仿刺参饲用海泥资源质量评价的初步研究

宫 魁 王宝杰 刘 梅 蒋克勇 孙姝娟 邱楚雯 孟晓林 王 雷

(1.中国科学院海洋研究所，山东青岛 266071；2.中国科学院研究生院，北京 100049)

目前在仿刺参育保苗生产中，大多是利用人工饲料或藻粉等搭配一定比例海泥作为仿刺参的饲料。海泥在仿刺参养殖中起着极其重要的作用。一般认为海泥中含有大量的有益藻类，如硅藻门的舟形藻等，还含有大量矿物质、腐殖质，这些物质都是仿刺参生长的良好饵料，此外，海泥还有增粗刺参肠道、促进饵料吸收、防止刺参拖便的功效，在刺参人工养殖中不可或缺（魏国重，2011）。随着仿刺参养殖业集约化程度的不断提高，仿刺参饲用海泥需求量迅速增加，但受资源、环境等因素的限制，其质量良莠不齐。更有甚者，有些市售海泥直接挖取在形态上相似的各种泥土，其中藻类、原生动物、桡足类、细菌类等含量极少，所以其配制出的饲料效果不够理想（袁成玉，2005）。目前仿刺参生产大多应用新鲜海泥直接投喂，新鲜海泥虽然使用效果较好，但其规模化生产受限，产量不能满足生产的需求；另外，使用新鲜海泥带入有害病原菌的隐患较大，并且长期盲目开采海泥也会对环境造成严重破坏。海泥开始成为限制海参苗种与养殖产业发展的潜在因素。随着国家对环境保护的力度加大，传统对自然海域海泥盗挖破坏式开采必将终止。选择合适的海域，利用废弃沉积物资源，规模化开发微粉海泥、兼顾环境保护是发展仿刺参健康养殖的必由之路。

本研究以青岛某盐场沉淀物为研究对象，测定海泥中总碳、总氮、C/N、有机物及6种培养微生物菌群的变化，通过与多种市售海泥及其他海区的海泥比较，探讨开发盐场废弃沉积物的可行性，旨在保护海域生态环境，为开发潜在仿刺参饲用海泥资源提供参考，促进仿刺参产业健康可持续发展。

1 材料与方法

1.1 试验样品

采集青岛某盐场沉积区域海泥。市售海泥样品分别取自山东荣成、乳山、即墨等地的饲料厂（均为超微粉碎，200目）；其它对照海泥取自山东长岛县的南长山、大黑山、小黑山等地（均为曝晒所得晒干海泥）。样品采集及处理均根据GB/T 12763.6—2007《海洋调查规范》进行。本研究样品编号如表1所示。

表1 海泥样品编号

1.2 微生物采用平板计数法

培养温度28℃，异养菌、弧菌、大肠杆菌、芽孢菌培养24 h计数，乳酸菌、酵母培养72 h计数；试验所用MRS培养基、麦康凯琼脂、平板计数琼脂、TCBS琼脂、高盐察氏琼脂均购自北京陆桥技术有限公司，2216E琼脂购于青岛海博生物技术有限公司。

1.3 总碳和总氮的测定

将柱状样沉积物样品取适量放入烧杯中，加入适量浓度为1 mol/l的稀盐酸反应24 h，除去碳酸盐。然后反复用蒸馏水冲洗样品至pH值为中性，而后将样品烘干、研磨、100目过筛，取1 g左右，用元素分析仪(Vario MACRO型)测定总碳和总氮含量，并且计算总碳与总氮的比值(C/N)。

1.4 有机质含量的测定采用灼烧法进行

将烘干的样品研磨后，称取2～3 g于已烘干的陶瓷坩埚中，置于550℃马福炉中灼烧5 h，取出冷却，再次称量，求前后的差值，即为有机质质量。有机质含量以有机质质量占干样品的百分数来表示。

1.5 数据处理

采用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析，LSD多重比较，结果以平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 海泥中总碳含量、总氮含量及C/N值（见图1）

图1 不同海域海泥及市售干粉海泥总碳、总氮及C/N比

图1所示为各组海泥的总碳与总氮含量占海泥干重的比例及C/N比值。1#、2#、3#海泥总碳、总氮占干重比例相近，C/N比值相差不多；4#海泥总碳与总氮远超其他各组；长岛海域7#、8#、9#海泥C/N较高，其中7#与9#海泥C/N远超其余各组；各组海泥C/N均大于8。

2.2 海泥中有机质含量（见图2）

图2 不同海域海泥及市售干粉海泥有机质含量

图2所示为各组海泥中有机质含量占海泥干重的比例。1#、2#、3#海泥有机质含量有一定差距；但与市售海泥及长岛海域海泥比较，仅低于4#海泥，高于其他各组。

2.3 盐场不同取样点、不同取样断面的微生物数量比较（见表2）

表2所示为青岛某盐场的不同取样点、不同取样断面的微生物数量比较。结果表明，异养菌、弧菌、大肠杆菌、乳酸菌、芽孢菌与酵母菌落并未随着深度的增加而出现规律性变化。

表2 青岛某盐场不同取样点、不同取样断面的微生物数量（cfu/g干海泥）

2.4 不同工艺处理的海泥与市售干粉海泥细菌数量比较（见表3）

表3所示为不同工艺处理的盐场海泥与市售干粉海泥细菌数量比较，经过干粉处理后的13#海泥，其有益菌乳酸菌、芽孢菌与酵母平板计数结果显著高于市售海泥（除6#海泥的乳酸菌）。

表3 不同工艺处理盐场海泥与市售干粉海泥细菌比较（cfu/g干海泥）

3 讨论

仿刺参属于杂食性底栖棘皮动物，在自然海域环境中，以沉积物中的有机物为营养，主要包括混在泥沙中的底栖硅藻、蓝藻、细菌、原生动物及动、植物的有机碎屑等（周玮，2008）。刺参科刺参属的种类对食物的选择更倾向于有机物含量高的颗粒和沉积物（王吉桥，2008）。因此，衡量海泥质量，有机质含量应该是重要指标。投喂仿刺参所用海泥有机质含量越高，表明其在仿刺参养殖中价值越大。在所取海泥样品中，市售4#海泥有机质含量最高，据了解，其来源于海带养殖区浮泥，故其有机质含量高，但其产量有限，不能量化生产。青岛某盐场海泥（1#、2#、3#）的有机质含量均高于市售（5#、6#）干粉海泥、长岛海域海泥（7#、8#、9#）及青岛市南区海域海泥（10#）有机质含量。目前，上述市售海泥与长岛海域海泥都有比较好的养殖效果，并且获得了认可。从有机质含量考虑，青岛某盐场海泥具有较高的开发价值。沿海滩涂沉积物有机质主要来源于陆生植物、海洋水生植物和浮游藻类。依据沉积物有机质C/N可以大体判断有机质的来源是海洋自生还是外源输入。藻类有机质中富含大量的蛋白质，纤维素的含量较低，其C/N在3～8之间；而脉管类陆生高等植物富含纤维素，蛋白质含量低，其C/N约为20，甚至更高。沉积物中有机质的C/N大于8，常常被认为是受到两种物源的影响，沉积物中陆源有机质所占的比例越高，C/N就越大（倪兆奎，2011）。试验中所测各组海泥C/N均高于8，表明其有机质来源广泛；长岛海域7#、8#、9#海泥有机质由C/N分析其主要来源于陆生高等植物；青岛某盐场海泥、市售海泥及青岛海域海泥C/N相近，较长岛海域海泥C/N值低，表明其有机质有更多部分来源海洋自生。值得注意的是，同一海区相同断面有机质含量并不均一，已有研究发现，海洋初级生产力、底栖生物活动、沉积物的悬浮和再沉降等对表层沉积物有机质分布产生一定的影响（Mayer，1994）。在开发盐场海泥过程中，需对相关区域有机质含量进行检测，避免开发有机质含量过低的海泥。

研究发现，仿刺参消化管内容物中以颗粒大小不同的沙、泥、砾、贝壳片等为主体，其中不仅含有大量硅藻、海藻碎片、螺类及双壳类的幼贝、桡足类、虾蟹类的脱皮壳、大叶藻等，还含有众多的原生动物和细菌；有资料证明，微生物是仿刺参的重要饵料（唐黎，2007）。饲料原料中的微生物群落特征是预防养殖动物疾病，维护水环境质量的重要指标。已有研究表明，养殖水体与饲料中细菌数量与水产动物疾病的发生有一定联系。此外，水体中的某些细菌种类还被作为有益微生物广泛用于水产养殖中，并且取得了较好的效果。研究海泥中细菌组成与分布规律，对饲用海泥的开发应用具有重要意义。自然海域中，仿刺参在摄食过程会将生物和沉积物一并吞入，海泥中微生物不可避免地会进入仿刺参消化道内，对仿刺参机体产生影响。异养菌作为分解者能降解各种类型有机物，其本身又是其他水生动物的营养源，在生态系统中占重要位置。同时，大部分条件致病菌都是异养菌，目前异养菌在水体中的数量分布，密切地影响水质的好坏和水生动物的健康，已成为养殖水体最常用检测指标之一。而肠道及养殖环境中异养菌细菌数量增多，会导致养殖生物易得病，这也是养殖高峰季节最易发生水产病害的主要原因。因此，监控海泥中异养菌菌落数量，对控制仿刺参疾病的爆发具有一定意义。值得注意的是，经过晒干（12#）和干粉处理（13#）的青岛某盐场海泥异养菌总量显著高于市售海泥，其对仿刺参的影响尚未可知，需要在后续养殖试验过程中予以关注。弧菌是海洋中最常见的细菌类群之一。由于弧菌中的一些种类是水产养殖生物的条件致病菌，弧菌大量增殖会引发养殖生物患病、死亡。因此，在饲用海泥中监测弧菌等条件致病菌的生态分布，可预防水产病害的发生。大肠杆菌群是水产养殖动物致病菌，其指数和总量也是有关部门对养殖动物安全、养殖海域环境状况评估及污染情况评价的重要指标。监控饲用海泥中大肠杆菌的菌落变化，不仅有利于控制养殖仿刺参疾病的爆发，还可防止养殖环境与商品参大肠杆菌超标。通过对盐场沉积海泥弧菌与大肠杆菌检测发现，不同取样点菌落会出现差异，相同取样点不同取样深度菌落也会出现差异。因此，需要在开发过程中，严格检测上述有害菌群，防止开采有害菌群严重超标的海泥区域。乳酸菌、芽孢菌与酵母均是非常重要的益生菌，目前都已在水产养殖业中有所应用。大量研究发现，上述三类有益菌不仅改善养殖水域环境，还可以增强养殖对象的机体免疫力，减少病害的发生。本研究发现，经过干粉处理（13#）的青岛某盐场沉积海泥乳酸菌、芽孢菌与酵母均显著高于市售海泥产品（除6#海泥的乳酸菌），由此推测该海域情况良好，受污染程度较小，故有益菌菌落高于市售海泥。在污染物质含量少，有益菌含量高的海域开采饲用海泥，会有更为良好的养殖效果。

除营养指标外，饲用海泥的安全性至关重要，将影响到产品本身的安全性以及水产品安全等。根据近几年青岛市海洋与渔业局发布的《青岛市海洋环境公报》，对胶州湾的沉积物状况等进行了全面分析，主要结论如下：胶州湾沉积物质量总体良好，除个别站位石油类含量超第一类海洋沉积物质量标准外（符合第二类标准），其余指标均符合第一类海洋沉积物质量标准。根据对养殖贝类的监测结果，贝类体内总汞、铅、镉、石油烃和“六六六”的残留水平均符合第一类海洋生物质量标准，说明胶州湾底质对养殖生物和食用安全性是有保障的。胶州湾沉积物就其安全性而言，是可靠的，故本研究未对海泥有机烃及重金属含量进行探讨。

4 结论

文中对青岛某盐场沉积海泥的总氮、总碳、有机质含量进行了测定，同时对其异养菌群、弧菌、大肠杆菌、乳酸菌、芽孢菌、酵母菌群进行初步调查，通过与市售海泥及长岛海域海泥的比较，对总氮、总碳、有机质含量及微生物群影响海泥质量的程度作出初步评价。初步研究认为，青岛某盐场沉积海泥，在总氮、总碳及有机质指标显著高于部分市售海泥；经过适当加工处理的海泥，其部分微生物指标与市售海泥有所差异，其有益菌显著高于市售海泥。综上所述，该沉积海泥具有应用于仿刺参饲料的潜在价值，但具体养殖效果，有待试验证实。