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微生态制剂在牡蛎净化中的应用

出处:《海洋与渔业》 作者:姚茹等 中国水产养殖网 2015-03-02 10:12:00

  ■广东省海洋工程职业技术学校 姚茹 孔韶锋 
    中山大学 黎祖福/文图

  近江牡蛎在我国贝类养殖,特别是南方贝类养殖中占有举足轻重的地位。随着近年来我国经济的高速增长,海洋污染,特别是海洋重金属污染已经日益威胁到我国贝类养殖产业的健康发展。王增焕等通过连续14年对广东沿海近江牡蛎金属含量的调查发现近江牡蛎体内的Cu、Zn含量分别达到了72.3mg/kg、203mg/kg,远远超过了其他生物体内的含量。

  近年来的研究表明,光合微藻以及益生菌不仅可以吸收贝类等养殖水体中的有害污染物,改善水质,同时还有利于减少养殖对象中重金属等有害物质的积累。因此,本研究通过将微藻和益生菌等微生态制剂应用在近江牡蛎的生产中,研究其对近江牡蛎养殖环境以及近江牡蛎体内重金属含量的影响。

  一、实验材料与方法

  1.实验材料
  实验所用浓缩微藻由本研究组自广东省阳东县一景园蚝苗良种场池塘中分离、筛选、培养而成,包含亚心形扁藻、小球藻、金藻以及角毛藻等。益生菌则使用广州绿海生物技术有限公司生产的虾蟹宝以及南海牌利生素。近江牡蛎统一购自阳东县北津港。

  2.实验方法
  实验于2014年1月1日~2014年3月30日进行于广东省阳东县一景园蚝苗良种场。实验设置一个实验组和一个对照组,均为面积100亩的鱼塭,由同一处水源供水。引水时,在闸门处用滤网过滤引入海水,同时通过闸门控制鱼塭水量。实验前在实验组的水体中接入微藻和益生菌,其中益生菌制剂的使用量为2ppm。再分别加入亚心形扁藻、小球藻、金藻以及角毛藻,使微藻的数量达到100万/ml。对照组不加入微藻和益生菌。按水体面积5%的比例将近江牡蛎吊养在实验组和对照组鱼塭中3个月。在此期间每2周对实验组鱼塭进行益生菌和微藻的补种,使其微藻和益生菌的浓度保持稳定,同时测定实验组和对照组鱼塭中水体氨氮、亚硝酸盐、化学需氧量、溶解氧的浓度以及近江牡蛎的增肥率。其中,氨氮的测定采用靛酚蓝分光光度法,亚硝酸盐的测定采用盐酸萘乙二胺分光光度法,化学需氧量(COD)的测定采用碱性高锰酸钾法,溶解氧的测定采用溶解氧电极法。增肥率则通过在鱼塭中随机取5个近江牡蛎,现场用海水冲洗表面,去除表面污损物后,用百分天平(精确到0.01g)称量近江牡蛎的总重,随后小心去掉贝壳,称量近江牡蛎的软体重,近江牡蛎软体重与湿重的比率即为牡蛎增肥率。
  牡蛎净化效果的检验通过在实验前后随机在实验组与对照组鱼塭中取5个近江牡蛎,将解剖出的软体组织-20℃保存,解冻后制成匀浆后测定镉、汞、铅、铜、砷的含量。

  二、实验结果

  1.微生态制剂的水体净化效果
  由图1可知,实验期间无论是实验组还是对照组的氨氮浓度都有上升的趋势,这可能是因为随着牡蛎的成长以及水温的上升,牡蛎的排氨率不断升高。然而实验组氨氮浓度均低于对照组氨氮浓度,由此可以看出微藻和益生菌的投放对降低养殖水体氨氮有明显的效果。
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  由图2可知,实验期间实验组和对照组的亚硝酸盐浓度的变化呈现先下降后升高的趋势,这可能是因为养殖水体受外源水源亚硝酸盐浓度的影响所致。实验进行2周后实验组的亚硝酸盐浓度明显低于对照组,可见微生态制剂对水体亚硝酸盐的移除达到了良好的效果。
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  实验期间,实验组和对照组的化学需氧量(COD)呈稳定上升趋势(图3),这可能与水温升高与牡蛎生长有关,其中实验组的COD在2.11mg/L~3.48mg/L间变化,而对照组COD在2.65mg/L~3.79mg/L间变化。实验期间实验组COD浓度始终小于对照组的COD浓度。
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  由图4可知,除第二次采样以外,实验组的溶解氧浓度均高于对照组,这可能是因为第二次采样时连续的阴雨天气影响了微生态制剂的光合作用从而削弱了其对水体溶解氧的改善效果。同时实验组和对照组的溶解氧有下降的趋势,这可能是因为水温的升高以及贝类的生长提高了贝类的新陈代谢水平从而导致溶解氧的下降。
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  2.牡蛎的生态净化效果和增重效果
  (1)净化效果
  如表1所示,对照组近江牡蛎的镉、铜、汞含量在养殖过程中都有不同程度的上升,而实验组镉、铜、汞含量在养殖过程中都有显著的下降(t检验,P<0.05)。t检验表明实验后实验组镉、铅、铜、汞含量显著低于对照组(P<0.05)。然而,实验组和对照组的铅、砷含量在实验前后均有显著性的下降(t检验,P<0.05),但是实验后实验组铅含量显著低于对照组(t检验,P<0.05)。因此微生态制剂能够有效移除近江牡蛎体内重金属。
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  (2)增重效果
  由图5可知,无论是实验组还是对照组近江牡蛎的增肥率均随着育肥时间的增加而增加,然而同一时间实验组的增肥率显著高于对照组(t检验,P<0.05),并且随着育肥时间的延长这一差距出现增大的趋势。这可能是因为实验组中的微藻和益生菌不仅吸收了水中的有害物质从而改善了近江牡蛎的养殖环境,同时还为近江牡蛎提供了更多的饵料。
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  三、讨论

  养殖水体的优劣不仅关系到水生经济动物的养殖成败,更关系到水产品质量的高低。据研究,更换养殖用水的常规办法并不能有效解决水体污染的问题,这是因为90%的污染主要来源于池底有机物,有机物的分解产生的有害物质对水体的负面影响是持续的换水并不能解决问题,此外换水的水源本身也可能有一定程度的污染。本实验所使用的微藻和益生菌制剂能够通过吸收氨氮、亚硝氮、小分子有机物等物质进行生长繁殖,不仅有效地去除了水中的污染物质改善了水体养殖环境,同时其光合作用还产生了丰富的氧以及有机饵料促进了近江牡蛎的生长。 

  作为一种高效率低成本的生物养殖净化技术,微生态制剂受到越来越多的应用。例如茆健强等通过在罗非鱼养殖池中加入微生态制剂发现不仅水中氨氮、COD发生了明显下降,同时水中浮游植物种群结构也有所优化从而显著改善了水质环境。富丽静等在高密度养鲫鱼池中加入微生态制剂后发现池塘氨氮、亚硝氮指标下降,而溶解氧上升,同时实验组鲫鱼生长、产量均优于对照组。张庆等也发现微生态制剂有降低罗非鱼养殖池氨氮、亚硝氮,增加溶解氧的效果,通过实验他还发现微生态制剂在水中优势菌的地位并不能长久持续,需要15天后再次投放。与上述实验相似,本实验通过投放微藻益生菌的微生态制剂发现水质得到了明显的改善,其中实验组微生态制剂对氨氮的移除率为18%~43%,对亚硝酸盐的移除率为11%~25%,对化学需氧量的移除率为8%~14%。此外,与刘丽等的结果相似,由于微生态制剂提供的饵料,实验组贝类还可以通过滤食人工培育的微藻和益生菌获得更多的可以用于生长的能量,因此实验组近江牡蛎的增肥率比对照组要高27%~59%。

  改革开放以来随着经济的不断发展,排入近海的污染物也越来越多,这其中就包括重金属物质。作为一种滤食性生物,贝类通过滤食作用获得生长发育的能量,然而积累在食物中的重金属或者生长环境中的重金属也会随着在近江牡蛎体内富集起来,人类若食用重金属含量超标的牡蛎便会出现重金属中毒的症状。有研究表明近江牡蛎对养殖水体中的Cu、Zn、Pb和Cd四种重金属的累积是净积累型,体内重金属含量与暴露时间呈极显著的正相关关系。在本实验中,水体中投放的微藻和益生菌不仅吸收了一部分的重金属,改善了水体养殖环境,同时因为亚心形扁藻、小球藻等微藻饵料容易被牡蛎吸收消化,为其提供了新陈代谢所需的能量和营养从而促进了牡蛎相关重金属排出的酶和蛋白的合成,进而加速了重金属的排出。然而,在本实验中投放微生态制剂并没有对砷的净化产生显著地促进作用,这一方面可能是因为水源砷含量本身就很低,加入微生态制剂并不能体现其净化效果,另一方面几种重金属之间的净化是相互作用相互影响的,因此在未来的研究中,还需对微生态制剂作用机理作进一步研究,使其发挥更大的效果。


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