生物濾池微生物群落定性定量及其異養(yǎng)硝化性能的研究

孫永艷

當(dāng)前在大宗淡水魚類在養(yǎng)殖中，以草魚為主的大宗淡水魚類在養(yǎng)殖方式上發(fā)生較大轉(zhuǎn)變，這種集約化的發(fā)展，使得池塘中產(chǎn)生大量殘餌和動(dòng)物排泄物，這些代謝廢物在微生物的作用下分解成有機(jī)物、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮等氮化合物，養(yǎng)殖水體中氮化合物含量過(guò)高時(shí)對(duì)魚類生長(zhǎng)和水生餌料生物產(chǎn)生很強(qiáng)的毒害作用。亞硝酸鹽還是強(qiáng)烈的致癌物質(zhì)，如何降解這些物質(zhì)，是水產(chǎn)科技工作者一直所關(guān)注的研究課題。

本試驗(yàn)對(duì)國(guó)家大宗淡水魚類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，蘭州綜合試驗(yàn)站金山漁業(yè)科技示范點(diǎn)生物濾池中的微生物群落進(jìn)行定性定量分析，并對(duì)其中的異養(yǎng)硝化菌的異養(yǎng)硝化性能進(jìn)行測(cè)定，以期篩選出能高效去除養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝酸鹽的菌株，為養(yǎng)殖中的水處理服務(wù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)異養(yǎng)硝化菌株的分離源為甘肅省靖遠(yuǎn)縣北灣鎮(zhèn)金山漁業(yè)科技示范點(diǎn)生物濾池中的濾料。水樣取自U型生物濾池的五個(gè)不同位點(diǎn)，其中B1是進(jìn)水口，B5為出水口，B3為U型管的拐角處，B2取自B1和B3中間，B4取自B3和B5中間。菌株來(lái)源于U型生物濾池的毛刷中，五個(gè)位點(diǎn)的濾料分別與水樣的五個(gè)位點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，將取回來(lái)的水樣和菌株在冰箱里保存以備測(cè)定。

1.2 方法

本試驗(yàn)首先需要測(cè)定所采集水樣的各項(xiàng)理化指標(biāo)。然后再進(jìn)行微生物試驗(yàn)，將所取得的濾料接種在普通培養(yǎng)基、異養(yǎng)培養(yǎng)基和異養(yǎng)硝化培養(yǎng)基中，將培養(yǎng)得到的菌株計(jì)數(shù)，對(duì)微生物群落進(jìn)行定量分析。將分離篩選出的異養(yǎng)硝化菌株進(jìn)行革蘭氏染色，鑒定其陰陽(yáng)性，通過(guò)形態(tài)觀察，全自動(dòng)細(xì)菌鑒定儀鑒定菌株的種類進(jìn)行微生物群落的定性分析，并測(cè)定分離菌的異養(yǎng)硝化性能，檢測(cè)其氨氮去除率。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物濾池中海水理化指標(biāo)

結(jié)果表明各位點(diǎn)總氮的含量在6.32±0.10 mg/L到6.46±0.08 mg/L之間，整體變化穩(wěn)定。從B1到B5，氨態(tài)氮的濃度變化較明顯，從進(jìn)水口到出水口呈遞減的趨勢(shì)，降解率為67.03%。亞硝態(tài)氮的含量在U型池的底部為最低值。有效磷的含量為0.19±0.005 mg/L基本保持不變。數(shù)據(jù)顯示此生物濾池的有效磷在0.1～0.2 mg/L之間，所以有效磷含量是最佳值。溶解氧的含量在進(jìn)水口和出水口處明顯高于其他三處。有機(jī)碳的含量在進(jìn)水口為21.59±0.13mg/L出水口為26.43±0.17mg/L，呈遞增的趨勢(shì)，在進(jìn)水口的含量明顯低于其他各位點(diǎn)。

2.2 微生物定量分析

經(jīng)過(guò)對(duì)B1，B2，B3，B4， B5，五個(gè)不同位點(diǎn)的濾料進(jìn)行富集培養(yǎng)和硝化細(xì)菌的MPN法計(jì)數(shù)得出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明，每一位點(diǎn)的細(xì)菌總數(shù)都大于異養(yǎng)菌和硝化菌的總數(shù)；并且每一位點(diǎn)異養(yǎng)菌的總數(shù)都大于硝化細(xì)菌的總數(shù)。細(xì)菌的總數(shù)在出水口處明顯高于其他四處，而異養(yǎng)細(xì)菌的總數(shù)也是在出水口處明顯高于其他四處，原因可能是在進(jìn)水口處有水流的沖擊，造成細(xì)菌數(shù)量不穩(wěn)定。

2.3 微生物定性分析

通過(guò)分離純化和菌種的鑒定， 從所采濾料中分離得到11株菌， 通過(guò)革蘭氏染色、生理生化鑒定，鑒定菌株的種類。包括銅綠假單胞菌，海藻希瓦氏菌，嗜水氣單胞菌，河流弧菌，少動(dòng)鞘氨醇?xì)鈫伟?，粘質(zhì)沙雷氏菌，腐敗希瓦氏菌，西宮皮球菌，克氏庫(kù)克菌，荷養(yǎng)顆粒鏈菌，玫瑰庫(kù)克菌。

2.4 異養(yǎng)硝化效率

以菌種名為橫坐標(biāo)，氨氮去除率為縱坐標(biāo)，繪制各菌株的氨氮去除率，結(jié)果如圖1：

圖1 異養(yǎng)硝化細(xì)菌的氨氮去除率

由圖1可知，本試驗(yàn)篩選的11株異養(yǎng)硝化細(xì)菌均具有異養(yǎng)硝化能力，且氨氮降解率在27.3%和82.8%之間。其中yy1的氨氮降解率最低為27.3%，而yy24 菌株的氨氮降解率最高，可達(dá)到82.8%，所以yy24可以做為進(jìn)一步研究的受試菌。

3 結(jié)論

3.1 對(duì)甘肅省靖遠(yuǎn)縣北灣鎮(zhèn)金山漁業(yè)科技示范點(diǎn)生物濾池中采得的樣品，采用傳統(tǒng)的生物技術(shù)，通過(guò)稀釋涂布平板和平板劃線法，分離純化從中共篩選出脫氮效果較好的11株異養(yǎng)硝化菌株。

3.2 對(duì)分離出來(lái)的菌株進(jìn)行革蘭氏染色和顯微形態(tài)觀察，鑒定其陰陽(yáng)性，并鑒定菌株的種類。包括銅綠假單胞菌，海藻希瓦氏菌，嗜水氣單胞菌，河流弧菌，少動(dòng)鞘氨醇?xì)鈫伟?，粘質(zhì)沙雷氏菌，腐敗希瓦氏菌，西宮皮球菌，克氏庫(kù)克菌，荷養(yǎng)顆粒鏈菌，玫瑰庫(kù)克菌。

3.3 將分離出的微生物菌株涂布于異養(yǎng)培養(yǎng)基中初步測(cè)定其異養(yǎng)硝化能力，然后測(cè)定分離出菌株的氨氮去除性能，鑒定其異養(yǎng)硝化能力，最終篩選得到一株脫氮性能較高的菌株西宮皮球菌，其氨氮去除率可以達(dá)到82.80%。

（作者單位：730600甘肅省白銀市靖遠(yuǎn)縣畜牧獸醫(yī)局）