養殖螺旋藻提高夏季蝦池水體氮磷比試驗

李偉濱++陳加雄++廖小珊++陳浩如

摘要 采集了夏季養殖南美白對蝦的池水進行檢測，水中總磷含量為0.032～0.577 mg/L；總氮含量為0.341～3.531 mg/L；總有機碳含量為4.532～18.663 mg/L；可溶性糖含量為0～5.332 mg/L。養殖中后期低氮磷比環境存在誘發有害藍藻暴發的威脅。螺旋藻調控水質試驗結果表明，螺旋藻可以在養殖水中生長，在降低磷含量的同時提高氮磷比，添加一定量的NaHCO3會使其更快適應環境。其在生長繁殖過程中可以有效去除養殖水中的氮磷物質，培養11 d 后總氮的去除率為57.27%，總磷的去除率為88.76%。研究結果為調節或循環使用養殖水體提供了參考。

關鍵詞 螺旋藻；南美白對蝦；氮磷比；水質調控

中圖分類號 S917.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0235-02

Experiment of Improving Ratio of Nitrogen and Phosphorus in Penaeus vannamei Culture Water by

Feeding Spirulina During Summer

LI Wei-bin CHEN Jia-xiong * LIAO Xiao-shan CHEN Hao-ru

（Shantou Marine Plants Experiment Station，Chinese Academy of Sciences，Shantou Guangdong 515041）

Abstract Culture water of feeding Penaeus vannamei was collected to testing in summer.The content of total phosphorus in water was 0.032-0.577 mg/L，the total nitrogen content was 0.341-3.531 mg/L，the total organic carbon content is 4.532-18.663 mg/L，and the soluble sugar content is 0-5.332 mg/L.It has low ratio of nitrogen and phosphorus in metaphase and anaphase，so the overgrowth of blue algae will threatening the growth of Penaeus vannamei.Spirulina can grow in the water of feeding Penaeus vannamei，it can reduce the phosphorus content while increasing ratio of nitrogen and phosphorus.Adding a certain amount of NaHCO3 will make it faster to suiting the environment.The growth process can be effective in removal of nitrogen and phosphorus in the water and adjust the ratio of nitrogen to phosphorus.After eleven days，the removal rate of nitrogen was 57.27%，and the removal rate of phosphorus was 88.76 %.It provided a reference for regulating or recycling the water.

Key words Spirulina；Penaeus vannamei；ratio of nitrogen and phosphorus；water quality control

水是南美白對蝦生存和生長的環境，水質的好壞將直接或間接影響其產量和質量。“養蝦即養水”的理論已經被養殖戶普遍認可。水質的把控是養殖過程的重點和難點[1]。Funge Smith等[2]的研究指出在整個對蝦生長過程中，輸入到水體中的氮和磷僅有10%和7%被利用，其余的則以沉積或溶解等形式存在水環境中。氮磷物質的過剩會造成水體富營養化，池中微藻多樣性降低，有害的浮游植物可能大量繁殖造成藻華，南方地區在高溫多雨的夏季尤為突出[3]。有害藻華除了危害到對蝦的生長外，還將產生的毒素釋放到水中，這些毒素經過食物鏈的傳遞會對人類健康產生嚴重威脅[4-7]。而沉積在池底的氮、磷物質和其他有機物在微生物的作用下還會繼續分解產生可溶性的碳、氮、磷，加劇水體富營養化的程度，增加有害浮游植物肆意繁殖的風險。若將沉積在池底的氮磷物質通過排污的形式釋放，又可能威脅到附近海域的生態安全。譚秋榮等[8]指出，海水養殖自身污染的釋放會引起附近海域水體的富營養化，誘發赤潮的發生。發生赤潮的水體在抽調補充養殖水體時會再一次污染養殖池，危害養殖對象，形成惡性循環。

為了防止有害藻華的出現，養殖戶會通過添加化學物質或藥物來控制水體環境，極力抑制藍藻的生長。事實上藍藻的生長和繁殖也在消耗水中的氮磷物質，對水體也有調節作用，而且并不是所有的藍藻都會威脅到對蝦的生長。劉立鶴、王偉、Macias-Sancho J等[9-11]的研究都表明了在飼料中添加一定量的螺旋藻粉不但有利于對蝦的生長還能一定程度提高其免疫力。

螺旋藻除了可以進行光合自養外，還能進行混合營養生長，葡萄糖、醋酸鹽等都可以成為它異養生長的碳源[12-13]。螺旋藻在低氮磷比的環境中能快速生長，消耗環境中的氮磷物質，其除磷固氮的特性還能有效提高環境中的氮磷比，營造適合綠藻生長的環境。郝聚敏等[14]的研究表明螺旋藻可以在添加一定量的Zarrouk培養液的養蝦廢水中生長并達到凈化廢水的目的。近年來利用大型藻類混養或者在養殖水體中添加有益菌和藻來調節養殖水體的研究報道很多，但利用無害藍藻（螺旋藻）調節水體制造適合有益菌藻生長的水環境的研究則未見報道。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

海水螺旋藻藻種來源于中國科學院南海海洋研究所。水樣采集地點為廣東省汕頭達濠養殖蝦池，采集時間為6—9月（此時汕頭地區處于高溫多雨的夏季，為對蝦病害高發期），跟蹤采集某一造的對蝦從蝦苗下池到養成成蝦整個過程的水樣。

1.2 試驗方法

1.2.1 水樣采集與測定。從蝦苗下池開始每間隔10 d左右采集1次，將足量的水樣帶回實驗室，在24 h內完成水樣分析測定。水樣分析方法參照《水和廢水檢測分析方法》，總磷（TP）的測定采用鉬銻抗分光光度法，總氮（TN）的測定采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法，總有機碳（TOC）的測定采用燃燒氧化-非分散紅外吸收法[15]。水樣中的可溶性糖測定則采用蒽酮比色法。

1.2.2 螺旋藻調控水質試驗。對蝦養殖一般在中后期才可能出現有害浮游植物爆發的情況[3]，因此該試驗所用水樣為對蝦養殖到50 d時所采集的水。取一定量的螺旋藻培養液用篩絹濾過后用蒸餾水洗除殘留培養基，迅速添加到水樣中并充分搖散，平均分成2個部分，即藻液1和藻液2，藻液1按1 L水樣3 g 的量添加NaHCO3[16]，藻液2不添加其他物質，在光照強度 63～72 μmol/（m2·s），光暗周期12 h∶12 h，溫度為28 ℃的條件下進行培養[17-18]，以螺旋藻生物量觀察其生長狀況。跟蹤檢測藻液1中總氮、總磷的消耗情況和氮磷比的變化，每 3 d檢測1次。

2 結果與分析

2.1 水樣檢測結果

在3個月的養殖過程中總共取樣10次，檢測結果見表 1，其中水中磷含量為0.032～0.577 mg/L；氮含量為0.341～3.531 mg/L；有機碳含量為4.532～18.663 mg/L；可溶性糖含量為0～5.332 mg/L。各項指標的含量在前40 d，即養殖早期都呈上升趨勢，中后期則呈波動狀態，原因是養殖戶在養殖過程中會根據經驗通過加菌、加肥、加水等措施來調控水質。檢測結果表明，養殖水體的氮磷濃度基本是呈上升趨勢，但在中后期，即養殖40 d 后出現了較低氮磷比且磷含量較高的情況，高溫多雨的夏季加之低氮磷比的環境特別適合某些有害藍藻快速生長，如果不對水質進行人為調控，很容易導致水華的發生，嚴重影響對蝦的生長。

2.2 螺旋藻調控水質試驗結果

藻液1培養2 d即可見藻體數量有所增加，藻液2培養了4 d后才可見藻體數量有所增加，具體數量見表2。隨著藻體數量的增加，藻液1中的氮和磷含量明顯降低，培養11 d 后氮的去除率為57.27 %，磷的去除率為88.76 %，氮磷比由初始時的5.149升高到19.576（表3）。結果表明對蝦養殖水是可以滿足螺旋藻生長的，但如果添加了NaHCO3則可以使螺旋藻更快速地適應養殖水的環境。螺旋藻在養殖水中繁殖可以有效地去除水中的氮和磷，去除磷的效果優于去除氮且有效調節了氮磷比。

3 討論

螺旋藻作為一種對對蝦無害的藍藻，在可能出現有害藻華的低氮磷比環境中生長繁殖并降低水體中的氮磷濃度。除磷速度明顯快于去氮的特性升高了養殖水體中的氮磷比，創造了適合綠藻等有益微藻生長的環境[19]。螺旋藻能夠進行混合營養生長，在白天光照下進行自養生長吸收氮磷物質，夜間則利用水體中的葡萄糖、醋酸鹽等碳源進行異養生長脫氮除磷。為了使螺旋藻更快地適應對蝦養殖水的環境，培養過程中添加了一定量的NaHCO3，該做法會使水體的pH值升高，但對于對蝦養殖的影響不大。因為對蝦餌料中的藥物和防霉劑以及沉積物質分解產生的酸性物質都會降低水體的pH值[20]，如果使用該方法來調控水質，可以少加或不加其他物質來調節水體的pH值。

螺旋藻在無NaHCO3加入時也可以在養殖水體中生長，但需要幾天的時間來適應養殖水體，這與岳振峰、王愛麗等[21-22]直接用廢水培養螺旋藻的研究結果相似。如果明確對蝦養殖水體中的有機碳和無機碳的存在形式，事先對藻種進行馴化，可以使藻種在不添加NaHCO3的情況下更快地適應在對蝦養殖水體中生長，調控養殖水質，養殖中后期碳源的存在形式有待進一步分析研究。

南方地區的夏季對蝦養殖池塘出現的有害藻華多為藍藻藻華，所以在調控水質時多以抑制藍藻生長為目的[23-24]。本研究表明，有利于對蝦生長的藍藻——螺旋藻可以有效提高對蝦養殖水體中的氮磷比，使養殖水環境更有利于綠藻等有益微藻的生長，為調控對蝦養殖水質或者池外水體循環處理提供了一種方法和數據參考。

4 參考文獻

[1] 李卓佳，楊鏗，冷加華，等.水產養殖池塘的主要環境因子及相關調控技術[J].海洋與漁業，2008（8）：29-30.

[2] FUNGE-SMITH S J，BRIGGS M R P.Nutrient budgets in intensive shr-imp ponds：implications for sustainability[J].Aquaculture，1998，164（1）：117-133.

[3] 彭聰聰，李卓佳，曹煜成，等.蝦池浮游微藻與養殖水環境調控的研究概況[J].南方水產，2010，6（5）：74-80.

[4] 戚莉莉，程子波，鄒華，等.高效液相色譜法測定太湖水中微囊藻毒素的研究[J].食品與生物技術學報，2009，28（1）：97-101.

[5] 鄒華，鄧繼選，朱銀.植物化感作用在控制水華藻類中的應用[J].食品與生物技術學報，2012，31（2）：134-140.

[6] 陳孝花，潘連德，張飲江.水中絲狀藻類有害藻華的形成與對策[J].南方水產科學，2011，7（2）：77-82.

[7] SUN X X，CHOI J K，KIM E K.A preliminary study on the mechanism of harmful algal bloom mitigation by use of sophorolipid treatment[J].Journal of Experimental Marine Biology and Ecology，2004，304（1）：35-49.

[8] 覃秋榮，龍曉紅.北海市近岸海域富營養化評價[J].海洋環境科學，2000，19（2）：43-45.

[9] 劉立鶴，鄭石軒，徐煥新，等.飼料中添加螺旋藻對凡納濱對蝦生長、體組分的影響[J].水產學報，2005，29（6）：791-797.

[10] 王偉，陳成廣，金自學，等.螺旋藻-黃秋葵飼料添加劑對南美白對蝦生長發育的影響[J].江西化工，2010，6（2）：43-46.

[11] MACIAS-SANCHO J，POERSCH L H，BAUER W，et al.Fishmeal subs-titution with Arthrospira （Spirulina platensis） in a practical diet for Lito-penaeus vannamei：Effects on growth and immunological parameters[J].Aquaculture，2014，426-427：120-125.

[12] 曾文爐，叢威，蔡昭鈴，等.螺旋藻的營養方式及光合作用影響因素[J].植物學通報，2002，19（1）：70-77.

[13] 張義明，陳峰，郭祀遠.光照度及葡萄糖濃度對螺旋藻生長的影響[J].華南理工大學學報（自然科學版），1996，24（2）：141-145.

[14] 郝聚敏，鄭江，黎中寶，等.鈍頂螺旋藻在養蝦廢水中的生長研究[J].水生態學雜志，2011，32（3）：149-152.

[15] 中國國家環保總局，廢水監測分析方法編委會.水和廢水監測分析方法：增補版[M].4版.北京：中國環境出版社，2002：236-284.

[16] 田立丹，王素英.常見廢水與螺旋藻生長的適配性研究[J].水產科學，2011，30（6）：325-330.

[17] 譙順彬，張奕婷，遲海洋，等.螺旋藻培養條件響應面法優化的研究[J].食品科學，2007，28（8）：147-152.

[18] 周站平，劉魯寧，陳秀蘭，等.光照、變性劑和pH對鈍頂螺旋藻別藻藍蛋白抗氧化活性的影響[J].海洋與湖沼，2005，36（2）：179-185.

[19] 賴子尼，石存斌，吳淑勤.池塘氮、磷濃度及藻相水色的研究[J].邏輯學研究，1998（6）：65-69.

[20] 祁真，楊京平，劉鷹.對蝦池殘餌、糞便及死蝦腐解對養殖水質影響的模擬試驗[J].水產科學，2004，23（11）：5-8.

[21] 岳振峰，高建華，吳暉，等.廢水養殖螺旋藻研究進展[J].海洋通報，1998，17（5）：88-92.

[22] 王愛麗，牛萍.螺旋藻培養及在染料廢水中的應用[J].德州學院學報，2007，23（6）：45-48.

[23] 趙蕾，歐仁建，陳輝，等.養殖水體藍藻水華的防治[J].水產養殖，2013（3）：41-45.

[24] 姚雁鴻，何文輝，余來寧.池塘藍藻水華的產生及對養殖的危害[J].江西農業學報，2007，19（4）：98-100.