胡佳雯,聶志娟,孫 毅,陳春光,徐 跑,徐鋼春
(1.中國水產科學研究院淡水漁業研究中心,江蘇 無錫 214081;2.江蘇恒泰環??萍及l展有限公司,江蘇 無錫 214124)
小球藻是一種普生性單細胞真核微藻,生長繁殖迅速、光合效率高,單位面積光合作用產出率為高等植物的10 倍以上,被譽為“罐裝的太陽”。小球藻體內富含高達總體重58%的蛋白質、不飽和脂肪酸及維生素等(黃燕娟等,2013),營養豐富、適口性好、無殘餌污染,是高效、天然、健康的魚、蝦、蟹、貝類幼體優質的開口餌料,也是濾食性魚和雜食性魚成體的食物源。通過光合作用,小球藻不僅產生氧氣供養殖生物利用,還可以高效吸收養殖水體中的氨氮、亞硝酸鹽等對水產動物有毒有害的物質,凈化養殖水體(劉梅等,2015)。
本實驗在室外塘口邊采用池塘水進行小球藻培養,探究室外環境下最適的培養條件,建立一種塘口配套小球藻快捷、高效的培養方式,降低成本,提高便利性,推進水產養殖健康發展。
實驗藻種選自課題組純化分離的淡水小球藻。實驗用具為容積100 升白色塑料桶、300 目篩絹網、攪拌器、水泵、顯微鏡、魯哥試劑。小球藻培養基配方為無菌有機肥5 克/升、維生素C 5.8 毫克/升、硫酸鎂60 毫克/升、檸檬酸6 毫克/升、氯化鈣30 毫克/升、磷酸氫二鉀40 毫克/升、硫酸鋅0.2 毫克/升、氯化錳1.8 毫克/升、碳酸鈉20 毫克/升、納米纖維素15 毫克/升、沼澤紅假單胞菌1×106CFU/毫升。培養水源為室外養殖池塘水。
(1)室外塘口培養。水泵抽取養殖池塘水后經300目篩絹網過濾至干凈的培養桶內,每升培養水體加10 毫升培養基;調節藻種與池水的溫度至溫差不超過5℃后按比例接種,攪拌均勻后陽光下靜置培養。每天監測水溫、氣溫、光照。
(2)水質檢測。檢測培養用水中溶氧、總磷、總氮、亞硝酸鹽、氨氮、化學需氧量(COD)、pH。其中溶氧、pH 及總磷、總氮分別采用哈希便攜式溶氧儀、便攜式pH 計以及總磷、總氮在線分析儀(型號LB-1000TN)檢測。
(3)不同小球藻接種量對培養效果的影響。實驗設置V(藻種)∶V(培養水體)為1∶2、1∶5、1∶10共3組接種比例,每組設3個重復,共設9組培養實驗組,每組培養水體為100 升。接種結束后,每隔24 小時采集500 毫升培養液,進行培養液中小球藻細胞的密度顯微計數觀察,實驗周期5天。
(4)培養后期不同處理方式對小球藻培養效果的影響。按V(藻種)∶V(培養水體)為1∶5 接種比例接種9組100升的培養實驗組,相同條件下培養5 天后,藻液濃度進入平穩期,將其中3 組補加與初始等量的培養基、3組補加與初始雙倍量的培養基、3 組不添加。接種結束后,每隔24 小時采集500毫升培養液,進行培養液中小球藻細胞的密度顯微計數觀察,實驗周期10天。
(5)浮游植物的顯微計數。在培養結束后取樣500毫升,采用魯哥試劑固定浮游植物。靜置48小時后濃縮至50 毫升,然后吸取100 微升于浮游植物計數板上,在顯微鏡10×40 放大倍數下對浮游植物進行分類鑒定計數,每個樣品須計數100個視野且次數不低于3次,結果取3次計數平均值。浮游植物生物量計算公式如下:
N=A×Vs×n/(Ac×Va)
其中N 表示每升水樣中浮游植物數量,A 表示計數框面積,Vs表示濃縮后水樣體積,n表示計數所得浮游植物數量,Ac 表示計數面積,Va 表示計數框體積。
池塘水質:溶氧5.25 毫克/升、總磷0.164 毫克/升、總氮2.187 毫克/升、亞硝酸鹽0.016 毫克/升、化學需氧量(COD)10.5 毫克/升、氨氮0.250 毫克/升、pH 7.8。每天監測水溫、氣溫、光照等環境條件。實驗期間每天8:00-16:00,水溫為22~35℃,光照強度為10 000~125 000 勒克斯。
不同接種量組實際培養液效果見圖1,培養液水體明顯變綠、變濃。1∶2的接種比例組,第2天小球藻細胞濃度達最高,為3.82×107個/毫升;1∶5 的接種比例組,第3 天小球藻細胞密度達最高,為3.81×107個/毫升;1∶10的接種比例組實驗期間濃度緩慢增加,最高為1.51×107個/毫升。1∶2 接種組和1∶5 接種組小球藻生長性能、比增長速率顯著優于1∶10 接種比例組(P<0.05),但1∶2 與1∶5 組的比增長速率無顯著差異(P>0.05)。

圖1 室外小球藻培養效果
培養至第5 天,測定各實驗組浮游植物豐度,結果顯示,小球藻為1∶2、1∶5、1∶10組培養液中的絕對優勢藻種,所占比例分別為99.17%、99.25%、92.15%,其他為隱藻、甲藻、硅藻。綜上,按V(藻液)∶V(培養水體)為1∶2和1∶5接種培養小球藻,藻相好、生長快、濃度高、純度高,培養液小球藻細胞純度比例高達99%以上。結合藻種有效使用率和擴培效果,1∶5 的接種比例組更適合實際接種應用推廣。
培養至第10 天,不同補料量組培養液中小球藻密度變化情況表明,未補料組在第5天后小球藻細胞密度緩慢增加,至第7 天藻細胞密度達最高,為4.27×107個/毫升;補加初始雙倍量培養基組,小球藻細胞密度在第6 天至第10 天持續降低,從4.14×107個/毫升降至2.72×107個/毫升,顏色由綠色變為黑褐色,伴有刺激性臭味;補加與初始等量培養基組在補料后小球藻密度增加,第6天為4.12×107個/毫升,第10 天增至5.43×107個/毫升,增加了1.31×107個/毫升。在培養結束后,未補料組和補加與初始等量培養基組小球藻為培養液中絕對優勢藻種,所占比例分別為99.22%和99.37%;補加與初始等量培養基組小球藻占比最高,較未補加組提高了0.15%。
綜上,在小球藻生長進入平緩期后補加與初始等量培養基可提高小球藻細胞密度,且小球藻細胞純度比例高達99%以上,可降低成本、提高小球藻培養效率。
小球藻培育至高峰期后可進行補料,補料量與初始量相等,以獲取更高濃度小球藻。每天要攪拌數次使藻相均勻,同時監測水溫,超過35℃時需要加蓋防曬網,以防止水溫過高。
小球藻作為有益藻,可立體高效供氧,調控養殖水體微生態環境,廣泛應用于魚、蝦、蟹生態養殖。姚冬梅等(2022)發現,在凡納濱對蝦池塘接種小球藻,接種小球藻的試驗組較對照組藍藻門生物平均密度下降76.32%、綠藻門生物平均密度上升70.32%,說明池塘接種小球藻可以有效抑制藍藻的生長,實現藍藻的生物防治。目前小球藻的培養模式主要為封閉式管道培養及開放式培養。蔣禮玲等(2010)研究發現,在柱狀光生物反應器中培養小球藻,最高密度僅為0.57×107個/毫升,充入煙道氣(含有10%~15%的CO2)組小球藻密度增加10 倍。充入CO2增加了成本且易污染藻種。小球藻開放式培養模式成本雖低,但占地面積大,藻種密度低。李大高等(2015)發現池塘培育小球藻濃度為(7~10)×106個/毫升,且需嚴格控制原生動物等敵害生物。本研究建立了一種小球藻塘口規模化培養新模式,在室外塘口培養,只需簡單操作和合理接種,培養效果有保障,藻相穩定且培養純度達99%以上,濃度可高達5.43×107個/毫升,培養成本低,適合在中小型養殖戶中推廣應用。