃度由第0 d的10.23 mg·L-1和11.07 mg·L-1分別降至0.15 mg·L-1和0.60 mg·L-1, 其去除率分別達(dá)98.55%和96.40%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05)。

圖2 養(yǎng)殖尾水中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的變化

Figure 2 Concentration variation of nitrogen and phosphorus nutrients in breeding tailwater

表2 養(yǎng)殖尾水中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的去除率(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)

注: 同行數(shù)據(jù)不同上標(biāo)字母表示差異顯著(<0.05)，下同。

2.3 螺旋藻和顫藻對(duì)BG11培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)鹽的去除效果

鈍頂螺旋藻SP1和綠色顫藻OC1對(duì)BG11培養(yǎng)液中的NO3--N、NH4+-N、PO43--P有明顯的去除效果(圖3和表3)。實(shí)驗(yàn)第16 d, 螺旋藻組和顫藻組培養(yǎng)液中的NO3--N濃度由第0 d的226.33 mg·L-1和235.97 mg·L-1分別降至190.75 mg·L-1和171.93 mg·L-1, 其去除率分別為15.72%和27.14%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05), 但低于養(yǎng)殖尾水中對(duì)NO3--N的去除率。對(duì)照組的NO3--N濃度一直維持在 229.14—246.79 mg·L-1之間。實(shí)驗(yàn)第8 d, 螺旋藻組和顫藻組培養(yǎng)液中的NH4+-N濃度由第0 d的0.29 mg·L-1和0.37 mg·L-1分別降至0.06 mg·L-1和0.09 mg·L-1, 其去除率分別為78.52%和76.20%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05)。雖然在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中, 螺旋藻組和顫藻組的NO2--N濃度均有升高, 但從培養(yǎng)液的總TIN的濃度來(lái)看, 螺旋藻組和顫藻組培養(yǎng)液中的TIN濃度由第0d的226.75 mg·L-1和236.43 mg·L-1分別降至199.02 mg·L-1和181.72 mg·L-1, 其去除率分別為12.23%和23.14%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05), 對(duì)照組的TIN濃度一直維持在229.57—247.09 mg·L-1之間。

此外, 從實(shí)驗(yàn)第2 d 起螺旋藻組和顫藻即對(duì)培養(yǎng)液中的PO43--P有明顯且迅速的去除效果。實(shí)驗(yàn)第8 d, PO43--P濃度由第0 d的4.24 mg·L-1和3.87 mg·L-1分別降至0.69 mg·L-1和0.56 mg·L-1, 其去除率分別達(dá)83.68%和81.05%, 顯著高于對(duì)照組(<0.05)。

圖3 BG11培養(yǎng)液中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度變化

Figure 3 Concentration variation of nitrogen and phosphorus nutrients in BG11 medium

表3 BG11培養(yǎng)液中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的去除率(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)

3 討論

在養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中, 浮游微藻作為水生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者, 對(duì)環(huán)境中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)具有舉足輕重的作用[18]。已有研究表明微藻對(duì)養(yǎng)殖尾水的氮磷具有巨大的凈化潛力, 但此前的研究大多集中在較低氮磷濃度(NO3--N濃度約為2—35 mg·L-1, PO43--P濃度約為0.2—8 mg·L-1)的尾水處理[19-21], 這與集約化養(yǎng)殖尾水存在較大差別。在當(dāng)前高密度精養(yǎng)的集約化養(yǎng)殖模式下, 養(yǎng)殖后期水體中富含氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽, 顫藻[22]、微囊藻()[23]等有害藍(lán)藻極易成為優(yōu)勢(shì)種[22]。螺旋藻作為有益藍(lán)藻, 對(duì)富含氮磷的水體環(huán)境同樣具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力[24]。因此, 本研究以鈍頂螺旋藻SP1為研究藻株, 以綠色顫藻為參比藻株, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)鈍頂螺旋藻SP1在對(duì)蝦生物絮團(tuán)養(yǎng)殖尾水和BG11培養(yǎng)液等兩種培養(yǎng)環(huán)境中均可正常存活, 且其藻細(xì)胞數(shù)量增長(zhǎng)率與綠色顫藻OC1無(wú)明顯差異(>0.05), 說(shuō)明螺旋藻SP1跟顫藻一樣在富含高氮磷的集約化養(yǎng)殖尾水環(huán)境下同樣具有良好的生存潛力。

其次, 從對(duì)氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的作用效果來(lái)看, 在本研究中鈍頂螺旋藻SP1對(duì)養(yǎng)殖尾水的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽具有良好的凈化效果。NO3--N、TIN和PO43--P的最大去除率分別達(dá)到79.60%、46.06%和98.55%, 相應(yīng)的濃度值分別從130.04 mg·L-1、130.85 mg·L-1和10.23 mg·L-1降至26.53 mg·L-1、70.58 mg·L-1和0.15 mg·L-1, 其數(shù)量降低的絕對(duì)值分別為103.51 mg·L-1、60.27 mg·L-1、10.08 mg·L-1。王鈺舟等[25]利用啤酒廢水培養(yǎng)極大螺旋藻(), 啤酒廢水中的NO3--N濃度從21.03 mg·L-1降至1.15 mg·L-1, 去除率達(dá)到94.53%, 但啤酒廢水中的初始NO3--N濃度遠(yuǎn)低于本研究養(yǎng)殖尾水的濃度水平, 相比較而言, 在本研究中鈍頂螺旋藻SP1對(duì)NO3--N絕對(duì)去除效果更佳。CAN等[10]利用稀釋75%的養(yǎng)豬廢水培養(yǎng)螺旋藻20 d, 將廢水中約為25.39 mg·L-1的PO43--P去除了99%, 本研究與其結(jié)果相似, 螺旋藻在第8d對(duì)養(yǎng)殖尾水中PO43--P的去除率達(dá)98.55%?？梢?jiàn), 螺旋藻能夠有效去除水體中的磷酸鹽。在養(yǎng)殖尾水中NH4+-N初始濃度較低, 螺旋藻對(duì)NH4+-N濃度從0.32 mg·L-1降至0.01 mg·L-1, 降解率達(dá)97.31%, 與劉如冰等[26]利用螺旋藻()去除水體中92.49%NH4+-N報(bào)導(dǎo)結(jié)果相似。在本研究中NH4+-N、NO2--N濃度出現(xiàn)了階段性升高狀況, 這可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)系統(tǒng)中發(fā)生了反硝化過(guò)程所致。其實(shí), 在生物絮團(tuán)的集約化養(yǎng)殖過(guò)程中做好對(duì)菌群硝化功能的有效調(diào)控, 即可使水中的NH4+-N、NO2--N得到快速降解[27-28]。綜合對(duì)比, 螺旋藻SP1對(duì)養(yǎng)殖尾水、BG11培養(yǎng)液中氮磷營(yíng)養(yǎng)的絕對(duì)去除效果更佳, 究其原因可能是養(yǎng)殖尾水中的N:P約為13:1, BG11培養(yǎng)液中N:P約為60:1, 而N:P約為13:1的環(huán)境更適合藻類生長(zhǎng)[29]。

螺旋藻對(duì)生物絮團(tuán)養(yǎng)殖尾水中氮磷的去除效果優(yōu)于顫藻, 且能在集約化養(yǎng)殖尾水中正常生存; 螺旋藻由單細(xì)胞或多細(xì)胞組成, 體長(zhǎng)200—500 μm, 寬5—10 μm, 圓柱形, 呈疏松或緊密的有規(guī)則的螺旋形彎曲[30], 這種絲狀結(jié)構(gòu)在尾水處理后較其他常見(jiàn)水處理藻種如小球藻()[31-32]、柵藻()[33-34]等更易于回收; 螺旋藻屬于有益藍(lán)藻, 不會(huì)釋放有害藍(lán)藻毒素, 營(yíng)養(yǎng)豐富全面, 常作為養(yǎng)殖動(dòng)物的餌料和飼料添加劑[6-7]。綜上所述, 可以將螺旋藻作為集約化養(yǎng)殖尾水凈化的備選藻株。

在養(yǎng)殖后期, 養(yǎng)殖池環(huán)境穩(wěn)定且氮磷營(yíng)養(yǎng)豐富的情況下, 顫藻具有較高的生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)能力, 極易形成優(yōu)勢(shì)種類, 危害水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)[4,35]。顫藻水華極易引發(fā)“倒藻”, 可導(dǎo)致大量羥胺、硫化物等有毒物質(zhì)釋放, 會(huì)造成對(duì)養(yǎng)殖生物造成影響甚至死亡[36-37]。螺旋藻作為養(yǎng)殖水體后期一種有益優(yōu)勢(shì)藍(lán)藻, 在進(jìn)一步嘗試?yán)闷涮幚眇B(yǎng)殖尾水的同時(shí), 在養(yǎng)殖過(guò)程中, 建立以螺旋藻為優(yōu)勢(shì)種的藻相結(jié)構(gòu), 搶占有害微藻生態(tài)位, 利用種間競(jìng)爭(zhēng)培育優(yōu)良微藻來(lái)控制有害微藻的大量滋生, 也可作為養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控的方向之一。

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Removal effect ofSP1 on the inorganic nitrogen and phosphorus from the intensive aquaculture tailwater

LU Min1,2, CAO Yucheng1,2,3, HU Xiaojuan2,3, XU Yunna2, SUN zhiwei2, ZHANG Jianshe1, WEN Guoliang1,2*

1. Zhejiang Ocean University, National Engineering Research Center for Marine Aquaculture, Zhoushan 316022, China 2. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation & Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Key Laboratory of Fishery Ecology and Environment, Guangzhou 510300, China 3. Shenzhen Base of South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shenzhen 518121, China

Aiming at the high concentration of nitrate and phosphate in the tailwater of intensive aquaculture in the late stage, the removal effect of inorganic nitrogen and phosphorus in the biofloc culture tailwater (BFW) and BG11 medium (BGW) bySP1 and its growth were studied compared withOC1, a dominant microalgal species in ponds. The results showed that bothandsignificantly removed nitrate nitrogen (NO3--N), total inorganic nitrogen (TIN) and phosphate (PO43--P) of BFW (< 0.05). The maximum removal rate for NO3--N, TIN and PO43--P bywas 79.60%, 46.06% and 98.55%, respectively, and the corresponding concentrations for NO3--N, TIN and PO43--P decreased from 130.04 mg·L-1, 130.85 mg·L-1and 10.23 mg·L-1to 26.53 mg·L-1, 70.58 mg·L-1and 0.15 mg·L-1; the absolute value of the decrease in the number was 103.51mg·L-1, 60.27 mg·L-1,10.08 mg·L-1, respectively. The removal rates for TIN and PO43--P bywere similar to those by. However, the removal rate forNO3--N bywas slightly lower than that by. The removal effects on nitrogen and phosphorus by two microalgal species in the BGW were lower than those in the BFW. No significant change was found for densityfor two microalgal species during the experiment (>0.05). The results indicate that bothSP1 andOC1 can grow in the BFW and BGW, and both of them have good removal effects on nitrogen and phosphorus in water environment. Althoughis also a common dominant microalgal species in water environment of intensive aquculture, it can excrete cyanobacterial toxins. Therefore,can be used as an alternative microalgal strain for purification of tailwater in the intensive aquaculture considering the feasibility of aquaculture application.

intensive aquaculture; tailwater; nitrogen; phosphorus

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.02.016

X703.1

A

1008-8873(2021)02-125-08

2019-10-02;

2019-11-11

中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2019TS06); 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(CARS-48); 廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)專項(xiàng)資金(2019KJ149); 廣東省促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展專項(xiàng)資金(現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展用途)(粵農(nóng)2019B12)

魯敏(1994—), 女, 山東德州人, 碩士研究生, 主要從事養(yǎng)殖尾水菌藻凈化研究, E-mail: lumin152133@163.com

文國(guó)樑(1978—), 男, 碩士, 研究員, 主要從事對(duì)蝦健康養(yǎng)殖研究 E-mail: wgl610406@163.com

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