光合细菌对轮虫种群增长和水体水化指标影响的研究

文/杨质楠 蔺丽丽 袁海延

一、材料和方法

（一）材料

海水轮虫由吉林农业大学水产养殖实验室提供；培养用水为人工配制海水，盐度20；活性“安琪”牌干酵母为湖北安琪酵母股份有限公司生产；光合细菌菌种为康源绿洲生物公司出产。

（二）方法

1.海水轮虫

选取活力较好且不带卵的轮虫，以250ind/mL的接种密度接种到装有500mL、盐度20的人工海水的三角烧瓶中，于生化培养箱中培养。培养温度为（25±1）℃，连续充气。每天投喂2次，每天早8点对轮虫进行计数。每个处理重复计数3次。

2.光合细菌

试验前，先将光合细菌菌种进行培养。光合细菌的液体培养基配方为：乙酸钠3.3g/L、氯化铵0.6g/L、磷酸二氢钾0.9g/L、硫酸镁0.5g/L、酵母膏1.5g/L。培养基经高压灭菌冷却至30℃接种，接种量为20%，培养温度30℃。光照强度为2000lx。每日摇晃三角烧瓶3次～4次以确保菌种生长良好，同时注意培养水体的pH。

3.不同浓度光合细菌对轮虫种群增长和水体水化指标的影响

12个500mL烧杯分4组，光合细菌的接入浓度分别为0cell/mL、3×102cell/mL、3×104cell/mL、3×106cell/mL。然后在不充气、不换水、不投饵条件下进行培养，水温控制在25℃。每24h对轮虫种群进行取样计数，并检测其培养水体的水化指标。

4.试验指标的测定方法

（1）种群增长的测定

每24h从每一个样中随机吸取1mL轮虫培养液，加碘液固定后计数每毫升培养液轮虫数量、怀卵率，重复3次。

（2）水化指标的测定

用pH计测定培养水体pH，每份样品测3次，取平均值。采用重氮—偶氮光度法测定培养水体中的亚硝酸盐含量。应用纳氏试剂法测定培养水体中的氨态氮含量。

（三）统计分析

应用单因子方差分析（One-way ANOVA）比较各试验组的种群密度、怀卵率及水化指标值的差异显著性；用LSD多重比较检验对比各处理间的均值，差异显著性水平（P）值设为0.05，结果采用“均值±标准误”表示。采用SPSS16.0统计软件进行统计分析。

二、结果

（一）光合细菌对轮虫种群增长的影响

本试验结果显示，在试验的第5d、6d、7d，光合细菌浓度为3×106cell/mL的轮虫种群增长显著高于其他3组（P＜0.05）；而在试验的1d～4d，各处理组之间的轮虫种群增长无显著（P＞0.05）差异（见图1）。

（二）光合细菌对水化指标的影响

1.光合细菌对轮虫培养水体pH值的影响

本试验结果显示，不同浓度梯度的光合细菌对轮虫培养水体的pH有降低的趋势（P＞0.05。其中，光合细菌处理组轮虫培养水体pH均低于对照组，但差异不显著（P＞0.05），光合细菌浓度为3×102cell/L的轮虫培养水体pH略低于其它3组（见图2）。

2.光合细菌对轮虫培养水体亚硝酸盐含量的影响

本试验结果显示，在试验的第2d、3d、4d，光合细菌能显著降低轮虫培养水体的亚硝酸盐含量（P＜0.05），且浓度为3×106cell/mL的轮虫培养水体的亚硝酸盐含量显著低于其他3组（P＜0.05）。在试验的第5d和6d，光合细菌对水体亚硝酸盐含量无显著（P＞0.05）影响（见图3）。

3.光合细菌对轮虫培养水体氨氮浓度的影响

图1 光合细菌对轮虫种群增长的影响

图2 光合细菌对轮虫培养水体pH的影响

图3 光合细菌对轮虫培养水体亚硝酸含量的影响

本试验结果显示，光合细菌能显著降低轮虫培养水体的氨氮含量（P＜0.05）。在试验的第4d和5d，光合细菌浓度为3×106cell/mL的轮虫水体氨氮含量显著低于其他两个光合细菌处理组（P＜0.05）（见图4）。

三、讨论

本试验条件下，3×106cell/mL的光合细菌能显著促进轮虫种群增长，降低水体中亚硝酸盐和氨氮的浓度。

（一）不同浓度的光合细菌对轮虫种群增长的影响

光合细菌菌体含有多种生理活性物质以及丰富的蛋白质、氨基酸等，对动物的生长发育有促进作用，并能够增强动物对疾病的抵抗能力。在轮虫培养水体中添加光合细菌能促进轮虫的种群增长，这在很多与轮虫相关的研究中均已被证实，但各自结果却不尽相同。现有的研究数据表明，在轮虫培养水体中添加光合细菌的促生长作用因饵料的不同而存在差异。本试验初步证明在培养水体中添加浓度为3×106cell/mL的光合细菌对轮虫种群的增长具有显著的促进作用。

图4 光合细菌对轮虫培养水体氨氮含量的影响

本试验结果表明，3×106cell/mL的光合细菌对轮虫的促生长效果显著优于其他处理组（P＜0.05），这与王鉴等的研究结果相似，但本试验中轮虫的种群增长量相对较小，且种群增长高峰的出现时间相对延缓。其原因可能是，在本试验中除了酵母能维持轮虫的正常增长，没有其他可直接被轮虫利用的饵料。光合细菌可能需自身先在水体中大量繁殖，使其成为水体中的优势种群，然后才能作为轮虫的饵料促进轮虫种群的增长，所以光合细菌对轮虫种群增长的影响需要一段时间才能表现出来。此外，其他研究中小球藻和光合细菌的共同光合作用及饵料作用为轮虫的生长提供了更大的空间，其共同促生长作用显著优于仅用光合细菌的轮虫培养水体。因此，在轮虫培养水体中添加适量的光合细菌不仅能为轮虫提供良好的饵料，而且光合细菌在生长和繁殖过程中产生的大量代谢产物对其生长有促进作用。

（二）不同浓度的光合细菌对轮虫培养水体水化指标的影响

光合细菌在进行自身代谢的同时还完成了产氢、固氮、分解有机物这三个极为重要的化学过程，展现了其在高浓度有机废水处理中的广阔应用前景，是研究废水处理技术的新方向。本试验初步表明，光合细菌对轮虫培养水体的pH值无显著影响，但对亚硝酸盐含量和氨氮含量有显著影响。

研究发现，当水体中的轮虫数量达到峰值时，水中有机物积累过多，pH值降低，而投放光合细菌只能起到稳定pH的作用。鱼虾的蛋白质代谢产物为氨，其经硝化作用将转变成亚硝酸盐，若亚硝酸盐浓度过高，会对水中动物起到毒害作用，造成巨大的经济损失。相关研究表明，当水中亚硝酸盐浓度为0.01mmol/L～5.0mmol/L时，光合细菌可以在1周内去除水中80%以上的亚硝酸盐，而在水产养殖场中使用光合细菌，能够降低水体中50%～80%的亚硝酸盐含量。本试验结果证明，在培育轮虫的水体中加适量的光合细菌能显著降低水体中氨氮、亚硝酸盐的含量，但没有上述例子中的效果显著。光合细菌能够通过产氢、固氮、分解等生物过程降解养殖水体中的残饵、粪便和其它有机物，并将水体中的氨、亚硝酸盐等有害物质除掉，促进有机物的循环，起到改良水质的作用。而本试验因为轮虫培养水体较小，水体中的代谢废物及饵料残渣累积相对较多，所以光合细菌的作用效果不明显。