微生物和微生物—菊芋体系对海水养殖废水脱氮效应的研究

【摘要】近几十年来,我国海洋水产养殖业迅猛发展,在带来良好的经济效益的同时,也隐藏着一些问题,例如自然水体中一方面没有足够数量和种类的满足养殖生物摄食的初级生产者,另一方面为了实现控制病害爆发、治疗病虫害的目的,需要向养殖水体投放大量的合成饲料和多种药剂,由此会造成养殖水体含有大量残饵和残药,加上养殖生物的排泄物、死亡养殖生物残骸等因素,使的水体环境污染问题日益凸显。其中氨氮和亚硝酸氮等氮化合物不仅容易造成养殖环境受到破坏、养殖水体的富营养化,而且对养殖生物本身也可造成巨大毒害,其影响不容忽视。故开发一种高效经济的脱氮方法成为目前海洋水产养殖工作的研究重点。本论文从微生物脱氮和微生物-植物联合脱氮角度出发开展研究,以期为海水养殖环境生物净化提供更加丰富的内涵。本研究结果分述如下：(1)异养反硝化细菌的筛选、鉴定和反硝化能力条件优化研究从大丰沿海滩涂养殖池中采集水样和底质淤泥样品,从中筛选出一株有良好反硝化能力的菌株DF-1,鉴定菌株为产酸克雷伯式菌(Klebsiellaoxytoca).在有氧条件下,菌株DF-1在22h内基本上可将6.5mg/l的亚硝态氮完全去除。菌株DF-1最适生长条件为pH7、温度35℃、盐度5‰,亚硝酸盐降解效果比较好时的培养条件是pH9、温度35℃、盐度0。在乳糖和乙酸钠作为碳源时,菌株DF-1能达到良好的生长状态和反硝化状态。(2)异养、自养硝化细菌的筛选、鉴定和氨氮降解能力条件优化研究从采集到的水样和底质淤泥样品中,筛选得到自养氨氮降解菌和异养亚硝化细菌各一株,分别命名为DFA-1和DFY-1,经鉴定二者分别为阴沟肠杆菌(Enterobactercloacae)和产气肠杆菌(Enterobacteraerogenes)。菌株DFA-1生长周期短,耐受性强,最适生长条件为pH范围3-9、温度范围15-30℃、盐度范围1-20,其最适氨氮去除率培养条件是pH7、温度范围25-35℃、盐度7(>90%)；菌株DFY-1生长慢,对外界环境的耐受性较低：在pH7-8、温度30℃-35℃时菌体生长状况才良好；氨氮降解率与菌体生长状况相一致,当菌体生长状况良好,氨氮降解率高(>85%),反之亦然。两株菌株能够利用的碳源均比较单一,菌株DFA-1主要利用葡萄糖,菌株DFY-1主要利用葡萄糖和柠檬酸钠。(3)模拟野外条件微生物-植物协同作用脱氮研究在模拟野外条件下构建微生物体系：配置氨态氮、硝态氮、亚硝态氮低、中、高浓度各为1mg/L、5mg/L、1Omg/L的水体,以不同形态氮作为因素,浓度作为水平设计三因素三水平正交实验。以组合式材料为载体,向试验组水体加入三株筛选菌株的培养菌液。植物体系指在实验前2个月在经改造过的大桶内种植菊芋,不施肥料生长,至试验开始时植株高度约为60-75cm。试验结果表明：各形态氮的浓度对本身和其它形态氮去除率有影响；经微生物和植物协同作用后,水体中的N基本被去除。培养6天后微生物的脱氮效果比较明显；加入到植物体系中的N元素,一部分被菊芋吸收,一部分残留在土壤中。二者之间吸收的N元素比例随添加到体系中的N元素总量变化而变化,随着添加的N元素总量增大,比例减小
【作者】刘元瑞；
【导师】刘兆普；隆小华；
【作者基本信息】南京农业大学，海洋生物学，2013，硕士
【关键词】生物脱氮；反硝化细菌；氨氮降解菌；亚硝化细菌；

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