藻菌共生协同饲养澳洲银鲈试验

Feeding Australian silver bass with the symbiosis of algae and bacteria

摘要

目的 在澳洲银鲈鱼养殖日益集约化的背景下，实施藻菌共生技术，探索其对澳洲银鲈饲养环境及生产性能的影响。 方法 选取800条15日龄澳洲银鲈鱼，随机分为4组，分别进行不同的饲养处理：对照组不添加藻类或细菌，试验组1添加小球藻(3 mL/L)，试验组2添加枯草芽孢杆菌(2 mL/L)，试验组3则同时添加小球藻(按3 mL/L)和枯草芽孢杆菌(按2 mL/L)，实现藻菌共生,试验期共90 d。分别测定各试验组的水质指标和澳洲银鲈的生长指标。 结果 相较于其他组别，混合添加小球藻和枯草芽孢杆菌的试验组3水体中NH₄^＋-N和NO₂^－-N含量显著降低，同时，该组澳洲银鲈鱼的生长速度明显加快，料重比大幅降低，由对照组的1.04降至0.73。试验各组的死淘率均为0，水温、溶氧、pH值变化无显著差异。 结论 藻菌共生技术在改善养殖水质、提升澳洲银鲈生长性能方面具有显著效果，对于提升养殖效益具有积极意义。

关键词

小球藻 / 枯草芽孢杆菌 / 藻菌共生 / 澳洲银鲈 / 生长性能 / 生态养殖

Key words

Chlorella vulgaris / Bacillus subtilis / symbiosis of algae and bacteria / Australian silver bass / growth performance / ecological aquaculture

随着水产养殖业的发展，澳洲银鲈（Bidyanus bidyanus)作为一种新兴养殖品种，以其强大的适应能力和杂食性特点，逐渐在市场中占据了一席之地。然而，随着养殖规模的扩大和集约化程度的提高，澳洲银鲈养殖面临着一系列挑战，如饲料用量和换水量增大，饵料残留和排泄物增多，出现水质恶化、鱼病频发、水域污染等环境问题，对水产养殖业生态化产生不利影响^[1]。为了克服这些挑战，探索更加环保和高效的生态养殖模式成为当务之急。

当前条件下，最常见的操作向养殖水体中添加藻类，如小球藻(Chlorella vulgaris）；或者细菌如硝化细菌(nittifing bacteria)等。最近也有通过藻菌混合添加（藻菌共生）改良水体的报道。杨公社等^[2]研究认为：微藻（如小球藻）在水体中具有显著的生态修复功能。微藻的存在还有助于减少养殖过程中疾病的发生，提升养殖的经济效益。微生态制剂作为一类新兴的养殖辅助手段，其在去除水体污染物，抑制病原菌生长，降低药物残留等方面优势日益凸显。基于藻菌的各自优势，1962年，美国堪萨斯大学的麦金尼教授，在构筑完全混合式活性泥数学模型时，就提出建立1种处理污水的絮凝藻菌共生系统的设想^[3]。1967年，Oswald等^[4]首次提出藻菌共生系统这一概念。藻菌共生系统作为一种独特的生物处理技术，其基本原理在于利用藻类与益生菌之间的协同作用，实现水体中有机污染物的有效去除。在这一过程中，好氧型细菌将有机污染物氧化分解为二氧化碳和氨氮等营养盐，而藻类则利用这些营养盐进行光合作用，合成自身细胞物质并释放氧气^[5]，从而实现水体系统的循环共生。在藻菌共生体系中，不同微藻和菌种组合以及不同的藻菌比例可能带来的不同效果。适合在澳洲银鲈养殖中大规模推广应用的藻菌共生体系还未见报道。

为进一步验证藻菌共生对澳洲银鲈养殖效果的影响，本研究设计不同种类的藻菌共生系统，对比不同饲养环境下水质和澳洲银鲈的生长性能的变化，旨在探讨藻菌共生技术在澳洲银鲈养殖中的应用前景，推动水产养殖业的绿色发展和转型升级。

1 材料与方法

1.1 试验时间

自2024年2月18日至5月18日，试验期共90 d。

1.2 试验材料

试验用15日龄澳洲银鲈800条（初始体质量0.8 g/条），由九江市九派城乡发展集团水产公司提供。试验过程中所使用的澳洲银鲈专用饲料、小球藻、枯草芽孢杆菌均由九派城乡创新技术中心提供。

普通小球藻购自上海光语生物科技有限公司淡水藻种库（蛋白核小球藻GY-D12， Chlorella pyrenoidosa），在九派城乡创新技术中心实验室用BG11液体培养基对藻体扩大培养，终密度为1×10⁹ cells/L。枯草芽孢杆菌由液体培养基培养，活菌含量1×10¹¹ CFU/g。

澳洲银鲈专用饲料营养成分：粗蛋白质含量≥46%，粗纤维含量≤6%，粗脂肪含量≥6%，粗灰分含量≤16%，总P含量≥1.2%,赖氨酸含量≥2.3%,水分含量≤12%。

1.3 试验分组

将健康澳洲银鲈种苗800条（0.8 g/条）随机分成4组，每组200条。对照组（空白组），试验组1（水体中定期加小球藻，以下简称“加藻”），试验组2（水体中定期加枯草芽孢杆菌，以下简称“加菌”），试验组3（水体中定期加枯草芽孢杆菌、小球藻混合，以下简称“加藻菌”）。

1.4 试验设计

每组1个鱼缸（可装水2 000 L)，共有4个鱼缸。对照组既不添加小球藻，也不添加枯草芽孢杆菌；试验组1添加小球藻（按3 mL/L比例）；试验组2添加枯草芽孢杆菌（按2 mL/L比例）；试验组3添加小球藻+枯草芽孢杆菌混合（共生），其中小球藻与枯草芽孢杆菌添加量与试验组1、试验组2单一组添加量相同。

试验1~3组添加小球藻、枯草芽孢杆菌，按5 d进行1次，每月6次。每天9：00和17：00定时投喂饲料。原则上，每天饲料投喂按各组鱼总体质量的3%计，但是要关注实际采食速度，并对投料量有适当调整，各组投料量相同。

1.5 水质检测

采用YSI Pro Plus 水质检测仪测定水体中溶氧（Do);分别采用纳氏试剂光度法、紫外分光光度法测定氨氮（NＨ₄^＋-N）和亚硝酸盐氮（NO₂^‒-N）；另外检测水体pH值、温度、溶氧量等。

依据GB 11607—1989《渔业水质标准》，NH₄^＋-N含量低于2.0 mg/L；NO₂^－-N低于0.2 mg/L；pH7.0～8.5；溶解氧在6 mg/L以上。

每天检测水质，除非水质检测严重超标，原则上一律不换水。

1.6 水温控制与增氧

水温保持22~25 ℃。各饲养试验水池配备加热电棒，维持水体恒温（24.5±0.5） ℃，每个试验池均配备增氧泵，确保水体溶氧≥6 mg/L。

1.7 生长指标的测定

试验开始第1天起称取澳洲银鲈的初始体质量，以后每5 d称质量1次，记录体质量，直到90 d试验结束。根据饲料投喂量计算各组的料重比，并观察鱼的病死情况。

1.8 数据统计

试验数据用Excel 2019进行整理，并以“平均值±标准误”表示。采用SPSS25软件进行单因素方差分析，用Duncan’s法进行组间多重比较，在α=0.05水平进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 添加藻菌对水环境NH₄^＋-N含量的影响

澳洲银鲈饲养试验，要求水质NH₄^＋-N含量≤2 mg/L。由表1可见，整个试验过程中，对照组（空白组）NH₄^＋-N含量有2次较大波峰：第1次波峰出现的时间为11～20 d，最大峰值为2.56 mg/L;第2次波峰出现的时间是81～88 d，最大峰值为6.63 mg/L。第1次波峰出现后，采取每天换水1/5体积的方法，连续5 d，NH₄^＋-N值才降至标准值以下。而试验组1（加藻）、试验组2（加菌）、试验组3（加藻菌）水体中的NH₄^＋-N含量相对平稳，起伏不大。与对照组相比，试验组1、试验组2、试验组3的氨氮含量上升值低于对照组，差异显著（P＜0.05)。试验组3（加菌藻）氨氮值上升幅度最小，差异显著（P＜0.05)。结果表明，养殖水体中添加藻、菌或者藻菌混合体（共生）对氨氮均有较强的降解作用。

2.2 添加藻菌对水环境NO₂^－-N含量的影响

澳洲银鲈饲养试验要求水质NO₂^‒-N含量≤0.2 mg/L。由表2可见，整个试验过程中，对照组（空白组）NO₂^－-N含量有1次较大波峰，出现时间为21～30 d，最大峰值超过1.45 mg/L。当NH₄^＋-N坡峰值下滑至最低时，NO₂^－-N含量上升，直至达至最高值2.3 mg/L后，缓缓下降。而试验组1（加藻）、试验组2（加菌）、试验组3（加藻菌）水质环境NO₂^－-N含量相对平稳，起伏不大。与对照组相比，试验组1、组2、组3的亚硝酸盐含量较低，差异显著（P＜0.05)。试验组3（加菌藻）亚硝酸盐含量最少，90 d试验期内平均值仅0.11 mg/L,差异显著（P＜0.05)。结果表明，相比其他3组，养殖水体中添加藻菌混合体（共生）对氨氮有更明显的降解作用，对水体的净化效果更好。

2.3 添加藻菌对澳洲银鲈体质量的影响

从表3可以看出，对照组（空白）个体质量最小，生长速度最慢，第90天单条澳洲银鲈体质量仅为13.50 g。试验组1（加藻）、试验组2（加菌）个体质量均较对照组大，第90天单条澳洲银鲈体质量分别为15.50、16.50 g,表明其生长速度均较快。而试验组3（加藻菌）生长速度最快，且试验第10天以后，相较对照组，3个试验组的个体均质量最大。第90天单条澳洲银鲈体质量高达19.00 g，与对照组差异显著（P＜0.05)。

2.4 添加藻菌对澳洲银鲈料重比的影响

从表4可以看出，试验组3（加菌藻）的生长速度最快。由于对照组（空白）、试验组1（加藻）、试验组2（加菌）、试验组3（加菌藻）的补料量一致，与对照组相比，试验组3的料重比最低，由对照组的1.04下降至0.73。藻菌共生组与空白组相比，料重比显著下降，生长速度显著加快。说明同时添加小球藻和枯草芽孢杆菌对澳洲银鲈的生长具有良好的促进作用，但单藻（试验组1）、单菌（试验组2）的料重比、生长速度均与空白组的无显著差异。同时添加小球藻和枯草芽孢杆菌，为养殖鱼类提供了丰富的营养成分，有利于促进澳洲银鲈的生长性能，提高饲料利用率。

2.5 试验各组鱼死淘记录

本试验中，无论是对照组（空白）还是试验1~3组，死淘均为0，试验全程（90 d）没有出现生病或死亡。试验各组添加藻、菌或者藻菌共同体对死淘率均没有影响。

2.6 试验各组水温、溶氧和pH值变化

日常监测记录发现，各试验组每天水温23~25 ℃，溶氧7.0~8.3 mg/L，pH 6.4~7.0，各组间无显著差异。

3 讨论

水产养殖生态化对保护环境、维护生态和保证水产品质量安全等方面具有重要意义^[6]。菌藻共生的基本原理是通过细菌和藻类在共生系统中相互依赖、相互影响，形成稳定的生态系统。在共生过程中，细菌和藻类通过互利共生和竞争共生等机制，共同促进彼此的生长和繁殖。同时，它们还需适应彼此的环境和代谢方式，以实现共生关系的稳定。这一理论为本研究提供了重要的生态学依据，也为澳洲银鲈的饲养提供了新的思路和方法。

3.1 添加藻菌对改善水质环境的影响

在水产养殖水体中，水质状况是影响鱼类健康生长的关键因素。水“太肥”（富营养）容易造成鱼生病，死淘上升；水“太瘦”（营养缺乏），导致生长速度缓慢，鱼甚至出现亚健康症状。对水质的污染主要来自鱼粪便、残饵积累以及人工添加的各类营养药物，主要表现为NH₄⁺-N、NO₃^‒-N等无机小分子浓度升高。水体中的过量有害物质直接导致鱼类生存环境失去生态平衡，鱼类正常生长代谢活动受到影响，早期兴奋异常，后期静止躺平。这些有害物质还会为病原菌繁殖提供营养，引起多种鱼病。因此，如何去除这些有害物质，是水产养殖“养水”“护水”的重点工作内容之一。

本试验中，各组养殖水体中的NH₄⁺-N和NO₂^‒-N含量随着养殖时间的延长均呈现先升高后降低的趋势。其中试验组1（加藻）、试验组2（加菌）、试验组3（加藻菌）的上升幅度小，其曲线变化平稳，没有明显坡峰，而对照组曲线出现较大的坡峰。结果表明粪便或残饵中的有害物质无法完全被水体自然消化，而养殖水体中添加藻、菌或藻菌混合体（共生）对氨氮有较强的降解作用。

高凌鹏等^[7]研究发现，菌藻共生技术就是细菌生长过程中能够分解废水中的有机物，产生CO₂、无机盐等，而微藻通过吸收CO₂及无机盐并形成可供给鱼类营养的有机质。不仅减少了水体污染，又丰富了鱼类营养。杜学振等^[8]研究结果表明，菌藻共生处理养殖废水的净化效果优于单一微藻。本研究结果也表明，同时添加小球藻和枯草芽孢杆菌去除养殖水体中的NH₄⁺-N、NO₃^‒-N和NO₂^‒-N时，对水体净化效果最好。

3.2 藻、菌及藻菌共生对银鲈生长性能的影响

小球藻作为一种富含营养物质的单细胞藻类，为养殖鱼类提供了丰富的小球藻生长因子（CGF）和其他营养成分（氨基酸、多维等）；枯草芽孢杆菌作为一类具有多种生理功能的益生菌，不仅能够调节鱼体微生态平衡，还能合成多种维生素和氨基酸等营养物质，可促进鱼类新陈代谢和蛋白质吸收。当小球藻与枯草芽孢杆菌共同添加时，两者能够互相补充，发挥协同作用，进一步促进澳洲银鲈的生长。本研究结果显示，藻菌共生组澳洲银鲈的料重比显著下降，生长速度显著加快，说明应用藻菌共生技术能够有效提高养殖鱼类的生长性能。

此外，本研究还发现，藻菌共生不仅能够促进鱼类的生长，还能够提高鱼类的抗病力和免疫力，减少养殖过程中疾病的发生和药物使用，从而降低养殖成本和提升经济效益。

有关养殖水体中添加菌和藻对鱼类生产性能的影响也有报道。熊斯微等^[9]研究认为，小球藻中含有丰富的营养成分，在饲料中使用有助于提高养殖鱼类的生长和饲料利用率。原因是小球藻是轮虫、卤虫的天然饵料，添加进养殖水体后，一些浮游动物如轮虫、卤虫等迅速繁殖，而这些浮游动物又是养殖鱼类的天然动物性饵料，其营养价值高过鱼粉。此外，轮虫在摄食小球藻后，其体内二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的含量增加，被鱼类采食后，可迅速促进其生长发育。仇明等^[10]研究结果表明，饲料中添加枯草芽孢杆菌能促进斑点叉尾鮰鱼的消化器官肠道与肝脏的发育，增强对营养物质的消化和储存能力，促进生长，提高饲料中蛋白质消化率，降低饵料系数。

4 结论

本研究发现，藻菌共生体系能够有效去除水体中的NH₄^＋-N、NO₂^－-N及其他有机物残余，从而保持水质清洁、稳定，为澳洲银鲈提供适宜的生长环境。同时，藻菌共生体系还能提高澳洲银鲈的生生长速度度，降低料重比，提升经济效益，有利于促进澳洲银鲈养殖业的可持续发展。

目前，藻菌共生技术在水产养殖领域的应用仍处于不断探索和完善阶段。随着研究的深入和技术的成熟，未来藻菌共生技术有望在以下几方面取得更大的突破和进展：

首先，优化藻菌配比和共生条件。通过深入研究不同藻类与细菌之间的相互作用机制，筛选出最佳的共生组合和配比，以及适宜的培养条件，进一步提高藻菌共生系统的稳定性和效率。

其次，拓展应用领域和范围。除了在水产养殖领域的应用外，藻菌共生技术还可以应用于污水处理、生态修复等领域，实现资源的循环利用和环境的可持续发展。

最后，加强技术创新和产业升级后，通过引进先进的生物技术手段和设备，提高藻菌共生技术的自动化和智能化水平，降低生产成本，提高生产效率，推动水产养殖业的绿色发展和转型升级。

综上所述，藻菌共生技术作为一种新型的水质改良和养殖促进技术，具有广阔的应用前景和发展潜力，通过不断优化和完善技术体系，未来将在水产养殖领域发挥更加重要的作用。然而，本研究也发现藻菌共生饲养方式仍存在一些挑战和需要进一步研究的问题。例如，不同藻菌组合对澳洲银鲈生产性能的影响尚不清楚，需要通过进一步扩大试验来探索更优的养殖方法。此外，如何更好地控制藻菌共生体系的稳定性和可持续性，也是未来研究的重要方向之一。

参考文献

[1] 曾天宇， 陈曦， 徐慧敏， 菌藻协同对大口黑鲈养殖水环境、生长和免疫酶活性的影响[J]. 大连海洋大学学报, 2024,39（1）:29-35.

[2] 杨公社， 王富平， 郭红伟， 小球藻扩培和定向培养在养殖中的应用[J]. 科学养鱼, 2019（3）:68.

[3] MCKINNEY R. Mathematics of complete-mixing activated sludge[J]． Journal of the sanitary engineering division， 1962，88：87-114．

[4] GOLUEKE C G, OSWALD W J, GEE H K. Effect of nitrogen additives on algal yield[J]． Water pollution control federation， 1967，39(5)：823-834．

[5] BRUNE D E, SCHWARTZ G, EVERSOLE A G, et al. Intensi fication of pond aquaculture and high photosynthetic systems[J]． Aquaculture engineering， 2003，28(1-2)：65-86.

[6] 杨红卫， 李秀梅. 影响水产养殖业生态化的因素及对策[J]． 养殖与饲料， 2023,22(12)：58-61．

[7] 高凌鹏， 刘志宏， 李诗宣 ． 固定化菌藻处理海水养殖废水试验研究[J]． 工业用水与废水， 2021，52(6)：11-15，24．

[8] 杜学振， 申婷， 邢冠润， 等． 菌藻共生处理猪场废水的效果研究[J]． 浙江畜牧兽医， 2022，47(1)：1-7．

[9] 熊斯微, 范泽, 张海涛, 小球藻的营养价值及其在水产动物饲料中的应用[J]. 饲料工业, 2024,45(6):7-12.

[10] 仇明， 王爱民， 封功能， 等． 枯草芽孢杆菌对斑点叉尾鮰生长性能及肌肉营养成分影响[J]． 粮食与饲料工业， 2010(7)：46-49．