不同硝化细菌源对海水水族箱中氮转化的影响

蔡景波，吴国豪，马建忠，张颖茁

（浙江省海洋水产养殖研究所浙江省近岸水域生物资源开发和保护重点实验室，浙江温州 325005）

文献著录格式：蔡景波，吴国豪，马建忠，等.不同硝化细菌源对海水水族箱中氮转化的影响［J］.浙江农业科学，2016，57（3）：443-445.



不同硝化细菌源对海水水族箱中氮转化的影响

蔡景波，吴国豪，马建忠，张颖茁

（浙江省海洋水产养殖研究所浙江省近岸水域生物资源开发和保护重点实验室，浙江温州 325005）

文献著录格式：蔡景波，吴国豪，马建忠，等.不同硝化细菌源对海水水族箱中氮转化的影响［J］.浙江农业科学，2016，57（3）：443-445.

摘 要：采用模拟海水水族箱，研究不同硝化细菌源（成熟滤料菌源、红树林区表层土壤、市售超级活性硝化细菌和城市污水处理厂活性污泥）对海水水族箱各形态氮的影响，通过定期测定水族箱中其含量变化来判定箱中硝化功能的成熟程度。结果表明，成熟滤料菌源构建的水族箱建立硝化功能的速率最快，仅需20 d，接种红树林区表层土壤、市售硝化菌和城市污水处理厂活性污泥建立硝化的时间分别需要22，26和36 d。

关键词：硝化功能；海水水族箱；氮转化；观赏鱼

随着我国社会经济的不断发展，人民群众物质文化需求越来越高，饲养海水观赏鱼作为一种休闲文化越来越普遍［1-2］。但目前海水观赏鱼存在着不易饲养、成活率低等问题，其最主要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［3］。生物膜是海水水族箱生态系统的核心组成部分，主要用于去除观赏鱼养殖过程中由于鱼类排泄，残饵、粪便的分解而产生的溶解态的有害无机物和有机物质。

海水观赏水族箱，因其饲养环境特殊、养殖对象价值高等原因，生物膜的培养尤其重要［4］。因为硝化细菌在海水中生长较缓慢，所以新建水族箱形成成熟的生物膜所需时间较长，一般认为需要40～80 d［5］。而实际应用中，水族爱好者往往希望快速建立硝化功能。本文通过研究不同的硝化细菌源对氮转化的影响来判定硝化功能建立的快慢，以期为新建海水观赏水槽提供参考。

1　材料与方法

1.1试验装置及环境条件

采用自制海水水族箱，水体体积20 L，由玻璃箱、控温器和充气装置组成，选择珊瑚砂作为基质，使用前充分冲洗并煮沸消毒。试验海水来自浙江温州洞头海域。设置4个试验组，将其依次编号为A，B，C，D，分别添加成熟滤料菌源、红树林区表层土壤、市售超级活性硝化细菌和城市污水处理厂活性污泥等4种硝化细菌源，对照组不添加硝化细菌，每组设2个重复。在试验开始运行时，向5组处理中加入NH4C1，调节NH+4初始浓度至10 mg·L-1，试验过程中利用自动控温和充气装置保持水族箱温度（25±1）℃，DO＞5 mg·L-1。

1.2硝化细菌源

分别从稳定运行的水族箱滤料、红树林区表层沉积物、市售硝化菌（法国科迪BIO DIGEST超级活性硝化细菌）、城市污水处理厂活性污泥中取得菌源。接入的硝化细菌数量相同。

1.3监测指标及方法

1.4试验仪器

SEAL Auto Ana1yzer 3双通道连续流动分析仪、YSI 556水质分析仪。

2　结果与分析

图1　不同处理含量变化曲线

图2　不同处理含量变化曲线

图3　不同处理含量变化曲线

3　讨论

水族箱的硝化功能建立与否可以通过测定水中不同形态氮浓度的时间变化来指示其过程。一般来说，当水中的浓度出现一个峰值后开始转化为，就表明硝化功能开始建立［9］；当浓度持续增加并出现一个稳定峰值后，一个具备成熟硝化功能的水族箱就构建完毕。这个时间越短，说明这种方式构建的水族箱硝化功能建立越快，那么，这种挂膜方式就应该被推荐在水族箱开箱养水期时使用。

从本研究结果可以发现，不同硝化细菌源对海水水族箱中氮转化中起着非常关键的作用，添加硝化细菌后水族箱氮转化，即建立硝化功能的速率加快，同时不同硝化细菌源在相同试验工况条件下构建海水水族箱硝化功能的能力也存在着一定的差异，这主要与硝化细菌的适应性有关。一般来说，新建的水族箱系统的环境条件越适合硝化细菌生长，建立硝化功能的时间越短。在本次试验构建的海水水族箱中，成熟滤料菌源效果最好，建立硝化功能的时间为20 d，接种红树林区表层土壤、市售硝化菌和城市污水处理厂活性污泥的效果次之，分别为22，26和36 d。分析其可能的原因如下：

在环境条件已知的前提下，从已稳定运行的水族箱移植滤料已被证明是快而有效的方法［10］，有研究认为，接种成熟滤料可以加快在新建系统中引入适宜种类的细菌的速率，但系统中硝化作用的建立也需3～4周［11-12］，这与本研究的结论基本一致。

表层土壤含有数量庞大的异养菌、硝化菌，由于土壤菌群的环境较不稳定，因此，细菌本身的适应能力也较强。本试验从海水红树林种植区选取表层土壤，其微生物菌群还具有适应盐度的能力，虽在海水水族箱中的适应能力也较强，但这并不能保证所有地区的表层土壤均存在相同积极的作用。

市售的超级活性硝化细菌的生化作用一般需要适合该菌类的合适的理化条件。有学者认为，加入菌液或许可以加速系统硝化作用的建立，但同时也需提供适合所加细菌生长繁殖的理化条件。本试验选取的法国科迪BIO DIGEST超级活性硝化细菌具有较强的适应性，在不易得到成熟的水族箱滤料的前提下，接种硝化细菌或许是一种很好的建立硝化功能的途径。

城市污水处理厂活性污泥微生物菌群中含有一定量的硝化细菌，但适应性和丰度均不及表层土壤中的菌群，表现在其建立硝化功能的速度上不及后者。

本次试验对照组中的天然海水也具有少量的硝化细菌，但这类硝化菌因数量较少，因而需要较长时间才能建立硝化作用。在本试验中，其建立硝化作用的时间也最长。

综上所述，成熟滤料菌源构建的水族箱建立硝化功能的速率最快，仅需20 d，其次是接种红树林区表层土壤、市售硝化菌和城市污水处理厂活性污泥，它们分别需要22，26和36 d。综合各种因素，从稳定运行的海水水族缸中移植滤材可以快速建立新的海水水族缸的硝化功能，推荐在开缸时使用该方法，其次是市售超级活性硝化细菌。

参考文献：

［1］刘雅丹.世界观赏鱼贸易现状［J］.世界农业，2004（4）：37-38.

［2］严芳，朱锡龙.浅谈观赏鱼的养殖现状及发展前景［J］.丽水农业科技，2005（3）：12-13.

［3］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］.应用海洋学学报，2006，25（4）：521-525.

［4］罗国芝，刘艳红，谭洪新，等.新建海水生物滤器接种培养的研究［J］.农业环境科学学报，2004，20（6）：443-445.

［5］NIJHOFM.Bacteria1 stratification and hydrau1ic 1oading effects in a p1ug-f1ow mode1 for nitrifying trick1ing fi1ters app1ied in recircu1ating fish cu1ture systems［J］.Aquacu1ture，1995，134 （1）：49-64.

［6］全国海洋标准化技术委员会.海洋监测规范第4部分：海水分析：GB 17378.4—1998［S］.北京：中国标准出版社，1998.

［7］杰米里，盖伊.完美水族箱-水族箱和观赏鱼完全指导手册［M］.斯克瑞来克，译.北京：世界图书出版公司，2007.

［8］王婷.海水观赏鱼饲养手册［M］.福州：福建科学技术出版社，2007.

［9］周洋，孔小蓉，宋志文，等.硝化细菌对海水水族箱硝化功能建立过程的影响［J］.河北渔业，2009（3）：4-6.

［10］BOWER C E，TURNER D T.Acce1erated nitrification in new seawater cu1ture systems：Effectiveness of commercia1 additives and seed media from estab1ished systems［J］.Aquacu1ture，1981，24：1-9.

［11］MOE M A.The marine aquarium reference：systems and invertebrates［EB/OL］.［2015-12-05］.http：//doc233.faxabooks.com/the-marine-aquarium-reference-systems-andinvertebrates-moe-martin-a-jr—P-7015222.pdf.

［12］BOWER C R，TUNER D T.Acce1erated nitrification in new seawater cu1ture systems：effectiveness of commercia1 additives and seed media from estab1ished systems［J］.Aquacu1ture，1981，24：1-6.

（责任编辑：高 峻）

作者简介：蔡景波（1983—），男，浙江苍南人，硕士，工程师，主要从事海洋环境与生态方面的研究工作，E-mai1：jingbocai @163.com。

基金项目：温州市水产增养殖技术创新团队项目（C20120004-04）

收稿日期：2015-11-29

中图分类号：S965.89

文献标志码：A

文章编号：0528-9017（2016）03-0443-03

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160349