硝化細菌與枯草芽孢桿菌對養殖水質調控作用研究

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硝化細菌與枯草芽孢桿菌對養殖水質調控作用研究

——摘自《天津農學院學報》

摘要：以硝化細菌和枯草芽孢桿菌為實驗菌種，研究其對養殖水體的調控作用。結果表明，實驗組養殖污水水質明顯優于對照組，實驗組DO均低于對照組，硝化細菌處理組NH3−N、NO2−N降低率分別為75.41%和92.22%，對COD影響不明顯。枯草芽孢桿菌能降低COD，NH3−N、NO2−N的降低率分別為77.82%和87.60%。硝化細菌和枯草芽孢桿菌聯合處理組對水質的調控效果優于單菌處理組，NH3−N、NO2−N降低率分別為82.16%和94.62%。

關鍵詞：硝化細菌；枯草芽孢桿菌；水質；微生態制劑

      隨著水產養殖業的快速發展，養殖水域環境質量日益下降，養殖過程中產生的糞便和殘餌引起水質惡化，抑制了養殖生物的生長，甚至引發疾病、造成死亡。尤其對于高密度養殖的水體，由于養殖密度大、養殖面積受限、水體的自凈能力不強，到了養殖的中后期，常常會因水質的惡化導致水生動物疾病的發生。近年來，微生態制劑（枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌和光合菌等的混合或單一制劑)廣泛應用于水產養殖、水質凈化和病蟲害防治等領域，用微生物制劑改善養殖水體環境的研究受到人們越來越多的關注。

硝化細菌是一種好氣性、自養型細菌，可用于各種海、淡水的水質改良，能通過硝化作用將水體中有毒的氨和亞硝酸加以分解去除，達到凈化水質的作用。枯草芽孢桿菌是一種好氧的革蘭氏陽性菌，在水中增殖后產生的許多胞外酶能把養殖水體和底泥中的淀粉、蛋白質及脂肪等有機質分解，從而達到降低養殖水體富營養化和減少底泥生成的作用。本實驗向養殖水體中添加硝化細菌和枯草芽孢桿菌，研究其對水質的凈化效果，為其在養殖水體水質的生態調控應用方面提供參考。

1. 對水體中COD的影響

    化學耗氧量（COD）是在一定條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物和亞鐵鹽等，其中主要的是有機物。因此，化學耗氧量是衡量水中有機物質多少的指標，化學耗氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。有機物質在水中的積累超過一定限度時，會使養殖水體呈富營養型，溶解氧降低，水質條件惡化，給魚、蝦生長帶來不良影響。

    A組水體的COD變化不明顯，B和C組均為下降趨勢，而對照組一直處于升高的狀態。各組處理效果由大到小為：B＞C＞A＞D。推測其原因為，枯草芽孢桿菌是具有高活性消化酶系的異養菌，能迅速降解養殖水體中的有機物，包括殘余餌料、水產動物的排泄物、死亡生物殘體及池底淤泥，從而降低COD。而硝化細菌為化能自養型菌，以CO2為碳源，對水體的有機物影響效果不明顯。

2. 對水體中DO的影響

    溶解氧（DO）是評價水質的重要指標，水中溶解氧含量的多少直接或間接影響到水中生物的生存，嚴重缺氧可引起養殖生物浮頭甚至窒息死亡；長期處于低氧狀態的養殖生物雖然能存活，但其攝食量降低，生長速度減慢，餌料系數增大，發病率上升，甚至影響胚胎的正常發育。水中溶解氧還能決定很多化學物質的存在狀態，影響化學物質的遷移轉化。在養殖生產中，需要經常對溶解氧進行檢測，了解溶解氧的變化。

     A組、B組和C組DO都處于下降狀態，對照組實驗前期DO數值變化不明顯，第5天開始增大。實驗組DO始終低于對照組。推測原因是：隨著實驗的進行，對照組中產生了一些藻類，藻類進行光合作用，釋放部分氧氣，使后期DO增大，而加入菌液的水樣中由于細菌的新陳代謝作用消耗了氧氣，使得DO下降。

3[url=]B[/url]. 對水體中氨氮的影響

    天然水體中的總氨氮存在形式有兩種，包括非離子氨氮NH3−N和銨離子氮NH4+−N，構成危害的主要是非離子氨（NH3）。過高含量的NH3會損害水生生物的重要器官，抑制其生長發育，甚至造成死亡。因此，在水產養殖過程中，及時控制水中NH3−N的含量十分重要。

    實驗組的NH3−N含量顯著低于對照組，且實驗組的NH3−N含量始終處于下降趨勢，而對照組在觀察期內的NH3−N變化不明顯。實驗結束后，A組、B組和C組的NH3−N降低率分別為75.41%、77.82%和82.16%，說明兩種菌共同作用降低NH3−N的效果更加明顯。推測原因可能是，硝化細菌能利用化能合成作用首先將水體中的氨氮氧化成亞硝態氮，這個階段稱為亞硝化作用或氨氧化作用， 具體過程為：2NH3+3O2→2HNO2+2H2O+能量； ADP+Pi+能量→ATP，進而再氧化成對水生生物無害的硝態氮，從而達到調控水質的目的。Gross等也報道，在生物過濾系統中加入高效硝化細菌，可縮短生物過濾系統成熟的時間，并能使水體中的氨氮含量快速下降，同時提高了魚類的存活率和生長速度。而枯草芽孢桿菌利用芽孢繁殖, 投放于水樣后,能迅速繁殖形成優勢菌群, 直接或間接地抑制有害病菌的生長繁殖。杭小英等在羅氏沼蝦養殖池塘中投放枯草芽孢桿菌，結果顯示枯草芽孢桿菌能顯著降低水體的氨氮含量，其中氨氮的最大降解率為59.61％。

4. 對水體中亞硝酸氮的影響

    在池塘水，尤其底泥間隙水中常含有比較多的亞硝酸鹽。養殖水體中的亞硝酸鹽對水生動物具有較強的毒性，作用機理主要是：通過魚類等動物的呼吸作用，亞硝酸鹽由鰓絲進入血液，使正常的血紅蛋白發生氧化，輸氧功能受到影響，出現組織缺氧，從而導致魚蝦缺氧，甚至窒息死亡。亞硝酸鹽還可與仲胺類物質反應生成致癌性的亞硝胺類物質。一些養殖池塘中常會出現魚蝦厭食現象，亞硝酸鹽過高就是主要原因之一。因此，嚴格控制養殖水體中的亞硝酸氮含量具有重要的實際意義。

    實驗組的亞硝酸氮含量顯著低于對照組，且實驗組的亞硝酸氮含量變化幅度較大。第5天，A、B和C組的亞硝酸氮降低率分別為92.22%、87.60%和94.62%，C組優于A組和B組。隨著時間的推移，對照組亞硝酸氮含量也有所降低，說明水體自身有一定的自凈作用。硝化細菌可以將亞硝酸鹽氧化成硝酸氮，這是硝化細菌硝化作用的第二個階段，具體反應是：2HNO2+O2→2HNO3+能量，從而使NO2−N降低。

    枯草芽孢桿菌能夠直接利用水體中的亞硝酸鹽，分解碳類、氮類及硫類化合物，從而起到改善養殖水質的作用。以往的研究也表明，硝化細菌和枯草芽孢桿菌能降低水體中亞硝酸氮的含量。朱清旭等在實驗蟹池中使用高效復合枯草芽孢桿菌后3d，亞硝酸鹽氮降低17.05%。姚秀清等在模擬養殖水體中加硝化細菌20 mL，亞硝酸氮降解率為97.2%。

      綜上所述，硝化細菌能降低養殖污水中的NH3−N和NO2−N含量，而對COD影響不明顯。枯草芽孢桿菌能降低COD、NH3−N和NO2−N，從而達到凈化養殖污水的作用。兩種菌聯合處理組的效果優于單菌，尤其是NH3−N和NO2−N的降低率顯著優于單菌。因此，在水產養殖凈化方面可以利用復合菌互利共生關系達到優勢互補的效果，避免采用單一菌群來調控水質存在的局限性，從而更有效地降低養殖水體中的有害物質，改善水體的生態環境。但是菌群之間的數量配比及二者之間的作用機理還有待進一步研究。

枯草芽孢桿菌在水產動物生產中的應用效果http://m.sswork.com.cn/thread-34872-1-1.html

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Wushoulin

學習，分享，謝謝。

sdhuang

硝化細菌是嚴格好氧菌，在自然水體下，硝化細菌繁殖和存活都不是很理想。