两种EM菌剂对养殖水体水质及幼刺参生长性能的影响

胡 　 京，　董 　 琦，　张 春 岩，　肖 　 珊，　王 　 晗，　王 际 辉

( 1.大连工业大学 食品学院，辽宁 大连　116034；2.大连水益生海洋生物科技股份有限公司， 辽宁 大连　116215 )



两种EM菌剂对养殖水体水质及幼刺参生长性能的影响

胡 京1，董 琦1，张 春 岩2，肖 珊1，王 晗1，王 际 辉1

( 1.大连工业大学 食品学院，辽宁 大连116034；2.大连水益生海洋生物科技股份有限公司， 辽宁 大连116215 )

摘要:研究了两种不同浓度的EM菌剂对养殖水体水质、幼刺参生长性能的影响。实验设5个处理组，其中1组为空白对照组；其余4个处理组分别投喂EM菌剂工大2号0.5×109、1.0×109 cfu/mL、工大3号0.5×109、1.0×109 cfu/mL。实验周期30 d，实验期间不倒池。结果表明，与空白对照组相比，4个处理组水体的COD、非离子氨、亚硝酸盐、硫化氢均低于空白对照组。投喂0.5×109 cfu/mL工大2号和0.5×109 cfu/mL工大3号EM菌剂对水体净化效果均显著。与空白对照组相比，4个处理组的增重率分别提高了101.4%、78.2%、60.7%和49.4%。综合考虑海参的生长性能和水质，0.5×109 cfu/mL 工大2号EM菌剂在有效改善水质的同时又可以显著提高海参的增重率，是较理想的微生态制剂。

关键词:EM菌剂；水质；刺参

0引言

刺参养殖业在20世纪90年代初具规模，到2013年，中国刺参产值达到300多亿元。但因海参高密度的养殖环境、残饵料腐烂、生物代谢物及生物残体的沉积、有害藻类及病菌的大量繁殖、抗生素等药物的大量使用，导致养殖水体的理化环境和生态环境恶化，严重影响了该产业的健康稳定发展[1-3]。微生态制剂以其天然、无毒、无副作用、无残留等诸多优点成为发展绿色动物性产品和替代抗生素首推的饲料添加剂之一[4-5]。

EM菌是由日本琉球大学比嘉照夫教授研究开发出的一种新型复合微生物活性菌剂[6-7]，由光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、芽孢杆菌等微生物复合培养而成[8]。大量研究证明，EM菌能有效抑制动物肠道的有害菌繁殖；同时，又因EM菌含高蛋白和平衡氨基酸而成为水产动物育苗期的高效饵料；同时，EM菌可在净化水质、降低氨氮、亚硝酸盐等有毒物质浓度、提高动物免疫力和实现健康养殖方面发挥重要作用[9-11]。

本实验考察了不同浓度的两种EM菌剂对水质、海参的生长性能的影响，以期为EM菌在实际生产中的使用提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

工大2号EM菌剂是由实验室前期筛选得到的菌株芽孢杆菌T01、T02、BS1、BS2和乳酸杆菌CML、LP和实验室保藏的酿酒酵母(实验室编号SC2)；光合细菌(实验室编号PT-obt)，乳酸菌(实验室编号EF2)，9株菌混合培养得到的。其中，EM活菌数不少于1.0×109cfu/mL。

工大3号EM菌剂是由实验室前期筛选得到的菌株芽孢杆菌BS1、BS2和乳酸杆菌CML、LP和实验室保藏的酵母菌(酿酒酵母，实验室编号为SC2)和乳酸菌(实验室编号EF2)，6株菌进行混合培养得到的。其中，EM活菌数不少于1.0×109cfu/mL。

两种EM菌剂均用无菌生理盐水调整菌液浓度为0.5×109和1.0×109cfu/mL。

实验用幼刺参由大连水益生海洋生物科技股份有限公司提供，幼参规格一致，鲜体质量为(0.940 0±0.004 5) g。

1.2方法

1.2.1实验设计与日常管理

实验在大连水益生海洋生物科技股份有限公司的海参育苗室进行。将26.25 kg海参苗随机均分到5个20 m3海参养殖池中。实验设5个处理组，其中第1组为空白对照组，其余4组分别向养殖水体泼洒不同浓度的EM菌剂。分别为：工2-L组泼洒0.5×109cfu/mL工大2号，工2-H组泼洒1.0×109cfu/mL工大2号，工3-L组泼洒0.5×109cfu/mL工大3号，工3-H组泼洒1.0×109cfu/mL工大3号。每个处理组设3个重复。

基础饲料的成分主要有大叶菜、大麦、大豆肽、蛎壳粉、酵母粉、海虹粉、扇贝边、海泥等，质量分数分别为91.1%、0.8%、0.8%、1.8%、2.3%、1.4%、1.8%，饵料与海泥质量比为1∶2。每日喂食一次，5 d检测一次水质，记录非离子氨浓度、亚硝酸盐浓度、硫化氢浓度、化学需氧量、pH。实验周期为30 d，实验期间内不换水倒池。水温20.2～20.4 ℃、室内温度20～22 ℃、盐度30～33 g/L。

1.2.2水质检测

应用北京中西远大科技有限公司CM-07水质测定仪测定氨氮浓度、亚硝酸盐浓度、硫化氢浓度。COD采用高锰酸钾法测定，pH采用梅特勒公司FE20型pH计测定。

1.2.3生长指标的测定

实验结束24 h后，分别对每组幼参总体质量进行3次称量，计算增重率[12]。

增重率=(m1-m0)/m0×100%

式中：m0和m1分别为实验始末的海参质量，g。

1.3数据处理

试验数据以平均值±标准偏差表示，采用统计软件SPSS 16.0进行单因素方差分析，以P<0.05表示有显著差异。

2结果与讨论

2.1EM菌剂对养殖水体水质的影响

2.1.1pH

在整个养殖过程中，EM菌处理组和对照实验组养殖水体的pH在7.30～7.80。pH随时间的延长呈先降低后升高最后又降低的趋势，在20 d 时达到最高。30 d时，工2-L和工3-H均可以显著提高养殖水体的pH(P<0.05)。这与马江耀[13]等结果相似，其研究认为EM菌原液能提高养殖水体pH。

2.1.2COD

由图2可知，在0～30 d时，对照组COD呈逐渐增加的趋势，到第30天时，对照组的COD达到最大。EM菌剂处理组的COD在实验周期内无明显变化，而且在整个养殖过程中，EM菌剂处理组的COD均低于对照组，效果由高到低依次为工2-L、工3-L、工3-H、工2-H。由图2可知，4组菌剂均能对改善水体的COD发挥作用，并且工2-L组效果最明显。与对照组相比，工2-L组、工2-H组、工3-L组和工3-H组的COD分别降低了34.8%、28.1%、32.5%、和31.7%。这与赵留群等[14]的研究结果相一致。

图1添加不同浓度的两种EM菌剂对养殖水体pH的影响

Fig.1EffectsoftwodifferentEMprobioticsonpHofculturalwater

图2添加不同浓度的两种EM菌剂对养殖水体COD的影响

Fig.2EffectsoftwodifferentEMprobioticsonCODofculturalwater

2.1.3非离子氨

根据国家养殖水体水质标准：水体中非离子氨含量应低于0.02mg/L。由图3可知，与对照组相比，EM菌剂处理组的非离子氨浓度均低于国标。随着养殖时间的延长对照组非离子氨值呈逐渐增加的趋势，并且到第30天时非离子氨达到最大。在整个实验期，4组EM菌剂的非离子氨浓度均低于对照组，并且工3-L组效果最好。在20～30d时，EM菌剂处理组降低效果最显著。原因可能是微生态制剂在环境中建立优势菌群需要一定的时间，在0～20d可能是水环境适应EM菌剂的一个阶段，也是有益菌建立优势菌群的阶段。本实验结果表明，20～30d是EM菌剂发挥作用的阶段，这与赵留群等[14]和武鹏等[4]的研究结果相似。

图3添加不同浓度的两种EM菌剂对养殖水体非离子氨的影响

Fig.3EffectsoftwodifferentEMprobioticsonnonionicammoniaofculturalwater

2.1.4亚硝酸盐

亚硝酸盐是水中很不稳定的中间产物，养殖水体中的含氮有机物在水体中先转为氨态氮，再转化为亚硝态氮，也能在缺氧的情况下被反硝化细菌转化成分子态氨[16]。当水中的亚硝酸盐浓度积累到0.1mg/L后，亚硝酸盐将对水体中养殖的鱼、虾、蟹产生危害[17-18]。

由图4可知，在0～20d，所有实验组养殖水体的亚硝酸盐浓度均随着时间的延长而增加，20～30d开始下降，4个EM菌剂处组亚硝酸盐含量均低于对照组，并且工2-H组亚硝酸盐含量最低，效果最好。

虽然亚硝酸盐在养殖中期有上升的趋势，但是从海参的生长性能和对海参生长状态的观察可以看出，在亚硝酸盐含量上升的过程中，海参的生长性能并没有受到的影响。这可能是因为水体中亚硝酸盐处于高浓度的时间并不长，并且很快就呈下降趋势，所以并没有影响海参的生长性能。

图4添加不同浓度的两种EM菌剂对养殖水体亚硝酸盐的影响

Fig.4EffectsoftwodifferentEMprobioticsonnitriteofculturalwater

综上可以得出，EM菌剂处理组均能对降低水体的亚硝酸盐浓度发挥作用，并且1.0×109cfu/mL工大2号效果最为明显。在实验结束时，与对照组相比，工2-L组、工2-H组、工3-L组和工3-H组分别降低了34.3%、45.7%、41.4%和21.4%。这与赵留群等[14]和武鹏等[4]的研究结果相似，认为EM菌具有较好的降低亚硝酸盐浓度的效果。

2.1.5H2S

在海参养殖过程中，参池硫化氢的产生有两个途径，一是由有机硫化物分解，如将残饵中的蛋白质水解成氨基酸，被异氧性细菌的酶作用形成硫化氢释放出来；二是由底泥中的硫酸盐被厌氧细菌还原成硫化氢。池底泥产生的大量硫化氢，不仅直接对养殖海参有毒害作用，而且还能消耗池水中大量的溶解氧[19]。

由表1可知，在30d实验结束时，4个EM菌剂处理组的硫化氢含量均显著低于对照组，并且工3-L组H2S含量最低，效果最好。

表1　添加不同浓度的两种EM菌剂对养殖水体硫化氢质量浓度的影响

由表1可知，4组EM菌剂均能降低水体的中硫化氢，其中工3-L组效果最为显著。在实验结束时，与对照组相比，工2-L组、工2-H组、工3-L组和工3-H组分别降低了38.7%、30.6%、46.8%和11.3%。

不同EM菌剂处理组对降低H2S的效果不同。结合黄培铃等[20]的研究结果，分析其原因可能是芽孢杆菌可以以水体中的硫化氢为营养物质从而达到改善水质的效果，而工大3号EM菌剂中含有活性较高的芽孢杆菌。工3-L组和工3-H组相比有较好的效果，原因可能是过量的EM菌无法被迅速的完全利用，残留的EM菌反而会影响养殖水体的水质。这与张淑华等[21]和杨思芹等[22]的研究结果相似，认为微生态制剂的用量不是越多越好。

2.2EM菌剂对幼参生长性能的影响

由表2可知，4个EM菌剂处理组的增重率均显著高于对照组(P<0.05)，表明4组EM菌剂均对海参生长性能有显著提高，且工2-L和工3-L两组对幼参生长的促进效果更明显，其中工2-L组效果最显著，增重率达到84.0%，这与武鹏等[4]的研究结果相似，认为微生态制剂可在一定程度上促进海参增长。原因可能是EM菌能改善海参肠道微生态环境并分泌一些消化酶，提高了饲料转化率的同时还能够预防疾病，从而起到了提高其生长性能的作用。

表2添加不同浓度两种EM菌剂对刺参体重的影响

Tab.2EffectsoftwodifferentEMprobioticsontheweightofseacucumber

组别m/kg初始终末增重率/%对照组5.250±0.0447.440±0.03041.70±0.30a工2-L5.250±0.0179.660±0.01084.00±0.67d工2-H5.250±0.0279.150±0.02074.30±0.20c工3-L5.250±0.0538.770±0.01767.00±0.50b工3-H5.250±0.0568.520±0.02762.30±0.24b注:同一列肩标字母不同表示差异显著(n=3,P<0.05)。

综上，工2-L组有效改善水质的同时又可以较好地提高海参的生长性能，而且保证了30 d不倒池换水，相比传统的10～15 d倒池换水的养殖方式，很大程度上减少了倒池换水对海参的机械损伤，减少了人力物力的投入，降低了生产成本，减轻了倒池对环境的污染。

3结论

考察了不同浓度的两种EM菌剂对养殖水体水质和海参生长性能的影响。结果表明，工2-L 和工3-L组有较好的改善水质的效果。工2-L组对提高海参生长性能的效果最显著，增重率为84.0%。综合考虑，工2-L组菌剂有效改善水质的同时又可以显著提高海参的增重率，是较理想的微生态制剂。

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Effects of two EM probiotics on cultural water quality and growth performance of sea cucumberApostichopusjaponicus

HUJing1,DONGQi1,ZHANGChunyan2,XIAOShan1,WANGHan1,WANGJihui1

( 1.School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China；2.Dalian Shuiyisheng Marine Biological Technology Company Limited, Dalian 116215,China )

Abstract:The effects of two EM probiotics on cultural water quality and growth performance of sea cucumber Apostichopus japonicas were studied. Four treatment groups were fed with Gong Da No.2 0.5×109, 1.0×109 cfu/mL, Gong Da No.3 0.5×109, 1.0×109 cfu/mL respectively, while the control group was fed without EM probiotics. The experiment was lasted 30 d and all of the trial ponds were not poured during the whole experiment. The results showed that COD, nonionic ammonia, nitrite and H2S were significantly reduced compared with the control group, and 0.5×109 cfu/mL Gong Da No.2 and Gong Da No.3 had better effect on water quality. Compared with the control group, weight gain rate of the four treatment groups were increased 101.4%, 78.2%, 60.7%, 49.4%, respectively. Considering both of the growth performance and cultural water quality, 0.5×109 cfu/mL Gong Da No.2 was the best.

Key words:EM bacteria; water quality; sea cucumber

中图分类号:TS254.2

文献标志码:A

作者简介:胡 京(1989-)，男，硕士研究生；通信作者：王际辉(1970-)，男，教授.

基金项目:国家海洋公益性行业科研专项项目(201405003)；国家海洋食品工程技术研究中心资助项目(2012FU125X03)；国家星火计划项目(2015GA651002)；辽宁省农业青年科技创新人才培养计划项目(2015004)；辽宁省教育厅创新团队项目(LT2014010)；大连市科技计划项目(20140072).

收稿日期:2015-03-30.

文章编号:1674-1404(2016)02-0079-05