养殖螺旋藻提高夏季虾池水体氮磷比试验
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摘要 采集了夏季养殖南美白对虾的池水进行检测，水中总磷含量为0.032～0.577 mg/L；总氮含量为0.341～3.531 mg/L；总有机碳含量为4.532～18.663 mg/L；可溶性糖含量为0～5.332 mg/L。养殖中后期低氮磷比环境存在诱发有害蓝藻暴发的威胁。螺旋藻调控水质试验结果表明，螺旋藻可以在养殖水中生长，在降低磷含量的同时提高氮磷比，添加一定量的NaHCO3会使其更快适应环境。其在生长繁殖过程中可以有效去除养殖水中的氮磷物质，培养11 d 后氮的去除率为57.27%，总磷的去除率为88.76%。研究结果为调节或循环使用养殖水体提供了参考。
关键词 螺旋藻；南美白对虾；氮磷比；水质调控
中图分类号 S917.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0235-02
Experiment of Improving Ratio of Nitrogen and Phosphorus in Penaeus vannamei Culture Water by
Feeding Spirulina During Summer
LI Wei-bin CHEN Jia-xiong * LIAO Xiao-shan CHEN Hao-ru
（Shantou Marine Plants Experiment Station，Chinese Academy of Sciences，Shantou Guangdong 515041）
Abstract Culture water of feeding Penaeus vannamei was collected to testing in summer.The content of total phosphorus in water was 0.032-0.577 mg/L，the total nitrogen content was 0.341-3.531 mg/L，the total organic carbon content is 4.532-18.663 mg/L，and the soluble sugar content is 0-5.332 mg/L.It has low ratio of nitrogen and phosphorus in metaphase and anaphase，so the overgrowth of blue algae will threatening the growth of Penaeus vannamei.Spirulina can grow in the water of feeding Penaeus vannamei，it can reduce the phosphorus content while increasing ratio of nitrogen and phosphorus.Adding a certain amount of NaHCO3 will make it faster to suiting the environment.The growth process can be effective in removal of nitrogen and phosphorus in the water and adjust the ratio of nitrogen to phosphorus.After eleven days，the removal rate of nitrogen was 57.27%，and the removal rate of phosphorus was 88.76 %.It provided a reference for regulating or recycling the water.
Key words Spirulina；Penaeus vannamei；ratio of nitrogen and phosphorus；water quality control
水是南美白对虾生存和生长的环境，水质的好坏将直接或间接影响其产量和质量。“养虾即养水”的理论已经被养殖户普遍认可。水质的把控是养殖过程的重点和难点[1]。Funge Smith等[2]的研究指出在整个对虾生长过程中，输入到水体中的氮和磷仅有10%和7%被利用，其余的则以沉积或溶解等形式存在水环境中。氮磷物质的过剩会造成水体富营养化，池中微藻多样性降低，有害的浮游植物可能大量繁殖造成藻华，南方地区在高温多雨的夏季尤为突出[3]。有害藻华除了危害到对虾的生长外，还将产生的毒素释放到水中，这些毒素经过食物链的传递会对人类健康产生严重威胁[4-7]。而沉积在池底的氮、磷物质和其他有机物在微生物的作用下还会继续分解产生可溶性的碳、氮、磷，加剧水体富营养化的程度，增加有害浮游植物肆意繁殖的风险。若将沉积在池底的氮磷物质通过排污的形式释放，又可能威胁到附近海域的生态安全。谭秋荣等[8]指出，海水养殖自身污染的释放会引起附近海域水体的富营养化，诱发赤潮的发生。发生赤潮的水体在抽调补充养殖水体时会再一次污染养殖池，危害养殖对象，形成恶性循环。
为了防止有害藻华的出现，养殖户会通过添加化学物质或药物来控制水体环境，极力抑制蓝藻的生长。事实上蓝藻的生长和繁殖也在消耗水中的氮磷物质，对水体也有调节作用，而且并不是所有的蓝藻都会威胁到对虾的生长。刘立鹤、王伟、Macias-Sancho J等[9-11]的研究都表明了在饲料中添加一定量的螺旋藻粉不但有利于对虾的生长还能一定程度提高其免疫力。
螺旋藻除了可以进行光合自养外，还能进行混合营养生长，葡萄糖、醋酸盐等都可以成为它异养生长的碳源[12-13]。螺旋藻在低氮磷比的环境中能快速生长，消耗环境中的氮磷物质，其除磷固氮的特性还能有效提高环境中的氮磷比，营造适合绿藻生长的环境。郝聚敏等[14]的研究表明螺旋藻可以在添加一定量的Zarrouk培养液的养虾废水中生长并达到净化废水的目的。近年来利用大型藻类混养或者在养殖水体中添加有益菌和藻来调节养殖水体的研究报道很多，但利用无害蓝藻（螺旋藻）调节水体制造适合有益菌藻生长的水环境的研究则未见报道。
1 材料与方法
1.1 试验材料
海水螺旋藻藻种来源于中国科学院南海海洋研究所。水样采集地点为广东省汕头达濠养殖虾池，采集时间为6―9月（此时汕头地区处于高温多雨的夏季，为对虾病害高发期），跟踪采集某一造的对虾从虾苗下池到养成成虾整个过程的水样。
1.2 试验方法
1.2.1 水样采集与测定。从虾苗下池开始每间隔10 d左右采集1次，将足量的水样带回实验室，在24 h内完成水样分析测定。水样分析方法参照《水和废水检测分析方法》，总磷（TP）的测定采用钼锑抗分光光度法，总氮（TN）的测定采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法，总有机碳（TOC）的测定采用燃烧氧化-非分散红外吸收法[15]。水样中的可溶性糖测定则采用蒽酮比色法。
1.2.2 螺旋藻调控水质试验。对虾养殖一般在中后期才可能出现有害浮游植物爆发的情况[3]，因此该试验所用水样为对虾养殖到50 d时所采集的水。取一定量的螺旋藻培养液用筛绢滤过后用蒸馏水洗除残留培养基，迅速添加到水样中并充分摇散，平均分成2个部分，即藻液1和藻液2，藻液1按1 L水样3 g 的量添加NaHCO3[16]，藻液2不添加其他物质，在光照强度 63～72 μmol/（m2・s），光暗周期12 h∶12 h，温度为28 ℃的条件下进行培养[17-18]，以螺旋藻生物量观察其生长状况。跟踪检测藻液1中总氮、总磷的消耗情况和氮磷比的变化，每 3 d检测1次。
2 结果与分析
2.1 水样检测结果
在3个月的养殖过程中总共取样10次，检测结果见表 1，其中水中磷含量为0.032～0.577 mg/L；氮含量为0.341～3.531 mg/L；有机碳含量为4.532～18.663 mg/L；可溶性糖含量为0～5.332 mg/L。各项指标的含量在前40 d，即养殖早期都呈上升趋势，中后期则呈波动状态，原因是养殖户在养殖过程中会根据经验通过加菌、加肥、加水等措施来调控水质。检测结果表明，养殖水体的氮磷浓度基本是呈上升趋势，但在中后期，即养殖40 d 后出现了较低氮磷比且磷含量较高的情况，高温多雨的夏季加之低氮磷比的环境特别适合某些有害蓝藻快速生长，如果不对水质进行人为调控，很容易导致水华的发生，严重影响对虾的生长。
2.2 螺旋藻调控水质试验结果
藻液1培养2 d即可见藻体数量有所增加，藻液2培养了4 d后才可见藻体数量有所增加，具体数量见表2。随着藻体数量的增加，藻液1中的氮和磷含量明显降低，培养11 d 后氮的去除率为57.27 %，磷的去除率为88.76 %，氮磷比由初始时的5.149升高到19.576（表3）。结果表明对虾养殖水是可以满足螺旋藻生长的，但如果添加了NaHCO3t可以使螺旋藻更快速地适应养殖水的环境。螺旋藻在养殖水中繁殖可以有效地去除水中的氮和磷，去除磷的效果优于去除氮且有效调节了氮磷比。
3 讨论
螺旋藻作为一种对对虾无害的蓝藻，在可能出现有害藻华的低氮磷比环境中生长繁殖并降低水体中的氮磷浓度。除磷速度明显快于去氮的特性升高了养殖水体中的氮磷比，创造了适合绿藻等有益微藻生长的环境[19]。螺旋藻能够进行混合营养生长，在白天光照下进行自养生长吸收氮磷物质，夜间则利用水体中的葡萄糖、醋酸盐等碳源进行异养生长脱氮除磷。为了使螺旋藻更快地适应对虾养殖水的环境，培养过程中添加了一定量的NaHCO3，该做法会使水体的pH值升高，但对于对虾养殖的影响不大。因为对虾饵料中的药物和防霉剂以及沉积物质分解产生的酸性物质都会降低水体的pH值[20]，如果使用该方法来调控水质，可以少加或不加其他物质来调节水体的pH值。
螺旋藻在无NaHCO3加入时也可以在养殖水体中生长，但需要几天的时间来适应养殖水体，这与岳振峰、王爱丽等[21-22]直接用废水培养螺旋藻的研究结果相似。如果明确对虾养殖水体中的有机碳和无机碳的存在形式，事先对藻种进行驯化，可以使藻种在不添加NaHCO3的情况下更快地适应在对虾养殖水体中生长，调控养殖水质，养殖中后期碳源的存在形式有待进一步分析研究。
南方地区的夏季对虾养殖池塘出现的有害藻华多为蓝藻藻华，所以在调控水质时多以抑制蓝藻生长为目的[23-24]。本研究表明，有利于对虾生长的蓝藻――螺旋藻可以有效提高对虾养殖水体中的氮磷比，使养殖水环境更有利于绿藻等有益微藻的生长，为调控对虾养殖水质或者池外水体循环处理提供了一种方法和数据参考。
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