東新旭，范立民，宋 超，鄭 堯，裘麗萍，孟順龍，陳家長,

（1南京農(nóng)業(yè)大學(xué)無錫漁業(yè)學(xué)院，江蘇無錫214081：2中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心，江蘇無錫214081）

0 引言

羅非魚原產(chǎn)于非洲內(nèi)陸水域，又稱為“非洲鯽魚”，具有適應(yīng)范圍廣、生長繁殖快和抗逆性強(qiáng)等特性[1]，能在淡水、咸淡水乃至海水中養(yǎng)殖，成為中國廣泛養(yǎng)殖的魚類產(chǎn)品之一[2]。因此，羅非魚養(yǎng)殖在中國發(fā)展也非常迅速，已成為中國對外出口創(chuàng)匯的主要養(yǎng)殖水產(chǎn)品之一[3]。早在2015年時(shí)，聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)就將羅非魚定為全球糧食安全和營養(yǎng)的重要保障。但是，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖的深入發(fā)展，其中存在的生態(tài)問題也日益突出，制約了中國水產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，在這種背景下，傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)不能夠很好的滿足當(dāng)前生態(tài)環(huán)境的發(fā)展需求[4]。水產(chǎn)從業(yè)者需要從過去的片面追求經(jīng)濟(jì)效益，轉(zhuǎn)變?yōu)榧骖櫳鷳B(tài)效益。對水產(chǎn)養(yǎng)殖的水域環(huán)境管理及養(yǎng)殖水污染治理等方面也提出了更高的要求[5]，并且隨著國家對生態(tài)環(huán)境的重視，對水域的監(jiān)管力度會(huì)持續(xù)加大，未來水產(chǎn)養(yǎng)殖中養(yǎng)殖尾水將不能肆意排放，因此，養(yǎng)殖過程中尾水的處理漸漸成為研究熱點(diǎn)。

餌料投喂率是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物生長的重要因素[6]，餌料投喂率過低時(shí)，影響羅非魚的生長性能，基本不生長，餌料投喂率過高時(shí)，會(huì)降低羅非魚魚體免疫力，并且會(huì)對肝臟造成一定損傷，出現(xiàn)一定程度的脂肪肝[7]。餌料投喂率過高也容易產(chǎn)生魚類厭食、攝食能力下降以及破壞水體環(huán)境等不利因素[8]，不僅導(dǎo)致了飼料轉(zhuǎn)化效率降低，同時(shí)，由于水質(zhì)污染也會(huì)對魚類的生理機(jī)能造成影響。因此，確定魚類適合的餌料投喂率對魚類的養(yǎng)殖具有重要意義。目前，關(guān)于魚類最適餌料投喂率已有諸多研究，最適餌料投喂率與水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的種類、數(shù)量、大小、以及環(huán)境因子等很多方面相關(guān)。對于特定大小的羅非魚最適餌料投喂率的研究較少，并且，關(guān)于餌料投喂率對微生物群落代謝多樣性的研究尚屬空白。

微生物在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中具有重要作用，通過對微生物的數(shù)量、代謝活性、群落結(jié)構(gòu)和代謝功能等層面進(jìn)行研究，可以得到微生物的群落差異和不同環(huán)境狀況的對應(yīng)關(guān)系[9]。而Biolog-ECO技術(shù)通過碳源的利用程度來反應(yīng)微生物的群體水平，從而反應(yīng)微生物的生理特征及其群落結(jié)構(gòu)多樣性[10-11]。通過對單一種碳源的利用程度，來表示微生物的群體水平，可反應(yīng)出水體環(huán)境中微生物對碳源的利用偏好。本試驗(yàn)研究不同餌料投喂率下，養(yǎng)殖水環(huán)境微生物的代謝活性、代謝多樣性，探究其對碳源的相對和絕對利用情況，從而能夠篩選出有針對性高效降解水體中碳源的降解菌，為水產(chǎn)業(yè)的生態(tài)發(fā)展提供一定的數(shù)據(jù)支撐，豐富水體微生物學(xué)的生態(tài)研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020年7—9月開展，試驗(yàn)周期為50天。試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)組，每組各3個(gè)平行，每個(gè)組分別投喂1%、2%、4%、6%、8%的天邦牌淡水魚膨化飼料，養(yǎng)殖前，每個(gè)1000 L養(yǎng)殖桶中均放入2 kg底泥（采自宜興羅非魚養(yǎng)殖池塘）。養(yǎng)殖時(shí)，每個(gè)養(yǎng)殖桶放養(yǎng)30尾規(guī)格接近(16±2 g)的吉富羅非魚（采自宜興羅非魚養(yǎng)殖基地）。養(yǎng)殖期間，各組均不換水，每天早晚進(jìn)行相同頻率的投喂(8:00,14:00)。

1.2 樣品采集與處理

在7月27號(hào)、8月3號(hào)、8月17號(hào)、8月24號(hào)、9月2號(hào)、9月14號(hào)采集水面以下30 cm處的水樣，水樣采集后的高錳酸鹽(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)、亞硝酸鹽(NO2--N)、硝酸鹽(NO3--N)等水質(zhì)指標(biāo)按照文獻(xiàn)[12]所提供的方法進(jìn)行測定。

在養(yǎng)殖8月17號(hào)時(shí)，進(jìn)行水體微生物功能多樣性的測定。在無菌條件下，取適量水樣用0.85%生理鹽水按一定比例稀釋，用8孔加樣器加到Biolog-ECO微平板中，每孔加樣150 μL，28℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，用酶標(biāo)儀讀取培養(yǎng)24、48、72、96、144、168、192 h時(shí)Blank590和Blank750波長的數(shù)值。孔的平均顏色變化率(Average Well Color Development,AWCD)計(jì)算見公式(1)。

式中，C代表每個(gè)碳源孔的兩波段光密度差值（Blank590和Blank750），R代表對照（空白）孔的光密度值，n為Biolog-ECO微平板上碳源種類數(shù)量(n=31)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

羅非魚餌料系數(shù)計(jì)算見公式(2)。

微生物群落平均活性即平均顏色變化率(AWCD)，反映了水體微生物群落對碳源的利用能力，以整體數(shù)據(jù)來分析水體微生物對六大類碳源的利用情況；選取48～ 144 h的數(shù)據(jù)來分析水體微生物對全部碳源的平均利用差異；選取8月17號(hào)的水質(zhì)指標(biāo)與培養(yǎng)時(shí)間為72 h時(shí)微生物對31種碳源利用的光密度值進(jìn)行相關(guān)性分析，選擇培養(yǎng)時(shí)間為72 h的數(shù)據(jù)計(jì)算水體微生物的香濃(Shannon)指數(shù)按照文獻(xiàn)[13]；豐富度(Richness)指數(shù)的計(jì)算按照文獻(xiàn)[14]；運(yùn)用Excel 2019和SPSS 22軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，GraphPad Prism 8進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同餌料投喂率下羅非魚生長情況和水質(zhì)指標(biāo)狀況

如表1所示，羅非魚養(yǎng)殖過程中，投喂不同量的飼料之后，各處理組間羅非魚增重量和平均體長差異均顯著，且8%飼料投喂率組的增重量和平均體長顯著高于其他各處理組。餌料系數(shù)各組之間差異不顯著，4%飼料投喂率組的餌料系數(shù)最小。

表1 不同飼料投喂率的羅非魚生長指標(biāo)比較

由圖1可知，水質(zhì)指標(biāo)高錳酸鹽、總氮、總磷隨餌料投喂率的增加，3種指標(biāo)在不同餌料投喂率大體都呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢；氨氮在7月27號(hào)時(shí)各組之間氨氮差異不顯著(P＜0.05)，氨氮在8月17號(hào)8%、6%餌料投喂率組顯著高于1%、2%、4%組(P＞0.05)，氨氮在8月24號(hào)、9月2號(hào)各組之間差異不顯著，氨氮在9月14號(hào)8%餌料投喂率組顯著高于其他各組(P＜0.05)，且其他各組之間的氨氮含量差異不顯著；水質(zhì)指標(biāo)亞硝酸鹽氮在8月17號(hào)、8月24號(hào)8%餌料投喂率組顯著高于1%、2%、4%組，亞硝酸鹽氮在9月2號(hào)8%餌料投喂率組顯著高于1%、2%組，但和4%、6%組差異不顯著，亞硝酸鹽氮在9月14號(hào)8%、6%、4%餌料投喂率組顯著高于1%組；硝酸鹽氮8月24號(hào)、9月2號(hào)8%餌料投喂率組顯著高于其他各組，且其他各組之間硝酸鹽氮含量差異不顯著，硝酸鹽氮在9月14號(hào)8%餌料投喂率組顯著高于1%、2%組，4%餌料投喂率組與其他各組之間差異均不顯著。

圖1 不同餌料投喂率下水質(zhì)指標(biāo)的變化

2.2 不同餌料投喂率下微生物六大類碳源代謝特征的變化

對聚合糖類、氨基酸類、酯類、醇類、胺類和酸類六大類碳源在不同餌料投喂率下的變化進(jìn)行分析表明（見圖2），水中微生物對酯類碳源的利用值最高，其次為酸類和氨基酸類；并且對酯類的利用值在各組間較為穩(wěn)定。對聚合糖類和氨基酸類的利用值隨投喂量的變化從4%的投喂率開始呈逐漸增加趨勢。8%餌料投喂率下水體微生物對六大類碳源的利用普遍較高。8%餌料投喂率下水體微生物對聚合糖類的利用顯著高于4%餌料投喂率(P＜0.05)。

圖2 不同餌料投喂率微生物六大類碳源代謝變化

從圖3中可以看出AWCD隨時(shí)間的變化情況，在48 h時(shí)，8%餌料投喂率下的AWCD顯著高于1%、2%、6%餌料投喂率組(P＜0.05)，與4%餌料投喂率下的AWCD不顯著(P＞0.05)。在72 h時(shí)，8%餌料投喂率下的AWCD顯著高于2%餌料投喂率組(P＜0.05)，其他各組之間差異不顯著(P＞0.05)。在96 h、120 h、144 h各組之間差異均不顯著。不同餌料投喂率下的水體微生物對碳源的利用強(qiáng)度隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長總體上呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。

圖3 不同餌料投喂率水體微生物平均吸光值(AWCD)變化特征

α多樣性分析結(jié)果表明（見圖4），隨著餌料投喂率的增加(2%～ 8%)，微生物代謝豐富度指數(shù)有所增加，香濃指數(shù)則下降，特別是6%和8%的餌料投喂率香濃指數(shù)顯著低于2%和4%餌料投喂率(P＜0.05)，表明在高餌料投喂率下水中以代謝多樣性作為分類依據(jù)的主要異養(yǎng)菌種類呈增加趨勢，但優(yōu)勢異養(yǎng)菌的類別在減少，呈現(xiàn)集中的趨勢。

圖4 不同餌料投喂率下水中微生物代謝多樣性指數(shù)

2.3 不同餌料投喂率下水體微生物對31種碳源代謝利用(AWCD)的變化

水體微生物代謝31種碳源的利用情況分析結(jié)果（圖5）表明，β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸鹽、肝糖、D-纖維二糖、L-天冬酰胺酸、吐溫80、吐溫40、丙酮酸甲酯、D-甘露醇、N-乙?；?D-葡萄胺、4-羥基苯甲酸、γ-羥基丁酸依次為主要的碳源代謝類型。其中，雖然微生物對吐溫80、丙酮酸甲酯、γ-羥基丁酸的利用值盡管較強(qiáng)，但是隨著餌料投喂率的增加呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的狀態(tài)，并沒有顯著增加；水體微生物對L-天冬酰胺酸、D-甘露醇的利用值在1%～ 4%餌料投喂率呈逐漸增加的趨勢。4%～ 8%餌料投喂率水體微生物對β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸鹽、肝糖、D-纖維二糖、吐溫40、N-乙?；?D-葡萄胺等碳源的利用值亦呈現(xiàn)增加的趨勢。1%～ 8%餌料投喂率水體微生物完全未利用的碳源有2-羥基苯甲酸。

圖5 不同餌料投喂率間水體微生物對六大類（31種碳源）利用值的變化

微生物對31種碳源的利用值和水質(zhì)指標(biāo)間進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析結(jié)果（見圖6）表明，β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸鹽、甘氨酰-L-谷氨酸、I-赤藻糖醇等和主要水質(zhì)指標(biāo)，尤其是COD、TN、TP、NH3-N間具有顯著的正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)：而肝糖主要與3種水質(zhì)指標(biāo)COD、TN、TP具有顯著的正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)；D-半乳糖酸γ內(nèi)酯與兩種水質(zhì)指標(biāo)NO2--N、NO3--N具有顯著的正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)，N-乙酰基-D-葡萄胺與TN、NH3-N間具有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)；D-氨基葡萄糖酸僅與NO2--N具有顯著的的正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)，L-苯基丙氨酸、D-甘露醇僅與NO3--N呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性(P＜0.05)。苯乙基胺、腐胺、2-羥基苯甲酸這3種碳源的利用與水質(zhì)指標(biāo)都呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖6 微生物對31種碳源利用值與水質(zhì)指標(biāo)間Pearson相關(guān)性分析

3 討論

3.1 不同餌料投喂率對羅非魚生長效應(yīng)和水體理化指標(biāo)的影響

在本試驗(yàn)中，高餌料投喂率在一定程度上提高了羅非魚(16±0.20 g)的生長水平，但是也提高了餌料系數(shù)，降低了餌料的利用效率；低餌料投喂率使羅非魚由于攝食不足而限制了其生長，但是餌料系數(shù)沒有降低，餌料利用率也沒有提高，這與周晴[15]研究結(jié)果低餌料投喂率降低了餌料系數(shù)，提高了餌料利用效率不相同，造成這種差異的因素可能與水體環(huán)境因子、微生物的種類數(shù)量等有關(guān)系。而4%餌料投喂率餌料系數(shù)最小，餌料的利用程度最高，有利于節(jié)約“飼料能源”。在本試驗(yàn)中8%餌料投喂率的平均增重量和平均體長都要好于其他各組，但餌料系數(shù)較高，8%餌料投喂率對于水體環(huán)境的破壞也最為嚴(yán)重，后續(xù)對于養(yǎng)殖尾水的處理也會(huì)有較大的投入，這種情況下，綜合平衡生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益4%餌料投喂率更具有優(yōu)勢。

研究不同餌料投喂率下養(yǎng)殖水體的水質(zhì)變化特性，對于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展具有重要作用。COD、TN、TP隨餌料投喂率的增加大體也呈現(xiàn)一個(gè)增加的趨勢，這反應(yīng)了餌料投喂率增大對水體水質(zhì)污染的事實(shí)。8月24號(hào)、9月2號(hào)和9月14號(hào)NO2--N、NO3--N隨餌料投喂率增加呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，而且6%和8%餌料投喂率相比其他組有急劇增加的趨勢，尤其是8%餌料投喂率，餌料投喂增多，氮元素在水中蓄積，影響了氮的循環(huán)系統(tǒng)，造成這兩種水質(zhì)指標(biāo)上升。NO2--N和NH3-N對水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物都有一定的毒性，在本試驗(yàn)中，在8月17號(hào)，8%、6%餌料投喂率NH3-N顯著高于其他各組，主要是由于飼料投喂過多導(dǎo)致的NH3-N含量增加，而且水體微生物和藻類的數(shù)量少，來不及反應(yīng)和分解水中的氮元素。8月24、9月2號(hào)各組之間氨氮含量差異均不顯著，可能的原因一方面，在夏季高溫時(shí)節(jié)羅非魚生長較快，高餌料投喂率羅非魚生長到一定程度，固氮作用要高于低餌料投喂率組，另一方面，高餌料投喂率組由于殘餌和羅非魚排泄物，導(dǎo)致水體中微生物和藻類的數(shù)量較多，也可以起到固氮和消耗氮素，而低餌料投喂率，餌料投喂少，水中微生物和藻類數(shù)量也少，對餌料和羅非魚排泄物的固氮和消耗氮素能力較低，綜合多方面的因素，產(chǎn)生了餌料投喂率較高但和低餌料投喂率氨氮含量差異不明顯的結(jié)果。9月14號(hào)，8%餌料投喂率氨氮含量明顯高于其他各組，原因是由于此時(shí)溫度開始下降，羅非魚的生長也已經(jīng)達(dá)到一定的限度，固氮作用下降，微生物和藻類繁殖能力和活性也開始下降。

3.2 不同餌料投喂率對六大類碳源代謝和AWCD的影響

在池塘養(yǎng)殖的水體中含有大量的養(yǎng)殖過程中的剩余溶解的營養(yǎng)物質(zhì)，而水產(chǎn)動(dòng)物對蛋白質(zhì)、糖類、酯類三大類營養(yǎng)物質(zhì)的利用率通常為蛋白質(zhì)最高，其次為糖類，最后是酯類，所以正常情況下看，水體中糖類及油脂類的碳源是相對較高的[16]。楊鶯鶯等[17]研究則表明在池塘水體環(huán)境中微生物群落利用較高的碳源類型為氨基酸類、酸類和糖類。曹煜成等[18]在羅非魚養(yǎng)殖池塘中水體微生物對碳源代謝的研究發(fā)現(xiàn)糖類的利用強(qiáng)度最高，酯類、氨基酸類次之，最低是次生代謝產(chǎn)物類。在本試驗(yàn)中，不同處理下的水體微生物均表現(xiàn)為對酯類碳源的利用最高。而1%餌料投喂率水體微生物對酸類利用排第二，其次為氨基酸類碳源；2%～ 8%餌料投喂率水體微生物碳源利用排第二的是氨基酸類碳源，排第三的碳源利用2%～ 8%餌料投喂率各不相同，這與楊鶯鶯、曹煜成、史磊磊所描述的部分相同。由于餌料投喂率逐漸增大，導(dǎo)致水體微生物對六大類碳源代謝利用各組之間相比有些許差異。但是可以說明的是不管高餌料投喂率還是低餌料投喂率羅非魚對油酯類的利用都較低，并且水體微生物對氨基酸類代謝活性從4%～ 8%呈逐漸增加趨勢，說明較高的餌料投喂率，導(dǎo)致水體中的蛋白質(zhì)含量增加，水體微生物中利用氨基酸類碳源的微生物增多。隨著餌料投喂率的增大，水體中營養(yǎng)物質(zhì)的差異改變了水體微生物群落的結(jié)構(gòu)，造成對不同碳源的利用程度上存在著差異。

AWCD隨著時(shí)間的變化可以用來反映微生物碳源代謝利用情況，能直觀的表達(dá)水體微生物群落代謝活性和最終到達(dá)程度，它提供了在相同碳源下不同微生物對碳源利用相比較的可能性[19]。不同餌料投喂率的AWCD隨培養(yǎng)時(shí)間呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，對比不同處理組的水體微生物碳源代利用強(qiáng)弱可以明顯看出48～ 96 h 8%餌料投喂率的水體微生物代謝利用明顯高于其他各組，由于營養(yǎng)物質(zhì)是微生物代謝的基礎(chǔ)[20]，在高餌料投喂率下，剩余的餌料、生物代謝產(chǎn)物、生物殘?bào)w等有機(jī)物含量較高，豐富的營養(yǎng)物質(zhì)使微生物的分解代謝活躍。香濃指數(shù)、豐富度指數(shù)分別反映水體微生物的多樣性和豐富度[21]，在72 h時(shí)，隨著餌料投喂率的增加，水體微生物多樣性有顯著變化，6%和8%餌料投喂率低于2%和4%餌料投喂率，豐富度大致呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，說明不同餌料投喂率對水環(huán)境中的微生物多樣性有顯著影響，2%和4%餌料投喂率的香濃指數(shù)較大，水體中的微生物種類較多，而8%餌料投喂率的微生物豐富度較高，水體中微生物的數(shù)量較多，但微生物種類數(shù)較少，并且這種趨勢會(huì)隨著投喂時(shí)間的延長而逐漸加劇。而在120～ 168 h 8%餌料投喂率的微生物碳源代謝活性開始下降，4%、6%餌料投喂率水體微生物碳源代謝活性開始逐漸接近和超過8%餌料投喂率的微生物碳源代謝活性，則表明8%餌料投喂率對微生物碳源代謝活性起到了抑制作用，原因是由于8%餌料投喂率的優(yōu)勢單一菌的數(shù)量較多，種類并不豐富，對碳源利用種類較少，在這種情況下往往會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖水體條件惡化。

3.3 不同餌料投喂率對31種碳源的代謝特征的影響

在池塘養(yǎng)殖水體中微生物群落對Biolog-ECO板上31種碳源的選擇及利用程度，可以間接的反映出水體微生物對不同種類碳源的代謝偏好，進(jìn)而更好的了解水體微生物群落的分解代謝特征[22]。在水體微生物群落代謝利用較高的碳源中，1%～ 4%餌料投喂率下水體微生物對L-天冬酰胺酸、D-甘露醇的利用值呈逐漸增加的趨勢，水體中蛋白質(zhì)的分解會(huì)產(chǎn)生L-天冬酰胺酸，進(jìn)一步被微生物利用，由于1%、2%餌料投喂率下餌料供給率低，羅非魚進(jìn)食不均，導(dǎo)致魚體差異較大，魚類也長期處于饑餓狀態(tài)，機(jī)體的正常發(fā)育受到限制[23]，在這種情況下也會(huì)導(dǎo)致飼料的浪費(fèi)，進(jìn)而導(dǎo)致水體中利用L-天冬酰胺酸的微生物增多，表現(xiàn)為對此類碳源的利用值提高。D-甘露醇是一種糖醇，廣泛存在于植物和藻類等生物體內(nèi)[24]，水體微生物對D-甘露醇代謝活性較高，可能是由于水體中產(chǎn)生D-甘露醇的藻類處于優(yōu)勢地位導(dǎo)致的。隨著餌料投喂率從4%增加到8%，水體微生物對β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸鹽、肝糖、D-纖維二糖、吐溫40、N-乙?；?D-葡萄胺等的利用率提高，并且AWCD值也較高，其中葡萄糖-1-磷酸鹽是羥基被磷酸替代的活化的葡萄糖，糖原、蔗糖合成的中間體，乳糖發(fā)酵的中間體，參與糖酵解和糖異生的過程[25]，水體微生物對葡萄糖-1-磷酸鹽代謝活性高，說明高餌料投喂率的水體中葡萄糖的發(fā)酵作用較強(qiáng)，能夠表明羅非魚攝食過程中剩有過多的殘餌，可能與水體中的酵母菌發(fā)酵分解有機(jī)質(zhì)造成此類碳源在水體中含量過高有關(guān)[26]；土溫40是被用來了解脂類微生物選擇培養(yǎng)基的原料之一[27]，隨餌料投喂率增加水體微生物對此類碳源的利用率有一定提高，但差異不明顯。N-乙?；?D-葡萄胺在胺類碳源中的利用率較高，并且從2%～ 8%餌料投喂率增加代謝活性逐漸增強(qiáng)，而N-乙酰基-D-葡萄胺具有組成幾丁質(zhì)、粘多糖、糖蛋白的單體之一的特性，同時(shí)也是細(xì)菌和大多數(shù)真菌的細(xì)胞壁組成成分[28]，是水體細(xì)菌生長的必要條件之一，高餌料投喂率水體中微生物對其利用率的提高，可反映出水體中有大量微生物繁殖。31種碳源中不利用的碳源(AWCD＜0.1)有2-羥基苯甲酸（又名水楊酸），這與Li等[29]研究發(fā)現(xiàn)在雜交鱧和大口黑鱸高產(chǎn)池塘養(yǎng)殖水體中微生物對2-羥基苯甲酸也未利用，與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致，說明不論是高餌料投喂率還是低餌料投喂率水體微生物都不能夠利用2-羥基苯甲酸，進(jìn)一步驗(yàn)證了在池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)中是不存在能夠利用2-羥基苯甲酸的微生物。由于水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，投喂或管理不到位，導(dǎo)致餌料得不到充分的利用，往往容易形成嚴(yán)重的水污染問題[30]。因此，在不同餌料投喂率尤其是高餌料投喂率下分析水體微生物對31種碳源的代謝特征利用率，可以作為篩選有針對性高效降解水體中碳源類物質(zhì)的重要參考，為健康養(yǎng)殖和微生物原位修復(fù)技術(shù)提供依據(jù)。

不同餌料投喂率水體微生物對糖類代謝差異的原因與水體環(huán)境因子有著緊密的聯(lián)系，田相利等[31]研究發(fā)現(xiàn)水體中微生物群落對碳源利用是存在選擇性偏好，并且這種偏好隨養(yǎng)殖時(shí)間和環(huán)境因子的變化而發(fā)生變化。圖6中微生物對31種碳源利用值與水質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性分析表明，水質(zhì)環(huán)境因子對水體微生物代謝31種碳源具有重要作用，COD、TN、TP、NH3-N對水體微生物代謝β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸鹽、甘氨酰-L-谷氨酸具有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，這3種糖類在4%～ 8%餌料投喂率下水體微生物代謝利用值呈上升的趨勢，分析其中原因，COD高低表征的是水體有機(jī)營養(yǎng)成分含量多少[32]，水產(chǎn)動(dòng)物的排泄和高餌料投喂率殘餌會(huì)造成水中N、P元素大量積累，進(jìn)而導(dǎo)致水中TN、TP含量上升，同時(shí)COD也會(huì)上升，結(jié)合圖1看趨勢大致是相同的，但NH3-N、NO2--N、NO3--N變化趨勢卻有所不同，這主要是由于它們在水中的變化較為復(fù)雜，NH3-N在水體中存在2種形式離子氨、非離子氨，并且兩者可以在水體中相互轉(zhuǎn)換[33]，NO2--N的硝化過程，NO3--N反硝化過程。N、P也是組成微生物細(xì)胞的主要元素，微生物代謝這些糖類物質(zhì)，勢必也會(huì)對水中N、P需求有所增加，因而COD、TN、TP、NH3-N表現(xiàn)為對微生物代謝3種糖類物質(zhì)起促進(jìn)作用。綜合來看，不同處理的餌料投喂率對整個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng)的微生物群落的組成產(chǎn)生了較大的影響。因此，通過調(diào)控餌料投喂率，進(jìn)而調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)，使水產(chǎn)養(yǎng)殖向健康養(yǎng)殖道路發(fā)展。

4 結(jié)論

對于養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控來講，餌料投喂率超過6%可能造成水質(zhì)的急劇變化，4%餌料投喂率餌料系數(shù)較低，水質(zhì)指標(biāo)NH3-N變化幅度較??；4%餌料投喂率養(yǎng)殖水環(huán)境更有利于羅非魚的生長；餌料投喂率從4%增加到8%，水體微生物對β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸鹽、肝糖、D-纖維二糖、吐溫40、N-乙酰基-D-葡萄胺等的利用率提高，其中β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸鹽、甘氨酰-L-谷氨酸等與主要水質(zhì)指標(biāo)，尤其是COD、TN、TP、NH3-N間具有較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。