養(yǎng)殖螺旋藻提高夏季蝦池水體氮磷比試驗

李偉濱++陳加雄++廖小珊++陳浩如

摘要 采集了夏季養(yǎng)殖南美白對蝦的池水進行檢測，水中總磷含量為0.032～0.577 mg/L；總氮含量為0.341～3.531 mg/L；總有機碳含量為4.532～18.663 mg/L；可溶性糖含量為0～5.332 mg/L。養(yǎng)殖中后期低氮磷比環(huán)境存在誘發(fā)有害藍藻暴發(fā)的威脅。螺旋藻調(diào)控水質(zhì)試驗結(jié)果表明，螺旋藻可以在養(yǎng)殖水中生長，在降低磷含量的同時提高氮磷比，添加一定量的NaHCO3會使其更快適應(yīng)環(huán)境。其在生長繁殖過程中可以有效去除養(yǎng)殖水中的氮磷物質(zhì)，培養(yǎng)11 d 后總氮的去除率為57.27%，總磷的去除率為88.76%。研究結(jié)果為調(diào)節(jié)或循環(huán)使用養(yǎng)殖水體提供了參考。

關(guān)鍵詞 螺旋藻；南美白對蝦；氮磷比；水質(zhì)調(diào)控

中圖分類號 S917.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0235-02

Experiment of Improving Ratio of Nitrogen and Phosphorus in Penaeus vannamei Culture Water by

Feeding Spirulina During Summer

LI Wei-bin CHEN Jia-xiong * LIAO Xiao-shan CHEN Hao-ru

（Shantou Marine Plants Experiment Station，Chinese Academy of Sciences，Shantou Guangdong 515041）

Abstract Culture water of feeding Penaeus vannamei was collected to testing in summer.The content of total phosphorus in water was 0.032-0.577 mg/L，the total nitrogen content was 0.341-3.531 mg/L，the total organic carbon content is 4.532-18.663 mg/L，and the soluble sugar content is 0-5.332 mg/L.It has low ratio of nitrogen and phosphorus in metaphase and anaphase，so the overgrowth of blue algae will threatening the growth of Penaeus vannamei.Spirulina can grow in the water of feeding Penaeus vannamei，it can reduce the phosphorus content while increasing ratio of nitrogen and phosphorus.Adding a certain amount of NaHCO3 will make it faster to suiting the environment.The growth process can be effective in removal of nitrogen and phosphorus in the water and adjust the ratio of nitrogen to phosphorus.After eleven days，the removal rate of nitrogen was 57.27%，and the removal rate of phosphorus was 88.76 %.It provided a reference for regulating or recycling the water.

Key words Spirulina；Penaeus vannamei；ratio of nitrogen and phosphorus；water quality control

水是南美白對蝦生存和生長的環(huán)境，水質(zhì)的好壞將直接或間接影響其產(chǎn)量和質(zhì)量?！梆B(yǎng)蝦即養(yǎng)水”的理論已經(jīng)被養(yǎng)殖戶普遍認可。水質(zhì)的把控是養(yǎng)殖過程的重點和難點[1]。Funge Smith等[2]的研究指出在整個對蝦生長過程中，輸入到水體中的氮和磷僅有10%和7%被利用，其余的則以沉積或溶解等形式存在水環(huán)境中。氮磷物質(zhì)的過剩會造成水體富營養(yǎng)化，池中微藻多樣性降低，有害的浮游植物可能大量繁殖造成藻華，南方地區(qū)在高溫多雨的夏季尤為突出[3]。有害藻華除了危害到對蝦的生長外，還將產(chǎn)生的毒素釋放到水中，這些毒素經(jīng)過食物鏈的傳遞會對人類健康產(chǎn)生嚴重威脅[4-7]。而沉積在池底的氮、磷物質(zhì)和其他有機物在微生物的作用下還會繼續(xù)分解產(chǎn)生可溶性的碳、氮、磷，加劇水體富營養(yǎng)化的程度，增加有害浮游植物肆意繁殖的風險。若將沉積在池底的氮磷物質(zhì)通過排污的形式釋放，又可能威脅到附近海域的生態(tài)安全。譚秋榮等[8]指出，海水養(yǎng)殖自身污染的釋放會引起附近海域水體的富營養(yǎng)化，誘發(fā)赤潮的發(fā)生。發(fā)生赤潮的水體在抽調(diào)補充養(yǎng)殖水體時會再一次污染養(yǎng)殖池，危害養(yǎng)殖對象，形成惡性循環(huán)。

為了防止有害藻華的出現(xiàn)，養(yǎng)殖戶會通過添加化學物質(zhì)或藥物來控制水體環(huán)境，極力抑制藍藻的生長。事實上藍藻的生長和繁殖也在消耗水中的氮磷物質(zhì)，對水體也有調(diào)節(jié)作用，而且并不是所有的藍藻都會威脅到對蝦的生長。劉立鶴、王偉、Macias-Sancho J等[9-11]的研究都表明了在飼料中添加一定量的螺旋藻粉不但有利于對蝦的生長還能一定程度提高其免疫力。

螺旋藻除了可以進行光合自養(yǎng)外，還能進行混合營養(yǎng)生長，葡萄糖、醋酸鹽等都可以成為它異養(yǎng)生長的碳源[12-13]。螺旋藻在低氮磷比的環(huán)境中能快速生長，消耗環(huán)境中的氮磷物質(zhì)，其除磷固氮的特性還能有效提高環(huán)境中的氮磷比，營造適合綠藻生長的環(huán)境。郝聚敏等[14]的研究表明螺旋藻可以在添加一定量的Zarrouk培養(yǎng)液的養(yǎng)蝦廢水中生長并達到凈化廢水的目的。近年來利用大型藻類混養(yǎng)或者在養(yǎng)殖水體中添加有益菌和藻來調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水體的研究報道很多，但利用無害藍藻（螺旋藻）調(diào)節(jié)水體制造適合有益菌藻生長的水環(huán)境的研究則未見報道。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

海水螺旋藻藻種來源于中國科學院南海海洋研究所。水樣采集地點為廣東省汕頭達濠養(yǎng)殖蝦池，采集時間為6—9月（此時汕頭地區(qū)處于高溫多雨的夏季，為對蝦病害高發(fā)期），跟蹤采集某一造的對蝦從蝦苗下池到養(yǎng)成成蝦整個過程的水樣。

1.2 試驗方法

1.2.1 水樣采集與測定。從蝦苗下池開始每間隔10 d左右采集1次，將足量的水樣帶回實驗室，在24 h內(nèi)完成水樣分析測定。水樣分析方法參照《水和廢水檢測分析方法》，總磷（TP）的測定采用鉬銻抗分光光度法，總氮（TN）的測定采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法，總有機碳（TOC）的測定采用燃燒氧化-非分散紅外吸收法[15]。水樣中的可溶性糖測定則采用蒽酮比色法。

1.2.2 螺旋藻調(diào)控水質(zhì)試驗。對蝦養(yǎng)殖一般在中后期才可能出現(xiàn)有害浮游植物爆發(fā)的情況[3]，因此該試驗所用水樣為對蝦養(yǎng)殖到50 d時所采集的水。取一定量的螺旋藻培養(yǎng)液用篩絹濾過后用蒸餾水洗除殘留培養(yǎng)基，迅速添加到水樣中并充分搖散，平均分成2個部分，即藻液1和藻液2，藻液1按1 L水樣3 g 的量添加NaHCO3[16]，藻液2不添加其他物質(zhì)，在光照強度 63～72 μmol/（m2·s），光暗周期12 h∶12 h，溫度為28 ℃的條件下進行培養(yǎng)[17-18]，以螺旋藻生物量觀察其生長狀況。跟蹤檢測藻液1中總氮、總磷的消耗情況和氮磷比的變化，每 3 d檢測1次。

2 結(jié)果與分析

2.1 水樣檢測結(jié)果

在3個月的養(yǎng)殖過程中總共取樣10次，檢測結(jié)果見表 1，其中水中磷含量為0.032～0.577 mg/L；氮含量為0.341～3.531 mg/L；有機碳含量為4.532～18.663 mg/L；可溶性糖含量為0～5.332 mg/L。各項指標的含量在前40 d，即養(yǎng)殖早期都呈上升趨勢，中后期則呈波動狀態(tài)，原因是養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖過程中會根據(jù)經(jīng)驗通過加菌、加肥、加水等措施來調(diào)控水質(zhì)。檢測結(jié)果表明，養(yǎng)殖水體的氮磷濃度基本是呈上升趨勢，但在中后期，即養(yǎng)殖40 d 后出現(xiàn)了較低氮磷比且磷含量較高的情況，高溫多雨的夏季加之低氮磷比的環(huán)境特別適合某些有害藍藻快速生長，如果不對水質(zhì)進行人為調(diào)控，很容易導致水華的發(fā)生，嚴重影響對蝦的生長。

2.2 螺旋藻調(diào)控水質(zhì)試驗結(jié)果

藻液1培養(yǎng)2 d即可見藻體數(shù)量有所增加，藻液2培養(yǎng)了4 d后才可見藻體數(shù)量有所增加，具體數(shù)量見表2。隨著藻體數(shù)量的增加，藻液1中的氮和磷含量明顯降低，培養(yǎng)11 d 后氮的去除率為57.27 %，磷的去除率為88.76 %，氮磷比由初始時的5.149升高到19.576（表3）。結(jié)果表明對蝦養(yǎng)殖水是可以滿足螺旋藻生長的，但如果添加了NaHCO3則可以使螺旋藻更快速地適應(yīng)養(yǎng)殖水的環(huán)境。螺旋藻在養(yǎng)殖水中繁殖可以有效地去除水中的氮和磷，去除磷的效果優(yōu)于去除氮且有效調(diào)節(jié)了氮磷比。

3 討論

螺旋藻作為一種對對蝦無害的藍藻，在可能出現(xiàn)有害藻華的低氮磷比環(huán)境中生長繁殖并降低水體中的氮磷濃度。除磷速度明顯快于去氮的特性升高了養(yǎng)殖水體中的氮磷比，創(chuàng)造了適合綠藻等有益微藻生長的環(huán)境[19]。螺旋藻能夠進行混合營養(yǎng)生長，在白天光照下進行自養(yǎng)生長吸收氮磷物質(zhì)，夜間則利用水體中的葡萄糖、醋酸鹽等碳源進行異養(yǎng)生長脫氮除磷。為了使螺旋藻更快地適應(yīng)對蝦養(yǎng)殖水的環(huán)境，培養(yǎng)過程中添加了一定量的NaHCO3，該做法會使水體的pH值升高，但對于對蝦養(yǎng)殖的影響不大。因為對蝦餌料中的藥物和防霉劑以及沉積物質(zhì)分解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)都會降低水體的pH值[20]，如果使用該方法來調(diào)控水質(zhì)，可以少加或不加其他物質(zhì)來調(diào)節(jié)水體的pH值。

螺旋藻在無NaHCO3加入時也可以在養(yǎng)殖水體中生長，但需要幾天的時間來適應(yīng)養(yǎng)殖水體，這與岳振峰、王愛麗等[21-22]直接用廢水培養(yǎng)螺旋藻的研究結(jié)果相似。如果明確對蝦養(yǎng)殖水體中的有機碳和無機碳的存在形式，事先對藻種進行馴化，可以使藻種在不添加NaHCO3的情況下更快地適應(yīng)在對蝦養(yǎng)殖水體中生長，調(diào)控養(yǎng)殖水質(zhì)，養(yǎng)殖中后期碳源的存在形式有待進一步分析研究。

南方地區(qū)的夏季對蝦養(yǎng)殖池塘出現(xiàn)的有害藻華多為藍藻藻華，所以在調(diào)控水質(zhì)時多以抑制藍藻生長為目的[23-24]。本研究表明，有利于對蝦生長的藍藻——螺旋藻可以有效提高對蝦養(yǎng)殖水體中的氮磷比，使養(yǎng)殖水環(huán)境更有利于綠藻等有益微藻的生長，為調(diào)控對蝦養(yǎng)殖水質(zhì)或者池外水體循環(huán)處理提供了一種方法和數(shù)據(jù)參考。

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