碳氮比調(diào)節(jié)在對蝦養(yǎng)殖中的作用及優(yōu)化.pdf

1、目前隨著我國對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、工場化和集約化程度的發(fā)展，高密度的養(yǎng)殖模式使得養(yǎng)殖環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一，抵抗能力薄弱，長期使用的藥物也改變了對蝦腸道菌群的正常組成，導(dǎo)致了腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境的失調(diào)，同時使藥物在養(yǎng)殖生物體內(nèi)形成殘留。近年來應(yīng)用范圍越來越廣泛的碳氮比調(diào)節(jié)(C/N)和有益菌添加等技術(shù)已在對蝦養(yǎng)殖業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，不僅從根本上完善和優(yōu)化了養(yǎng)殖微生態(tài)系統(tǒng)，改善了水質(zhì)狀況，還可以降低餌料成本，提高對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量。但是C/N調(diào)節(jié)

2、技術(shù)對養(yǎng)殖環(huán)境中特定細(xì)菌種群和浮游動物的影響還有待研究，同時有益菌添加技術(shù)也面臨著有益菌不能長時間維持，很難形成優(yōu)勢菌種等諸多問題。因此本文主要針對以上問題設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
　　 本文主要研究了以下幾個方面內(nèi)容：1.C/N調(diào)節(jié)在凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)養(yǎng)殖中的作用，具體包括對水質(zhì)因子、對蝦產(chǎn)量、浮游動物、異養(yǎng)細(xì)菌和氮循環(huán)菌的影響；2.對蝦養(yǎng)殖環(huán)境中多種不同種類的細(xì)菌對環(huán)境C/N的響應(yīng)，以及有益菌對

3、有害菌的抑制作用，3.如何利用產(chǎn)纖維素酶細(xì)菌對植物纖維素的分解作用來優(yōu)化C/N調(diào)節(jié)技術(shù)，降低技術(shù)成本。作者期望通過本實(shí)驗(yàn)將C/N調(diào)節(jié)與有益菌添加兩種手段有效的結(jié)合在一起，通過向養(yǎng)殖水體中添加碳源來促進(jìn)養(yǎng)殖環(huán)境中有益菌的生長，從而降低有毒無機(jī)氮化合物的水平，抑制有害細(xì)菌的繁殖，并可以形成大量生物絮團(tuán)，為對蝦的生長提供良好的環(huán)境。本實(shí)驗(yàn)的主要研究結(jié)果如下：
　　 1.碳源添加在對蝦養(yǎng)殖中的作用
　　 本實(shí)驗(yàn)研究了在凡納濱對蝦

4、零換水養(yǎng)殖系統(tǒng)中通過添加碳源對水質(zhì)指標(biāo)、對蝦生長、浮游動物密度、環(huán)境C/N、水體和底質(zhì)中的總菌和氮循環(huán)菌密度等的影響。將蔗糖作為碳源向養(yǎng)殖環(huán)境中進(jìn)行添加，共分5個水平：理論碳源添加量(()CH=0.465×feed×(42％/30％))的0％、25％、50％、75％和100％。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過添加碳源，特別是75％和100％的理論碳源添加量可以在養(yǎng)殖后期有效的抑制氨氮(TAN)和亞硝氮(NO2-N)在水體中的積累(P<0.05)。

5、碳源添加對養(yǎng)殖水體中硝氮(NO3-N)、葉綠素a、COD和BOD的濃度水平?jīng)]有顯著的影響。此外碳源添加可以明顯提高水體中的C/N和總菌的密度水平(P<0.05)，但對于底質(zhì)中的C/N和總菌密度水平的影響不明顯。我們還發(fā)現(xiàn)通過添加碳源可以明顯影響水體和底質(zhì)中氮循環(huán)菌(亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌和反硝化細(xì)菌)的密度。碳源添加還可以明顯促進(jìn)浮游動物的生長(P<0.05)。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以得出結(jié)論：75％的理論碳源添加量最適于對蝦的生長，包括

6、提高產(chǎn)量、成活率和降低餌料系數(shù)。因此，向凡納濱對蝦零換水養(yǎng)殖系統(tǒng)中添加碳源可以有效的改善水質(zhì)，促進(jìn)細(xì)菌和浮游動物生長，進(jìn)而為對蝦生長提供有利的條件。
　　 2.對蝦養(yǎng)殖環(huán)境中細(xì)菌在C/N限制條件下的篩選和鑒定
　　 本實(shí)驗(yàn)從我國北部沿海地下水養(yǎng)殖環(huán)境，中部沿海和南部沿海的多種凡納濱對蝦養(yǎng)殖環(huán)境的水體和底質(zhì)中富集分離出多種細(xì)菌，并利用化學(xué)方法進(jìn)行了初步鑒定，共篩選出芽孢桿菌37株，乳酸菌42株，弧菌50株，亞硝酸細(xì)菌50株

7、，硝酸細(xì)菌60株，反硝化細(xì)菌10株。我們進(jìn)一步利用碳限制和氮限制兩種環(huán)境進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，篩選出對限定C/N條件響應(yīng)較明顯的菌株，并通過16S rDNA序列分析技術(shù)對其進(jìn)行了分析和鑒定，最終共得到每種細(xì)菌各4株，鑒定芽孢桿菌、乳酸菌、弧菌、亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌和反硝化細(xì)菌分別屬于芽孢桿菌屬、腸球菌屬、弧菌屬、亞硝化單胞菌屬、硝化桿菌屬和交替假單胞菌屬。本實(shí)驗(yàn)所篩選的多種菌株為下一步研究其對培養(yǎng)環(huán)境C/N的響應(yīng)和今后進(jìn)一步的工作奠定了基礎(chǔ)。<

8、br>　　 3.水體C/N對細(xì)菌生長及拮抗作用的影響
　　 本實(shí)驗(yàn)將從凡納濱對蝦養(yǎng)殖池塘中采集分離出的多株芽孢桿菌、乳酸菌、弧菌、亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌和反硝化細(xì)菌在不同水體C/N(2、5、10、15、20)的環(huán)境下進(jìn)行培養(yǎng)，研究養(yǎng)殖環(huán)境營養(yǎng)水平下六種細(xì)菌的生長，以及芽孢桿菌、乳酸菌和弧菌的競爭水平及細(xì)菌菌體C/N的變化。研究發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌在水體C/N=15時生長水平最好(密度最高為6.7x×107 cells/ml)，乳酸菌適

9、宜在較高的水體C/N下生長(水體C/N=10、15、20；密度最高為2.6x107cells/ml)，弧菌適宜在較低的水體C/N下生長(水體C/N=5、10；密度最高為5.1×107cells/ml)，亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌對C/N的響應(yīng)不明顯，反硝化細(xì)菌在水體C/N=10的環(huán)境中生長較好(密度最高為2.6×107cells/ml)。在芽孢桿菌與弧菌混合培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)水體C/N=10、15與20時，培養(yǎng)24 h時芽孢桿菌密度>2.5×1

10、07cells/ml，明顯高于弧菌密度(P<0.05)，且在培養(yǎng)基環(huán)境和模擬養(yǎng)殖環(huán)境中實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。在乳酸菌對弧菌的抑制實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)水體C/N=10與15時乳酸菌培養(yǎng)上清液對弧菌生長的抑制作用達(dá)到較高水平，抑菌圈直徑分別為3.2與3.1 cm，明顯高于其它處理組(P<0.05)。芽孢桿菌、乳酸菌與弧菌的菌體C/N均與水體C/N的變化成正相關(guān)，最低分別為5.41、3.92與5.44；最高分別為7.27、5.07與15.35。以上結(jié)果表明，較

11、高的水體C/N適合芽孢桿菌(水體C/N=15)和乳酸菌(水體C/N=10)的生長，較低的水體C/N適合弧菌(水體C/N=5或10)的生長，并且當(dāng)水體C/N較高時芽孢桿菌和乳酸菌可以明顯抑制弧菌的生長，并且在模擬養(yǎng)殖環(huán)境中芽孢桿菌對弧菌的抑制作用與培養(yǎng)基環(huán)境相似。因此向養(yǎng)殖水體中添加碳源，將水體的C/N提高至超過10的水平不僅可以促進(jìn)芽孢桿菌、乳酸菌和反硝化細(xì)菌的快速生長，同時還可以起到有效抑制弧菌繁殖的作用。
　　 4.產(chǎn)纖維素

12、酶細(xì)菌的篩選及其分解碳源能力的研究
　　 本實(shí)驗(yàn)從凡納濱對蝦的多種養(yǎng)殖環(huán)境(高密度高位池養(yǎng)殖池塘、添加甘蔗渣的高密度溫棚養(yǎng)殖池塘、粗放式養(yǎng)殖池塘)、生態(tài)凈水池以及排污池中富集分離出多株產(chǎn)纖維素酶細(xì)菌，并篩選出一株具有較全酶系和對纖維素具有較高分解能力的菌株GS-2。所篩選產(chǎn)纖維素酶細(xì)菌的剛果紅染色透明圈直徑及其與菌落直徑的比值范圍分別為12.3-41.7 mm和2.8-15.6，F(xiàn)PA、CMCase和β-葡萄糖苷酶的酶活力范圍分

13、別為2.30-8.03、2.34-7.43和2.03-34.98 U/ml；菌株GS-2的剛果紅染色透明圈直徑及其與菌落直徑的比值分別為41.7 mm和15.6，其FPA、CMCase和β-葡萄糖苷酶的酶活力分別為8.03，7.43和3.92U/ml，通過16S rDNA序列同源性比較確定其為短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)。菌株GS-2產(chǎn)酶最適的發(fā)酵液起始pH為8，最適溫度為30℃，最適培養(yǎng)時間為30 h，且適合在有氧

14、條件下進(jìn)行產(chǎn)酶代謝，在厭氧條件下產(chǎn)酶效率較低。菌株GS-2對微晶纖維素(Avicel)的分解效率最高，在培養(yǎng)基環(huán)境下可達(dá)到21.24％，其次為稻草和稻殼，同時該菌的分解Avicel的產(chǎn)物可以顯著提高環(huán)境的溶解態(tài)碳含量和水體C/N(217.33 mg/l；59.27)，并且能夠明顯促進(jìn)芽孢桿菌菌株Z5的生長。因此通過向養(yǎng)殖環(huán)境中投放產(chǎn)纖維素酶細(xì)菌與適合的天然纖維素底物，不僅可以實(shí)現(xiàn)其對底物的不斷分解，為養(yǎng)殖環(huán)境提供碳源，提高水體C/N，還