不同硝化細菌源對海水水族箱中氮轉化的影響

蔡景波，吳國豪，馬建忠，張穎茁

（浙江省海洋水產養殖研究所浙江省近岸水域生物資源開發和保護重點實驗室，浙江溫州 325005）

文獻著錄格式：蔡景波，吳國豪，馬建忠，等.不同硝化細菌源對海水水族箱中氮轉化的影響［J］.浙江農業科學，2016，57（3）：443-445.

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不同硝化細菌源對海水水族箱中氮轉化的影響

蔡景波，吳國豪，馬建忠，張穎茁

（浙江省海洋水產養殖研究所浙江省近岸水域生物資源開發和保護重點實驗室，浙江溫州 325005）

文獻著錄格式：蔡景波，吳國豪，馬建忠，等.不同硝化細菌源對海水水族箱中氮轉化的影響［J］.浙江農業科學，2016，57（3）：443-445.

摘 要：采用模擬海水水族箱，研究不同硝化細菌源（成熟濾料菌源、紅樹林區表層土壤、市售超級活性硝化細菌和城市污水處理廠活性污泥）對海水水族箱各形態氮的影響，通過定期測定水族箱中其含量變化來判定箱中硝化功能的成熟程度。結果表明，成熟濾料菌源構建的水族箱建立硝化功能的速率最快，僅需20 d，接種紅樹林區表層土壤、市售硝化菌和城市污水處理廠活性污泥建立硝化的時間分別需要22，26和36 d。

關鍵詞：硝化功能；海水水族箱；氮轉化；觀賞魚

隨著我國社會經濟的不斷發展，人民群眾物質文化需求越來越高，飼養海水觀賞魚作為一種休閑文化越來越普遍［1-2］。但目前海水觀賞魚存在著不易飼養、成活率低等問題，其最主要原因是海水生態系統在水族箱中不易模擬，海水水質不夠穩定［3］。生物膜是海水水族箱生態系統的核心組成部分，主要用于去除觀賞魚養殖過程中由于魚類排泄，殘餌、糞便的分解而產生的溶解態的有害無機物和有機物質。

海水觀賞水族箱，因其飼養環境特殊、養殖對象價值高等原因，生物膜的培養尤其重要［4］。因為硝化細菌在海水中生長較緩慢，所以新建水族箱形成成熟的生物膜所需時間較長，一般認為需要40～80 d［5］。而實際應用中，水族愛好者往往希望快速建立硝化功能。本文通過研究不同的硝化細菌源對氮轉化的影響來判定硝化功能建立的快慢，以期為新建海水觀賞水槽提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗裝置及環境條件

采用自制海水水族箱，水體體積20 L，由玻璃箱、控溫器和充氣裝置組成，選擇珊瑚砂作為基質，使用前充分沖洗并煮沸消毒。試驗海水來自浙江溫州洞頭海域。設置4個試驗組，將其依次編號為A，B，C，D，分別添加成熟濾料菌源、紅樹林區表層土壤、市售超級活性硝化細菌和城市污水處理廠活性污泥等4種硝化細菌源，對照組不添加硝化細菌，每組設2個重復。在試驗開始運行時，向5組處理中加入NH4C1，調節NH+4初始濃度至10 mg·L-1，試驗過程中利用自動控溫和充氣裝置保持水族箱溫度（25±1）℃，DO＞5 mg·L-1。

1.2硝化細菌源

分別從穩定運行的水族箱濾料、紅樹林區表層沉積物、市售硝化菌（法國科迪BIO DIGEST超級活性硝化細菌）、城市污水處理廠活性污泥中取得菌源。接入的硝化細菌數量相同。

1.3監測指標及方法

1.4試驗儀器

SEAL Auto Ana1yzer 3雙通道連續流動分析儀、YSI 556水質分析儀。

2　結果與分析

圖1　不同處理含量變化曲線

圖2　不同處理含量變化曲線

圖3　不同處理含量變化曲線

3　討論

水族箱的硝化功能建立與否可以通過測定水中不同形態氮濃度的時間變化來指示其過程。一般來說，當水中的濃度出現一個峰值后開始轉化為，就表明硝化功能開始建立［9］；當濃度持續增加并出現一個穩定峰值后，一個具備成熟硝化功能的水族箱就構建完畢。這個時間越短，說明這種方式構建的水族箱硝化功能建立越快，那么，這種掛膜方式就應該被推薦在水族箱開箱養水期時使用。

從本研究結果可以發現，不同硝化細菌源對海水水族箱中氮轉化中起著非常關鍵的作用，添加硝化細菌后水族箱氮轉化，即建立硝化功能的速率加快，同時不同硝化細菌源在相同試驗工況條件下構建海水水族箱硝化功能的能力也存在著一定的差異，這主要與硝化細菌的適應性有關。一般來說，新建的水族箱系統的環境條件越適合硝化細菌生長，建立硝化功能的時間越短。在本次試驗構建的海水水族箱中，成熟濾料菌源效果最好，建立硝化功能的時間為20 d，接種紅樹林區表層土壤、市售硝化菌和城市污水處理廠活性污泥的效果次之，分別為22，26和36 d。分析其可能的原因如下：

在環境條件已知的前提下，從已穩定運行的水族箱移植濾料已被證明是快而有效的方法［10］，有研究認為，接種成熟濾料可以加快在新建系統中引入適宜種類的細菌的速率，但系統中硝化作用的建立也需3～4周［11-12］，這與本研究的結論基本一致。

表層土壤含有數量龐大的異養菌、硝化菌，由于土壤菌群的環境較不穩定，因此，細菌本身的適應能力也較強。本試驗從海水紅樹林種植區選取表層土壤，其微生物菌群還具有適應鹽度的能力，雖在海水水族箱中的適應能力也較強，但這并不能保證所有地區的表層土壤均存在相同積極的作用。

市售的超級活性硝化細菌的生化作用一般需要適合該菌類的合適的理化條件。有學者認為，加入菌液或許可以加速系統硝化作用的建立，但同時也需提供適合所加細菌生長繁殖的理化條件。本試驗選取的法國科迪BIO DIGEST超級活性硝化細菌具有較強的適應性，在不易得到成熟的水族箱濾料的前提下，接種硝化細菌或許是一種很好的建立硝化功能的途徑。

城市污水處理廠活性污泥微生物菌群中含有一定量的硝化細菌，但適應性和豐度均不及表層土壤中的菌群，表現在其建立硝化功能的速度上不及后者。

本次試驗對照組中的天然海水也具有少量的硝化細菌，但這類硝化菌因數量較少，因而需要較長時間才能建立硝化作用。在本試驗中，其建立硝化作用的時間也最長。

綜上所述，成熟濾料菌源構建的水族箱建立硝化功能的速率最快，僅需20 d，其次是接種紅樹林區表層土壤、市售硝化菌和城市污水處理廠活性污泥，它們分別需要22，26和36 d。綜合各種因素，從穩定運行的海水水族缸中移植濾材可以快速建立新的海水水族缸的硝化功能，推薦在開缸時使用該方法，其次是市售超級活性硝化細菌。

參考文獻：

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［3］劉煒明，林榮澄，蔡立哲.海水觀賞水族缸中不同掛膜法對氮轉化的影響［J］.應用海洋學學報，2006，25（4）：521-525.

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［12］BOWER C R，TUNER D T.Acce1erated nitrification in new seawater cu1ture systems：effectiveness of commercia1 additives and seed media from estab1ished systems［J］.Aquacu1ture，1981，24：1-6.

（責任編輯：高 峻）

作者簡介：蔡景波（1983—），男，浙江蒼南人，碩士，工程師，主要從事海洋環境與生態方面的研究工作，E-mai1：jingbocai @163.com。

基金項目：溫州市水產增養殖技術創新團隊項目（C20120004-04）

收稿日期：2015-11-29

中圖分類號：S965.89

文獻標志碼：A

文章編號：0528-9017（2016）03-0443-03

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160349