仿刺參飼用海泥資源質量評價的初步研究

宮 魁 王寶杰 劉 梅 蔣克勇 孫姝娟 邱楚雯 孟曉林 王 雷

(1.中國科學院海洋研究所，山東青島 266071；2.中國科學院研究生院，北京 100049)

目前在仿刺參育保苗生產中，大多是利用人工飼料或藻粉等搭配一定比例海泥作為仿刺參的飼料。海泥在仿刺參養殖中起著極其重要的作用。一般認為海泥中含有大量的有益藻類，如硅藻門的舟形藻等，還含有大量礦物質、腐殖質，這些物質都是仿刺參生長的良好餌料，此外，海泥還有增粗刺參腸道、促進餌料吸收、防止刺參拖便的功效，在刺參人工養殖中不可或缺（魏國重，2011）。隨著仿刺參養殖業集約化程度的不斷提高，仿刺參飼用海泥需求量迅速增加，但受資源、環境等因素的限制，其質量良莠不齊。更有甚者，有些市售海泥直接挖取在形態上相似的各種泥土，其中藻類、原生動物、橈足類、細菌類等含量極少，所以其配制出的飼料效果不夠理想（袁成玉，2005）。目前仿刺參生產大多應用新鮮海泥直接投喂，新鮮海泥雖然使用效果較好，但其規?；a受限，產量不能滿足生產的需求；另外，使用新鮮海泥帶入有害病原菌的隱患較大，并且長期盲目開采海泥也會對環境造成嚴重破壞。海泥開始成為限制海參苗種與養殖產業發展的潛在因素。隨著國家對環境保護的力度加大，傳統對自然海域海泥盜挖破壞式開采必將終止。選擇合適的海域，利用廢棄沉積物資源，規?；_發微粉海泥、兼顧環境保護是發展仿刺參健康養殖的必由之路。

本研究以青島某鹽場沉淀物為研究對象，測定海泥中總碳、總氮、C/N、有機物及6種培養微生物菌群的變化，通過與多種市售海泥及其他海區的海泥比較，探討開發鹽場廢棄沉積物的可行性，旨在保護海域生態環境，為開發潛在仿刺參飼用海泥資源提供參考，促進仿刺參產業健康可持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗樣品

采集青島某鹽場沉積區域海泥。市售海泥樣品分別取自山東榮成、乳山、即墨等地的飼料廠（均為超微粉碎，200目）；其它對照海泥取自山東長島縣的南長山、大黑山、小黑山等地（均為曝曬所得曬干海泥）。樣品采集及處理均根據GB/T 12763.6—2007《海洋調查規范》進行。本研究樣品編號如表1所示。

表1 海泥樣品編號

1.2 微生物采用平板計數法

培養溫度28℃，異養菌、弧菌、大腸桿菌、芽孢菌培養24 h計數，乳酸菌、酵母培養72 h計數；試驗所用MRS培養基、麥康凱瓊脂、平板計數瓊脂、TCBS瓊脂、高鹽察氏瓊脂均購自北京陸橋技術有限公司，2216E瓊脂購于青島海博生物技術有限公司。

1.3 總碳和總氮的測定

將柱狀樣沉積物樣品取適量放入燒杯中，加入適量濃度為1 mol/l的稀鹽酸反應24 h，除去碳酸鹽。然后反復用蒸餾水沖洗樣品至pH值為中性，而后將樣品烘干、研磨、100目過篩，取1 g左右，用元素分析儀(Vario MACRO型)測定總碳和總氮含量，并且計算總碳與總氮的比值(C/N)。

1.4 有機質含量的測定采用灼燒法進行

將烘干的樣品研磨后，稱取2～3 g于已烘干的陶瓷坩堝中，置于550℃馬福爐中灼燒5 h，取出冷卻，再次稱量，求前后的差值，即為有機質質量。有機質含量以有機質質量占干樣品的百分數來表示。

1.5 數據處理

采用SPSS 16.0軟件進行單因素方差分析，LSD多重比較，結果以平均值±標準誤表示。

2 結果與分析

2.1 海泥中總碳含量、總氮含量及C/N值（見圖1）

圖1 不同海域海泥及市售干粉海泥總碳、總氮及C/N比

圖1所示為各組海泥的總碳與總氮含量占海泥干重的比例及C/N比值。1#、2#、3#海泥總碳、總氮占干重比例相近，C/N比值相差不多；4#海泥總碳與總氮遠超其他各組；長島海域7#、8#、9#海泥C/N較高，其中7#與9#海泥C/N遠超其余各組；各組海泥C/N均大于8。

2.2 海泥中有機質含量（見圖2）

圖2 不同海域海泥及市售干粉海泥有機質含量

圖2所示為各組海泥中有機質含量占海泥干重的比例。1#、2#、3#海泥有機質含量有一定差距；但與市售海泥及長島海域海泥比較，僅低于4#海泥，高于其他各組。

2.3 鹽場不同取樣點、不同取樣斷面的微生物數量比較（見表2）

表2所示為青島某鹽場的不同取樣點、不同取樣斷面的微生物數量比較。結果表明，異養菌、弧菌、大腸桿菌、乳酸菌、芽孢菌與酵母菌落并未隨著深度的增加而出現規律性變化。

表2 青島某鹽場不同取樣點、不同取樣斷面的微生物數量（cfu/g干海泥）

2.4 不同工藝處理的海泥與市售干粉海泥細菌數量比較（見表3）

表3所示為不同工藝處理的鹽場海泥與市售干粉海泥細菌數量比較，經過干粉處理后的13#海泥，其有益菌乳酸菌、芽孢菌與酵母平板計數結果顯著高于市售海泥（除6#海泥的乳酸菌）。

表3 不同工藝處理鹽場海泥與市售干粉海泥細菌比較（cfu/g干海泥）

3 討論

仿刺參屬于雜食性底棲棘皮動物，在自然海域環境中，以沉積物中的有機物為營養，主要包括混在泥沙中的底棲硅藻、藍藻、細菌、原生動物及動、植物的有機碎屑等（周瑋，2008）。刺參科刺參屬的種類對食物的選擇更傾向于有機物含量高的顆粒和沉積物（王吉橋，2008）。因此，衡量海泥質量，有機質含量應該是重要指標。投喂仿刺參所用海泥有機質含量越高，表明其在仿刺參養殖中價值越大。在所取海泥樣品中，市售4#海泥有機質含量最高，據了解，其來源于海帶養殖區浮泥，故其有機質含量高，但其產量有限，不能量化生產。青島某鹽場海泥（1#、2#、3#）的有機質含量均高于市售（5#、6#）干粉海泥、長島海域海泥（7#、8#、9#）及青島市南區海域海泥（10#）有機質含量。目前，上述市售海泥與長島海域海泥都有比較好的養殖效果，并且獲得了認可。從有機質含量考慮，青島某鹽場海泥具有較高的開發價值。沿海灘涂沉積物有機質主要來源于陸生植物、海洋水生植物和浮游藻類。依據沉積物有機質C/N可以大體判斷有機質的來源是海洋自生還是外源輸入。藻類有機質中富含大量的蛋白質，纖維素的含量較低，其C/N在3～8之間；而脈管類陸生高等植物富含纖維素，蛋白質含量低，其C/N約為20，甚至更高。沉積物中有機質的C/N大于8，常常被認為是受到兩種物源的影響，沉積物中陸源有機質所占的比例越高，C/N就越大（倪兆奎，2011）。試驗中所測各組海泥C/N均高于8，表明其有機質來源廣泛；長島海域7#、8#、9#海泥有機質由C/N分析其主要來源于陸生高等植物；青島某鹽場海泥、市售海泥及青島海域海泥C/N相近，較長島海域海泥C/N值低，表明其有機質有更多部分來源海洋自生。值得注意的是，同一海區相同斷面有機質含量并不均一，已有研究發現，海洋初級生產力、底棲生物活動、沉積物的懸浮和再沉降等對表層沉積物有機質分布產生一定的影響（Mayer，1994）。在開發鹽場海泥過程中，需對相關區域有機質含量進行檢測，避免開發有機質含量過低的海泥。

研究發現，仿刺參消化管內容物中以顆粒大小不同的沙、泥、礫、貝殼片等為主體，其中不僅含有大量硅藻、海藻碎片、螺類及雙殼類的幼貝、橈足類、蝦蟹類的脫皮殼、大葉藻等，還含有眾多的原生動物和細菌；有資料證明，微生物是仿刺參的重要餌料（唐黎，2007）。飼料原料中的微生物群落特征是預防養殖動物疾病，維護水環境質量的重要指標。已有研究表明，養殖水體與飼料中細菌數量與水產動物疾病的發生有一定聯系。此外，水體中的某些細菌種類還被作為有益微生物廣泛用于水產養殖中，并且取得了較好的效果。研究海泥中細菌組成與分布規律，對飼用海泥的開發應用具有重要意義。自然海域中，仿刺參在攝食過程會將生物和沉積物一并吞入，海泥中微生物不可避免地會進入仿刺參消化道內，對仿刺參機體產生影響。異養菌作為分解者能降解各種類型有機物，其本身又是其他水生動物的營養源，在生態系統中占重要位置。同時，大部分條件致病菌都是異養菌，目前異養菌在水體中的數量分布，密切地影響水質的好壞和水生動物的健康，已成為養殖水體最常用檢測指標之一。而腸道及養殖環境中異養菌細菌數量增多，會導致養殖生物易得病，這也是養殖高峰季節最易發生水產病害的主要原因。因此，監控海泥中異養菌菌落數量，對控制仿刺參疾病的爆發具有一定意義。值得注意的是，經過曬干（12#）和干粉處理（13#）的青島某鹽場海泥異養菌總量顯著高于市售海泥，其對仿刺參的影響尚未可知，需要在后續養殖試驗過程中予以關注。弧菌是海洋中最常見的細菌類群之一。由于弧菌中的一些種類是水產養殖生物的條件致病菌，弧菌大量增殖會引發養殖生物患病、死亡。因此，在飼用海泥中監測弧菌等條件致病菌的生態分布，可預防水產病害的發生。大腸桿菌群是水產養殖動物致病菌，其指數和總量也是有關部門對養殖動物安全、養殖海域環境狀況評估及污染情況評價的重要指標。監控飼用海泥中大腸桿菌的菌落變化，不僅有利于控制養殖仿刺參疾病的爆發，還可防止養殖環境與商品參大腸桿菌超標。通過對鹽場沉積海泥弧菌與大腸桿菌檢測發現，不同取樣點菌落會出現差異，相同取樣點不同取樣深度菌落也會出現差異。因此，需要在開發過程中，嚴格檢測上述有害菌群，防止開采有害菌群嚴重超標的海泥區域。乳酸菌、芽孢菌與酵母均是非常重要的益生菌，目前都已在水產養殖業中有所應用。大量研究發現，上述三類有益菌不僅改善養殖水域環境，還可以增強養殖對象的機體免疫力，減少病害的發生。本研究發現，經過干粉處理（13#）的青島某鹽場沉積海泥乳酸菌、芽孢菌與酵母均顯著高于市售海泥產品（除6#海泥的乳酸菌），由此推測該海域情況良好，受污染程度較小，故有益菌菌落高于市售海泥。在污染物質含量少，有益菌含量高的海域開采飼用海泥，會有更為良好的養殖效果。

除營養指標外，飼用海泥的安全性至關重要，將影響到產品本身的安全性以及水產品安全等。根據近幾年青島市海洋與漁業局發布的《青島市海洋環境公報》，對膠州灣的沉積物狀況等進行了全面分析，主要結論如下：膠州灣沉積物質量總體良好，除個別站位石油類含量超第一類海洋沉積物質量標準外（符合第二類標準），其余指標均符合第一類海洋沉積物質量標準。根據對養殖貝類的監測結果，貝類體內總汞、鉛、鎘、石油烴和“六六六”的殘留水平均符合第一類海洋生物質量標準，說明膠州灣底質對養殖生物和食用安全性是有保障的。膠州灣沉積物就其安全性而言，是可靠的，故本研究未對海泥有機烴及重金屬含量進行探討。

4 結論

文中對青島某鹽場沉積海泥的總氮、總碳、有機質含量進行了測定，同時對其異養菌群、弧菌、大腸桿菌、乳酸菌、芽孢菌、酵母菌群進行初步調查，通過與市售海泥及長島海域海泥的比較，對總氮、總碳、有機質含量及微生物群影響海泥質量的程度作出初步評價。初步研究認為，青島某鹽場沉積海泥，在總氮、總碳及有機質指標顯著高于部分市售海泥；經過適當加工處理的海泥，其部分微生物指標與市售海泥有所差異，其有益菌顯著高于市售海泥。綜上所述，該沉積海泥具有應用于仿刺參飼料的潛在價值，但具體養殖效果，有待試驗證實。