淡水養(yǎng)殖中復合菌群組配的水質改良劑的篩選

王 震，陳 薇，高書鋒，劉 標，尹紅梅，賀月林

（湖南省微生物研究院，湖南 長沙410009）

目前，微生物制劑在淡水養(yǎng)殖上的應用趨向多菌株復合使用，目的是使具有不同改良功能的菌株能共同發(fā)揮氨化、硝化等作用[1]，取長補短，以便更好地降解池塘污染物。單一微生物菌劑對淡水養(yǎng)殖污染物的降解效果并不理想[2]，原因是單一微生物菌劑很難在不斷變化的養(yǎng)殖環(huán)境中始終保持其競爭優(yōu)勢。而復合微生物制劑中的各種菌株通過相互作用，可以隨水體環(huán)境的變化，適當地調整菌群結構及組成，保持菌群動態(tài)活性，持續(xù)發(fā)揮水體改良功效[3-4]。試驗根據不同菌株的降解率與降解底物的差異能動性構建菌群，通過檢測水體環(huán)境中的化學耗氧量（COD）、氨態(tài)氮（NH4-N）、亞硝態(tài)氮（NO2-N）和溶解氧等指標，以期篩選出高效混合菌群。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013年5月在岳陽市臨湘黃蓋湖千畝養(yǎng)殖魚塘進行，試驗菌株有芽孢桿菌C1和C5，酵母菌JM14和AT，枯草芽孢桿菌N419，假單胞菌53，所有試驗菌株均為實驗室分離鑒定保存。芽孢桿菌培養(yǎng)基：蛋白胨10 g，NaCl5g，牛肉膏3g，蒸餾水1 000m L，pH 7.0。酵母菌培養(yǎng)基：葡萄糖1 g，KCl 1.8 g，酵母浸膏2.5 g，醋酸鈉8.2 g，瓊脂20g，蒸餾水1000m L。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌株選擇和菌群構建 前期試驗結果表明：芽孢桿菌C1、C5對COD降解效果好；酵母菌JM14、AT對NH4-N去除效果好，且能提供蛋白質、維生素和刺激有益菌生長；枯草芽孢桿菌N419和假單胞菌53對亞硝酸鹽消減能力強。根據上述菌株降解底物和降解效率差異能動構建不同菌群，具體見表1。每組菌群各菌種發(fā)酵液濃度調成1.0×108 cfu/m L，然后按體積比1︰1︰1混合均勻。

表1 菌群構建Table 1 Construction of microflora

1.2.2 室內養(yǎng)殖試驗設計 在自然光照、人工通氣條件（具體參數）下于玻璃魚缸內放養(yǎng)30尾羅非魚，每日定時投加人工飼料，取魚缸廢水作為試驗用水。水質初始情況：COD 162.75mg/L；NH4-N 12.05mg/L；NO2-N 5.33 mg/L；溶解氧4.32mg/L；pH值8.2。試驗設9個處理，處理1～8分別取2 000m L養(yǎng)殖廢水按表1添加1～8菌群，處理9為空白對照（CK），取1500m L廢水不添加任何菌液。待試驗15 d，取試驗水樣檢測COD、NH4-N、NO2-N及溶解氧的含量。每個試驗組設3次重復，試驗結果取3次重復的平均值。

1.2.3 室外養(yǎng)殖試驗設計 該試驗在岳陽市臨湘黃蓋湖千畝魚塘養(yǎng)殖場進行，試驗設4個處理。處理A：在魚塘中添加菌群3制劑（53︰JM14︰C1=1︰1︰1，質量比，下同）；處理B，在魚塘中添加菌群6制劑（N419︰AT︰C5=1︰1︰1）；處理C：在魚塘中添加菌群8制劑（N419︰JM14︰C5=1︰1︰1）；處理D（CK）：魚塘中不添加任何水質改良菌制劑。各處理水質改良菌制劑的添加量均為1m L/L，按水塘容水體積計算用量，然后均勻潑灑；所有試驗組不添加抗生素和其它藥物，按照常規(guī)方法進行養(yǎng)殖管理。其中，各菌株發(fā)酵液活菌濃度≥1×108CFU/m L。添加水質改良菌制劑后，每3 d取樣帶回實驗室測定各試驗組的COD、NH4-N、及NO2-N濃度。每個處理設3個取樣點（在每口魚塘的東南至西北方向取3個點A、B、C，其中B點為魚塘的中心點，A和C點均位于B點到對角的中點位置），最后的結果取3點的平均值。試驗當天計為0 d，試驗周期15 d。

2 結果與分析

2.1 不同水質改良劑對室內養(yǎng)殖廢水不同指標的影響效果

由表2可知，與對照相比，各菌群對養(yǎng)殖廢水COD均有不同程度降解效果，菌群8、菌群6和菌群3對養(yǎng)殖廢水COD的降解效果較好，降解率分別為92.67%、88.48%和84.80%；各菌群對養(yǎng)殖廢水的NH4-N均有不同程度消減效果，菌群6、菌群8和菌群3對養(yǎng)殖廢水NH4-N的降解效果較好，降解率分別為86.39%、84.07%和72.37%；各菌群對養(yǎng)殖廢水的NO2-N均有不同程度消減效果，菌群3、菌群8和菌群6對養(yǎng)殖廢水NO2-N的降解效果較好，降解率分別為91.37%、88.18%和84.80%；各菌群對養(yǎng)殖廢水的溶解氧均有不同程度的增加效果，菌群6、菌群3和菌群8對養(yǎng)殖廢水溶解氧的降解效果較好，降解率分別為44.44%、40.97%和35.42%。

上述結果表明，菌群3、菌群6和菌群8的組合對養(yǎng)殖廢水的凈化能力較強，水質改良效果較好。

2.2 不同水質改良劑對室外養(yǎng)殖廢水COD的影響效果

表2 不同水質改良劑處理15 d后對室內養(yǎng)殖廢水不同指標的影響效果Table 2 The effect of different purifying agents on different index of indoor breeding wastewater after treated 15 days

由表3可知，處理A～C的水質改良劑對養(yǎng)殖廢水COD的降解率分別比對照組的高62.8、67.9、75.7個百分點。不同水質改良劑處理3 d時，各處理養(yǎng)殖廢水的COD濃度差異不大；處理第6、9、12、15 d時，處理C（菌群8）的養(yǎng)殖廢水COD濃度明顯低于其他兩種菌群處理，分別比處理A和處理B的低為14.2和9.6、23.3和25.1、14.8和25.2、7.4和4.5mg/L，其降解率也分別比處理A和處理B的高12.9和7.8個百分點。這說明3種菌群中以菌群8對水體COD的降解效果最好。

2.3 不同水質改良劑對室外養(yǎng)殖廢水NH4-N的影響效果

由表4可知，處理A～C的水質改良劑對養(yǎng)殖廢水NH4-N的消減率分別比對照組的高76.3、67.2、89.4個百分點。不同水質改良劑處理3 d時，處理A（菌群3）和處理C（菌群8）的NH4-N濃度低于處理B（菌群6）；處理第6、9、12、15時，處理C的NH4-N濃度分別比處理A和處理B低0.55和0.42、0.29和0.94、0.26和0.66、0.36和0.61mg/L，其降解率也分別比處理A和處理B的高13.1和22.2個百分點。這說明3種菌群中以菌群8對水體NH4-N的消減效果最好。

2.4 不同水質改良劑對室外養(yǎng)殖廢水NO2-N的影響效果

由表5可知，處理A～C的水質改良劑對養(yǎng)殖廢水NO2-N的降解率分別比對照組高40.8、57.1、65.3個百分點。不同水質改良劑處理3 d時，各處理養(yǎng)殖廢水的NO2-N濃度差異不大；處理第6、9、12、15天時，處理C的NO2-N濃度分別比處理A和處理B低0.07和0.15、0.09和0.14、0.11和0.14、0.12和0.04mg/L，其降解率也分別比處理A和處理B的高24.5和8.2個百分點。這說明菌群8對水體NO2-N的降解效果最好。

表3 水質改良劑對COD的降解效果Table 3 The effect of purifying agent on COD degradation

表4 水質改良劑對NH4-N的消減效果Table 4 The effect of purifying agent on NH4-N reduction

表5 水質改良劑對NO2-N的消減效果Table 5 The effect of purifying agent on NO2-N reduction

2.5 不同水質改良劑對室外養(yǎng)殖廢水溶解氧的影響效果

由表6可知，處理A～C的水質改良劑對養(yǎng)殖廢水溶解氧濃度的提升率分別比對照組的高7.1、3.48、22.4個百分點。處理第12和15 d時，處理A（菌群3）和處理B（菌群6）的溶解氧濃度才高于對照，而處理C（菌群8）的溶解氧濃度從處理的第6天起就高于對照，處理15 d后，處理C的溶解氧濃度分別比處理A和處理B高0.80和0.99mg/L，其提升率也分別比處理A和處理B的高15.30和18.92個百分點。這說明3種菌群中以菌群8對水體溶解氧的提升效果最好。

3 討論

不同菌群對實驗室養(yǎng)殖廢水不同指標的影響效果表明：菌群3（53、JM14、C1組合）、菌群6（N419、AT、C5組合）和菌群8（N419、JM14、C5組合）的組合比較合理，對養(yǎng)殖廢水的凈化能力較強，水質改良效果較好；其對COD的降解率分別達到了84.80%、88.48%和92.67%，對NH4-N的消減率分別達72.37%、86.39%、84.07%，對NO2-N的消減率分別達91.37%、84.80%和88.18%，對溶解氧的提升率分別達40.97%、44.44%和35.42%。

表6 水質改良菌制劑對溶解氧的提升效果Table 6 The promotion effect of purifying agent on dissolved oxygen

不同菌群水質改良劑現場試驗對養(yǎng)殖廢水不同指標的影響效果表明：與對照相比，菌群3、菌群6和菌群8對養(yǎng)殖水質均有一定的改良效果，其中以菌群8的改良效果最好，處理15 d時，COD降解率達到92.6%，NH4-N消減率達到94.5%，NO2-N消減率達到81.6%，溶解氧提升22.80%。這可能與該菌群由N419、JM14、C5三種菌組合配制，含大量的芽孢菌和酵母菌，活菌數高，胞外酶活性強和芽孢形成率高有關[5-6]。

新的養(yǎng)殖水體環(huán)境中，影響菌群動態(tài)消長的因素較為復雜，菌群在養(yǎng)殖水體環(huán)境中的定殖與繁殖需要一個過程，對COD、NH4-N、NO2-N的降解和消解也需要一個過程[7-8]。因此，試驗跟蹤檢測了養(yǎng)殖水體中添加不同菌群后0、3、6、9和15 d時，養(yǎng)殖廢水各指標的動態(tài)效果，為進一步開發(fā)和應用水質改良劑提供依據。

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