刺参养殖池塘底泥理化指标和细菌数量变化的检测

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1、第35卷第l期 2 0 1 4年2月 渔业科学进展 PR()GRESS IN FISHERY SCIENCES Vo135，NO1 Feb，2014 刺参养殖池塘底泥理化指标和细菌数量变化的检测 迟 爽 刘海军。 刘 冉 赵振军 马家好 崔龙波 ( 烟台大学生命科学院，264005) ( 广东利洋水产科技有限公司，广州510510) 摘 要 通过检测刺参养殖池塘底泥的6项理化指标和8类细菌数量，研究了山东省莱州刺参养 殖池塘底质的周年变化规律。实验结果显示，底泥的pH值和氧化还原电位变化趋势相同，变化范围 分别为(715040)(780021)和(428855)(一3510615)mV。硫化物

2、的变化趋势 与pH值和氧化还原电位相反，其含量变化范围为(47664701)(4961241857)gg(干重)。 总氮、总磷和有机碳含量变化范围分别为(45742lO340)(8658318785)、(166831712) (241322721) gg和027 -+-008 O37 010 。异养细菌、弧菌和芽孢杆菌数量的 变化范围分别为(327555)10 (641848)10。、(539432)10。(162201) 10 和(131157)10 (757l_66)10 CFUg。氨化细菌、反硝化细菌和亚硝化细菌数量 的变化范围分别为(680116)10 (131164)10 个g、(2

3、67-+-248)l0。(511 588)10 个g和(8O8899)10(145173)x 10。个g，氨化细菌和反硝化细菌在1年内 的变化趋势相同。硫还原细菌和硫氧化细菌数量的变化范围分别为(562553)10 (722 552)10 个g和(650517)10 (1O0116)10 个g，两种细菌数量在一年内的变化趋 势相反。研究表明，底泥的氧化还原电位与硫氧化细菌数量呈显著正相关(P005表 示相关性不显著，P005表示相关性显著，P001表示相关性极显著。 2 结果 21 刺参养殖池塘底泥理化指标的变化规律 211 pH的变化 池塘底泥pH值波动于(715040)(782021)，最

4、高值出现在3月，最低值出现在8月(图1 A)。 pH值在冬季较高，从春季开始，底泥pH值逐渐下降。 212 氧化还原电位的变化 池塘底泥氧化还原电位在(428855)(一35I0615)mV范围变化。氧化还原电位从lO月逐渐 升高，翌年3月达到最高值，此后急剧下降，且一直维持在(一3307一3510)mV之间，此时底泥为高度还原 态(Chien 1989)，直到9月才出现上升趋势。氧化还原电位的变化趋势与pH值相同(图1 A)。 渔业科学进展 第35卷 213硫化物含量变化 池塘底泥中硫化物含量在(47664701) (4961241857) gg(干重)范围内变化，夏、秋 季较高，冬、春季低

5、(图1 B)。底泥中硫化物含量从 4月开始呈明显的上升趋势，直到7月达到最高，之 后逐渐降低。池塘底泥中硫化物含量的变化趋势与 pH值和氧化还原电位的趋势相反。 214 总氮、总磷和有机碳含量变化 池塘底泥中总氮含量为(4574210340) (8658318785),ugg，最高值出现在3月，最低 值出现在9月。池塘底泥中总磷含量波动于 (16683l712)(241322721) gg，最高值 出现在7月，最低值出现在9月。除3月外，其他月 总氮与总磷变化趋势相同，在l1月和翌年5月的投 饵期间含量升高，在结冰期和夏眠期降低。池塘底 泥中有机碳含量波动于027 008 037 010 ，最

6、高值出现在6月，最低值出现在9月， 整体变化范同较小。 22刺参养殖池塘底泥中细菌数量的变化规律 221 异养细菌、弧茵和芽孢杆菌的变化 池塘底泥中异养细菌数量的变化范围为(327 555)l0 (64l848)10。CFUg，最高 值出现在10月，最低值出现在翌年9月。弧菌的变 化范围为(539432)l0。(162201)10 CFUg，最高值出现在11月。最低值出现在翌年 9月。芽孢杆菌的变化范围为(13l157)10 (757166)10。CFUg，最高值出现在3月， 最低值出现在6月。由图2可以看出，刺参养殖池 塘底泥中异养细菌、弧菌和芽孢杆菌数量的升降起 伏有一定的规律性，异养细菌

7、和芽孢杆菌的变化趋 势基本相同，而弧菌的变化趋势与异养细菌和芽孢 杆菌相反，弧菌的数量在春季和夏季出现两个高峰。 222 氨化细菌、反硝化细菌和亚硝化细菌的变化 池塘底泥中氨化细菌数量的变化范围为(68O 116)10 (13l164)10 个g，最高值出 现在8月，最低值出现在3月。反硝化细菌数量的 变化范围为(267248)10。(5115。88) lO 个 g，最高值出现在11月，最低值出现在翌年 3月。亚硝化细菌数量的变化范围为(8O8899) 850 800 Z 750 7OO 65O 600 l1-lO 11一l1 I1-12 12-03 12-O4 12o5 12-06 l2O7

8、 12-08 124)9 时INTime(year-month) 100 言80 菱 6。0 楫童20 网l Fig1 _薹 晶邑 著 黑 200 0 lO0 O 0 0 S 1000 g ：32o0o0,8吾 一4000 50OO n10 l1-l1 1112 124)3 12-04 12-05 12-06 124)7 12-08 1209 时IhqTime(year-month) 养殖池塘底泥pH、Eh和硫化物含量的变化 The variation of pH，Eh and sulfide content in sediment of the culture ponds +异养细菌Hete

9、rotrophicbacteria 1l-1O 11-11 n-12 12 3 l2-O4 12_O5 12_O6 12-o7 l2-o8 12-09 时间Time(yearmonth 图2养殖池塘底泥中异养细菌、弧菌和芽孢杆菌数量的变化 Fig2 The variation of heterotrophic bacteria，Vibrios and Bacillus numbers in sediment of the culture ponds l 警童要 l 翼童要 O0 OO OO 00 00 O0 OO O0 OO OO OO OO OO OO 氨化细菌Ammonifying bac

10、teria A |-反硝化细菌Denitrifying bacteria B +06 +O5 +04 +03 +02 +O1 ll-1O 1111 l1-12 12-03 12-04 12-05 12-06 12-07 12-08 12-09 时间Time(year-month) +硫还原细菌Sulphur reducing-bacteria 】1一l0 llI1 1112 124)3 124)4 124)5 124)6 12-07 124)8 l2-09 时INTime(year-month) 图3养殖池塘底泥中氨化细菌、反硝化细菌、亚硝化细菌、 硫还原细菌和硫氧化细菌数量的变化 Fig3

11、The variation of ammonifying，denitrifying，nitrite， sulphur。reducing and sulphur oxidizing bacteria numbers in sediment of the culture ponds 10 (145173)10。个g，最高值出现在5月，最低值出现在7月(图3一A)。刺参养殖池塘底泥中氨化细菌 和反硝化细菌数量的变化趋势相同，均是冬季数量较少，从4月开始细菌数量逐渐升高。亚硝化细菌的数量变化 则相反，从5月开 台呈现降低的趋势。 第1期 迟 爽等：刺参养殖池塘底泥理化指标和细菌数量变化的检测 223

12、硫还原细菌和硫氧化细菌的变化 池塘底泥中硫还原细菌数量的变化范围为(562553)10 (722552)10 个g，最高值出现在 6月，最低值出现在9月。硫氧化细菌数量的变化范围为(650517)10 (100土116)10 个g，最高 值出现在9月，最低值出现在6月(图3一B)。底泥中硫还原细菌和硫氧化细菌数量的变化趋势相反，随着温度 的升高，硫还原细菌数量逐渐增加，而硫氧化细菌则随之减少，硫还原细菌数量在6月呈最高值，而此时硫氧化 细菌数量呈最低值。 23 刺参养殖池塘底泥各理化指标和细菌数量相关性分析 将各理化指标和细菌数量进行相关性分析，结果表明，养殖池塘底泥的pH值与氧化还原电位呈极

13、显著正 相关(P001)，与总氮含量呈显著正相关(P005)；氧化还原电位分别与总氮含量和硫氧化细菌数量呈显 著正相关(P005)；硫化物含量分别与芽孢杆菌、反硝化细菌、氨化细菌及硫还原细菌的数量呈极显著正相 关(PO01)；有机碳含量与硫还原细菌的数量呈显著正相关(P005)。总氮和总磷的含量与细菌数量相关 性不显著。各细菌数量间有显著的相关性，其中异养细菌的数量与芽孢杆菌、反硝化细菌及亚硝化细菌呈极显 著正相关(PO01)，芽孢杆菌的数量与反硝化细菌和硫氧化细菌呈极显著正相关(P001)，反硝化细菌的 数量与硫还原细菌呈极显著正相关(Pd001)(表1)。 3 讨论 31 刺参养殖池塘底泥

14、中各理化指标间的关系 在养殖池塘的泥水界面以及在底泥中，溶解氧浓度很低甚至缺乏，加之微生物呼吸对溶解氧的消耗，从而 引起氧化还原电位下降(Boyd 1995)。本研究表明，刺参养殖池塘底泥的氧化还原电位在冬季较高，自春季 随着池塘水温的上升，刺参代谢耗氧率和微生物耗氧率迅速上升，底泥中反硝化细菌、氨化细菌及硫还原细菌 等厌氧细菌繁殖，形成大量还原性物质，导致底泥的氧化还原电位急剧降低，使底泥处于高度还原态。同时，大 量繁殖的厌氧细菌对有机质分解，产生甲酸、乳酸及丙酸等有机酸，并释放HCOa，使pH值降低，导致底泥的 pH值与氧化还原电位的变化趋势一致，且二者呈极显著正相关(表1)。 自春季随着

15、温度的升高，刺参池塘底泥的硫化物含量迅速上升，这与虾贝混养池塘底泥中硫化物的变化相 一致(彭 斌 2008)。据Takai等(1966)报道，在氧化还原电位为(150 200)rllV时，底泥中SO 一被还 原成硫化物。本研究表明，刺参池塘底泥的硫化物含量与氧化还原电位呈负相关(表1)，在4月氧化还原电位 低于一300 rnV时，硫化物含量上升，此时在采样过程中发现底泥变为黑色，并且随着温度的升高，黑色加重并 有明显的硫化氢的臭味。与海洋沉积物质量中第一类标准(300肚gg，适用于海水养殖区)比较，莱州刺参养殖 池塘底泥中在68月硫化物含量超标，超标1O3165倍(国家质量监督检验检疫总局2002)。 王 岩等(1999)报道对虾与罗非鱼混养的海水围隔底泥中有机碳含量为040 148 ，本研究中刺参 养殖池塘底泥有机碳含量为028 037 ，低于前者。这可能与刺参的沉积食性有关，刺参主要以底层中 的泥沙、有机质、某些细菌和原生动物为食，并可将残饵及粪便等未经矿化的沉积物作为营养源再次利用，从而 降低了底泥有机碳的含