不同硝化細(xì)菌源對(duì)海水水族箱中氮轉(zhuǎn)化的影響

蔡景波，吳國(guó)豪，馬建忠，張穎茁

（浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所浙江省近岸水域生物資源開(kāi)發(fā)和保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江溫州 325005）

文獻(xiàn)著錄格式：蔡景波，吳國(guó)豪，馬建忠，等.不同硝化細(xì)菌源對(duì)海水水族箱中氮轉(zhuǎn)化的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（3）：443-445.

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不同硝化細(xì)菌源對(duì)海水水族箱中氮轉(zhuǎn)化的影響

蔡景波，吳國(guó)豪，馬建忠，張穎茁

（浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所浙江省近岸水域生物資源開(kāi)發(fā)和保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江溫州 325005）

文獻(xiàn)著錄格式：蔡景波，吳國(guó)豪，馬建忠，等.不同硝化細(xì)菌源對(duì)海水水族箱中氮轉(zhuǎn)化的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（3）：443-445.

摘 要：采用模擬海水水族箱，研究不同硝化細(xì)菌源（成熟濾料菌源、紅樹(shù)林區(qū)表層土壤、市售超級(jí)活性硝化細(xì)菌和城市污水處理廠活性污泥）對(duì)海水水族箱各形態(tài)氮的影響，通過(guò)定期測(cè)定水族箱中其含量變化來(lái)判定箱中硝化功能的成熟程度。結(jié)果表明，成熟濾料菌源構(gòu)建的水族箱建立硝化功能的速率最快，僅需20 d，接種紅樹(shù)林區(qū)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(shí)間分別需要22，26和36 d。

關(guān)鍵詞：硝化功能；海水水族箱；氮轉(zhuǎn)化；觀賞魚

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民群眾物質(zhì)文化需求越來(lái)越高，飼養(yǎng)海水觀賞魚作為一種休閑文化越來(lái)越普遍［1-2］。但目前海水觀賞魚存在著不易飼養(yǎng)、成活率低等問(wèn)題，其最主要原因是海水生態(tài)系統(tǒng)在水族箱中不易模擬，海水水質(zhì)不夠穩(wěn)定［3］。生物膜是海水水族箱生態(tài)系統(tǒng)的核心組成部分，主要用于去除觀賞魚養(yǎng)殖過(guò)程中由于魚類排泄，殘餌、糞便的分解而產(chǎn)生的溶解態(tài)的有害無(wú)機(jī)物和有機(jī)物質(zhì)。

海水觀賞水族箱，因其飼養(yǎng)環(huán)境特殊、養(yǎng)殖對(duì)象價(jià)值高等原因，生物膜的培養(yǎng)尤其重要［4］。因?yàn)橄趸?xì)菌在海水中生長(zhǎng)較緩慢，所以新建水族箱形成成熟的生物膜所需時(shí)間較長(zhǎng)，一般認(rèn)為需要40～80 d［5］。而實(shí)際應(yīng)用中，水族愛(ài)好者往往希望快速建立硝化功能。本文通過(guò)研究不同的硝化細(xì)菌源對(duì)氮轉(zhuǎn)化的影響來(lái)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(yàn)裝置及環(huán)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(zhì)，使用前充分沖洗并煮沸消毒。試驗(yàn)海水來(lái)自浙江溫州洞頭海域。設(shè)置4個(gè)試驗(yàn)組，將其依次編號(hào)為A，B，C，D，分別添加成熟濾料菌源、紅樹(shù)林區(qū)表層土壤、市售超級(jí)活性硝化細(xì)菌和城市污水處理廠活性污泥等4種硝化細(xì)菌源，對(duì)照組不添加硝化細(xì)菌，每組設(shè)2個(gè)重復(fù)。在試驗(yàn)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，向5組處理中加入NH4C1，調(diào)節(jié)NH+4初始濃度至10 mg·L-1，試驗(yàn)過(guò)程中利用自動(dòng)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(xì)菌源

分別從穩(wěn)定運(yùn)行的水族箱濾料、紅樹(shù)林區(qū)表層沉積物、市售硝化菌（法國(guó)科迪BIO DIGEST超級(jí)活性硝化細(xì)菌）、城市污水處理廠活性污泥中取得菌源。接入的硝化細(xì)菌數(shù)量相同。

1.3監(jiān)測(cè)指標(biāo)及方法

1.4試驗(yàn)儀器

SEAL Auto Ana1yzer 3雙通道連續(xù)流動(dòng)分析儀、YSI 556水質(zhì)分析儀。

2　結(jié)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(guò)測(cè)定水中不同形態(tài)氮濃度的時(shí)間變化來(lái)指示其過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水中的濃度出現(xiàn)一個(gè)峰值后開(kāi)始轉(zhuǎn)化為，就表明硝化功能開(kāi)始建立［9］；當(dāng)濃度持續(xù)增加并出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定峰值后，一個(gè)具備成熟硝化功能的水族箱就構(gòu)建完畢。這個(gè)時(shí)間越短，說(shuō)明這種方式構(gòu)建的水族箱硝化功能建立越快，那么，這種掛膜方式就應(yīng)該被推薦在水族箱開(kāi)箱養(yǎng)水期時(shí)使用。

從本研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，不同硝化細(xì)菌源對(duì)海水水族箱中氮轉(zhuǎn)化中起著非常關(guān)鍵的作用，添加硝化細(xì)菌后水族箱氮轉(zhuǎn)化，即建立硝化功能的速率加快，同時(shí)不同硝化細(xì)菌源在相同試驗(yàn)工況條件下構(gòu)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(xì)菌的適應(yīng)性有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，新建的水族箱系統(tǒng)的環(huán)境條件越適合硝化細(xì)菌生長(zhǎng)，建立硝化功能的時(shí)間越短。在本次試驗(yàn)構(gòu)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(shí)間為20 d，接種紅樹(shù)林區(qū)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(huán)境條件已知的前提下，從已穩(wěn)定運(yùn)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(rèn)為，接種成熟濾料可以加快在新建系統(tǒng)中引入適宜種類的細(xì)菌的速率，但系統(tǒng)中硝化作用的建立也需3～4周［11-12］，這與本研究的結(jié)論基本一致。

表層土壤含有數(shù)量龐大的異養(yǎng)菌、硝化菌，由于土壤菌群的環(huán)境較不穩(wěn)定，因此，細(xì)菌本身的適應(yīng)能力也較強(qiáng)。本試驗(yàn)從海水紅樹(shù)林種植區(qū)選取表層土壤，其微生物菌群還具有適應(yīng)鹽度的能力，雖在海水水族箱中的適應(yīng)能力也較強(qiáng)，但這并不能保證所有地區(qū)的表層土壤均存在相同積極的作用。

市售的超級(jí)活性硝化細(xì)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(xué)者認(rèn)為，加入菌液或許可以加速系統(tǒng)硝化作用的建立，但同時(shí)也需提供適合所加細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的理化條件。本試驗(yàn)選取的法國(guó)科迪BIO DIGEST超級(jí)活性硝化細(xì)菌具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在不易得到成熟的水族箱濾料的前提下，接種硝化細(xì)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(xì)菌，但適應(yīng)性和豐度均不及表層土壤中的菌群，表現(xiàn)在其建立硝化功能的速度上不及后者。

本次試驗(yàn)對(duì)照組中的天然海水也具有少量的硝化細(xì)菌，但這類硝化菌因數(shù)量較少，因而需要較長(zhǎng)時(shí)間才能建立硝化作用。在本試驗(yàn)中，其建立硝化作用的時(shí)間也最長(zhǎng)。

綜上所述，成熟濾料菌源構(gòu)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(shù)林區(qū)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(wěn)定運(yùn)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(kāi)缸時(shí)使用該方法，其次是市售超級(jí)活性硝化細(xì)菌。

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（責(zé)任編輯：高 峻）

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

基金項(xiàng)目：溫州市水產(chǎn)增養(yǎng)殖技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（C20120004-04）

收稿日期：2015-11-29

中圖分類號(hào)：S965.89

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0528-9017（2016）03-0443-03

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160349