沼泽红假单胞菌R-3对草鱼养殖及水质的影响

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：为探讨饲料中添加沼泽红假单胞菌对草鱼养殖和水质的影响，以自主选育的沼泽红假单胞菌R-3为饲料添加剂，分别按0（CK）、0.5%（T1）和1.0%（T2）的比例添加于基础饲料中投喂草鱼，试验期为60 d，每隔10 d检测一次水质，试验结束后测定草鱼的生长指标和血清抗氧化指标。结果表明：与对照相比，菌剂添加组（T1、T2）草鱼的成活率、增重率明显高于对照组，饲料系数显著低于对照组;同时，添加沼泽红假单胞菌R-3显著提高了草鱼血清超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性，降低了血清丙二醛（MDA）含量和养殖水体中氨氮、亚硝酸盐的含量;添加0.5%和1.0%沼泽红假单胞菌对草鱼生长及水质改善无显著差异。这表明，草鱼饲料中添加适量的沼泽红假单胞菌R-3，可改善养殖水质，提高草鱼免疫能力和成活率，促进草鱼生长。
　　关键词：沼泽红假单胞菌R-3;草鱼;生长性能;抗氧化能力;养殖水质
　　中图分类号：S965.112 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2020）08-0072-04
　　Abstract： In order to study the effect of Rhodopseudomonas palustris as feed additive on grass carp （Ctenopharyngodon idellus） culture and water quality， a self-developed additive Rhodopseudomonas palustris R-3 was added to the basal feed at the ratios of  0 （CK）， 0.5% （T1） and 1.0% （T2）， respectively. In 60 days of experiment period， water quality was tested once per ten days. By the end of this experiment period， growth performance and serum anti-oxidant indicators of the grass carp individuals were studied and evaluated. Compared with the CK， T1 and T2 treatments were significantly higher in the survival rate and weight gain rate， while were significantly lower （P<0.05）in feed coefficients. The activities of serum superoxide dismutase （SOD） and catalase （CAT） were significantly increased in T1 and T2 treatments. Meanwhile，  serum malondialdehyde （MDA） content， ammonia nitrogen and nitrite contents in water body of the two tested groups were significantly lower than in the CK group. However， there were no significant differences between T1 and T2 groups in the water quality indicators and growth performance of grass carp. In conclution， Rhodopseudomonas palustris R-3 could promote growth performance， serum anti-oxidant immune ability and survial rate of grass carp， and the water quality could be also obviously improved.
　　Key words： Rhodopseudomonas palustris R-3; grass carp （Ctenopharyngodon idellus）; growth performance; serum anti-oxidant ability; water quality
　　草魚是我国养殖最广泛、产量最高的家鱼之一。近年来，随着规模化高密度养殖技术的推广，水体中的氨氮、硝态氮、亚硝态氮等无机氮化物大量积累，严重影响草鱼的生长发育，制约了草鱼养殖业的可持续发展[1-2]。研究表明，向水体中合理添加微生物菌剂可以有效地净化养殖水体，促进养殖业的健康发展，并且具有能耗低、无二次污染、操作简单等优点，成为水体生物修复技术的研究热点[3-4]。
　　沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）是一种不产氧光合细菌，其菌体营养丰富，细胞干物质中蛋白质含量高，是我国农业农村部允许使用的饲料级微生物之一。该菌种在适宜条件下具有良好的脱氮能力，部分菌株还可抑制病原菌生长、增强养殖动物的抗病能力，是养殖水体生物修复领域研常用的菌种[5-6]。课题组在前期研究中获得一株沼泽红假单胞菌R-3，对模拟养殖水体中氨氮具有较强去除能力[7]。目前该菌株对实际养殖水体中氮素的去除能力以及对养殖动物生长的影响尚不明晰，因此，笔者拟在养殖水体中添加不同水平的菌剂沼泽红假单胞菌R-3，考察其对草鱼生长性能、抗氧化能力及水质的影响，为将该菌株开发成水产养殖微生态制剂产品提供科学依据。 　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　供试微生物菌剂沼泽红假单胞菌R-3由湖南省微生物研究院研究室分离保存，采用液体培养基发酵生产，制成干菌粉，菌剂有效活菌数约为4.5×109 CFU/g。
　　供试草鱼来自湖南益阳某水产养殖专业合作社，规格整齐，体质健壮，平均体重为43.46±1.76 g/尾。草鱼基础饲料参考市场常用配方，原料组成为：豆粕 20%、菜粕30%、脱脂米糠15%、鱼粉2.0%、麦麸15%、次粉13%、豆油1.0%、磷酸二氢钙2.0%、氯化胆碱（50%）0.5%、维生素预混料 0.5%、矿物元素预混料 1.0%。
　　1.2 试验方法
　　1.2.1 试验设计与饲养管理 试验在益阳某水产养殖专业合作社进行，供试草鱼在室内圆柱形塑料桶中养殖（70 cm×80 cm），塑料桶使用前用 0.1%的KMnO4溶液浸泡消毒 1 h，清水冲洗干净。试验设3个处理：对照组（CK），饲喂基础饲料;处理1（T1），饲喂添加 0.5%（w/w）沼泽红假单胞菌R-3的基础饲料;处理2（T2），饲喂添加1.0%沼泽红假单胞菌R-3的基础饲料。每个处理3次重复，一共9个小组。选取规格整齐的健康草鱼 360尾，用基础饲料驯养2周后，随机分成 9 组，每桶 40 尾鱼，试验期为60 d。试验期间水温控制在24～32℃，24 h 连续人工增氧，适量添加新水补充蒸发损失的水分，保持水深约60 cm。每天 9：00、17：00各投喂1次，日投喂量为鱼体重的 3% 左右。
　　1.2.2 草鱼生长指标的测定 试验结束后，所有试验草鱼饥饿24 h，统计各组草鱼尾数并称重，计算各组的成活率、增重率、饲料系数，计算公式如下：
　　成活率（%）=终末尾数/初始尾数 ×100
　　增重率（%）=（平均终末体重-平均初始体重）/平均初始体重×100
　　饲料系数=饲料投喂总量/总体重增加量
　　1.2.3 草鱼血清抗氧化指标的测定 试验结束后，每组随机选取 10 尾草鱼麻醉，用无菌注射器进行尾静脉采血，血样在4℃下4 000 r/min 离心10 min，取上层血清分装，置于-80℃冰箱保存备测。过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、堿性磷酸酶（AKP）、溶菌酶（LZM）、丙二醛（MDA）均使用南京建成生物工程研究所购买的试剂盒测定，按照试剂盒中的说明书操作。
　　1.2.4 养殖水质测定 每间隔10 d在上午投喂饲料前采集水样，利用雷磁PHSJ-4F型pH计测定水体pH值，参照金春英等[8]文献中介绍的方法测定氨氮和亚硝态氮的含量。
　　1.3 数据统计分析
　　试验数据利用Microsoft Excel 2003软件进行处理和作图，以平均值±标准差表示;采用SPSS 18.0软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA），如果组间差异显著，再用Duncan法进行多重比较。
　　2 结果与分析
　　2.1 沼泽红假单胞菌R-3对草鱼生长性能的影响
　　由表1可知，在相同饲料投喂量和管理措施条件下，T1、T2处理的草鱼存活率、增重率均显著高于CK（P<0.05），饲料系数显著低于CK（P<0.05），但饲料中是添加0.5%还是1.0%的沼泽红假单胞菌对草鱼的生长指标影响差异不显著（P>0.05）。这表明沼泽红假单胞菌R-3可提高草鱼存活率和饲料利用效率，促进其生长。
　　2.2 沼泽红假单胞菌R-3对草鱼血清抗氧化指标的影响
　　血清中相关酶的活性可反映动物机体的抗氧化能力，是衡量动物免疫能力的重要指标。从表2可以看出，添加微生物菌剂的T1、T2处理草鱼的血清超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性显著高于CK，丙二醛（MDA）含量显著低于CK（P<0.05）;菌剂添加对草鱼的血清碱性磷酸酶（AKP）和溶菌酶（LZM）活性无显著影响。这表明饲料中添加沼泽红假单胞菌R-3提高了草鱼的抗氧化能力和免疫力。
　　2.3 沼泽红假单胞菌R-3对养殖水体pH值的影响
　　如图1所示，试验前20 d，随着养殖时间的递增，各处理的pH值均呈现上升趋势;20 d后，各处理的pH值相对较稳定，保持在7.5～8.0之间。整个试验期，各处理水体pH值无显著性差异（P>0.05），维持在6.8～8. 0之间，均符合淡水鱼类养殖水质的要求。
　　2.4 沼泽红假单胞菌R-3对养殖水体氨氮、亚硝态氮的影响
　　随着养殖时间的延长，3个处理水体中的氨氮含量均逐渐升高，变化趋势基本一致（图2）。试验前20 d，各处理氨氮含量无显著差异;20 d 后，与对照相比，添加了微生物菌剂的T1、T2处理氨氮增幅较小，但处理间差异不显著（P>0.05）。试验结束时，T1、T2处理水体中氨氮浓度分别为0.39、0.43 mg/L，分别较对照组（0.68 mg/L）下降了42.65%、36.76%，说明沼泽红假单胞菌可有效抑制养殖水体中氨氮的积累。
　　如图3所示，试验期前30 d，各处理养殖水体中亚硝酸盐含量未表现出显著性差异;30 d后，各处理水体中亚硝酸盐浓度均呈现逐渐升高的趋势，但添加微生物菌剂的T1、T2处理的增幅显著小于对照（P<0.05）;与对照相比，第40天时，T1、T2处理水体的亚硝酸盐含量分别降低了36.4%、27.8%，试验结束时分别降低了34.1%、30.8%;整个试验期，T1、T2处理水体中的亚硝酸盐含量差异不显著（P>0.05）。这表明添加沼泽红假单胞菌R-3可显著降低试验后期养殖水体中亚硝酸盐的含量。
　　3 结论与讨论
　　3.1 结 论
　　在草鱼饲料中添加0.5%、1.0%的沼泽红假单胞菌R-3，提高了草鱼的存活率、增重率、饲料利用效率及血清超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性等生长抗氧化指标，对促进草鱼生长以及提升其免疫力具有积极作用;同时，添加沼泽红假单胞菌R-3对养殖水体pH值无明显影响，但可有效降低水体中氨氮、亚硝酸盐的浓度，显著改善水质。 　　3.2 讨 论
　　随着规模水产养殖的发展，益生菌在改善水质和促进水产动物健康生长方面作用越来越受到人们的重视。试验结果显示，饲料中添加适量的沼泽红假单胞菌R-3可显著提高草鱼成活率、增重率，降低饲料系数和养殖水体中氨氮、亚硝酸盐含量，这与黎建斌等[6]以罗非鱼为试验对象的研究结果一致。养殖水体中过高的氨氮含量和亚硝酸盐含量会影响鱼类的正常生长，严重时可导致鱼死亡。沼泽红假单胞菌能够改善水质的原因可能是：菌株R-3能够在草鱼肠道内定殖，改变肠道有益菌与有害菌的比例，促进鱼类对营养物质的消化吸收，进而从源头上减少氨氮的排放;其次，释放到水体中的沼泽红假单胞菌能够通过自养硝化和自养反硝化作用，降低水体中氨氮和亚硝酸盐含量[9]。试验测定了草鱼血清中反映抗氧化能力的几种主要酶活性，包括SOD、CAT、MDA、LZM、AKP。其中，SOD广泛存在于生物体内，能够使超氧阴离子发生歧化反应，平衡氧自由基;CAT为机体重要的抗氧化因子，能够催化细胞内过氧化氢分解，防止过氧化;MDA为脂质过氧化的产物，其含量可以反映机体组织氧化损伤情况[10]。饲料中添加适量的沼泽红假单胞菌R-3提高了草鱼血清SOD、CAT的含量，降低了MDA的含量，表明该菌剂可增强鱼体的抗氧化能力和抗病能力，从而提高草鱼的成活率和增重率，这一结果与鞠守勇等[11]关于枯草芽孢杆菌类益生菌对草鱼生长抗氧化能力影响结果相似。试验选取的2个微生物菌剂添加水平（0.5%、1.0%）对草鱼的生长免疫性能、养殖水质改善等方面的影响表现一致，但是有研究发现，部分水产养殖益生菌添加量过大时，养殖水质并不能得到改善，反而出现恶化的趋势[12]。因此，下一步计划探讨沼泽红假单胞菌R-3促进草鱼规模养殖的最适添加量。
　　参考文献：
　　[1] Evans A E V，Mateosagasta J，Qadir M，et al. Agricultural water pollution：Key knowledge gaps and research needs[J]. Current Opinion in Environmental Sustainability，2019，36：20-27.
　　[2] 王 博，秦海鹏，廖栩峥，等. 4种氯制剂对养殖废水中高硝酸盐和亚硝酸盐的影响[J].中国农学通报，2020，36（9）：24-29.
　　[3] 唐 伟，张 远，王书平，等. 微生物菌剂在水体修复中的应用进展[J]. 环境工程技术学报，2019，9（2）：151-158.
　　[4] 徐帅琳. 微生物对水产养殖水质调控作用研究[J]. 中国水产，2016（10）：112-115.
　　[5] 张晓波，朱笔通，熊 慧，等. 沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）CQV97对无机三态氮共存水体中氮素的去除效率及其影响因素[J]. 氨基酸和生物资源，2015，37（4）：38-45.
　　[6] 黎建斌，何 为，李大列，等. 饵料中添加不同水平沼泽红假单胞菌对罗非鱼养殖的影响[J]. 南方农业学报，2014，45（9）：1694-1697.
　　[7] 文 剛，汪 彬，刘 标，等. 沼泽红假单胞菌R-3去除水体中氨氮的特性研究[J]. 湖南农业科学，2017（6）：49-51.
　　[8] 金春英，朱笔通，赵春贵. 沼泽红假单胞菌CQV97对养殖水体无机三态氮的去除机制[J]. 华侨大学学报（自然科学版），2019，40（6）：779-785.
　　[9] 田启文，郭 振，嵇乐乐，等. 水产养殖中益生菌研究进展[J]. 工业微生物，2019，49（4）：50-55.
　　[10] 徐 禛，杨 航，姜维波，等. 儿茶素对草鱼生长性能、血清抗氧化指标和肌肉品质的影响[J]. 动物营养学报，2020，32（2）：836-846.
　　[11] 鞠守勇，李金山. 枯草芽孢杆菌对草鱼生长性能、肠道消化酶及抗氧化酶活性的影响[J].淡水渔业，2018，48（5）：99-105.
　　[12] 王成强，李宝山，王际英，等. 饲料中添加枯草芽孢杆菌和酵母培养物对珍珠龙胆石斑鱼幼鱼生长性能、体组成及养殖水质的影响[J]. 浙江大学学报（农业与生命科学版），2019，45（4）：490-499.
　　（责任编辑：成 平）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15320546.htm