氨氮降解菌的分离鉴定与复合菌剂水质调控效果评价研究

发布时间：2018-03-22 17:16

本文选题：凝结芽孢杆菌　切入点：氨氮　出处：《山东农业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着我国水产养殖的规模化、集约化发展,使得池塘中极易积累大量的动物排泄物和食物残渣,导致水体富营养化。研究表明,氨氮化合物是水体富营养化的主要污染物,氨氮过高会导致鱼虾免疫力下降,生长缓慢等一系列问题,从而给水产养殖业带来巨大的经济损失。氨氮的去除方法有物理法、化学法和生物法等,其中生物降解氨氮的方法因其具有工艺简单、成本低廉、较易推广等特点,广受人们青睐。微生态制剂绿色环保、安全高效,是生物降解法中常用的添加剂,它不仅能有效改善养殖水体环境,而且还能减少养殖动物疾病的发生。因此,本研究对取自各地水域的样品置于高浓度氨氮的培养基中,经连续驯化富集,分离获得耐受基础菌株;通过模拟养殖试验筛选出了2株能有效降解水体氨氮的菌株。将筛选得到的2株氨氮降解菌与本实验室保存的1株蛋白去除菌复配成复合菌剂,通过养殖试验,与水产上常用的四种微生态制剂作比较,从而对复合菌剂调控水质的效果进行评价。具体结果如下:1.样品采集后采用定向富集分离法进行菌株分离。将处理完的样品置于高浓度氨氮培养基中富集驯化,培养6代,淘汰掉不能利用NH4的微生物。通过平板划线法分离纯化得到9株高氨氮耐受基础菌株,编号为xh1-xh9。通过20L水体模拟养殖试验,评价筛选得到的菌株降解氨氮能力的强弱,结果显示xh1与xh7两株对水体氨氮的降解显著高于其他菌株,24h时xh1和xh7两株菌的降解率均达到90%以上,且效果持续性好,72h时xh7菌株的降解率最高可达98.5%。分别从形态学、生理生化和分子生物学三方面对菌株进行鉴定,经鉴定xh1与xh7菌株均为芽孢杆菌属中的凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。以黄河鲤鱼为试验材料进行灌服试验,结果显示菌液浓度从105cfu/mL增大至109cfu/mL,黄河鲤鱼的摄食能力和行动状态均正常,各组均未出现死亡现象。从pH值、温度、盐度和C/N四个方面对菌株的生长条件进行优化,结果表明pH值为7.5,温度为35℃时两株菌的最适生长条件,xh1菌的最适盐度为10‰,xh7的最适盐度为5‰,最适C/N为15,C/N上升为20时xh7菌株生长稍受影响,而xh1菌株依旧生长良好。2.将筛选得到的凝结芽孢杆菌xh1、xh7菌株与本实验室保存的枯草芽孢杆菌B38菌株(Bacillus subtilis)以1:1:1的比例复配制成复合菌剂。选取四种水产上常用的微生态制剂(光合细菌、酵母菌、强效EM菌、芽孢杆菌)作对比,进行养殖试验。本试验设置6个试验组和2个对照组,每组3个重复。其中1个对照组正常喂饲料,1个对照组不喂饲料。试验结果表明:(1)添加光合细菌的池塘氨氮含量呈现先上升后下降的趋势,10d后效果较对照组差异显著(p0.05)。添加复合菌的池塘氨氮降解效果较明显,使用1d后氨氮含量显著低于正常投喂饲料的对照组(p0.05),说明复合菌能快速有效地降解养殖水体中的氨氮。其余各组也均呈现不同程度的下降。在试验后期,相对于其他各组,添加复合菌的池塘氨氮含量一直处于较低水平,于1mg/L上下波动,说明添加复合菌的试验组降解氨氮效果持续性较好。(2)试验5d后各组的亚硝酸盐含量均有所升高,其中添加强效EM菌和芽孢杆菌的两组在各个时间点亚硝酸盐含量相对较高,9d和11d时含量均高达5mg/L。添加酵母菌和复合菌的两组亚硝酸盐含量相对较低,且整体变动幅度较小,在各个时间点均与对照组无显著差异(p0.05)。(3)正常投喂饲料的对照组在0d-11d内硝酸盐含量一直处于较高水平,最高含量高达9mg/L。不喂饲料的对照组呈现先上升后下降的趋势,在第5d达到最高值。在试验进行到10d以后,添加微生态制剂的5个试验组硝酸盐含量均呈现下降趋势。在整个试验过程中,添加复合菌的试验组硝酸盐含量始终显著低于正常投喂饲料的对照组,说明复合菌的添加能有效降解水体中的氨氮,但不会造成水体中硝酸盐的积累。(4)试验从开始至11d的COD测定结果显示,添加5种微生态制剂的试验组COD含量变化不明显,18d时各组含量均有所升高。在整个试验过程中,正常投喂饲料的对照组呈现逐步升高的趋势。在试验开始1d时,添加酵母菌的试验组COD含量显著低于正常投喂饲料的对照组(p0.05),说明酵母菌在降解COD方面效果较好,且在很短的时间就发挥了作用。(5)添加光合细菌的试验组藻类含量明显低于对照组(p0.05),说明光合细菌的添加在一定程度上抑制了池塘内藻类的生长。添加酵母菌和强效EM菌的试验组与对照组无明显差异(p0.05)。在试验第9d和14d时,添加芽孢杆菌和复合菌的试验组藻类含量均显著高于正常投喂饲料的对照组(p0.05),最高含量可达对照组的两倍。通过对复合菌剂水质调控效果评价研究结果表明:自制复合菌剂对养殖水体水质具有较好的调控作用,特别是能有效控制水体的氨氮含量,但不会造成水体中硝酸盐的积累,且能有助于水体中藻类的生长。
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【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S959

【参考文献】