凡纳滨对虾养殖池塘中的微生物调控作用及机制

摘要

凡纳滨对虾是我国重要的对虾养殖品种之一，2016年其海水养殖和淡水养殖总产量为167.22万吨，占国内对虾类总产量50.6％。凡纳滨对虾集约化养殖的特点是:高密度放养虾苗、大量投喂配合饲料、养殖废物随生产周期延长逐渐累积。通过添加微生物制剂和外源有机碳调控养殖水体中的“微生物循环(Microbial loop)”，从而改善养殖微生物环境和营养盐循环的微生物操纵(Microbial manipulation)技术已在水产养殖中普遍应用。然而，有关微生物操纵，特别是添加外源微生物，对改善养殖水质的作用尚存在不同的观点。明确添加微生物制剂和碳源对养殖环境的影响及其作用机制，可为正确评价微生物操纵技术效果提供科学依据。本文结合现场调查和原位实验方法研究了添加两种商业微生物制剂和四种碳源对凡纳滨对虾养殖池塘水质和细菌群落的影响，初步分析了一种商业微生物制剂中影响水质的有效成分以及池塘浮游植物群落在微生物调控中的作用。主要结果如下:(1)2016年和2017年位于绍兴滨海地区的12口凡纳滨对虾滩涂围垦养殖池塘对虾死亡率较高;水体盐度较低，溶氧(DO)和pH较高，总有机碳(TOC)和碳氮比(C/N)较高;浮游植物优势种为蓝藻和绿藻，且蓝藻和绿藻的生物量较高;叶绿素a(Chl.a)与蓝藻生物量显著正相关;亚硝酸盐氮(NO2--N)和硝酸盐氮(NO3--N)与pH显著负相关。(2)在不同碳、氮条件（C/N＜1和C/N为10）的养殖水体中，添加微生物制剂“活底1号”对降低氨氮(TAN)、NO2--N和NO3--N无效;仅可在门和属的水平上影响优势菌的相对丰度，外源微生物不能定植在养殖水体中并成为优势种。(3)添加灭菌后的微生物制剂与添加未处理的微生物制剂对养殖环境的影响无明显变化，添加灼烧后的微生物制剂可显著影响养殖水质和微生物群落。(4)在凡纳滨对虾养殖水体(C/N为1.02)中，添加葡萄糖将C/N调节至1.45、4.53和9.07。研究发现，C/N为4.53和9.07时，显著降低了无机氮，C/N为9.07时效果最好。在无机氮和总氮(TN)去除能力较强的养殖水体中，添加葡萄糖、蔗糖、乙酸和乙醇等四种碳源均不能显著降低TAN、NO2--N和NO3--N，且添加葡萄糖导致了实验后期NO2--N和NO3--N升高。(5)添加微生物制剂“诺碧清生物净水剂”对降低凡纳滨对虾养殖池塘底栖环境中的TAN、NO2--N和NO3--N无效。(6)除藻后添加葡萄糖组中TAN、NO2--N和NO3--N显著高于直接添加葡萄糖组，除藻除菌后添加微生物制剂组中TAN、NO2--N和NO3--N显著高于直接添加微生物制剂组。基于上述结果得出以下结论:(1)添加微生物制剂“活底1号”对改善凡纳滨对虾养殖水质和重塑微生物群落具有限制性的作用;其影响养殖环境的原因可能是其成分有机质发挥了作用。(2)添加微生物制剂“诺碧清生物净水剂”对改善凡纳滨对虾养殖池塘底栖环境无效。(3)添加不同剂量葡萄糖和不同类型碳源（葡萄糖、蔗糖、乙酸和乙醇）均可在一定程度上改善凡纳滨对虾养殖水质，表明C/N和碳源类型可影响添加碳源对改善养殖环境的作用。(4)凡纳滨对虾养殖水体中浮游植物对去除养殖水体中的TAN、稳定pH和DO具有重要的作用。

目录

声明

致谢

摘要

1 研究综述

1．1 凡纳滨对虾养殖产业现状及存在问题

1．1．1 凡纳滨对虾养殖产业现状

1．1．2 限制凡纳滨对虾养殖产业发展的因素

1．2 养殖水体中的氮、碳循环及其对水质的影响

1．2．1 氮循环

1．2．2 碳循环

1．2．3 亚硝酸盐的累积

1．3 微生物调控对改善水产养殖环境的作用

1．3．1 添加徼生物制剂对改善养殖环境的作用

1．3．2 添加碳源对改善养殖环境的作用

1．3．3 添加微生物制剂和碳源对改善养殖环境的协同作用

1．4 研究目的和意义

2 绍兴市凡纳滨对虾围垦滩涂养殖池塘理化环境和浮游植物

2．1 引言

2．2 材料和方法

2．2．1 养殖池塘和放养情况

2．2．2 采样与分析

2．3 结果

2．3．1 池塘养殖对虾生长和产量

2．3．2 水温、盐度、SD、pH、DO、总碱度和总硬度

2．3．3 氮、磷和有机质

2．3．4 浮游植物种类与生物量

2．3．5 浮游植物与理化环境因子之间的关系

2．3．6 基于理化因子的池塘分类

2．4 讨论

2．4．1 理化环境特点

2．4．2 浮游植物群落结构

2．4．3 浮游植物与理化环境因子间的关系

2．5 小结

3 添加微生物制剂和碳源对凡纳滨对虾养殖水环境的影响

3．1 添加微生物制剂对凡纳滨对虾养殖池塘水质和细菌群落的影响

3．1．1 引言

3．1．2 材料和方法

3．1．3 结果

3．1．4 讨论

3．1．5 小结

3．2 微生物制剂中影响凡纳滨对虾养殖池塘水质的有效组分分析

3．2．1 引言

3．2．2 材料与方法

3．2．3 结果

3．2．4 讨论

3．2．5 小结

3．3 C／N对凡纳滨对虾养殖池塘水质和细菌群落的影响

3．3．1 引言

3．3．2 材料与方法

3．3．3 结果

3．3．4 讨论

3．3．5 小结

3．4 添加不同碳源对凡纳滨对虾养殖池塘水质和细菌群落的影响

3．4．1 引言

3．4．2 材料与方法

3．4．3 结果

3．4．4 讨论

3．4．5 小结

4 添加微生物制剂对凡纳滨对虾养殖池塘底栖环境的影响

4．1 前言

4．2 材料和方法

4．2．1 实验系统、微生物制剂、外加碳源和氮源

4．2．2 实验一添加微生物制剂和外源有机物

4．2．3 实验二共同添加微生物制剂和外源有机物

4．2．4 实验管理和样品采集

4．2．3 水化学指标和沉积物指标的测定

4．2．4 数据分析

4．3 结果

4．3．1 添加微生物制剂和外源有机物对底栖环境的影响

4．3．2 共同添加微生物制剂和外源有机物对底栖环境的影响

4．4 讨论

4．5 小结

5 环境背景对凡纳滨对虾养殖池塘中微生物调控的影响

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 实验系统、碳源和微生物制剂

5．2．2 实验设计、管理和样品采集

5．2．3 水化学分析

5．2．4 细菌计数

5．2．5 细菌群落结构分析

5．2．6 数据分析

5．3 结果

5．3．1 水温、DO、pl-I、氮、碳和Chl.a

5．3．2 含氮营养盐和有机质的累积

5．3．3 细菌群落结构

5．3．4 细菌群落和水质指标之间的关系

5．4 讨论

5．5 小结

研究结论

创新点

研究展望

参考文献

个人简历