一種原籍菌株微生態制劑對池塘工業化生態養殖系統水質的凈化效果

郭麗蕓 周國勤 王慶 茆建強 儲衛華

摘要：針對目前微生態制劑活菌難以在養殖池塘中成為優勢菌的問題，以池塘原籍細菌為出發菌株，研制而成一種高效有機質降解菌粉。為了解該菌粉在池塘工業化生態養殖系統中水質的凈化效果，選取3個池塘進行試驗，結果表明，池塘施用該菌粉后，溶解氧明顯升高，氨氮、亞硝態氮、總氮含量和化學需氧量都有明顯降低，水體pH值更加穩定，水質得到明顯改善。水質凈化效果在施用菌粉1周內最好，菌粉有效性可持續約3周，明顯長于市售微生態制劑。

關鍵詞：高效有機質降解菌粉;池塘工業化生態養殖系統;微生態制劑;水質凈化效果

中圖分類號： S182 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2019）23-0313-03

養殖水體中有機質及氨氮、亞硝氮等含量過高已成為制約水產養殖業發展的重要因素[1]。池塘工業化生態養殖系統采用集排污裝置及時將殘餌和魚糞吸出，該模式下有機質含量明顯低于普通池塘，魚類對飼料的轉化率也更高，因此具有廣闊應用前景[2-4]。目前，已有多個養殖品種在池塘工業化生態養殖系統養殖試驗中取得顯著經濟效益[5-7]。微生態制劑是目前普遍認為的一種高效生物修復方法，具有顯著改善水質的作用，其活菌能有效分解水體中的有機物質，減少氨氮、亞硝態氮等有害物質在水體中的含量[8-10]。但目前水產用微生態制劑活菌進入池塘后受水體各種環境因子的影響，往往不能迅速適應池塘環境成為優勢菌種，因而微生態制劑起效遲緩，且持續時間短。因此，采用池塘原籍細菌研發微生態制劑，成為近年來微生態制劑研發的主要方向。

本研究采用的高效有機質降解菌粉是在江蘇省各市不同底質和水質的鯽魚養殖塘口采樣后，對菌群結構進行分析，篩選出能高效降低水體有機質的原籍細菌作為出發菌株[11-12]并結合其他菌株復合研發而成。通過在南京市水產科學研究所祿口基地26.67 hm2、周崗基地 20 hm2 養殖水域中應用，發現該菌粉改善養殖塘水質效果顯著。現選取其中池塘條件相似的3個池塘工業化生態養殖系統對水質情況進行進一步研究，以期明確該菌粉對水質凈化的效果及其持續時間。

1 材料與方法

1.1 試驗池塘選擇

本研究在南京市水產科學研究所基地3個池塘工業化生態養殖系統中進行，1號塘為對照塘（CK），2號、3號塘為試驗塘。池塘工業化生態養殖系統示意見圖1，系統包括養殖區和凈化區，養殖區前端有推水設備，保證水體處于流動循環狀態，圖1箭頭為水流方向。養殖區后端有集排污設施對養殖魚類的糞便、殘餌進行收集和凈化處理。凈水區種有一定面積的水生植物或搭配一定的水生動物。養殖過程中無換水排水、根據池塘水體蒸發情況進行補水，保持水量。試驗期間，菌粉僅應用于2號、3號塘養殖區，其他養殖管理均相同。試驗于2019年5月17日開始，為期1個月。5月17日施用菌粉1次，每隔1周采樣進行水質分析。

1.2 菌粉

高效有機質降解菌粉為自主研發，通過在江蘇省各市不同底質和水質的鯽魚養殖塘口進行采樣，提取DNA后進行高通量測序，找出不同養殖環境中的共同優勢菌，分離得到能高效降解有機質的原籍細菌作為出發菌株發酵生產而成。產品為灰黃色粉末，主要成分為有機質降解菌，菌含量≥5×108 CFU/g。用量按說明書，用池水稀釋后全池潑灑。

1.3 水體環境因子的檢測分析

水質監測分析內容包括水溫、pH值、溶解氧、總氮含量、氨氮含量、亞硝態氮含量、化學需氧量。水溫、pH值、溶解氧采用美國哈希pH分析儀、溶解氧分析儀現場測量，其他理化指標在實驗室采用國標方法測定。

1.4 數據分析

采用Sigmaplot 12.0進行數據分析和圖表處理。

2 結果與分析

2.1 水體pH值的變化

試驗期間，3口池塘水體pH值的變化見表1，該指標為現場測量。pH值在施用菌粉后1周基本無明顯變化，2周后2號、3號2口試驗塘略有升高，差異明顯。第3、4周內pH值回落。試驗期間2號、3號塘的pH值標準差小于1號塘，說明施用菌粉后，試驗塘pH值變化幅度比對照塘更小，水體pH值更穩定。

2.2 水體溶解氧的變化

試驗期間水體溶解氧變化見表2，在試驗前，2號、3號試驗塘溶解氧分別為1號對照塘的96%和99%，差異不大。施用菌粉1周后，2號、3號試驗塘的水體溶解氧相比同期的1號對照塘均有升高，2周后約升高22%～25%。3周后溶解氧繼續升高，2號塘溶解氧約為對照塘的142%，3號塘為對照塘的153%。第4周溶解氧開始降低。

2.3 水體氨氮的變化

從圖2可以看出，在施用菌粉1周內，水體的氨氮即迅速降低，試驗塘氨氮由0.9～1.0 mg/L降低至0.2～0.3 mg/L，隨后1周降解速度減慢。第3周試驗塘氨氮降解速度較為平緩，相比對照塘其變化幅度較小，基本維持穩定趨勢。4周后試驗塘氨氮含量相對于第3周有所上升，但同期1號對照塘氨氮含量也有較大幅度上升，因此試驗塘氨氮含量的升高原因可能為菌粉效果降低，也可能是由于當天池塘工業化生態養殖系統集排污不及時，導致水體殘餌及魚類糞便較多，污染較重。但試驗塘總體水質仍優于對照塘。

2.4 水體亞硝態氮的變化

從圖3可以看出，試驗期間水體的亞硝態氮含量變化趨勢同氨氮基本相同，施用菌粉1周內2號、3號試驗塘亞硝態氮由 0.5～0.6 mg/L降低至0.2～0.3 mg/L，降低50%左右，隨后1周內亞硝態氮含量基本穩定。而1號對照塘在同期內亞硝態氮含量一直處于上升狀態。第3周試驗塘亞硝態氮降解仍較明顯。第4周3口塘亞硝態氮含量略有上升，與水體氨氮的變化趨勢一致。

2.5 水體總氮的變化

試驗期間總氮變化情況見圖4，施用菌粉1周后2號、3號試驗塘總氮含量由4.0～4.5 mg/L降低至2.0～2.5 mg/L，隨后1周降解速度變得較為平緩。第3周降低幅度仍較大。1號對照塘總氮含量變化不大，保持在3.5～4.0 mg/L左右。第4周3口塘總氮含量略有上升。