生物滤池微生物群落定性定量及其异养硝化性能的研究

孙永艳

当前在大宗淡水鱼类在养殖中，以草鱼为主的大宗淡水鱼类在养殖方式上发生较大转变，这种集约化的发展，使得池塘中产生大量残饵和动物排泄物，这些代谢废物在微生物的作用下分解成有机物、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等氮化合物，养殖水体中氮化合物含量过高时对鱼类生长和水生饵料生物产生很强的毒害作用。亚硝酸盐还是强烈的致癌物质，如何降解这些物质，是水产科技工作者一直所关注的研究课题。

本试验对国家大宗淡水鱼类产业技术体系，兰州综合试验站金山渔业科技示范点生物滤池中的微生物群落进行定性定量分析，并对其中的异养硝化菌的异养硝化性能进行测定，以期筛选出能高效去除养殖水体中氨氮和亚硝酸盐的菌株，为养殖中的水处理服务。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

本试验异养硝化菌株的分离源为甘肃省靖远县北湾镇金山渔业科技示范点生物滤池中的滤料。水样取自U型生物滤池的五个不同位点，其中B1是进水口，B5为出水口，B3为U型管的拐角处，B2取自B1和B3中间，B4取自B3和B5中间。菌株来源于U型生物滤池的毛刷中，五个位点的滤料分别与水样的五个位点一一对应，将取回来的水样和菌株在冰箱里保存以备测定。

1.2 方法

本试验首先需要測定所采集水样的各项理化指标。然后再进行微生物试验，将所取得的滤料接种在普通培养基、异养培养基和异养硝化培养基中，将培养得到的菌株计数，对微生物群落进行定量分析。将分离筛选出的异养硝化菌株进行革兰氏染色，鉴定其阴阳性，通过形态观察，全自动细菌鉴定仪鉴定菌株的种类进行微生物群落的定性分析，并测定分离菌的异养硝化性能，检测其氨氮去除率。

2 结果与分析

2.1 生物滤池中海水理化指标

结果表明各位点总氮的含量在6.32±0.10 mg/L到6.46±0.08 mg/L之间，整体变化稳定。从B1到B5，氨态氮的浓度变化较明显，从进水口到出水口呈递减的趋势，降解率为67.03%。亚硝态氮的含量在U型池的底部为最低值。有效磷的含量为0.19±0.005 mg/L基本保持不变。数据显示此生物滤池的有效磷在0.1～0.2 mg/L之间，所以有效磷含量是最佳值。溶解氧的含量在进水口和出水口处明显高于其他三处。有机碳的含量在进水口为21.59±0.13mg/L出水口为26.43±0.17mg/L，呈递增的趋势，在进水口的含量明显低于其他各位点。

2.2 微生物定量分析

经过对B1，B2，B3，B4， B5，五个不同位点的滤料进行富集培养和硝化细菌的MPN法计数得出数据。数据表明，每一位点的细菌总数都大于异养菌和硝化菌的总数；并且每一位点异养菌的总数都大于硝化细菌的总数。细菌的总数在出水口处明显高于其他四处，而异养细菌的总数也是在出水口处明显高于其他四处，原因可能是在进水口处有水流的冲击，造成细菌数量不稳定。

2.3 微生物定性分析

通过分离纯化和菌种的鉴定， 从所采滤料中分离得到11株菌， 通过革兰氏染色、生理生化鉴定，鉴定菌株的种类。包括铜绿假单胞菌，海藻希瓦氏菌，嗜水气单胞菌，河流弧菌，少动鞘氨醇气单胞菌，粘质沙雷氏菌，腐败希瓦氏菌，西宫皮球菌，克氏库克菌，荷养颗粒链菌，玫瑰库克菌。

2.4 异养硝化效率

以菌种名为横坐标，氨氮去除率为纵坐标，绘制各菌株的氨氮去除率，结果如图1：

图1 异养硝化细菌的氨氮去除率

由图1可知，本试验筛选的11株异养硝化细菌均具有异养硝化能力，且氨氮降解率在27.3%和82.8%之间。其中yy1的氨氮降解率最低为27.3%，而yy24 菌株的氨氮降解率最高，可达到82.8%，所以yy24可以做为进一步研究的受试菌。

3 结论

3.1 对甘肃省靖远县北湾镇金山渔业科技示范点生物滤池中采得的样品，采用传统的生物技术，通过稀释涂布平板和平板划线法，分离纯化从中共筛选出脱氮效果较好的11株异养硝化菌株。

3.2 对分离出来的菌株进行革兰氏染色和显微形态观察，鉴定其阴阳性，并鉴定菌株的种类。包括铜绿假单胞菌，海藻希瓦氏菌，嗜水气单胞菌，河流弧菌，少动鞘氨醇气单胞菌，粘质沙雷氏菌，腐败希瓦氏菌，西宫皮球菌，克氏库克菌，荷养颗粒链菌，玫瑰库克菌。

3.3 将分离出的微生物菌株涂布于异养培养基中初步测定其异养硝化能力，然后测定分离出菌株的氨氮去除性能，鉴定其异养硝化能力，最终筛选得到一株脱氮性能较高的菌株西宫皮球菌，其氨氮去除率可以达到82.80%。

（作者单位：730600甘肃省白银市靖远县畜牧兽医局）