全 文 ：　第 2 6 卷第 3 期
2 0 0 7 年 5 月
热带 海 洋学 报
JOU RNAL OF TROPICAL OCEANOGRAPHY
Vo l.26 , No.3
May , 2 0 0 7　
　　收稿日期:2006-09-27;修订日期:2006-11-20。刘学东编辑
　　基金项目:国家十五科技攻关项目(2004BA526B0202);广东省重大科技专项(A30501001);广东省重大科技兴渔项目(B200201A01)
　　作者简介:李卓佳(1956—), 女 , 广东省揭阳市人 , 研究员 , 主要从事养殖技术 、 养殖环境修复等研究。 E-mai l:zhuojiali609@
163.com　Tel:020-84184733.
细基江蓠繁枝变种与益生菌净化
养殖废水的研究
李卓佳 , 罗勇胜 , 文国樑
(中国水产科学研究院南海水产研究所 , 广东 广州 510300)
摘要:通过室内实验和室外排水沟实验研究了细基江蓠繁枝变种 Gracilar la tenuistip itata var.liui与益生菌(光合
细菌 Rhodopseudomonas capsulata 和芽孢杆菌Bacillus licheni f irmis24h内对集约化对虾养殖废水的协同净化作用。
室内实验显示益生菌和细基江蓠繁枝变种对灭菌后的养殖废水有净化作用 , 净化效果表现为:混合组(江蓠+益
生菌)>江蓠组>益生菌组>对照组;室外排水沟实验中江蓠组与混合组都显示对养殖废水的净化有明显作用 ,
但两组之间各项指标(除 TN 外)差异不显著(p>0.05), 而益生菌组与对照组的各项指标之间的差异也不显著(p
>0.05)。这并不能否定江蓠与益生菌之间的协同作用 , 而可能与排水沟水体的异养细菌数高(检出数为 104 —105
CFU ·ml-1)有关。
关键词:细基江蓠繁枝变种;益生菌;集约化虾池废水;净化
中图分类号:X714;X524;Q948 文献标识码:A 文章编号:1009-5470(2007)03-0072-04
A research on purification of intensive shrimp effluent by
Gracilarla tenuis tipitata var.liui and probiotics
LI Zhuo-jia , LUO Yong-sheng , WEN Guo-liang
(South Ch ina Sea Research Fisheries Inst i tute , Chinese Academy o f F ishery S ciences , Guang zhou 510300 , China)
Abstract:T he synergetic purif icat ion effect o f Graci larla tenuistipi tata var.liui and probiotics (Rhodop-
seudomonas capsulata and Baci l lus licheni f i rm is)on intensive shrimp eff luent in 24 hours w as studied.
The lab experiment show ed that bo th the probiot ics and Graci larla tenuist ipitata var.liui could purify the
steri le ef f luent , and the purif ication ef fect w as in the o rder of synerg etic group(G.tenuistipi tata+probi-
o tics), G.tenuistipi tata g roup , probiot ics g roup , and contro l g roup from high to low.The experiment
conducted in an ef f luent ditch show ed that both the synergetic group and the G.tenuist ipitata group de-
g raded shrimp ef fluent salient ly , and there w as no di ffe rence betw een them (p>0.05), nei ther w as be-
tw een the probiotics g roup and the control group (p >0.05), which may be due to the high abundant of
heterot rophic bacteria (104 —105 CFU ·ml-1)in the eff luent ditch , sugge sting that the synergetic effect
wil l still w ork if only the Graci larla tenuistipi tata var.liui is put in the ef f luent di tch.
Key words:Graci larla tenuistipi tata var.liui;probio tics;intensive shrimp eff luent;puri ficat ion
20世纪 70年代以来 , 我国水产养殖趋向于集
约化 , 规模和产量有很大提高 , 但在这种高密度养
殖模式下 , 废水中富含高蛋白的饵料残渣和排泄物
对近岸海域环境造成了负面影响。国外工厂化水产
养殖大多采用生物转盘 、生物接触池 、 生物滤池 、
机械过滤装置等来取出养殖废水中的污染物[ 1] , 但
由于造价比较高而不适合我国国情。
近年来 , 有些学者提出要建立合理的生态养殖
下的废水处理配套技术 。微生态制剂和大型海藻因
在污水处理方面具有独特的优点而有很大的发展潜
力和应用前景。经过多年研究 , 光合细菌和芽孢杆
菌作为水处理微生态制剂的作用机理已基本清楚 ,
　第 3 期 李卓佳等:细基江蓠繁枝变种与益生菌净化养殖废水的研究
大型藻类对营养盐的吸收能力也得到肯定[ 2—5] 。细
基江蓠繁枝变种不仅是提取琼脂的重要原料 , 而且
还是鲍鱼的重要饵料 , 江蓠净化污水后可回收利
用 , 从而变废为宝 , 化害为利 。
本文就光合细菌和芽孢杆菌等益生菌与大型藻
类细基江蓠繁枝变种 Gracilarla tenuistipi tata
var.liui之间的协同效果进行研究 , 探讨其对排水
沟废水的净化作用 , 为以后实地应用提供参考依
据。实验分为室内实验和野外排水沟实验两部分 。
1　材料与方法
1.1　实验材料
实验菌种为荚膜红假单胞菌 Rhodopseudo-
monas capsulata , 液体状 , 活菌量为 5×108CFU
·ml-1 ;地衣芽孢杆菌 Baci llus l icheni f irmis , 粉
末状 , 活菌量为 2×109CFU · g-1 。两种益生菌均
由中国水产科学研究院南海水产研究所自行分离 、
筛选的菌株培养研制而成 。
细基江蓠繁枝变种采自汕尾红海湾鲍鱼场 , 在
室内暂养 1 周。暂养期水温为 25—30℃, 盐度为
23—25 , pH 为 8.2±0.5 。光照强度 1 000lx , 光
周期(L ∶D)为 10∶14。
所用废水取自红海湾对虾养殖场排水沟 , 盐度
为 20—23 , pH 为 8.2±0.5。
1.2　实验方法
室内实验部分分为对照组 、益生菌组 、 江蓠组
(只投放细基江蓠繁枝变种)和混合组(益生菌+细
基江蓠繁枝变种)。废水经 120℃、 20min 高压灭
菌后弃去沉淀 , 取上清液分装至 1 000ml烧杯中 ,
每个烧杯装 1 000m l水样 , 每组设 3个平行 。
野外排水沟实验同样分为对照组 、 益生菌组 、
江蓠组(只投放细基江蓠繁枝变种)和混合组(益生
菌+细基江蓠繁枝变种)。直接将排水沟废水分装
至 20L 圆桶中 , 每桶装 6L 水样 , 将桶浮于排水沟
中进行实验 , 每组设 2个平行 。
实验细菌投放量统一为光合细菌 1.75 ×
104CFU ·ml-1和芽孢杆菌 6.2×104 CFU ·ml-1 ;
细基江蓠繁枝变种投放量为 30g ·L -1 。实验均在
10:00点布置水样 , 24h 之后即第 2天 10:00 进行
水质测定 。测定指标有 CODMn 、 NH 4-N 、 NO 2-N 、
NO3-N 、 PO 4-P 、 TN (总氮)、 TP (总磷)。
1.3　水质测定方法
pH 采用 PHB-1便携式 pH 计测定;盐度采用
ATAGO 8603型盐度计测定;光照强度采用 JD-3
型数字式照度计测定;CODM n 、 NH 4-N 、 NO 2-N 、
NO 3-N 、 PO 4-P 均采用国标方法测定;TN 、 T P采
用文献 6的方法测定[ 6] 。
2　结果与分析
2.1　室内实验结果与分析
图 1—4是室内实验的数据图。由图 1可以看
出 , 益生菌组 、江蓠组和混合组均能很好的去除氨
氮 , 各组的相对去除率分别为 51.94%、 47.15%
和 69.88%。从 NO 3-N 的处理效果看 , 益生菌组
最高 , 相对于对照组高出了 54.78%, 江蓠组和混
合组则低于对照组 , 相对去除率分别为 27.64%、
51.94%。而 NO 2-N 的处理效果 , 对照组和益生菌
组相差不大 , 但江蓠组和混合组则较低 , 并达到显
著差异(p<0.05)。
图 1—8中各组数据上标字母不同者之间表示
存在显著性差异(p<0.05)
图 1　各处理组对 NH4-N 、 NO3-N和 NO 2-N 的降解效果
Fig.1　Deg radation effect of t reatment g roups on
NH4-N , NO3-N , and NO2-N in lab experiment
图 2 给出了各处理组对 PO 4-P 的降解效果 ,
混合组降解效果最好 , 达到了 96.76%, 之后依次
为江蓠组 78.06%和益生菌组 37.97%。
图 2　各处理组对 PO 4-P的降解效果
Fig.2　Deg radation effect of treatment
gr oups on PO4-P in lab experiment
图 3给出了各处理组对废水 TN 和 T P 的处理
效果。益生菌组对 TN 和 T P 的降解效果并不显著
(p >0.05);而江蓠组降解效果较好 , 分别为
12.26%(TN)和 77.47%(T P);混合组最佳 , 分
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热 带 海 洋 学 报 第 26 卷　
别为 23.90%(TN)和 87.76%(TP)。
图 3　各处理组对 TN 和 TP 的降解效果
Fig.3　Deg rada tion effect of trea tment
g roups on TN and TP in lab experiment
图 4给出了各处理组对废水 CODM n的处理效
果。由图 4可知处理效果由低到高依次为益生菌组
<江蓠组<混合组。混合组最好 , 与各组比均差异
显著 。
图 4　各处理组对 CODMn的降解效果
Fig.4　Deg rada tion effect of trea tment
g roups on CODMn in lab experiment
由图 1—4的结果可以发现 , 混合组各项指标
都是最佳的 , 益生菌与细基江蓠繁枝变种的协同作
用非常明显。
2.2　野外排水沟实验结果与分析
图 5—8是排水沟实验数据图 。由图 5 可知江
蓠组和混合组均能很好地去除 NH 4-N , 去除率分
别为 76.01%和 91.63%。而益生菌组与对照组比
NH 4-N 反而略有增加(增加了 0.95%)。从 NO3-N
的处理效果来看 , 益生菌组降解效果不明显 , 江蓠
组和混合组较好 ,分别为70.67%和80.06%。对
图 5　各处理组对 NH4-N、 NO3-N 和 NO2-N 的降解效果
F ig.5　Degradation effect o f treatment g roups on
NH 4-N , NO3-N , and NO2-N in effluent ditch
NO 2-N的降解 , 效果依次为益生菌组(22.33%)、
混合组(15.29%)、江蓠组(1.55%)。
图 6 给出了各处理组对 PO 4-P 的降解效果 ,
益生菌组与对照组比 PO 4-P 同样略有增加(增加了
5.20%), 而江蓠组和混合组相差不大 , 去除率分
别为 93.58%和 95.23%。
图 6　各处理组对 PO 4-P的降解效果
Fig.6　Deg radation effect o f treatment g roups on PO4-P
in effluent ditch
图 7给出了各处理组对 TN 和 TP 的降解效
果 。益生菌组和江蓠组对 TN 几乎没有任何作用 ,
混合组则略有降解 , 相对去除率为 11.40%。对
TP 的降解益生菌组为 24.37%, 江蓠组和混合组
与对照组差异显著 , 相对降解率分别为 60.19%和
76.63%。
图 7　各处理组对 TN 和 TP的降解效果
Fig.7　Deg radation effect of t reatment g roups
on TN and TP in effluent ditch
图 8 给出了各处理组对 CODMn的降解效果 ,
益生菌 组 9.12%, 江 蓠组 38.58%, 混 合组
36.19%。其中江蓠组和混合组不存在显著性差异
(p>0.05)。
图 8　各处理组对 CODMn的降解效果
Fig.8　Deg radation effect of treatment
g r oups on CODMn in effluent ditch
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　第 3 期 李卓佳等:细基江蓠繁枝变种与益生菌净化养殖废水的研究
3　讨　论
氮 、 磷营养盐是海水养殖生态系统中能量转化
的重要影响因素 , 是海水受污染程度的重要指标 。
NO3-N 、 NO2-N 和 NH4-N 是海水中 N 的主要存
在形态 , 各形态之间存在互相转化平衡关系 , 主要
受非生物活化的氧化还原作用和生物过程控制;同
时有机氮(磷)与无机氮(磷)之间 、 有机颗粒与无机
营养盐之间也都存在着转化的互动关系 。研究益生
菌与大型藻类(细基江蓠繁枝变种)对排水沟废水中
这些指标的影响 , 将为集约化养殖废水的无害化处
理提出科学的参考数据。对排水沟废水来说 , 从进
入排水沟到流入大海 , 大约需要 1d 的时间 , 故本
实验只对各处理组 24h内的降解效果进行评估 。
3.1　菌藻协同作用明显
从室内实验来看 , 混合组对废水中各项水质指
标的降解效果最好 , 而江蓠组相对于益生菌组来
说 , 除对氨氮和 CODM n的降解差异不显著外 , 对
其余各项水质指标都有较优的降解效果 , 尤其是对
PO 4-P和 TP 的降解 , 江蓠组和混合组的效果均达
到极显著(p<0.01)。其中还注意到无机氮的浓度
依次为混合组<江蓠组<益生菌组<对照组 。实验
结果充分证明了益生菌(光合细菌和芽孢杆菌)和细
基江蓠繁枝变种协同作用对集约化养殖废水具有明
显的降解作用。
从排水沟实验来看 , 益生菌组的氨氮浓度较
高 , 甚至比对照组略微有所增加 , 其余各项水质指
标中 , 益生菌组与对照组差异均不显著(p >
0.05)。这是由于室内实验废水经过高温处理 , 原
来废水里面的浮游藻类 、 浮游动物 、细菌等均已死
亡;而排水沟实验废水直接取自养殖场排水沟 , 由
于养殖户在养殖的过程中大量使用微生态制剂调控
水质 , 所以排水沟里也含有大量的光合细菌和芽孢
杆菌等益生菌以及丰富的浮游藻类 、浮游动物。室
内实验中细菌是在没有竞争的环境下 , 较易发挥作
用 , 而排水沟实验中废水拥有相对稳定的藻相和菌
相 , 加入的细菌就需要时间来适应新的生态环境 。
另外对氮污染的处理中 , 硝化作用同时伴随有反硝
化作用 , 两过程相伴 , 掩盖了有机降解菌的降解能
力[ 7] , 益生菌组的降解作用表现就显得并不明显 。
同时我们看到 , 在排水沟实验中江蓠组和混合组在
各项(除 TN 外)指标上降解效果都没有呈现出显著
性差异 , 这也是因为在江蓠组的废水中同样含有丰
富的细菌。经过研究发现 , 当地排水沟中异养菌数
量约为 104 —105 CFU · ml-1 , 这与许多研究结果
近似[ 8 , 9] , 从而使益生菌组和混合组中多加进去的
细菌作用不大 , 效果不显著 。
3.2　江蓠对微藻的抑制作用
在野外排水沟实验中 , 对照组和益生菌组的水
样呈现较深的绿色 , 而江蓠组和混合组的水样颜色
较浅 , 怀疑是因为前者微藻浓度较高导致颜色加
深 , 也可能是细基江蓠繁枝变种这一大型藻类对微
藻存在一定抑制作用的缘故。微藻随水流入大海 ,
仍然可以视为对近岸一种营养的输入 。所以细基江
蓠繁枝变种对微藻的这种抑制作用对于养殖废水的
达标排放 , 对于降低近岸污染程度有着重要意义。
4　结　语
(1)益生菌、江蓠对养殖废水都有降解作用 , 而
两者的协同可更明显地降解养殖废水中的各项污染物。
(2)排水沟中具有相对稳定的菌相 , 具有复杂
的生态环境 , 仅投放江蓠即可与排水沟自有的细菌
构成菌藻协同过程 , 已经基本上可以达到降解养殖
废水的目的 。
参考文献:
[ 1 ] 　刘　鹰 , 王玲玲.集约化水产养殖污水处理技术及应用[ J] .
淡水渔业 , 1999 , (29):22—24.
[ 2 ] 　CH IANG Y M , LIN J L. Nit rate u ptake b y ni t rogen-
starved plants of the red alga Graci laria ten uist ipi tata
VAR.liuiA , Jpn[ J].J Phycol , 1989 , (37):187—193.
[ 3 ] 　许忠能 , 林小涛 , 林继辉 , 等.营养盐因子对细基江蓠繁
枝变种氮 、 磷吸收速率的影响[ J] .生态学报 , 2002 , 22
(3):366—374.
[ 4 ] 　LOPES P F ,OLIVEIRA M C , COLEPICOLO P.Diurnal f luc-
tuat ion of nit rate reductase activity in the marine red alga
Graci lar ia tenuist ip itata (Rhodophyta)[ J] .J Phycol , 1997
(33):225—231.
[ 5 ] 　MARINHO-SORIANO E, MORALES C , MOREIRA W S C.
Cul tivation of Graci laria(Rhodophyta)in shrimp pond ef fluents
in Brazi l [ J] .Aquaculture Research , 2002, 33:1 080—1
086.
[ 6 ] 　赵卫红 , 焦念志 , 赵增霞.海水中总氮和总磷的同时测定
[ J] .海洋科学 , 1999 , 5:64—65.
[ 7 ] 　苏跃朋 , 马　甡 , 董双林.施加有机降解菌制剂虾池底质
中有机碳和总氮的变化 [ J] .海洋科学 , 2003 , 27(1):
61—64.
[ 8 ] 　李卓佳 , 郭志勋 , 张汉华 , 等.斑节对虾养殖池塘藻-菌关
系初探[ J] .中国水产科学 , 2003 , 10(3):262—264.
[ 9 ] 　李卓侍 , 郭志勋, 冯　娟 , 等.应用芽胞杆菌调控虾池微
生态的初步研究[ J] .海洋科学 , 2006 , 11(30):28—31.
75