沼澤紅假單胞菌R-3對草魚養殖及水質的影響

劉小燕 雷平

摘 要：為探討飼料中添加沼澤紅假單胞菌對草魚養殖和水質的影響，以自主選育的沼澤紅假單胞菌R-3為飼料添加劑，分別按0（CK）、0.5%（T1）和1.0%（T2）的比例添加于基礎飼料中投喂草魚，試驗期為60 d，每隔10 d檢測一次水質，試驗結束后測定草魚的生長指標和血清抗氧化指標。結果表明：與對照相比，菌劑添加組（T1、T2）草魚的成活率、增重率明顯高于對照組，飼料系數顯著低于對照組;同時，添加沼澤紅假單胞菌R-3顯著提高了草魚血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性，降低了血清丙二醛（MDA）含量和養殖水體中氨氮、亞硝酸鹽的含量;添加0.5%和1.0%沼澤紅假單胞菌對草魚生長及水質改善無顯著差異。這表明，草魚飼料中添加適量的沼澤紅假單胞菌R-3，可改善養殖水質，提高草魚免疫能力和成活率，促進草魚生長。

關鍵詞：沼澤紅假單胞菌R-3;草魚;生長性能;抗氧化能力;養殖水質

中圖分類號：S965.112 文獻標識碼：A 文章編號：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

草魚是我國養殖最廣泛、產量最高的家魚之一。近年來，隨著規模化高密度養殖技術的推廣，水體中的氨氮、硝態氮、亞硝態氮等無機氮化物大量積累，嚴重影響草魚的生長發育，制約了草魚養殖業的可持續發展[1-2]。研究表明，向水體中合理添加微生物菌劑可以有效地凈化養殖水體，促進養殖業的健康發展，并且具有能耗低、無二次污染、操作簡單等優點，成為水體生物修復技術的研究熱點[3-4]。

沼澤紅假單胞菌（Rhodopseudomonas palustris）是一種不產氧光合細菌，其菌體營養豐富，細胞干物質中蛋白質含量高，是我國農業農村部允許使用的飼料級微生物之一。該菌種在適宜條件下具有良好的脫氮能力，部分菌株還可抑制病原菌生長、增強養殖動物的抗病能力，是養殖水體生物修復領域研常用的菌種[5-6]。課題組在前期研究中獲得一株沼澤紅假單胞菌R-3，對模擬養殖水體中氨氮具有較強去除能力[7]。目前該菌株對實際養殖水體中氮素的去除能力以及對養殖動物生長的影響尚不明晰，因此，筆者擬在養殖水體中添加不同水平的菌劑沼澤紅假單胞菌R-3，考察其對草魚生長性能、抗氧化能力及水質的影響，為將該菌株開發成水產養殖微生態制劑產品提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試微生物菌劑沼澤紅假單胞菌R-3由湖南省微生物研究院研究室分離保存，采用液體培養基發酵生產，制成干菌粉，菌劑有效活菌數約為4.5×109 CFU/g。

供試草魚來自湖南益陽某水產養殖專業合作社，規格整齊，體質健壯，平均體重為43.46±1.76 g/尾。草魚基礎飼料參考市場常用配方，原料組成為：豆粕 20%、菜粕30%、脫脂米糠15%、魚粉2.0%、麥麩15%、次粉13%、豆油1.0%、磷酸二氫鈣2.0%、氯化膽堿（50%）0.5%、維生素預混料 0.5%、礦物元素預混料 1.0%。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計與飼養管理 試驗在益陽某水產養殖專業合作社進行，供試草魚在室內圓柱形塑料桶中養殖（70 cm×80 cm），塑料桶使用前用 0.1%的KMnO4溶液浸泡消毒 1 h，清水沖洗干凈。試驗設3個處理：對照組（CK），飼喂基礎飼料;處理1（T1），飼喂添加 0.5%（w/w）沼澤紅假單胞菌R-3的基礎飼料;處理2（T2），飼喂添加1.0%沼澤紅假單胞菌R-3的基礎飼料。每個處理3次重復，一共9個小組。選取規格整齊的健康草魚 360尾，用基礎飼料馴養2周后，隨機分成 9 組，每桶 40 尾魚，試驗期為60 d。試驗期間水溫控制在24～32℃，24 h 連續人工增氧，適量添加新水補充蒸發損失的水分，保持水深約60 cm。每天 9：00、17：00各投喂1次，日投喂量為魚體重的 3% 左右。

1.2.2 草魚生長指標的測定 試驗結束后，所有試驗草魚饑餓24 h，統計各組草魚尾數并稱重，計算各組的成活率、增重率、飼料系數，計算公式如下：

成活率（%）=終末尾數/初始尾數 ×100

增重率（%）=（平均終末體重-平均初始體重）/平均初始體重×100

飼料系數=飼料投喂總量/總體重增加量

1.2.3 草魚血清抗氧化指標的測定 試驗結束后，每組隨機選取 10 尾草魚麻醉，用無菌注射器進行尾靜脈采血，血樣在4℃下4 000 r/min 離心10 min，取上層血清分裝，置于-80℃冰箱保存備測。過氧化氫酶（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購買的試劑盒測定，按照試劑盒中的說明書操作。

1.2.4 養殖水質測定 每間隔10 d在上午投喂飼料前采集水樣，利用雷磁PHSJ-4F型pH計測定水體pH值，參照金春英等[8]文獻中介紹的方法測定氨氮和亞硝態氮的含量。

1.3 數據統計分析

試驗數據利用Microsoft Excel 2003軟件進行處理和作圖，以平均值±標準差表示;采用SPSS 18.0軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA），如果組間差異顯著，再用Duncan法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 沼澤紅假單胞菌R-3對草魚生長性能的影響

由表1可知，在相同飼料投喂量和管理措施條件下，T1、T2處理的草魚存活率、增重率均顯著高于CK（P<0.05），飼料系數顯著低于CK（P<0.05），但飼料中是添加0.5%還是1.0%的沼澤紅假單胞菌對草魚的生長指標影響差異不顯著（P>0.05）。這表明沼澤紅假單胞菌R-3可提高草魚存活率和飼料利用效率，促進其生長。

2.2 沼澤紅假單胞菌R-3對草魚血清抗氧化指標的影響

血清中相關酶的活性可反映動物機體的抗氧化能力，是衡量動物免疫能力的重要指標。從表2可以看出，添加微生物菌劑的T1、T2處理草魚的血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性顯著高于CK，丙二醛（MDA）含量顯著低于CK（P<0.05）;菌劑添加對草魚的血清堿性磷酸酶（AKP）和溶菌酶（LZM）活性無顯著影響。這表明飼料中添加沼澤紅假單胞菌R-3提高了草魚的抗氧化能力和免疫力。

2.3 沼澤紅假單胞菌R-3對養殖水體pH值的影響

如圖1所示，試驗前20 d，隨著養殖時間的遞增，各處理的pH值均呈現上升趨勢;20 d后，各處理的pH值相對較穩定，保持在7.5～8.0之間。整個試驗期，各處理水體pH值無顯著性差異（P>0.05），維持在6.8～8. 0之間，均符合淡水魚類養殖水質的要求。

2.4 沼澤紅假單胞菌R-3對養殖水體氨氮、亞硝態氮的影響

隨著養殖時間的延長，3個處理水體中的氨氮含量均逐漸升高，變化趨勢基本一致（圖2）。試驗前20 d，各處理氨氮含量無顯著差異;20 d 后，與對照相比，添加了微生物菌劑的T1、T2處理氨氮增幅較小，但處理間差異不顯著（P>0.05）。試驗結束時，T1、T2處理水體中氨氮濃度分別為0.39、0.43 mg/L，分別較對照組（0.68 mg/L）下降了42.65%、36.76%，說明沼澤紅假單胞菌可有效抑制養殖水體中氨氮的積累。

如圖3所示，試驗期前30 d，各處理養殖水體中亞硝酸鹽含量未表現出顯著性差異;30 d后，各處理水體中亞硝酸鹽濃度均呈現逐漸升高的趨勢，但添加微生物菌劑的T1、T2處理的增幅顯著小于對照（P<0.05）;與對照相比，第40天時，T1、T2處理水體的亞硝酸鹽含量分別降低了36.4%、27.8%，試驗結束時分別降低了34.1%、30.8%;整個試驗期，T1、T2處理水體中的亞硝酸鹽含量差異不顯著（P>0.05）。這表明添加沼澤紅假單胞菌R-3可顯著降低試驗后期養殖水體中亞硝酸鹽的含量。

3 結論與討論

3.1 結 論

在草魚飼料中添加0.5%、1.0%的沼澤紅假單胞菌R-3，提高了草魚的存活率、增重率、飼料利用效率及血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性等生長抗氧化指標，對促進草魚生長以及提升其免疫力具有積極作用;同時，添加沼澤紅假單胞菌R-3對養殖水體pH值無明顯影響，但可有效降低水體中氨氮、亞硝酸鹽的濃度，顯著改善水質。

3.2 討 論

隨著規模水產養殖的發展，益生菌在改善水質和促進水產動物健康生長方面作用越來越受到人們的重視。試驗結果顯示，飼料中添加適量的沼澤紅假單胞菌R-3可顯著提高草魚成活率、增重率，降低飼料系數和養殖水體中氨氮、亞硝酸鹽含量，這與黎建斌等[6]以羅非魚為試驗對象的研究結果一致。養殖水體中過高的氨氮含量和亞硝酸鹽含量會影響魚類的正常生長，嚴重時可導致魚死亡。沼澤紅假單胞菌能夠改善水質的原因可能是：菌株R-3能夠在草魚腸道內定殖，改變腸道有益菌與有害菌的比例，促進魚類對營養物質的消化吸收，進而從源頭上減少氨氮的排放;其次，釋放到水體中的沼澤紅假單胞菌能夠通過自養硝化和自養反硝化作用，降低水體中氨氮和亞硝酸鹽含量[9]。試驗測定了草魚血清中反映抗氧化能力的幾種主要酶活性，包括SOD、CAT、MDA、LZM、AKP。其中，SOD廣泛存在于生物體內，能夠使超氧陰離子發生歧化反應，平衡氧自由基;CAT為機體重要的抗氧化因子，能夠催化細胞內過氧化氫分解，防止過氧化;MDA為脂質過氧化的產物，其含量可以反映機體組織氧化損傷情況[10]。飼料中添加適量的沼澤紅假單胞菌R-3提高了草魚血清SOD、CAT的含量，降低了MDA的含量，表明該菌劑可增強魚體的抗氧化能力和抗病能力，從而提高草魚的成活率和增重率，這一結果與鞠守勇等[11]關于枯草芽孢桿菌類益生菌對草魚生長抗氧化能力影響結果相似。試驗選取的2個微生物菌劑添加水平（0.5%、1.0%）對草魚的生長免疫性能、養殖水質改善等方面的影響表現一致，但是有研究發現，部分水產養殖益生菌添加量過大時，養殖水質并不能得到改善，反而出現惡化的趨勢[12]。因此，下一步計劃探討沼澤紅假單胞菌R-3促進草魚規模養殖的最適添加量。

參考文獻：

[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，秦海鵬，廖栩崢，等. 4種氯制劑對養殖廢水中高硝酸鹽和亞硝酸鹽的影響[J].中國農學通報，2020，36（9）：24-29.

[3] 唐 偉，張 遠，王書平，等. 微生物菌劑在水體修復中的應用進展[J]. 環境工程技術學報，2019，9（2）：151-158.

[4] 徐帥琳. 微生物對水產養殖水質調控作用研究[J]. 中國水產，2016（10）：112-115.

[5] 張曉波，朱筆通，熊 慧，等. 沼澤紅假單胞菌（Rhodopseudomonas palustris）CQV97對無機三態氮共存水體中氮素的去除效率及其影響因素[J]. 氨基酸和生物資源，2015，37（4）：38-45.

[6] 黎建斌，何 為，李大列，等. 餌料中添加不同水平沼澤紅假單胞菌對羅非魚養殖的影響[J]. 南方農業學報，2014，45（9）：1694-1697.

[7] 文 剛，汪 彬，劉 標，等. 沼澤紅假單胞菌R-3去除水體中氨氮的特性研究[J]. 湖南農業科學，2017（6）：49-51.

[8] 金春英，朱筆通，趙春貴. 沼澤紅假單胞菌CQV97對養殖水體無機三態氮的去除機制[J]. 華僑大學學報（自然科學版），2019，40（6）：779-785.

[9] 田啟文，郭 振，嵇樂樂，等. 水產養殖中益生菌研究進展[J]. 工業微生物，2019，49（4）：50-55.

[10] 徐 禛，楊 航，姜維波，等. 兒茶素對草魚生長性能、血清抗氧化指標和肌肉品質的影響[J]. 動物營養學報，2020，32（2）：836-846.

[11] 鞠守勇，李金山. 枯草芽孢桿菌對草魚生長性能、腸道消化酶及抗氧化酶活性的影響[J].淡水漁業，2018，48（5）：99-105.

[12] 王成強，李寶山，王際英，等. 飼料中添加枯草芽孢桿菌和酵母培養物對珍珠龍膽石斑魚幼魚生長性能、體組成及養殖水質的影響[J]. 浙江大學學報（農業與生命科學版），2019，45（4）：490-499.

（責任編輯：成 平）