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我国对虾养殖产业规模与产量已多年居世界第一,然而传统的池塘养殖、高位池养殖不仅会使水环境受到不同程度污染,破坏养殖生态环境,而且可以加剧病害发生,对养殖业构成灾难性威胁。因此,开发节水、节能、高产、环保的养殖模式是推动养殖业持续健康发展的有效途径,其中,水质调控新技术是对虾养殖业发展的主要方向之一。养殖过程中残饵、排泄物和生物残骸等分解等产生的氨和亚硝酸盐是养殖水体的主要有毒物质和去除目标,目前主要采用生物法去除。在处理过程中氨氧化微生物（AOA和AOB）将氨转化为亚硝酸盐,亚硝酸盐氧化细菌（NOB）进一步将亚硝酸盐转化为硝酸盐。由于硝化功能微生物为化能自养菌,具有好氧、繁殖速度慢、代时长和附着生长等特性,因此在循环水养殖系统常采用生物膜水处理工艺,并且系统启动比较慢,尤其是海水养殖系统通常需要40～60 d才能完成启动过程。本研究利用聚氨酯填料作为生物膜载体,比较分析了人工挂膜与自然挂膜聚氨酯填料、聚氨酯填料不同投加比等在凡纳滨对虾养殖系统水质调控中的应用效果,采用扫描电镜方法观察了聚氨酯填料表面形貌,利用高通量测序方法分析了生物膜与吸附物的细菌群落结构与多样性。通过研究得到如下结果:（1）自然挂膜和人工挂膜聚氨酯填料对凡纳滨对虾养殖系统水质净化效果存在差异,养殖期间自然挂膜和人工挂膜聚氨酯填料养殖系统NH4+-N均始终维持在较低浓度水平(小于0.3 mg·L-1),平均浓度分别为0.07±0.06 mg·L-1和0.01±0.01mg·L-1;NO2--N峰值浓度分别为12.21 mg·L-1和0.87 mg·L-1,平均浓度分别为3.82±3.33 mg·L-1和0.32±0.17 mg·L-1;浊度平均值分别为0.98±0.79 NTU和2.11±1.46 NTU。（2）养殖系统中聚氨酯填料投加比增加能够提高水质净化效果,5%（v/v）人工挂膜填料投加比养殖系统与2.5%（v/v）系统相比,NH4+-N、NO2--N和浊度分别降低62.5%、68.7%和36.0%,NO3--N浓度升高25.8%。在人工挂膜填料投加比为2.5%（v/v）和5%（v/v）的养殖系统中,将投苗密度由800/m3增加至1200/m3后,NH4+-N浓度分别升高84.6%和12.5%;NO2--N浓度分别升高107.8%和10.8%;2.5%（v/v）人工挂膜填料投加比系统中NO3--N浓度降低15.1%,而5%（v/v）人工挂膜填料投加比系统中NO3--N浓度升高9.1%。（3）不同处理方式和投苗密度对聚氨酯填料生物膜比硝化速率具有明显影响。自然挂膜聚氨酯填料、人工挂膜聚氨酯填料、2.5%（v/v）人工挂膜填料投加比、5%（v/v）人工挂膜填料投加比、人工挂膜填料网袋未内置曝气养殖系统SAOR分别为0.11 mg·（L·h·g）-1、0.13 mg·（L·h·g）-1、0.25 mg·（L·h·g）-1、0.15 mg·（L·h·g）-1、0.12mg·（L·h·g）-1;SNOR分别为0.47 mg·（L·h·g）-1、0.78 mg·（L·h·g）-1、1.67 mg·（L·h·g）-1、0.98 mg·（L·h·g）-1、0.74 mg·（L·h·g）-1;差异显著性检验结果表明,人工挂膜聚氨酯填料生物膜SAOR无明显差异但SNOR显著升高,增大聚氨酯填料投加比后SAOR和SNOR均明显升高,网袋内置曝气处理下SAOR无明显变化但SNOR显著升高;聚氨酯填料SAOR和SNOR随着投苗密度增大而升高。（4）聚氨酯填料可有效吸附养殖水体中悬浮物,并可通过填料定期清洗使其吸附能力再生。2.5%（v/v）和5%（v/v）人工挂膜填料投加比养殖系统的浊度分别为4.83±2.80 NTU和3.09±2.12 NTU,通过对聚氨酯填料定期清洗,可将养殖系统浊度降低3.94～8.96 NTU。（5）不同聚氨酯填料处理方式和投苗密度养殖系统中凡纳滨对虾生长情况存在差异。自然挂膜聚氨酯填料、人工挂膜聚氨酯填料、2.5%（v/v）人工挂膜填料投加比、5%（v/v）人工挂膜填料投加比、人工挂膜填料网袋未内置曝气养殖系统凡纳滨对虾存活率分别为65.0%、90.3%、83.6%、88.6%、80.7%,平均重量分别为7.6±0.21g、9.2±0.13 g、8.4±0.18 g、8.6±0.11 g、8.3±0.24 g。2.5%（v/v）人工挂膜填料投加比养殖系统中,800/m3和1200/m3养殖系统中凡纳滨对虾存活率分别为88.5%和83.6%,平均重量分别为8.9±0.16 g和8.4±0.18 g;5%（v/v）人工挂膜填料投加比养殖系统中,800/m3和1200/m3养殖系统中凡纳滨对虾存活率分别为90.3%和88.6%,平均重量分别为9.2±0.13 g和8.6±0.11 g。（6）采用高通量测序方法分析聚氨酯填料细菌群落结构与多样性,结果显示,人工挂膜清洗去除填料孔隙内吸附物样品的细菌群落多样性最高,而人工挂膜未做任何处理样品的细菌群落多样性最低,人工挂膜后未使用样品的细菌群落丰度最高,而自然挂膜未做任何处理样品细菌群落丰度最低;Proteobacteria（变形菌门）、Bacteroidota（拟杆菌门）和Chloroflexi（绿弯菌门）在不同处理系统中均为优势菌门;在所有样品中检测出5个具有脱氮功能的菌属,分别为Desulfuromonadia、Pseudomonas（假单胞菌属）、SM1A02、Caldilineaceae（暖绳菌属）和Nitrosomonas（亚硝化单胞菌属）;人工挂膜后未使用样品与其他组样品细菌群落结构组成和细菌群落成员丰度差异性最大;同一养殖系统中清洗去除聚氨酯填料孔隙吸附物与未做任何处理聚氨酯样品的细菌群落结构组成差异性最小。