淡水鱼养殖池塘环境特征及调控技术研究

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池塘养殖作为一种传统的养殖模式在我国水产养殖业中占据重要地位。近年来,随着集约化和高密度养殖的发展,池塘养殖环境逐渐恶化,因此急需寻求一种低成本、高效率且能够有效调控池塘环境的方法,以维持池塘养殖的可持续健康发展。本研究调查了池塘养殖环境的变化特征,通过监测生产上晒塘及未晒塘期间脱氮微生物的变化并进行模拟实验,探讨采用晒塘调控池塘环境的可行性。另外,本论文对池塘循环水养殖系统中不同模块的池塘养殖参数、菌群结构及代谢特征进行了研究,探讨池塘循环水养殖模式在维持池塘养殖的可持续性方面的可行性。主要研究结果分为以下几个方面:1.淡水鱼养殖土池塘环境变化特征本实验以传统的罗非鱼(Oreochromis nilocitus)淡水养殖池塘为研究对象,通过测定在不同采样时间点养殖池塘水体和底泥中的氨氮(NH4+)、亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐(NO3-)、总氮(TN)和总磷(TP)等理化指标,以及采用Biolog-ECO和高通量测序技术分析池塘水体和底泥中微生物群落结构的变化,探讨淡水鱼养殖池塘环境及其微生物群落结构的组成变化。结果表明:Biolog-ECO技术检测到池塘水体和底泥中微生物对碳水化合物和多聚物的利用较高,对酚胺类和胺类化合物的利用能力较低。高通量测序发现厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是池塘水体和底泥中的绝对优势菌门。养殖池塘中理化指标的变化及微生物对碳源的选择性差异或与微生物的相对丰度有关。如拟杆菌门(Bacteroidetes)作为池塘中相对丰度较大的菌,因此能更好地利用碳水化合物。NO2-含量与乳杆菌(Lactobacillus)的相对丰度呈负相关。2.晒塘对淡水鱼养殖池塘环境调控作用的研究以鳗鲡(Anguilla japonica)养殖池塘为研究对象,通过测定晒塘前后鳗鲡养殖池塘水体和底泥中的NH4+、NO2-、NO3-、TN和TP等理化指标,以及高通量测序分析池塘水体和底泥中的微生物群落结构在晒塘前后的变化,探讨晒塘对池塘养殖环境及其微生物群落结构的影响。结果表明:晒塘对鳗鲡养殖池塘水体中NO2-、NO3-、TN和TP含量的降低有显著的积极作用(P<0.05),对底泥中TP含量的下降亦有显著的积极作用(P<0.05)。高通量测序分析显示,晒塘之后,养殖池塘水体和底泥中均以变形菌门(Proteobacteria)为主,在物种门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等有益菌群增加,蓝菌门(Cyanobacteria)等有害菌群减少;在物种属水平上,新鞘氨醇杆属(Novosphingobium)、沉积物杆状菌属(Sediminibacterium)、Limnohabitans、红杆菌属(Rhodobacter)等有益菌群增加,微囊藻(Microcystis)、Ellin6067等有害菌群下降。因此,晒塘能够改变养殖池塘水体和底泥中微生物的群落结构,对池塘环境调控有显著成效。3.淡水鱼养殖池塘底泥调控技术的探索以养殖池塘底泥为研究对象,将本实验室前期筛选获得的环境益生菌粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)Y311株、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)NY5株和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)P5-2株以106 CFU/m L的剂量泼洒在分别放置于无阳光照射的室内和有阳光照射的室外的池塘底泥中,探讨暴晒和益生菌对池塘底质的调控效果。通过监测实验过程中的环境参数发现,室外暴晒对底泥中TN、NH4+和NO2-含量的去除率分别为10.8%、34%和36%,Y311、NY5和P5-2对底泥中NH4+的去除率分别为67%、65%和64%,NY5对底泥中的NO2-和NO3-含量的去除率为25%和28%。Y311和P5-2对NO2-含量的增加具有抑制作用。上述结果表明,暴晒和泼洒益生菌均能够有效地去除底泥中的N,可作为池塘健康养殖的生态修护措施。4.池塘循环水养殖系统不同模块环境动态变化特征以池塘循环水养殖系统为研究对象,对该系统不同模块理化指标和菌群结构进行了检测分析。通过实验发现,该系统的净水区对NH4+、NO2-、NO3-、TN和TP的平均去除率分别为81.9%、93.2%、35.6%、81.0%和56.4%,能够有效去除池塘中的NH4+、NO2-、NO3-、TN和TP,改善池塘环境。池塘循环水养殖系统中不同模块的水体和底泥中微生物群落在不同的采样时间对碳源选择性存在差异。高通量测序发现池塘循环水养殖系统不同模块中的最优势菌门均为拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。随着养殖时长的增加,养殖动物代谢产物的积累,池塘循环水养殖系统对池塘环境的改善呈现出一定的局限性。
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