鰻鱺養(yǎng)殖循環(huán)水處理系統(tǒng)中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)變化.pdf

1、循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(Water Recirculating Aquaculture Systems，RAS)是一種將同一養(yǎng)殖體系中的水資源經(jīng)過養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)部凈化處理之后循環(huán)利用的一種養(yǎng)殖模式。它具有封閉循環(huán)利用養(yǎng)殖水、降低用水量、養(yǎng)殖生產(chǎn)不受地域氣候限制、高密度、資源利用率高、對環(huán)境污染小、病害少等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。養(yǎng)殖水中有機(jī)物的降解是該模式的關(guān)鍵所在。細(xì)菌是養(yǎng)殖環(huán)境中高效的有機(jī)物分解者。養(yǎng)殖環(huán)境中的細(xì)菌具有極大的

2、物種多樣性和代謝途徑多樣性，是環(huán)境狀況的重要調(diào)節(jié)者，在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要的作用。本文以鰻鱺養(yǎng)殖循環(huán)水處理系統(tǒng)為研究對象，對該系統(tǒng)中各處理環(huán)節(jié)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究，為檢測鰻鱺養(yǎng)殖循環(huán)水處理系統(tǒng)的效果、改進(jìn)循環(huán)水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而推廣應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。
　　 分別于2009年4月15日，7月15日，9月15日，12月15日從循環(huán)水處理系統(tǒng)中養(yǎng)殖池、沉淀池、生物膜池、砂濾池和紫外消毒池采集水樣，并從生物膜池和濾

3、池中采集附著生物樣品，用平板菌落計(jì)數(shù)法和16S rRNA基因克隆文庫分析法研究了各樣品中細(xì)菌的數(shù)量和附著樣品中細(xì)菌的組成。研究結(jié)果如下：
　　 1)四季各處理環(huán)節(jié)水體中細(xì)菌數(shù)量變化尼龍絲掛網(wǎng)和牡蠣殼兩種填料對細(xì)菌有良好的吸附和過濾功能。其中秋季表現(xiàn)最好，經(jīng)過系統(tǒng)處理后水體中細(xì)菌濃度從養(yǎng)殖池的2.98×108個(gè)/L降低到出水系統(tǒng)的6.57×107個(gè)/L；冬季表現(xiàn)較差，水體中細(xì)菌濃度從養(yǎng)殖池的1.27×107個(gè)/L降低到系統(tǒng)出水的9

4、.80×106個(gè)/L；其它兩個(gè)季節(jié)介于秋、冬季之間。
　　 2)尼龍絲掛網(wǎng)和牡蠣殼上細(xì)菌數(shù)量的季節(jié)變化尼龍絲掛網(wǎng)的附著細(xì)菌濃度在秋季達(dá)到最高為9.20×109個(gè)/g，其次為夏季1.16×109個(gè)/g，再次為冬季7.20×108個(gè)/g，春季最低為1.39×108個(gè)/g。牡蠣殼的附著細(xì)菌濃度也是在秋季達(dá)到最高為1.05×109個(gè)/g，其次為夏季3.3×108個(gè)/g，再次為冬季1.78×108個(gè)/g，春季最低為1.52×108個(gè)/g。

5、隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，尼龍絲掛網(wǎng)和牡蠣殼的附著細(xì)菌濃度均在秋季達(dá)到最高，由于水溫的影響，冬季兩種填料上的附著細(xì)菌濃度均有所下降。
　　 3)尼龍絲掛網(wǎng)和牡蠣殼上附著細(xì)菌的組成：
　　 春季：尼龍絲掛網(wǎng)上的附著細(xì)菌主要分為變形菌門(包括α-、β-和γ-變形菌綱)、擬桿菌門、放線菌門、浮霉菌門細(xì)菌，還檢測到硅藻門和藍(lán)藻門質(zhì)粒序列。其中，變形菌門占據(jù)優(yōu)勢地位，約占所分析克隆子數(shù)的35.3％，其次是硅藻門占33.3％，擬桿菌門細(xì)菌占1

6、3.7[％]，放線菌門占5.9[％]，浮霉菌門和藍(lán)藻門各占2.0[％]，未知菌序列占9.8[％]。牡蠣殼上的附著細(xì)菌除了變形菌門和擬桿菌門之外，還有異常球菌—棲熱菌門細(xì)菌。變形菌門占據(jù)優(yōu)勢地位，約占所分析克隆子數(shù)的70.5％，其次是擬桿菌門占21.6％,異常球菌-棲熱菌門細(xì)菌占2[％]，未知菌序列占5.9[％]。
　　 夏季：尼龍絲掛網(wǎng)上的附著樣品由變形菌門、硝化螺旋菌門細(xì)菌和藍(lán)藻門、硅藻門質(zhì)粒序列構(gòu)成。變形菌門占據(jù)優(yōu)勢地位(4

7、5.5％)，其次是藍(lán)藻門(20.6％)，硝化螺旋菌門細(xì)菌和硅藻門各占9.1[％]，還有24.8[％]為未知菌序列。牡蠣殼上的附著細(xì)菌主要為變形菌門(48.7[％])、浮霉菌門細(xì)菌和藍(lán)藻門質(zhì)粒序列各占(14.6％)。未知菌序列較多，占22.1[％]。
　　 秋季：尼龍絲掛網(wǎng)的附著細(xì)菌除了變形菌門、浮霉菌門細(xì)菌之外，還有藍(lán)藻門中的質(zhì)粒序列。它們占所分析克隆子數(shù)分別為：變形菌門67.4％、藍(lán)藻門21.7％和浮霉菌門10.9[％]。牡蠣

8、殼上的附著細(xì)菌主要為變形菌門、硝化螺旋菌門、浮霉菌門、擬桿菌門和酸桿菌門細(xì)菌。它們占所分析克隆子數(shù)的比例依次是44.2％、14.0％、14.0％、11.6[％]和4.7[％]，還有11.5[％]為未知菌序列。
　　 冬季：冬季細(xì)菌的組成與其他季節(jié)類似，但藍(lán)藻門質(zhì)粒序列占優(yōu)勢地位。各類群所占比例分別是：尼龍絲掛網(wǎng)上，藍(lán)藻門77.4％、變形菌門13.2％、異常球菌-棲熱菌門5.7[％]；牡蠣殼上藍(lán)藻門74.1％，變形菌門16.7％，

9、浮霉菌門和擬桿菌門細(xì)菌均各占3.7[％]，還有少量未知序列。
　　 4)附著細(xì)菌的濃度和組成與養(yǎng)殖廢水的處理關(guān)系在夏秋冬三季，隨著循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，系統(tǒng)水體中氨氮和亞硝酸鹽氮隨尼龍絲掛網(wǎng)和牡蠣殼上細(xì)菌的數(shù)量的增多而表現(xiàn)出較高的去除率。夏秋兩季細(xì)菌的數(shù)量較多，氨氮的去除效果在這兩個(gè)時(shí)期也優(yōu)于冬季。夏秋冬三季系統(tǒng)對亞硝酸鹽氮的去除率均較高，受細(xì)菌的數(shù)量變化影響較小。
　　 尼龍絲掛網(wǎng)和牡蠣殼上，四季細(xì)菌組成變形菌門細(xì)菌為

10、優(yōu)勢菌，其中大部分種類，如食酸菌屬、砂雷氏菌屬等，對環(huán)境有機(jī)物具有良好的分解作用。浮霉菌門、硝化螺旋菌門的大部分種類對環(huán)境中的亞硝酸鹽類具有良好的去除作用，且試驗(yàn)結(jié)果表明，這兩門細(xì)菌對系統(tǒng)中養(yǎng)殖廢水的處理有著較為顯著的效果。
　　 藍(lán)藻門中的一些藻類在生物膜池中四季存在，并且在冬季數(shù)量達(dá)到最多，所占據(jù)的克隆子數(shù)遠(yuǎn)超過細(xì)菌的占有量；硅藻門的藻類僅在春夏兩季的生物膜池尼龍絲掛網(wǎng)上被檢測到，其它季節(jié)未發(fā)現(xiàn)其存在，這些藻類的存在，對于降