兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體水質(zhì)及幼刺參生長性能的影響

胡 　 京，　董 　 琦，　張 春 巖，　肖 　 珊，　王 　 晗，　王 際 輝

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，遼寧 大連　116034；2.大連水益生海洋生物科技股份有限公司， 遼寧 大連　116215 )

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兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體水質(zhì)及幼刺參生長性能的影響

胡 京1，董 琦1，張 春 巖2，肖 珊1，王 晗1，王 際 輝1

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，遼寧 大連116034；2.大連水益生海洋生物科技股份有限公司， 遼寧 大連116215 )

摘要:研究了兩種不同濃度的EM菌劑對養(yǎng)殖水體水質(zhì)、幼刺參生長性能的影響。實驗設(shè)5個處理組，其中1組為空白對照組；其余4個處理組分別投喂EM菌劑工大2號0.5×109、1.0×109 cfu/mL、工大3號0.5×109、1.0×109 cfu/mL。實驗周期30 d，實驗期間不倒池。結(jié)果表明，與空白對照組相比，4個處理組水體的COD、非離子氨、亞硝酸鹽、硫化氫均低于空白對照組。投喂0.5×109 cfu/mL工大2號和0.5×109 cfu/mL工大3號EM菌劑對水體凈化效果均顯著。與空白對照組相比，4個處理組的增重率分別提高了101.4%、78.2%、60.7%和49.4%。綜合考慮海參的生長性能和水質(zhì)，0.5×109 cfu/mL 工大2號EM菌劑在有效改善水質(zhì)的同時又可以顯著提高海參的增重率，是較理想的微生態(tài)制劑。

關(guān)鍵詞:EM菌劑；水質(zhì)；刺參

0引言

刺參養(yǎng)殖業(yè)在20世紀(jì)90年代初具規(guī)模，到2013年，中國刺參產(chǎn)值達(dá)到300多億元。但因海參高密度的養(yǎng)殖環(huán)境、殘餌料腐爛、生物代謝物及生物殘體的沉積、有害藻類及病菌的大量繁殖、抗生素等藥物的大量使用，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體的理化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響了該產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展[1-3]。微生態(tài)制劑以其天然、無毒、無副作用、無殘留等諸多優(yōu)點成為發(fā)展綠色動物性產(chǎn)品和替代抗生素首推的飼料添加劑之一[4-5]。

EM菌是由日本琉球大學(xué)比嘉照夫教授研究開發(fā)出的一種新型復(fù)合微生物活性菌劑[6-7]，由光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、芽孢桿菌等微生物復(fù)合培養(yǎng)而成[8]。大量研究證明，EM菌能有效抑制動物腸道的有害菌繁殖；同時，又因EM菌含高蛋白和平衡氨基酸而成為水產(chǎn)動物育苗期的高效餌料；同時，EM菌可在凈化水質(zhì)、降低氨氮、亞硝酸鹽等有毒物質(zhì)濃度、提高動物免疫力和實現(xiàn)健康養(yǎng)殖方面發(fā)揮重要作用[9-11]。

本實驗考察了不同濃度的兩種EM菌劑對水質(zhì)、海參的生長性能的影響，以期為EM菌在實際生產(chǎn)中的使用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

工大2號EM菌劑是由實驗室前期篩選得到的菌株芽孢桿菌T01、T02、BS1、BS2和乳酸桿菌CML、LP和實驗室保藏的釀酒酵母(實驗室編號SC2)；光合細(xì)菌(實驗室編號PT-obt)，乳酸菌(實驗室編號EF2)，9株菌混合培養(yǎng)得到的。其中，EM活菌數(shù)不少于1.0×109cfu/mL。

工大3號EM菌劑是由實驗室前期篩選得到的菌株芽孢桿菌BS1、BS2和乳酸桿菌CML、LP和實驗室保藏的酵母菌(釀酒酵母，實驗室編號為SC2)和乳酸菌(實驗室編號EF2)，6株菌進行混合培養(yǎng)得到的。其中，EM活菌數(shù)不少于1.0×109cfu/mL。

兩種EM菌劑均用無菌生理鹽水調(diào)整菌液濃度為0.5×109和1.0×109cfu/mL。

實驗用幼刺參由大連水益生海洋生物科技股份有限公司提供，幼參規(guī)格一致，鮮體質(zhì)量為(0.940 0±0.004 5) g。

1.2方法

1.2.1實驗設(shè)計與日常管理

實驗在大連水益生海洋生物科技股份有限公司的海參育苗室進行。將26.25 kg海參苗隨機均分到5個20 m3海參養(yǎng)殖池中。實驗設(shè)5個處理組，其中第1組為空白對照組，其余4組分別向養(yǎng)殖水體潑灑不同濃度的EM菌劑。分別為：工2-L組潑灑0.5×109cfu/mL工大2號，工2-H組潑灑1.0×109cfu/mL工大2號，工3-L組潑灑0.5×109cfu/mL工大3號，工3-H組潑灑1.0×109cfu/mL工大3號。每個處理組設(shè)3個重復(fù)。

基礎(chǔ)飼料的成分主要有大葉菜、大麥、大豆肽、蠣殼粉、酵母粉、海虹粉、扇貝邊、海泥等，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為91.1%、0.8%、0.8%、1.8%、2.3%、1.4%、1.8%，餌料與海泥質(zhì)量比為1∶2。每日喂食一次，5 d檢測一次水質(zhì)，記錄非離子氨濃度、亞硝酸鹽濃度、硫化氫濃度、化學(xué)需氧量、pH。實驗周期為30 d，實驗期間內(nèi)不換水倒池。水溫20.2～20.4 ℃、室內(nèi)溫度20～22 ℃、鹽度30～33 g/L。

1.2.2水質(zhì)檢測

應(yīng)用北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司CM-07水質(zhì)測定儀測定氨氮濃度、亞硝酸鹽濃度、硫化氫濃度。COD采用高錳酸鉀法測定，pH采用梅特勒公司FE20型pH計測定。

1.2.3生長指標(biāo)的測定

實驗結(jié)束24 h后，分別對每組幼參總體質(zhì)量進行3次稱量，計算增重率[12]。

增重率=(m1-m0)/m0×100%

式中：m0和m1分別為實驗始末的海參質(zhì)量，g。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，采用統(tǒng)計軟件SPSS 16.0進行單因素方差分析，以P<0.05表示有顯著差異。

2結(jié)果與討論

2.1EM菌劑對養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響

2.1.1pH

在整個養(yǎng)殖過程中，EM菌處理組和對照實驗組養(yǎng)殖水體的pH在7.30～7.80。pH隨時間的延長呈先降低后升高最后又降低的趨勢，在20 d 時達(dá)到最高。30 d時，工2-L和工3-H均可以顯著提高養(yǎng)殖水體的pH(P<0.05)。這與馬江耀[13]等結(jié)果相似，其研究認(rèn)為EM菌原液能提高養(yǎng)殖水體pH。

2.1.2COD

由圖2可知，在0～30 d時，對照組COD呈逐漸增加的趨勢，到第30天時，對照組的COD達(dá)到最大。EM菌劑處理組的COD在實驗周期內(nèi)無明顯變化，而且在整個養(yǎng)殖過程中，EM菌劑處理組的COD均低于對照組，效果由高到低依次為工2-L、工3-L、工3-H、工2-H。由圖2可知，4組菌劑均能對改善水體的COD發(fā)揮作用，并且工2-L組效果最明顯。與對照組相比，工2-L組、工2-H組、工3-L組和工3-H組的COD分別降低了34.8%、28.1%、32.5%、和31.7%。這與趙留群等[14]的研究結(jié)果相一致。

圖1添加不同濃度的兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體pH的影響

Fig.1EffectsoftwodifferentEMprobioticsonpHofculturalwater

圖2添加不同濃度的兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體COD的影響

Fig.2EffectsoftwodifferentEMprobioticsonCODofculturalwater

2.1.3非離子氨

根據(jù)國家養(yǎng)殖水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：水體中非離子氨含量應(yīng)低于0.02mg/L。由圖3可知，與對照組相比，EM菌劑處理組的非離子氨濃度均低于國標(biāo)。隨著養(yǎng)殖時間的延長對照組非離子氨值呈逐漸增加的趨勢，并且到第30天時非離子氨達(dá)到最大。在整個實驗期，4組EM菌劑的非離子氨濃度均低于對照組，并且工3-L組效果最好。在20～30d時，EM菌劑處理組降低效果最顯著。原因可能是微生態(tài)制劑在環(huán)境中建立優(yōu)勢菌群需要一定的時間，在0～20d可能是水環(huán)境適應(yīng)EM菌劑的一個階段，也是有益菌建立優(yōu)勢菌群的階段。本實驗結(jié)果表明，20～30d是EM菌劑發(fā)揮作用的階段，這與趙留群等[14]和武鵬等[4]的研究結(jié)果相似。

圖3添加不同濃度的兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體非離子氨的影響

Fig.3EffectsoftwodifferentEMprobioticsonnonionicammoniaofculturalwater

2.1.4亞硝酸鹽

亞硝酸鹽是水中很不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，養(yǎng)殖水體中的含氮有機物在水體中先轉(zhuǎn)為氨態(tài)氮，再轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，也能在缺氧的情況下被反硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化成分子態(tài)氨[16]。當(dāng)水中的亞硝酸鹽濃度積累到0.1mg/L后，亞硝酸鹽將對水體中養(yǎng)殖的魚、蝦、蟹產(chǎn)生危害[17-18]。

由圖4可知，在0～20d，所有實驗組養(yǎng)殖水體的亞硝酸鹽濃度均隨著時間的延長而增加，20～30d開始下降，4個EM菌劑處組亞硝酸鹽含量均低于對照組，并且工2-H組亞硝酸鹽含量最低，效果最好。

雖然亞硝酸鹽在養(yǎng)殖中期有上升的趨勢，但是從海參的生長性能和對海參生長狀態(tài)的觀察可以看出，在亞硝酸鹽含量上升的過程中，海參的生長性能并沒有受到的影響。這可能是因為水體中亞硝酸鹽處于高濃度的時間并不長，并且很快就呈下降趨勢，所以并沒有影響海參的生長性能。

圖4添加不同濃度的兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體亞硝酸鹽的影響

Fig.4EffectsoftwodifferentEMprobioticsonnitriteofculturalwater

綜上可以得出，EM菌劑處理組均能對降低水體的亞硝酸鹽濃度發(fā)揮作用，并且1.0×109cfu/mL工大2號效果最為明顯。在實驗結(jié)束時，與對照組相比，工2-L組、工2-H組、工3-L組和工3-H組分別降低了34.3%、45.7%、41.4%和21.4%。這與趙留群等[14]和武鵬等[4]的研究結(jié)果相似，認(rèn)為EM菌具有較好的降低亞硝酸鹽濃度的效果。

2.1.5H2S

在海參養(yǎng)殖過程中，參池硫化氫的產(chǎn)生有兩個途徑，一是由有機硫化物分解，如將殘餌中的蛋白質(zhì)水解成氨基酸，被異氧性細(xì)菌的酶作用形成硫化氫釋放出來；二是由底泥中的硫酸鹽被厭氧細(xì)菌還原成硫化氫。池底泥產(chǎn)生的大量硫化氫，不僅直接對養(yǎng)殖海參有毒害作用，而且還能消耗池水中大量的溶解氧[19]。

由表1可知，在30d實驗結(jié)束時，4個EM菌劑處理組的硫化氫含量均顯著低于對照組，并且工3-L組H2S含量最低，效果最好。

表1　添加不同濃度的兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體硫化氫質(zhì)量濃度的影響

由表1可知，4組EM菌劑均能降低水體的中硫化氫，其中工3-L組效果最為顯著。在實驗結(jié)束時，與對照組相比，工2-L組、工2-H組、工3-L組和工3-H組分別降低了38.7%、30.6%、46.8%和11.3%。

不同EM菌劑處理組對降低H2S的效果不同。結(jié)合黃培鈴等[20]的研究結(jié)果，分析其原因可能是芽孢桿菌可以以水體中的硫化氫為營養(yǎng)物質(zhì)從而達(dá)到改善水質(zhì)的效果，而工大3號EM菌劑中含有活性較高的芽孢桿菌。工3-L組和工3-H組相比有較好的效果，原因可能是過量的EM菌無法被迅速的完全利用，殘留的EM菌反而會影響?zhàn)B殖水體的水質(zhì)。這與張淑華等[21]和楊思芹等[22]的研究結(jié)果相似，認(rèn)為微生態(tài)制劑的用量不是越多越好。

2.2EM菌劑對幼參生長性能的影響

由表2可知，4個EM菌劑處理組的增重率均顯著高于對照組(P<0.05)，表明4組EM菌劑均對海參生長性能有顯著提高，且工2-L和工3-L兩組對幼參生長的促進效果更明顯，其中工2-L組效果最顯著，增重率達(dá)到84.0%，這與武鵬等[4]的研究結(jié)果相似，認(rèn)為微生態(tài)制劑可在一定程度上促進海參增長。原因可能是EM菌能改善海參腸道微生態(tài)環(huán)境并分泌一些消化酶，提高了飼料轉(zhuǎn)化率的同時還能夠預(yù)防疾病，從而起到了提高其生長性能的作用。

表2添加不同濃度兩種EM菌劑對刺參體重的影響

Tab.2EffectsoftwodifferentEMprobioticsontheweightofseacucumber

組別m/kg初始終末增重率/%對照組5.250±0.0447.440±0.03041.70±0.30a工2-L5.250±0.0179.660±0.01084.00±0.67d工2-H5.250±0.0279.150±0.02074.30±0.20c工3-L5.250±0.0538.770±0.01767.00±0.50b工3-H5.250±0.0568.520±0.02762.30±0.24b注:同一列肩標(biāo)字母不同表示差異顯著(n=3,P<0.05)。

綜上，工2-L組有效改善水質(zhì)的同時又可以較好地提高海參的生長性能，而且保證了30 d不倒池?fù)Q水，相比傳統(tǒng)的10～15 d倒池?fù)Q水的養(yǎng)殖方式，很大程度上減少了倒池?fù)Q水對海參的機械損傷，減少了人力物力的投入，降低了生產(chǎn)成本，減輕了倒池對環(huán)境的污染。

3結(jié)論

考察了不同濃度的兩種EM菌劑對養(yǎng)殖水體水質(zhì)和海參生長性能的影響。結(jié)果表明，工2-L 和工3-L組有較好的改善水質(zhì)的效果。工2-L組對提高海參生長性能的效果最顯著，增重率為84.0%。綜合考慮，工2-L組菌劑有效改善水質(zhì)的同時又可以顯著提高海參的增重率，是較理想的微生態(tài)制劑。

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Effects of two EM probiotics on cultural water quality and growth performance of sea cucumberApostichopusjaponicus

HUJing1,DONGQi1,ZHANGChunyan2,XIAOShan1,WANGHan1,WANGJihui1

( 1.School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China；2.Dalian Shuiyisheng Marine Biological Technology Company Limited, Dalian 116215,China )

Abstract:The effects of two EM probiotics on cultural water quality and growth performance of sea cucumber Apostichopus japonicas were studied. Four treatment groups were fed with Gong Da No.2 0.5×109, 1.0×109 cfu/mL, Gong Da No.3 0.5×109, 1.0×109 cfu/mL respectively, while the control group was fed without EM probiotics. The experiment was lasted 30 d and all of the trial ponds were not poured during the whole experiment. The results showed that COD, nonionic ammonia, nitrite and H2S were significantly reduced compared with the control group, and 0.5×109 cfu/mL Gong Da No.2 and Gong Da No.3 had better effect on water quality. Compared with the control group, weight gain rate of the four treatment groups were increased 101.4%, 78.2%, 60.7%, 49.4%, respectively. Considering both of the growth performance and cultural water quality, 0.5×109 cfu/mL Gong Da No.2 was the best.

Key words:EM bacteria; water quality; sea cucumber

中圖分類號:TS254.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

作者簡介:胡 京(1989-)，男，碩士研究生；通信作者：王際輝(1970-)，男，教授.

基金項目:國家海洋公益性行業(yè)科研專項項目(201405003)；國家海洋食品工程技術(shù)研究中心資助項目(2012FU125X03)；國家星火計劃項目(2015GA651002)；遼寧省農(nóng)業(yè)青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃項目(2015004)；遼寧省教育廳創(chuàng)新團隊項目(LT2014010)；大連市科技計劃項目(20140072).

收稿日期:2015-03-30.

文章編號:1674-1404(2016)02-0079-05