硝化细菌与养殖.docx

硝化细菌与养殖硝化细菌对海水水族箱硝化功能建立过程的影响周 洋 孔小蓉 宋志文 都 靖(青岛理工大学环境与市政工程学院,山东青岛266033)摘 要 氨和亚硝酸盐对海水观赏鱼具有很强的毒害作用,是海水水族箱的主要去除目标。研究考察投加硝化细菌对海水水族箱硝化功能建立的影响。结果表明,投加硝化细菌制剂可以明显缩短硝化功能建立的时间。投加菌剂的实验组水族箱可在9d时间将40mg/L氨氮降低到检测不出,亚硝酸氮在第七天出现峰值(37.4mg/L),亚硝酸氮在第十五天降低到检测不出。不投加菌剂的对照组将40mg/L氨氮降低到检测不出需要25d,亚硝酸氮在第二十五天出现峰值(36.6mg/L),亚硝酸氮在第四十三天降低到检测不出。即实验组完成硝化功能建立需要15d,而对照组则需要43d。投加硝化细菌制剂后,海水水族箱内氨氧化细菌、亚硝酸盐硝化细菌可在短时间内形成优势,使氨氮、亚硝酸氮维持在较低浓度水平,缩短硝化系统建立的时间;在不投加菌剂的情况下,氨氧化细菌虽然可在一定时间内形成优势,使氨氮浓度降低,但由于亚硝酸氧化细菌生长更为缓慢,水族箱中亚硝酸积累问题严重。关键词 硝化细菌 海水水族箱 硝化功能 氨氮 亚硝酸氮 在观赏水族中,海水观赏鱼由于色彩艳丽,形态多姿,在中高档的名贵观赏鱼中大受欢迎。但是海水观赏鱼的养殖难度和经济要求高,主要原因在于海洋是一个巨大的缓冲系统,许多微生物承担海水的净化功能,而海水水族箱作为一个人工生态系统,无论是使用天然海水还是人造海水,都需要相当长的时间,才能建立稳定的微生物生态系统1。目前海水观赏鱼存在着饲养时间短,成活率低的问题,最主要的原因是海水生态系统在水族箱中不易模拟,海水水质不够稳定造成的2。水族箱中由于鱼类排泄,残饵、粪便分解,会造成氨和亚硝酸盐增加。氨可以破坏鱼的鳃组织,使血液中红血球失去与氧结合的能力,呼吸机能下降,甚至失去活力。亚硝酸盐可使血红蛋白转化成高铁血红蛋白,使血液呈现褐色,成为“褐血病”。因此,氨和亚硝酸盐是水族箱系统的主要去除目标。硝化细菌在水族箱中氨和亚硝酸盐转化过程中处于最重要的地位,此外,硝化细菌在水体中形成优势还能够起到抑制有害细菌繁殖、保持鱼体鲜艳的效果3。如何在开缸养水期间快速建立一个稳定的硝化系统,不仅具有理论意义,而且具有实用价值。以实验室自行培养的硝化细菌制剂为研究对象,考察其对海水水族箱硝化功能建立的影响,为其实际应用提供依据。1 材料与方法1.1 实验材料1.1.1 菌剂 硝化细菌制剂由实验室自行培养,是带有浅黄色沉淀的液体,为氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的混合培养物。1.1.2 海水 由海水素(青岛通用海大海水素有限公司)人工配制而成,盐度27。1.1.3 实验仪器 722型分光光度计、UV-2000分光光度计、水族箱、Orion835A溶解氧仪等。1.2 实验方法水族箱由玻璃缸、控温仪、过滤器及曝气装置组成,缸底铺设12cm白砂,作为硝化细菌生长4河北渔业2009年第3期(总第183期) 研究与探讨的载体。分别设置实验组和对照组,各加入人工海水10L,控制温度(250.5)。在实验开始阶段,加入NH4Cl,使氨氮浓度为40mg/L,向实验组水族箱中加入硝化细菌制剂10mL。实验期间定期监测氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、pH等指标。每隔一段时间补充一定淡水以弥补自然蒸发的水分,同时定期用NaHCO3调整pH。本实验共持续46d。1.3 分析方法氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定,亚硝酸氮采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定,硝酸氮采用紫外分光光度法测定,测定方法参见文献4-5。pH用HANNApH211型酸度计测定。2 结果2.1 氨氮浓度变化情况实验过程中氨氮浓度的变化情况如图1所示,从图1中可以看出,在实验开始阶段,实验组和对照组的氨氮均呈现降低的趋势,但实验组氨氮下降速度明显比对照组迅速。在实验组水族箱中,投加40mg/L氨氮在第九天降低为检测不出,第十五天再次加入NH4Cl后,在第二十三天降低为检测不出,之后分别在第二十七天和第三十二天加入NH4Cl,均只需2d即降低为检测不出。而对照组水族箱氨氮浓度则在第二十五天降低为检测不出,第四十四天加入NH4Cl后,在第四十六天降低为检测不出。图1 实验过程中氨氮浓度变化情况2.2 亚硝酸氮浓度变化情况实验过程中亚硝酸氮浓度变化情况如图2所示,从图2中可以看出,实验组前7d亚硝酸氮持续上升,在第七天达到峰值(37.4mg/L)后,开始逐渐下降,在第十五天降为检测不出。再次投加NH4Cl后,亚硝酸盐在达到峰值后4d内降低到检测不出。对照组前7d的亚硝酸氮含量很低(低于5mg/L),7d后亚硝酸氮浓度缓慢上升,在第二十五天达到峰值(36.6mg/L)后开始缓慢下降,直到第四十三天降低到检测不出。再次投加NH4Cl后,亚硝酸盐在达到峰值后2d内降低到检测不出。图2 实验过程中亚硝氮浓度变化情况2.3 硝酸氮浓度变化情况实验过程中硝酸氮浓度变化情况如图3所示,从图3中可以看出,实验组的硝酸氮在前5d保持较低水平(小于1mg/L),随后持续增长。对照组水族箱中硝酸氮浓度在126d均处于较低水平,直至第二十七天开始逐渐增加,但明显低于实验组。图3 实验过程中硝酸氮浓度变化情况3 讨论3.1 海水水族箱硝化功能建立的重要性海水水族箱中由于排泄,残饵、粪便分解,会造成氨、亚硝酸盐增加,加上海水的pH不同于淡水,使得水中残留的氨、亚硝酸盐更易产生毒性。通常认为,一个正常的海水水族箱氨氮浓度应控制在0.1mg/L以下,亚硝酸氮浓度应控制在0.3mg/L以下6。5河北渔业2009年第3期(总第183期) 研究与探讨水族箱中氨和亚硝酸盐过量累积是系统中微生物生态不平衡所致,其中硝化细菌不足是最主要原因。在新建的海水水族箱人工生态系统中,硝化细菌几乎不存在,仅仅依靠水族箱中的硝化细菌建立硝化系统需要相当长时间,此外海水中高氯含量能够抑制氨的氧化,对亚硝酸氮氧化的抑制作用更明显,从而大大延长了系统拥有完整硝化作用的时间7。通常情况下,新海水水族箱中硝化功能建立需要4080d才能完成8-9。3.2 加快建立海水水族箱硝化功能的方法目前常用的加快硝化系统建立时间的方法包括利用旧滤材或滤砂移植硝化细菌、腐尸法、添加人造硝化细菌等。刘炜明等对4种海水水族缸挂膜方法进行了比较,发现腐尸法和综合法在15d后能达到氨氮含量稳定,而亚硝酸氮降低为较低水平需要30d以上。硝化细菌法氨氮含量达到稳定需要28d,而空白对照缸氨氮达到稳定需要35d2。硝化细菌制剂是一种用于控制养殖池水自生氨浓度的处理剂,不仅使用相当方便,而且能发挥立竿见影的效果,越来越受观赏与爱好者的欢迎7。许多研究肯定了硝化细菌制剂在水族箱中的应用价值10-12。从本研究结果看,投加菌剂的实验组水族箱可在9d时间将40mg/L氨氮降低到检测不出,亚硝酸氮在第七天出现峰值,亚硝酸氮在第十五天降低到检测不出;不投加菌剂的对照组将40mg/L氨氮降低到检测不出需要25d,亚硝酸氮在第二十五天出现峰值,亚硝酸氮在第四十三天降低到检测不出,即实验组完成硝化功能建立需要15d,而对照组则需要43d。投加硝化细菌制剂可明显缩短硝化功能建立的时间,表明其在海水水族箱中具有很好的实际应用价值。4 结论4.1 投加硝化细菌制剂可以改善水族箱水质投加硝化细菌制剂后,海水水族箱内氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌可在短时间内形成优势,使氨氮、亚硝酸氮维持在较低浓度水平;在不投加菌剂的情况下,氨氧化细菌虽然可在一定时间内形成优势,使氨氮浓度降低,但由于亚硝酸盐氧化细菌生长缓慢,对照组水族箱中亚硝酸积累问题严重,不利于海水观赏鱼的生长。4.2 投加硝化细菌可以加快水族箱系统硝化功能建立过程投加硝化细菌制剂后,实验组可在15d建立硝化功能,而对照组则需要43d,证明硝化细菌在海水水族箱中具有很好的实际应用价值。参考文献1图立红,李春林.海水水族箱系统微生物生态平衡的初步研究J.首都师范大学学报自然科学版,1996,17(1):78-742刘炜明,林荣澄,蔡立哲.海水观赏水族缸中不同挂膜法对氮转化的影响J.台湾海峡,2005,25(4):521-5253刘瑞兰.硝化细菌在水族箱中的生态功能及应用J.科学养鱼,2007(5):41-424国家海洋局“海洋监测规范”编辑委员会.海洋监测规范M.北京:海洋出版社,19915国家环保局“水和废水监测分析方法”编委会.水和废水监测分析方法,第四版M.北京:中国环境科学出版社,20026王婷主编.海水观赏鱼饲养手册M.福州:福建科学技术出版社,20077王春光.复合硝化细菌制剂降低亚硝酸盐浓度的应用J.科学养鱼,2006(10):20-218罗国芝,孙大川,冯是良.闭合循环水产养殖系统生产过程中生物过滤器功能的形成J.水产学报,2005,29(4):574-5779NijhofMB.Fixedfilmnitrificationcharacteristicsinsea-waterrecirculationfishculturesystemsJ.Aqua,1990,87(2):133-14310R.Grommen,I.VanHauteghem,M.VanWambekeetal.AnimprovednitrifyingenrichmenttoremoveammoniumandnitritefromfreshwateraquariasystemsJ.Aqua,211(2