大亞灣大鵬澳網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境中硫酸鹽還原菌的研究.pdf

1、海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，是在海水中設(shè)置以竹、木、合成纖維等材料裝制成的一定形狀的箱體，將養(yǎng)殖生物放入其內(nèi)，投餌養(yǎng)殖，是一種較好的高投入、高產(chǎn)出的集約化養(yǎng)殖方式。中國海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖始于20世紀(jì)80年代初期，二十幾年來，隨著養(yǎng)殖技術(shù)的不斷提高，海水養(yǎng)殖業(yè)在我國沿海地區(qū)迅速發(fā)展起來，隨之而來的海區(qū)富營養(yǎng)化和赤潮等環(huán)境問題限制了海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，解決養(yǎng)殖“自身污染”和修復(fù)養(yǎng)殖水體倍受關(guān)注。 由于網(wǎng)箱養(yǎng)殖多是采取高密度投餌的養(yǎng)殖方式，在養(yǎng)

2、殖過程中所產(chǎn)生的殘餌、糞便等有機物逐漸沉積到底部，促使底部沉積物中微生物群落迅速生長，導(dǎo)致沉積層需氧量大大增加。此外，網(wǎng)箱區(qū)水體交換作用較差，消耗的溶氧不能及時補充，最終使底層水體和沉積物處于貧氧和厭氧狀態(tài)。 硫酸鹽還原菌(sulfate-reducing bacteria，簡稱SRB)在生態(tài)系統(tǒng)中是屬于土著微生物類群，為兼性厭氧菌，是自然界硫循環(huán)中SO<,4><'2->異化還原的專門承擔(dān)者，將SO<,4><'2->還原同時降解

3、有機物獲取能量，并產(chǎn)生高濃度的有毒物質(zhì)H<,2>S。在海洋環(huán)境中，尤其是潮間帶和近岸區(qū)，廣泛分布著SRB，但其如果大量出現(xiàn)，必定是環(huán)境質(zhì)量惡化標(biāo)志之一。一般情況下，當(dāng)海泥中存在大量SRB時，其表現(xiàn)為發(fā)黑發(fā)臭，并釋放出高濃度的H<,2>S，有毒的H<,2>S毒害養(yǎng)殖生物，并降低養(yǎng)殖生物免疫力，使其更易遭受病害。 本研究在參考國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，以大亞灣大鵬澳網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境中的SRB為研究對象，對海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境中的SRB進行分離

4、純化和鑒定，了解其生態(tài)特性并掌握SRB數(shù)量的空間分布和季節(jié)變動規(guī)律；室內(nèi)研究光合細(xì)菌(photosynthetic bacteria，簡稱PSB)對SRB的拮抗作用，探討利用PSB抑制養(yǎng)殖海區(qū)環(huán)境中SRB大量繁殖的可行性，降低海泥中硫化物含量并防止沉積物成為"二次污染源"和病原菌等生存繁殖的溫床，進而修復(fù)養(yǎng)殖水體環(huán)境，提高養(yǎng)殖生物產(chǎn)量，使海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖能夠可持續(xù)發(fā)展，提高海水養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟效益。研究的主要內(nèi)容： 1. 大鵬澳網(wǎng)箱養(yǎng)

5、殖環(huán)境中SRB的數(shù)量空間分布、季節(jié)變化及與其他環(huán)境因子之間的關(guān)系研究； 2. SRB的分離、純化； 3. SRB的屬種鑒定； 4. SRB的生理生態(tài)特性研究； 5.PSB對分離純化后的SRB的拮抗作用研究。 研究結(jié)果表明，該研究海域SRB的檢出率為100％，養(yǎng)殖水體和沉積物中SRB數(shù)量的平面分布特征均為：魚類網(wǎng)箱區(qū)>對照區(qū)>浮筏貝類區(qū)；在垂直方向，養(yǎng)殖水域為：中層>表層>底層，沉積物中為：1cm層

6、>5cm層>10cm層。 沉積物中SRB數(shù)量的季節(jié)變化規(guī)律為：夏季>秋季>冬季>春季。SRB數(shù)量與其他環(huán)境因子之間的相關(guān)關(guān)系結(jié)果是SRB數(shù)量和硫化物含量之間為顯著性正相關(guān)，其中2006.4相關(guān)系數(shù)r=0.95(p<0.05)、2006.7相關(guān)系數(shù)r=0.95(p<0.05)、2006.11相關(guān)系數(shù)r=0.94(p<0.05)、2007.1相關(guān)系數(shù)，r=0.92(p<0.05)；SRB數(shù)量與氧化還原電位之間為極顯著負(fù)相關(guān)，其中20

7、06.4相關(guān)系數(shù)，r=-0.98(p<0.01)，2006.7相關(guān)系數(shù)r=-0.96(p<0.01)，2006.11相關(guān)系數(shù)r=-0.97(p<0.01)，2007.1相關(guān)系數(shù)r=-0.98(p<0.01)；SRB數(shù)量與pH值之間為負(fù)相關(guān)關(guān)系，但是兩者之間不據(jù)具有顯著性，2006.4相關(guān)系數(shù)r=-0.78(p=0.121)，2006.7相關(guān)系數(shù)r=-0.76(p=0.138)，2006.11相關(guān)系數(shù)r=-0.27(P=0.611)，20

8、07.1相關(guān)系數(shù)r=0.89(p=0.04)。 對SRB分離純化，得到的SRB為中溫非嗜鹽種，結(jié)果顯示，SRB在20-40℃范圍內(nèi)均有生長，最適生長溫度為30℃；要求NaCl濃度不超過15％，當(dāng)NaCl濃度為1％-3％時，SRB生長最好；其適宜生長的pH范圍是7.5-9.0，最適pH為8；碳源利用情況最好的是乳酸鈉；有無抗壞血酸都能夠生長，但培養(yǎng)基中酵母汁為必要成份。對分離純化的SRB菌株進行形態(tài)、生理生化特征和遺傳特征進行研究

9、，表明該海域環(huán)境中的SRB形狀均為彎曲桿狀，大小為0.5×1-．3×5μm，革蘭氏染色為陰性，具有極生鞭毛，且不形成芽孢。鑒定為脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)，其中包括三個種：脫硫脫硫弧菌河口亞種(Desulfovibrio Desulfovibricans subsp．a(chǎn)estuarii)、脫硫脫硫弧菌 (Desulfovibrio Desulfovibricans)、需鹽脫硫弧菌(Desulfovibrio salexig

10、ens)，在研究海域沉積物中的數(shù)量特征為：需鹽脫硫弧菌>脫硫脫硫弧菌>脫硫脫硫弧菌河口亞種。 對SRB的生長情況進行研究，表明SRB在接種一周后數(shù)量達到最大值，一般生長周期為21d；研究了不同濃度PSB對SRB生長的影響，結(jié)果顯示，在有光條件下，PSB濃度為105時對SRB生長抑制效果最好，光照條件對SRB生長也具有抑制作用。 本研究填補了國內(nèi)對海水網(wǎng)箱區(qū)SRB研究的空白，總結(jié)了目前所有公開發(fā)表的SRB屬種，這對修復(fù)海水