对虾精养池塘碳、氮和异养细菌含量的变化及其相关性研究 - 水产前沿网

摘要: 文章调查了广东省汕尾市红海湾对虾精养池塘水体中不同形式的碳(C) 、氮(N) 和异养细菌含量的变化，并分析C 和N 对异养细菌的影响，以期为养殖过程合理调控水质环境提供理论数据。结果发现，池塘中不同形式的ρ(C) 在养殖前、中期逐渐升高并达到最大值，中、后期缓慢下降趋于稳定，ρ(N) 在养殖前、中期较低，后期升高并达到最大值; 异养细菌数在养殖中期的第56 天和养殖后期的第98 天出现2 个高峰，养殖第70 天出现低谷。异养细菌数与总无机碳(TIC) 和总碳(TC) 呈现极显著正相关关系; 养殖中、后期异养细菌数与C/N(TOC/TN) 呈极显著负相关关系。结果表明，养殖中、后期水体中C(主要是有机碳) 成为影响异养细菌繁殖的限制性因素，适当添加C 源可以促进异养细菌繁殖，吸收转化无机氮，从而达到降低水体中无机氮浓度、提高物质循环利用效率的作用。

在对虾养殖池塘生态系统中，异养细菌既是物质和能量的贮存者，又是分解者，在物质循环和有机物质分解等方面发挥着重要的作用，其数量直接或间接地反映生态系统的代谢情况。作为异养细菌生长基质的营养物质，尤其是碳(C) 和氮(N) 含量对异养细菌生长和有机物质分解有重要影响，所以研究虾池生态系统中C、N 与异养细菌含量变化及其相关性具有重要意义。赵卫红等［1，2］、王年斌等［3］和刘国才等［4］分别在实验室和养殖生产条件下调查了对虾养殖系统中各种形态的无机氮、有机氮、胶体有机碳、溶解有机碳和颗粒有机碳的动态变化; 国内外学者对虾池水体和底质中细菌含量的变化情况报道较多［5 － 7］; 也有一些关于养殖池塘中C、N 与细菌含量关系的研究报道，如梅志平和施正峰［8］研究发现，向养鱼池水体中添加有机碳促进了细菌生长和细菌对无机氮的吸收。有国外学者研究认为，养殖水体中随着C /N 的提高，异养细菌含量会显著升高; 也有人认为C /N 是水产养殖系统中的一个控制性因素［9 －10］。

虾精养池塘———高位池是一种集约化程度高、养殖效益好的对虾养殖模式，近年来在中国南方发展迅速。但因其养殖密度高和环境负荷大的特点，养殖过程生态环境的调控尤为重要。文章通过对养殖过程进行定期采样分析，旨在了解对虾精养池塘水体中不同存在形式的C、N 和异养细菌含量的变动规律，分析C、N 与异养细菌含量的关系，以期为指导对虾精养池塘水质环境调控提供一些理论数据。

试验于2008 年4 月至8 月在广东省汕尾市红海湾田乾镇东洲鸿泰养殖场进行。选取3 口铺地膜海水高位池，每个池塘面积均为0. 43 hm2，水深1. 8 ～ 2. 3 m，配备4 台水车式和2 台射流式增氧机，同时底部铺设管道式增氧系统。2008 年4 月9日投放凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) 虾苗，密度135 × 104 尾·hm － 2，2008 年7 月29 日收获。养殖基本措施为放苗前进行池塘清洗和消毒，养殖用水经沙滤井过滤后消毒使用，养殖全程使用芽孢杆菌、乳酸杆菌、光合细菌和浮游微藻营养素等调节水环境，养殖前期基本不换水，中期添水，中、后期少量排污换水，每7 ～ 10 d 换水5%，保持水深1. 8 ～ 2. 3 m，全程投喂配合饲料。养殖过程主要水质指标分别为盐度17 ～ 37，水温23. 2 ～ 32. 3 ℃，pH 7. 21 ～ 9. 37，溶解氧(DO) 3. 48 ～ 15. 5 mg·L－1。

放苗养殖28 d，养殖情况基本稳定，开始采集水样，以后每14 d 采集1 次。上午9: 00 用柱状采水器在池塘四角及中央各定量采集水样2 L，混合待用。取混合水样1 L，冷藏带回实验室用于检测相关水质指标。用灭菌的三角瓶取混合水样150mL左右，冷藏带回实验室用于异养细菌含量检测。现场采用PHB-1 型便携式pH 计测定pH，ThermoOrion 型号810 便携式溶氧仪测定DO 和水温，型号WYY-Ⅱ便携式折射盐度计测量盐度。

水质分析按照GB 17378. 4-2007 进行。氨氮(NH4-N) 用次溴酸盐氧化法，硝酸盐氮(NO3-N) 用锌-镉还原法，亚硝酸盐氮(NO2-N) 用萘乙二胺分光光度法，总氮(TN) 用过硫酸钾氧化法，总有机碳(TOC) 、总无机碳(TIC) 和总碳(TC) 用非色散近红外光度法测定。总无机氮(TIN) 为NH4-N、NO3-N 和NO2-N 之和。

3 个池塘水体的ρ(TOC) 随着时间增加呈现先上升后下降的趋势，在养殖前期升至最高，随着养殖的进行逐渐下降并且趋于平缓(图1) 。1# 池ρ(TOC) 最大值为15. 90 mg·L－1，最小值为7. 82 mg·L－1，平均为11. 00 mg·L－1 ; 2#池ρ(TOC) 最大值为17. 10 mg·L－1，最小值为8. 81mg·L－1，平均为11. 94 mg·L－1 ; 3# 池ρ(TOC) 最大值为24. 60 mg·L－1，最小值为7. 78 mg·L－1，平均为13. 59 mg·L－1。3 个池塘水体的ρ(TIC) 在养殖前56 d 逐渐升高，中、后期基本保持稳定(图1) 。1# 池ρ(TIC)最大值为26. 12 mg·L－1，最小值为12. 87 mg·L－1，平均为17. 71 mg·L－1 ; 2#池ρ(TIC) 最大值为30. 3mg·L－1，最小值为11. 66mg·L－1，平均为18. 46mg·L－1 ; 3# 池ρ(TIC) 最大值为15. 69 mg·L－1，最小值为5. 64 mg·L－1，平均为12. 08 mg·L－1。TC 为TOC 与TIC 之和，整体呈现先升高后下降至平稳的趋势，ρ(TC) 最大值为46. 70 mg·L－1，最小值为13. 42 mg·L－1，平均为28. 26 mg·L－1。

3 个池塘水体的ρ(TIN) 在养殖前70 d 一直处于较低水平，之后开始上升，养殖第84 天以后快速升高，在第112 天达到最大值(图1) 。1# 池ρ(TIN) 最大值为5. 832 mg·L－1，最小值为0. 061 mg·L－1，平均为1. 166 mg·L－1 ; 2#池ρ(TIN) 最大值为4. 152 mg·L－1，最小值为0. 084 mg·L－1，平均为0. 906 mg·L－1 ; 3#池ρ(TIN) 最大值为5. 980 mg·L－1，最小值为0. 098 mg·L－1，平均为1. 702 mg·L－1。3 个池塘水体的ρ(TN) 在养殖前56 d，1# 池ρ(TN) 呈现下降的变化趋势，2# 和3# 池则呈相反的变化; 养殖第56 天以后3 个池塘ρ(TN) 一直处于升高的趋势，第98 天时各池塘ρ(TN) 升至最高，随后迅速下降(图1) 。1# 池ρ(TN) 最大值为9. 96mg·L－1，最小值为4. 46 mg·L－1，平均为6. 28 mg·L－1 ; 2#池ρ(TN) 最大值为8. 84 mg·L－1，最小值为5. 08 mg·L－1，平均为6. 51 mg·L－1 ; 3#池ρ(TN) 最大值为9. 11 mg·L－1，最小值为3. 76 mg·L－1，平均为5. 84 mg·L－1。

从整个养殖过程来看，3 个池塘水体异养细菌含量变化较一致(图1) ，在养殖第56 天和第98 天出现2 个高峰，养殖第70 天出现低谷。1# 池异养菌数最大值为1. 39 × 106 cfu·mL－1，最小值为9. 70× 104 cfu·mL－1，平均为6. 79 × 105 cfu·mL－1 ; 2#池异养菌数最大值为1. 01 × 106 cfu·mL－1，最小值为5. 45 × 104 cfu·mL－1，平均为5. 15 × 105 cfu·mL－1 ;3#池异养菌数最大值为1. 08 × 106 cfu·mL－1，最小值为1. 35 × 104 cfu·mL－1，平均为4. 84 × 105 cfu·mL－1。

通过统计软件分析得出，养殖过程中池塘水体异养细菌含量与ρ(TIC) 和ρ(TC) 均呈现极显著正相关关系，回归方程分别为y = (4. 84x － 22. 04) ×104 (R = 0. 595，n = 21，P = 0. 004 ＜ 0. 01) 和y =(4. 01x － 57. 39 ) × 104 (R = 0. 637，n = 21，P =0. 002 ＜ 0. 01) ; 与ρ(TOC) 和ρ(TN) 均呈正相关性(P 分别为0. 187 和0. 130) ，与ρ(TIN) 呈负相关性(P = 0. 562) ，但与ρ(TOC) 、ρ(TN) 和ρ(TIN) 的相关关系都不显著(P ＞ 0. 05) 。分析结果说明池塘水体中ρ(C) 对异养细菌的繁殖具有重要影响。

因为细菌主要利用水体中的有机碳用于自身的生长、繁殖，所以池塘水体中的C /N 用TOC /TN表示。3 个池塘水体C /N 的变化随着养殖时间的增加呈现先上升后下降的趋势(图2) 。1# 池在第42天达到最大值2. 86，2#池和3# 池在第56 天达到最大值，分别为3. 16 和4. 47，在第98 天时3 个池塘的C /N 都下降至养殖周期的最低值1. 00 ～ 1. 20，随后有所回升，在养殖末期的第112 天时，3 个池塘的C /N 都为1. 83 左右。

养殖前70 d 异养细菌数随着C /N 的增加呈先上升后下降的趋势，两者呈现正相关关系但不显著，回归方程为y = (1. 78x + 1. 11 ) × 105 (R =0. 332，n = 12，P = 0. 292 ＞ 0. 05) ; 养殖中、后期异养细菌数随着C /N 的增加而下降，两者呈现极显著负相关关系，回归方程为y = (－ 4. 71x +12. 59) × 105 (R = － 0. 712，n = 12，P = 0. 009 ＜0. 01) 。以上分析表明，细菌的生长和繁殖等生理活动不仅受其所需各种营养元素如C、N 含量的影响，也受各种营养元素含量相对比例的制约。有学者也认为各种营养元素含量相对比例能够改变异养细菌对有机物质的分解能力［11］。

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