浮游微藻和细菌代谢抑制剂的筛选及其对虾池溶解态氮吸收的研究

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集约化养殖是对虾的主要养殖形式,在对虾养殖过程中,由于养殖水体残余饵料及对虾排泄物的积累,水体富营养化成为对虾集约化养殖系统主要污染现象,有毒的含氮化合物是虾池主要污染物质,对对虾具有明显的毒害作用。浮游微藻和细菌对氮的吸收是降低养殖水环境中氮污染的重要途径。本文以对虾高位池为研究对象,利用15N稳定同位素为标记物,选用抗生素为抑制剂分别抑制浮游微藻和细菌的代谢过程,研究了虾池中浮游微藻和细菌对溶解态氮的吸收速率、吸收选择性和吸收动力学,并探讨了虾池浮游微藻和细菌对溶解态氮的吸收贡献率。实验结果如下:1.不同浓度放线菌酮能显著抑制波吉卵囊藻和条纹小环藻的生长,降低叶绿素a含量和代谢强度。在培养时间2h时,放线菌酮抑制波吉卵囊藻和条纹小环藻生长代谢的最适浓度为100mg/L。2.青霉素、链霉素和青链霉素对虾池细菌的生长代谢抑制作用显著。青链霉素最能有效地抑制虾池细菌增殖,在培养时间2h、青链霉素浓度为100mg/L时,细菌数量相对于对照组降低了98.22%。3.对虾养殖期间虾池溶解态氮是养殖后期明显高于养殖前中期,在养殖前期溶解态总氮含量较低,平均为0.57mg/L;随后溶解态总氮的含量随之呈现上升趋势,中期平均达到1.29mg/L,养殖后期含量达2.1mg/L;养殖中后期明显高于前期,均超过了富营养化阈值,致使对虾养殖水体富营养化。4.在对虾养殖的前期、中期和后期,浮游微藻对溶解态氮绝对吸收速率显著性差异(P<0.05)。浮游微藻对NH4+-N的绝对吸收速率养殖后期最大,为0.762μmol/(L·h),分别是前期2.1倍、中期3.4倍。对NO3--N的绝对吸收速率中期最大,为0.127μmol/(L·h),分别是前期2.7倍和后期2.0倍。对Urea-N的绝对吸收速率中期最大,为0.361μmol/(L·h),分别是前期2.6倍和后期2.2倍。5.在对虾养殖的前期、中期和后期,细菌对溶解态氮绝对吸收速率显著性差异(P<0.05)。细菌对NH4+-N的绝对吸收速率养殖前期最大,为0.429μmol/(L·h),分别是中期1.5倍和后期2.2倍。对NO3--N的绝对吸收速率养殖中期最大,为0.739μmol/(L·h),分别是前期2.3倍和后期2.0倍。对Urea-N的绝对吸收速率养殖前期最大,为0.124μmol/(L·h),分别是中期2.1倍和后期2.6倍。6.浮游微藻和细菌对溶解态氮的选择性吸收在不同养殖时期具有差异性。浮游微藻在前期和后期都是优先吸收NH4+-N,表现出对NH4+-N的偏爱,而中期优先吸收Urea-N。细菌在前期和后期都是优先吸收NH4+-N,表现出对NH4+-N的偏爱,而中期优先吸收NO3--N。7.浮游微藻在养殖前期和中期对NH4+-N的吸收贡献率分别是细菌的0.9和0.8倍,表明浮游微藻和细菌对NH4+-N吸收是同等强度。在养殖后期浮游微藻对NH4+-N的吸收贡献率是细菌的4倍,后期虾池水体中NH4+-N主要是被浮游微藻吸收。8.虾池水体浮游微藻和细菌对溶解态氮的吸收动力学参数显示:浮游微藻对NH4+-N的最大比吸收速率显著高于NO3--N和Urea-N;亲和力(Ks)表现为Urea-N>NH4+-N>NO3--N,浮游微藻具备利用Urea-N的能力。细菌对NH4+-N、NO3--N、Urea-N的最大比吸收速率(Vmax)平均值分别为:2.772h-1,2.200h-1,3.588h-1;对三种溶解态氮亲和力(Ks)表现为NO3--N>NH4+-N>Urea-N,细菌更容易吸收NO3--N。以上结果显示,在对虾养殖过程中的不同时期,浮游微藻和细菌在前期和后期都优先吸收NH4+-N,同时对NH4+-N吸收是同等强度;浮游微藻对NH4+-N和Urea-N竞争力更强,而细菌对NO3--N竞争力强。这些研究成果对在对虾养殖系统中利用浮游微藻和细菌去除有毒的含氮化合物和改善水质提供了理论支撑。
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