沼澤紅假單胞菌R-3對(duì)草魚養(yǎng)殖及水質(zhì)的影響

劉小燕 雷平

摘 要：為探討飼料中添加沼澤紅假單胞菌對(duì)草魚養(yǎng)殖和水質(zhì)的影響，以自主選育的沼澤紅假單胞菌R-3為飼料添加劑，分別按0（CK）、0.5%（T1）和1.0%（T2）的比例添加于基礎(chǔ)飼料中投喂草魚，試驗(yàn)期為60 d，每隔10 d檢測(cè)一次水質(zhì)，試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定草魚的生長指標(biāo)和血清抗氧化指標(biāo)。結(jié)果表明：與對(duì)照相比，菌劑添加組（T1、T2）草魚的成活率、增重率明顯高于對(duì)照組，飼料系數(shù)顯著低于對(duì)照組;同時(shí)，添加沼澤紅假單胞菌R-3顯著提高了草魚血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性，降低了血清丙二醛（MDA）含量和養(yǎng)殖水體中氨氮、亞硝酸鹽的含量;添加0.5%和1.0%沼澤紅假單胞菌對(duì)草魚生長及水質(zhì)改善無顯著差異。這表明，草魚飼料中添加適量的沼澤紅假單胞菌R-3，可改善養(yǎng)殖水質(zhì)，提高草魚免疫能力和成活率，促進(jìn)草魚生長。

關(guān)鍵詞：沼澤紅假單胞菌R-3;草魚;生長性能;抗氧化能力;養(yǎng)殖水質(zhì)

中圖分類號(hào)：S965.112 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2020）08-0072-04

Abstract： In order to study the effect of Rhodopseudomonas palustris as feed additive on grass carp （Ctenopharyngodon idellus） culture and water quality， a self-developed additive Rhodopseudomonas palustris R-3 was added to the basal feed at the ratios of ?0 （CK）， 0.5% （T1） and 1.0% （T2）， respectively. In 60 days of experiment period， water quality was tested once per ten days. By the end of this experiment period， growth performance and serum anti-oxidant indicators of the grass carp individuals were studied and evaluated. Compared with the CK， T1 and T2 treatments were significantly higher in the survival rate and weight gain rate， while were significantly lower （P<0.05）in feed coefficients. The activities of serum superoxide dismutase （SOD） and catalase （CAT） were significantly increased in T1 and T2 treatments. Meanwhile， ?serum malondialdehyde （MDA） content， ammonia nitrogen and nitrite contents in water body of the two tested groups were significantly lower than in the CK group. However， there were no significant differences between T1 and T2 groups in the water quality indicators and growth performance of grass carp. In conclution， Rhodopseudomonas palustris R-3 could promote growth performance， serum anti-oxidant immune ability and survial rate of grass carp， and the water quality could be also obviously improved.

Key words： Rhodopseudomonas palustris R-3; grass carp （Ctenopharyngodon idellus）; growth performance; serum anti-oxidant ability; water quality

草魚是我國養(yǎng)殖最廣泛、產(chǎn)量最高的家魚之一。近年來，隨著規(guī)?；呙芏瑞B(yǎng)殖技術(shù)的推廣，水體中的氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮等無機(jī)氮化物大量積累，嚴(yán)重影響草魚的生長發(fā)育，制約了草魚養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。研究表明，向水體中合理添加微生物菌劑可以有效地凈化養(yǎng)殖水體，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展，并且具有能耗低、無二次污染、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，成為水體生物修復(fù)技術(shù)的研究熱點(diǎn)[3-4]。

沼澤紅假單胞菌（Rhodopseudomonas palustris）是一種不產(chǎn)氧光合細(xì)菌，其菌體營養(yǎng)豐富，細(xì)胞干物質(zhì)中蛋白質(zhì)含量高，是我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部允許使用的飼料級(jí)微生物之一。該菌種在適宜條件下具有良好的脫氮能力，部分菌株還可抑制病原菌生長、增強(qiáng)養(yǎng)殖動(dòng)物的抗病能力，是養(yǎng)殖水體生物修復(fù)領(lǐng)域研常用的菌種[5-6]。課題組在前期研究中獲得一株沼澤紅假單胞菌R-3，對(duì)模擬養(yǎng)殖水體中氨氮具有較強(qiáng)去除能力[7]。目前該菌株對(duì)實(shí)際養(yǎng)殖水體中氮素的去除能力以及對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物生長的影響尚不明晰，因此，筆者擬在養(yǎng)殖水體中添加不同水平的菌劑沼澤紅假單胞菌R-3，考察其對(duì)草魚生長性能、抗氧化能力及水質(zhì)的影響，為將該菌株開發(fā)成水產(chǎn)養(yǎng)殖微生態(tài)制劑產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試微生物菌劑沼澤紅假單胞菌R-3由湖南省微生物研究院研究室分離保存，采用液體培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)，制成干菌粉，菌劑有效活菌數(shù)約為4.5×109 CFU/g。

供試草魚來自湖南益陽某水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社，規(guī)格整齊，體質(zhì)健壯，平均體重為43.46±1.76 g/尾。草魚基礎(chǔ)飼料參考市場(chǎng)常用配方，原料組成為：豆粕 20%、菜粕30%、脫脂米糠15%、魚粉2.0%、麥麩15%、次粉13%、豆油1.0%、磷酸二氫鈣2.0%、氯化膽堿（50%）0.5%、維生素預(yù)混料 0.5%、礦物元素預(yù)混料 1.0%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)在益陽某水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社進(jìn)行，供試草魚在室內(nèi)圓柱形塑料桶中養(yǎng)殖（70 cm×80 cm），塑料桶使用前用 0.1%的KMnO4溶液浸泡消毒 1 h，清水沖洗干凈。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：對(duì)照組（CK），飼喂基礎(chǔ)飼料;處理1（T1），飼喂添加 0.5%（w/w）沼澤紅假單胞菌R-3的基礎(chǔ)飼料;處理2（T2），飼喂添加1.0%沼澤紅假單胞菌R-3的基礎(chǔ)飼料。每個(gè)處理3次重復(fù)，一共9個(gè)小組。選取規(guī)格整齊的健康草魚 360尾，用基礎(chǔ)飼料馴養(yǎng)2周后，隨機(jī)分成 9 組，每桶 40 尾魚，試驗(yàn)期為60 d。試驗(yàn)期間水溫控制在24～32℃，24 h 連續(xù)人工增氧，適量添加新水補(bǔ)充蒸發(fā)損失的水分，保持水深約60 cm。每天 9：00、17：00各投喂1次，日投喂量為魚體重的 3% 左右。

1.2.2 草魚生長指標(biāo)的測(cè)定 試驗(yàn)結(jié)束后，所有試驗(yàn)草魚饑餓24 h，統(tǒng)計(jì)各組草魚尾數(shù)并稱重，計(jì)算各組的成活率、增重率、飼料系數(shù)，計(jì)算公式如下：

成活率（%）=終末尾數(shù)/初始尾數(shù) ×100

增重率（%）=（平均終末體重-平均初始體重）/平均初始體重×100

飼料系數(shù)=飼料投喂總量/總體重增加量

1.2.3 草魚血清抗氧化指標(biāo)的測(cè)定 試驗(yàn)結(jié)束后，每組隨機(jī)選取 10 尾草魚麻醉，用無菌注射器進(jìn)行尾靜脈采血，血樣在4℃下4 000 r/min 離心10 min，取上層血清分裝，置于-80℃冰箱保存?zhèn)錅y(cè)。過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、堿性磷酸酶（AKP）、溶菌酶（LZM）、丙二醛（MDA）均使用南京建成生物工程研究所購買的試劑盒測(cè)定，按照試劑盒中的說明書操作。

1.2.4 養(yǎng)殖水質(zhì)測(cè)定 每間隔10 d在上午投喂飼料前采集水樣，利用雷磁PHSJ-4F型pH計(jì)測(cè)定水體pH值，參照金春英等[8]文獻(xiàn)中介紹的方法測(cè)定氨氮和亞硝態(tài)氮的含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行處理和作圖，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），如果組間差異顯著，再用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼澤紅假單胞菌R-3對(duì)草魚生長性能的影響

由表1可知，在相同飼料投喂量和管理措施條件下，T1、T2處理的草魚存活率、增重率均顯著高于CK（P<0.05），飼料系數(shù)顯著低于CK（P<0.05），但飼料中是添加0.5%還是1.0%的沼澤紅假單胞菌對(duì)草魚的生長指標(biāo)影響差異不顯著（P>0.05）。這表明沼澤紅假單胞菌R-3可提高草魚存活率和飼料利用效率，促進(jìn)其生長。

2.2 沼澤紅假單胞菌R-3對(duì)草魚血清抗氧化指標(biāo)的影響

血清中相關(guān)酶的活性可反映動(dòng)物機(jī)體的抗氧化能力，是衡量動(dòng)物免疫能力的重要指標(biāo)。從表2可以看出，添加微生物菌劑的T1、T2處理草魚的血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性顯著高于CK，丙二醛（MDA）含量顯著低于CK（P<0.05）;菌劑添加對(duì)草魚的血清堿性磷酸酶（AKP）和溶菌酶（LZM）活性無顯著影響。這表明飼料中添加沼澤紅假單胞菌R-3提高了草魚的抗氧化能力和免疫力。

2.3 沼澤紅假單胞菌R-3對(duì)養(yǎng)殖水體pH值的影響

如圖1所示，試驗(yàn)前20 d，隨著養(yǎng)殖時(shí)間的遞增，各處理的pH值均呈現(xiàn)上升趨勢(shì);20 d后，各處理的pH值相對(duì)較穩(wěn)定，保持在7.5～8.0之間。整個(gè)試驗(yàn)期，各處理水體pH值無顯著性差異（P>0.05），維持在6.8～8. 0之間，均符合淡水魚類養(yǎng)殖水質(zhì)的要求。

2.4 沼澤紅假單胞菌R-3對(duì)養(yǎng)殖水體氨氮、亞硝態(tài)氮的影響

隨著養(yǎng)殖時(shí)間的延長，3個(gè)處理水體中的氨氮含量均逐漸升高，變化趨勢(shì)基本一致（圖2）。試驗(yàn)前20 d，各處理氨氮含量無顯著差異;20 d 后，與對(duì)照相比，添加了微生物菌劑的T1、T2處理氨氮增幅較小，但處理間差異不顯著（P>0.05）。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，T1、T2處理水體中氨氮濃度分別為0.39、0.43 mg/L，分別較對(duì)照組（0.68 mg/L）下降了42.65%、36.76%，說明沼澤紅假單胞菌可有效抑制養(yǎng)殖水體中氨氮的積累。

如圖3所示，試驗(yàn)期前30 d，各處理養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽含量未表現(xiàn)出顯著性差異;30 d后，各處理水體中亞硝酸鹽濃度均呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，但添加微生物菌劑的T1、T2處理的增幅顯著小于對(duì)照（P<0.05）;與對(duì)照相比，第40天時(shí)，T1、T2處理水體的亞硝酸鹽含量分別降低了36.4%、27.8%，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)分別降低了34.1%、30.8%;整個(gè)試驗(yàn)期，T1、T2處理水體中的亞硝酸鹽含量差異不顯著（P>0.05）。這表明添加沼澤紅假單胞菌R-3可顯著降低試驗(yàn)后期養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽的含量。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

在草魚飼料中添加0.5%、1.0%的沼澤紅假單胞菌R-3，提高了草魚的存活率、增重率、飼料利用效率及血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性等生長抗氧化指標(biāo)，對(duì)促進(jìn)草魚生長以及提升其免疫力具有積極作用;同時(shí)，添加沼澤紅假單胞菌R-3對(duì)養(yǎng)殖水體pH值無明顯影響，但可有效降低水體中氨氮、亞硝酸鹽的濃度，顯著改善水質(zhì)。

3.2 討 論

隨著規(guī)模水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展，益生菌在改善水質(zhì)和促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物健康生長方面作用越來越受到人們的重視。試驗(yàn)結(jié)果顯示，飼料中添加適量的沼澤紅假單胞菌R-3可顯著提高草魚成活率、增重率，降低飼料系數(shù)和養(yǎng)殖水體中氨氮、亞硝酸鹽含量，這與黎建斌等[6]以羅非魚為試驗(yàn)對(duì)象的研究結(jié)果一致。養(yǎng)殖水體中過高的氨氮含量和亞硝酸鹽含量會(huì)影響魚類的正常生長，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致魚死亡。沼澤紅假單胞菌能夠改善水質(zhì)的原因可能是：菌株R-3能夠在草魚腸道內(nèi)定殖，改變腸道有益菌與有害菌的比例，促進(jìn)魚類對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，進(jìn)而從源頭上減少氨氮的排放;其次，釋放到水體中的沼澤紅假單胞菌能夠通過自養(yǎng)硝化和自養(yǎng)反硝化作用，降低水體中氨氮和亞硝酸鹽含量[9]。試驗(yàn)測(cè)定了草魚血清中反映抗氧化能力的幾種主要酶活性，包括SOD、CAT、MDA、LZM、AKP。其中，SOD廣泛存在于生物體內(nèi)，能夠使超氧陰離子發(fā)生歧化反應(yīng)，平衡氧自由基;CAT為機(jī)體重要的抗氧化因子，能夠催化細(xì)胞內(nèi)過氧化氫分解，防止過氧化;MDA為脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，其含量可以反映機(jī)體組織氧化損傷情況[10]。飼料中添加適量的沼澤紅假單胞菌R-3提高了草魚血清SOD、CAT的含量，降低了MDA的含量，表明該菌劑可增強(qiáng)魚體的抗氧化能力和抗病能力，從而提高草魚的成活率和增重率，這一結(jié)果與鞠守勇等[11]關(guān)于枯草芽孢桿菌類益生菌對(duì)草魚生長抗氧化能力影響結(jié)果相似。試驗(yàn)選取的2個(gè)微生物菌劑添加水平（0.5%、1.0%）對(duì)草魚的生長免疫性能、養(yǎng)殖水質(zhì)改善等方面的影響表現(xiàn)一致，但是有研究發(fā)現(xiàn)，部分水產(chǎn)養(yǎng)殖益生菌添加量過大時(shí)，養(yǎng)殖水質(zhì)并不能得到改善，反而出現(xiàn)惡化的趨勢(shì)[12]。因此，下一步計(jì)劃探討沼澤紅假單胞菌R-3促進(jìn)草魚規(guī)模養(yǎng)殖的最適添加量。

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（責(zé)任編輯：成 平）