劉正宇 俞志明 宋秀賢 曹西華

對(duì)蝦池塘養(yǎng)殖過程中纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化及改性粘土防控初探*

劉正宇1, 2, 3, 4俞志明1, 2, 3, 4①宋秀賢1, 2, 3, 4曹西華1, 2, 3, 4

(1. 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東青島 266071; 2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室山東青島 266237; 3. 中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049; 4. 中國科學(xué)院海洋大科學(xué)研究中心 山東青島 266071)

纖毛蟲是一類單細(xì)胞原生動(dòng)物, 部分類群是對(duì)蝦池塘養(yǎng)殖過程中的病害生物。該研究跟蹤了2020年7～10月凡納濱對(duì)蝦()養(yǎng)殖過程中纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化情況, 分析了多種環(huán)境因素對(duì)其動(dòng)態(tài)變化的影響。通過現(xiàn)場(chǎng)噴灑, 發(fā)現(xiàn)改性粘土對(duì)纖毛蟲有一定的控制作用; 故結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn), 探究了改性粘土對(duì)水體中纖毛蟲的去除作用和機(jī)制。研究結(jié)果表明, 蝦池內(nèi)纖毛蟲及2～5 μm微微藻的密度變化呈現(xiàn)出一定的捕食-被捕食關(guān)系, 后者可通過食物豐歉的方式上行控制纖毛蟲; 蝦池水溫為20～25 °C時(shí)更易于纖毛蟲生長; 纖毛蟲偏好較低鹽度的環(huán)境。在養(yǎng)殖過程中使用改性粘土調(diào)控水質(zhì)會(huì)在一定程度上降低水體中的纖毛蟲的密度; 進(jìn)而通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)初步探討了改性粘土對(duì)水體中的纖毛蟲的去除作用及機(jī)制, 發(fā)現(xiàn)氧化復(fù)合改性的硫酸鋁改性粘土(MC II)可有效去除纖毛蟲, 該研究將為對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中纖毛蟲病害的防控工作提供參考。

對(duì)蝦養(yǎng)殖; 環(huán)境因素; 纖毛蟲動(dòng)態(tài)變化; 改性粘土; 防控方法

纖毛蟲是一類高度分化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原生動(dòng)物, 其在水體中的危害作用較大, 有些種類可引發(fā)赤潮或通過產(chǎn)生毒絲泡或黏絲泡來危害水體(宋微波等, 1993)。病害性纖毛蟲可引發(fā)對(duì)蝦病害, 產(chǎn)生致死效應(yīng)(Azam, 1983; 吳淑波, 2009); 或抑制對(duì)蝦游動(dòng)、攝食, 阻礙其生長(劉志玲等, 2014; 鄧楠楠, 2018)等。故病害性纖毛蟲被認(rèn)為是一類在對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中危害較大的生物類群, 且一些經(jīng)濟(jì)型養(yǎng)殖生物如魚類、海參、鮑魚等也極易受到纖毛蟲的侵害(王印庚等, 2005; 徐力文等, 2005; 陳建國等, 2007; 王孟華, 2012)。研究表明纖毛蟲病害會(huì)顯著影響?zhàn)B殖生物質(zhì)量, 甚至?xí)?dǎo)致其大量死亡, 進(jìn)而造成巨大經(jīng)濟(jì)損失(宋微波等, 2003; 王婭寧等, 2009)。

如何防控纖毛蟲病害一直是水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。研究表明, 化學(xué)試劑, 如甲醛、高錳酸鉀等, 可以有效滅殺水體中的纖毛蟲(邱彥濤, 2003; 宮春光等, 2007); 一些抗生素能有效抑制纖毛蟲的種群動(dòng)態(tài)變化(杜明磊, 2020); 使用當(dāng)歸、黃連等中草藥制成的中藥組合物也可有效治療纖毛蟲引發(fā)的病害(袁進(jìn)洪, 2019)。但在養(yǎng)殖環(huán)境中濫用藥物、試劑, 會(huì)產(chǎn)生諸多不良效應(yīng), 如破壞水體中生物群落的穩(wěn)定性、脅迫養(yǎng)殖動(dòng)物、使病害生物產(chǎn)生抗藥性等, 甚至?xí)T發(fā)其他病害(俸成榮, 2017)。

凡納濱對(duì)蝦()在世界范圍內(nèi)被廣泛養(yǎng)殖, 是我國主要的對(duì)蝦養(yǎng)殖品種(Lu, 2015; 張慶起等, 2017)。近年, 國內(nèi)外對(duì)纖毛蟲的分類鑒定及致害作用的研究較多, 而缺乏對(duì)蝦養(yǎng)殖水域中纖毛蟲動(dòng)態(tài)變化的相關(guān)研究。本研究跟蹤研究了2020年7～10月凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化, 考察了各種環(huán)境因素的影響; 發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外普遍使用的有害藻華應(yīng)急處置材料——改性粘土對(duì)纖毛蟲有一定的控制作用(Yu, 2017); 結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn), 探究了改性粘土對(duì)水體中纖毛蟲的去除作用和機(jī)制, 以期為對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中纖毛蟲病害的防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查跟蹤與樣品采集

2020年6～10月, 本研究于山東省東營市三角洲養(yǎng)殖繁育有限公司進(jìn)行凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn), 蝦池(118°9′E, 37°5′N), 面積約1 000 m2, 實(shí)際養(yǎng)殖水體面積約為800 m2, 池底自外向內(nèi)逐漸凹陷, 中心深度約為1.5 m, 池水體積約為1 000 m3。于6月29日投入健康的凡納濱對(duì)蝦苗50 000尾(體長約1.6 cm, 濕重約0.035 g)合計(jì)約2.4 kg, 即養(yǎng)殖密度約50尾/m3, 養(yǎng)殖過程中每日投喂固體餌料, 于8月29日至9月20日額外投喂活體餌料(大鹵蟲), 持續(xù)培養(yǎng)至10月17日收獲。

本研究對(duì)整個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了持續(xù)檢測(cè), 每日在現(xiàn)場(chǎng)使用便攜式多功能水質(zhì)儀(EXO, 美國YSI公司)測(cè)定水體的溫度()、鹽度()、溶氧(DO)、pH值、葉綠素濃度等水質(zhì)參數(shù); 每日定點(diǎn)采集10 L表層水樣, 裝于聚乙烯桶中, 立即取部分水樣使用魯哥試劑固定, 于0.1 mL計(jì)數(shù)框在顯微鏡下對(duì)粒徑為2～5 μm的微微藻進(jìn)行計(jì)數(shù)。

纖毛蟲樣品的采樣和分析按照《Zooplankton Methodology Manual》(Harris, 2000)進(jìn)行, 即采集100 mL水樣裝入塑料樣品瓶中, 用1 mL魯哥試劑固定, 于0.1 mL計(jì)數(shù)框在顯微鏡下對(duì)纖毛蟲進(jìn)行計(jì)數(shù); 每隔4～5日采集用于進(jìn)行18S rDNA測(cè)序的樣品(在纖毛蟲密度劇烈波動(dòng)時(shí)加采一次), 水樣先經(jīng)過200 μm的無菌篩絹過濾后, 經(jīng)0.22 μm孔徑的聚碳酸酯膜過濾, 樣品富集于濾膜上, 將過濾后的濾膜置于無菌凍存管中, 立即放入液氮中速凍, 保存于-80 °C冰箱中, 后續(xù)將用于分析纖毛蟲的群落結(jié)構(gòu)。將濾膜送至公司(基迪奧, 廣州), 經(jīng)提取和純化樣品膜上的環(huán)境樣品DNA后, 使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)提取DNA的質(zhì)量。待DNA樣品合格后進(jìn)行檢測(cè), 18S rDNA使用通用引物528F(5′-GCGGTAATTCCAGC TCCAA-3′)和706R(5′-AATCCRAGAATTTCACCTC T-3′)進(jìn)行目的基因擴(kuò)增, 分別構(gòu)建測(cè)序文庫, 使用MiSeq 測(cè)序儀(PE250, 美國Illumina公司)測(cè)序, 分析用數(shù)據(jù)庫為SILVA, 聚類方式為USEARCH, 依據(jù)OUT值分析測(cè)序結(jié)果。參照相關(guān)分類學(xué)文獻(xiàn)(Kofoid, 1929; 宋微波等, 1997; 林曉鳳, 2005; 徐大鵬, 2007; 伊珍珍, 2009; 高珊, 2011; 張武昌等, 2012; 劉安, 2014; 張武昌等, 2016; 張雪等, 2017; 黃平平等, 2017; 邵晨等, 2020)對(duì)纖毛蟲進(jìn)行種類鑒定。

1.2 纖毛蟲防控實(shí)驗(yàn)

1.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 天然粘土為高嶺土, 取自江蘇吳縣。本研究所使用的聚合氯化鋁改性粘土(MC I)(俞志明等, 1994)、硫酸鋁改性粘土(MC II)(Liu,2016)、高嶺土與六水合氯化鐵混合粘土(MC V) (質(zhì)量比為高嶺土︰六水合氯化鐵=5︰1)三種改性粘土依次分別是用聚合氯化鋁(PACs)、硫酸鋁及三氯化鐵改性天然粘土制成。氧化復(fù)合改性粘土為將單過硫酸氫鉀(純度98%,薩恩化學(xué)技術(shù)有限公司)作為第三組分搭配使用的改性粘土。

1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn) 針對(duì)蝦池水質(zhì)較差(透明度較低、濁度較高、富營養(yǎng)化)、赤潮暴發(fā)(葉綠素保持較高水平)、纖毛蟲密度較高等情況,本研究將于蝦池噴灑改性粘土,作業(yè)方式為將粘土同海水制成混漿后使用高壓噴槍在蝦池內(nèi)均勻噴灑。粘土用量參照4～ 10 t/km2(俞志明等,1994), 基于上述用量開展的毒理實(shí)驗(yàn)顯示改性粘土對(duì)對(duì)蝦的運(yùn)動(dòng)、存活均無影響。在噴灑前及噴灑后24 h時(shí)定點(diǎn)采集水樣,后續(xù)處理方式同1.1。

1.2.3 室內(nèi)纖毛蟲去除實(shí)驗(yàn) (1) 考察了高嶺土、MC I、MC II及MC V四種粘土在不同用量下對(duì)纖毛蟲的去除作用。去除實(shí)驗(yàn)在100 mL比色管中進(jìn)行, 實(shí)驗(yàn)用纖毛蟲(密度約4 000 cells/mL)取自對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘表層水, 將海水混勻后分別加入比色管, 粘土濃度梯度設(shè)定為: 0.2、0.3、0.5、0.8 g/L, 按照相應(yīng)用量加入改性粘土后顛倒混勻三次, 設(shè)置空白對(duì)照, 且每組均設(shè)兩個(gè)平行。在改性粘土添加后3 h處取樣觀察, 記錄纖毛蟲密度, 并參照以下公式計(jì)算纖毛蟲去除率:

(2) 基于(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 探究單過硫酸氫鉀改性對(duì)MC II及MC V改性粘土去除纖毛蟲的影響。纖毛蟲來源同上, 實(shí)驗(yàn)在100 mL比色管中進(jìn)行, 將水樣混勻后分別加入比色管。設(shè)定粘土用量為0.3 g/L, 單過硫酸氫鉀濃度梯度設(shè)定為: 0、1、5、10 mg/L, 按照相應(yīng)用量加入改性粘土后顛倒混勻三次, 設(shè)置陰性對(duì)照及空白對(duì)照, 且每組均設(shè)二個(gè)平行。在改性粘土添加后3 h處取樣觀察, 去除率計(jì)算方法同(1)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel及Origin 2019作圖, 各指標(biāo)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean ± SD)表示; 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用IBM SPSS Statistics 19中的one-way ANOVA及獨(dú)立樣本檢驗(yàn)進(jìn)行, 其中顯著性水平設(shè)置為0.05,<0.05即認(rèn)為差異顯著,<0.01認(rèn)為差異極顯著; 數(shù)據(jù)相關(guān)性分析使用IBM SPSS Statistics 19中的雙變量相關(guān)性分析, 采用Pearson系數(shù)進(jìn)行計(jì)算, ||=0～0.2認(rèn)為兩者無相關(guān)性, ||=0.2～0.4認(rèn)為兩者存在弱相關(guān)性, ||=0.4～0.6認(rèn)為兩者中等程度相關(guān), ||=0.6～0.認(rèn)為兩者存在強(qiáng)相關(guān)性, ||=0.8～1認(rèn)為兩者存在極強(qiáng)相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化與影響因素

2.1.1 對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘中纖毛蟲的群落結(jié)構(gòu) 纖毛蟲的種群動(dòng)態(tài)變化基于18S rDNA測(cè)序分析結(jié)果, 圖1為對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中, 8月4日至10月17日纖毛蟲的種類組成及密度的動(dòng)態(tài)變化。8月份對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘中的纖毛蟲密度較低, 8月4日主要以旋唇綱(Spirotrichea)纖毛蟲為主, 其中環(huán)毛目(Choreotrichida)纖毛蟲占比較高, 砂殼目(Tintinnida)的開孔真鈴蟲(Eutintinnus apertus)初時(shí)占比較高, 之后逐漸減少; 8月4～18日, 線口綱(Litostomatea)櫛毛科(Didiniidae)的纖毛蟲占比由2.63%升至70.34%, 逐漸取代旋唇綱成為優(yōu)勢(shì)種; 8月28～29日纖毛蟲種類變化顯著, 櫛毛科占比升至57.61%, 取代擬盜蟲科(Strombidinopsidae)成為優(yōu)勢(shì)種; 自9月起纖毛蟲密度顯著升高, 種類組成則變得單一, 櫛毛科纖毛蟲及兩種膜袋蟲[銀灰膜袋蟲()、海洋膜袋蟲()]先后被淘汰, 兩種擬盜蟲[沈氏擬擬盜蟲()和最小擬擬盜蟲()]分別在9月9日及9月11日成為優(yōu)勢(shì)種; 銀灰膜袋蟲的占比在9月9～13日逐漸攀升, 由3.72%升至61.31%, 成為優(yōu)勢(shì)種, 9月14日纖毛蟲密度驟降至800 cells/mL, 直至9月中旬(14、17、18日)蝦池中主要以沈氏擬擬盜蟲為主; 自9月17日開始至10月17日纖毛蟲種類多樣性較高, 而密度較低, 9月24日縮頸橋柱蟲()成為優(yōu)勢(shì)種, 9月27日主要由尾絲蟲屬()、游仆蟲屬()、擬擬盜蟲屬()以及砂殼目(Tintinnida)纖毛蟲為主; 9月27日至10月13日沈氏擬擬盜蟲占比逐漸提高并最終成為優(yōu)勢(shì)種, 海洋膜袋蟲()在此期間始終保有一定的種群密度, 10月17日其占比近50%。

圖1 對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘中纖毛蟲的種類組成及密度變化

2.1.2 環(huán)境因素對(duì)纖毛蟲動(dòng)態(tài)變化的影響 自7月31日首次監(jiān)測(cè)到纖毛蟲以來, 對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘中的纖毛蟲的密度呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì), 本研究依據(jù)蝦池中纖毛蟲的密度水平, 將其動(dòng)態(tài)變化劃分為三個(gè)時(shí)期: 初期(7月31日至8月29日)、中期(8月30日至9月19日)及后期(9月20日至10月17日)。

纖毛蟲食性復(fù)雜, 海洋浮游纖毛蟲可以攝食較小的纖毛蟲、硅藻、甲藻、聚球藻、原綠球藻和細(xì)菌等(張武昌等, 2016)。浮游微藻是對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘生態(tài)系的重要組成部分, 對(duì)維持對(duì)蝦的健康成長有重要意義; 蝦池中粒徑約2～5 μm的微藻是同纖毛蟲共現(xiàn)的重要類群, 其以綠藻、甲藻為主且正處于纖毛蟲的濾食偏好范圍內(nèi)(0.2～20 μm微藻), 故其密度可對(duì)纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生一定的影響。另外, 溫度、鹽度、擾動(dòng)等環(huán)境條件的改變會(huì)影響纖毛蟲的攝食活動(dòng), 進(jìn)而影響其動(dòng)態(tài)變化(張武昌等, 2016)。本研究將就蝦池的跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果來闡釋多種環(huán)境因素對(duì)纖毛蟲動(dòng)態(tài)變化的影響(圖2)。

蝦池中2～5 μm的微藻與纖毛蟲的密度變化如圖2a所示。初期較低的微藻密度, 使得纖毛蟲密度水平一直保持在較低水平; 前、中期當(dāng)纖毛蟲密度保持在較高水平時(shí), 微藻密度降低; 纖毛蟲密度呈下降趨勢(shì)時(shí), 微藻密度又開始回升, 以上現(xiàn)象具有一定的滯后性, 纖毛蟲密度低谷同微藻密度高峰往往間隔1～2日; 9月下旬纖毛蟲密度驟降后, 后期微微藻對(duì)纖毛蟲的上行控制使得纖毛蟲密度同微藻密度呈強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系(=0.634)(圖2a)。綜上所述, 纖毛蟲及微微藻具有一定的捕食與被捕食關(guān)系。

自8月29日開始(中期)可以觀察到纖毛蟲密度的顯著升高, 且其密度較其他兩個(gè)時(shí)期均維持較高水平, 該期間投喂的活體餌料(大鹵蟲)應(yīng)該引發(fā)該現(xiàn)象的因素之一, 監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示中期時(shí)纖毛蟲密度與投喂量呈正相關(guān)關(guān)系; 9月20日停止投喂后, 纖毛蟲密度顯著降低, 且之后也未產(chǎn)生密度高峰。

溫度也是重要的環(huán)境因素(圖2b), 初期水溫較高(25～31 °C), 纖毛蟲密度水平較低, 期間8月19～20日由于連續(xù)降雨導(dǎo)致水溫驟降, 其后于8月22日纖毛蟲密度達(dá)到頂峰; 中期水溫在20～25 °C之間, 此時(shí)纖毛蟲密度顯著升高, 且長期保持較高水平; 后期纖毛蟲密度顯著降低, 9月底水溫顯著降低, 其中10月5～17日水溫(13～16 °C)經(jīng)歷了一個(gè)先升高后降低的過程, 纖毛蟲的密度雖略有波動(dòng)但仍同水溫變化趨勢(shì)相符(=0.507); 即對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘中的纖毛蟲偏好較高的水溫, 且20～25 °C的水溫較適宜其生長。

蝦池的鹽度先降低后升高, 在28～37之間波動(dòng)(圖2c)。前期纖毛蟲密度較低, 水體鹽度逐漸降低, 其中8月11～12日、8月15～16日、8月19～20日、8月26～28日由降雨等因素引發(fā)的鹽度“V”字型波動(dòng),其后均可觀察到纖毛蟲的密度峰值, 二者的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)強(qiáng)負(fù)相關(guān)性(=-0.607); 中期纖毛蟲密度較高, 該時(shí)期鹽度較低約28～32; 后期9月25日以后鹽度(32～35)的上升幅度較大, 纖毛蟲保持較低的密度水平。

2.2 改性粘土對(duì)纖毛蟲的控制作用

在對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中, 由于測(cè)序定種較慢、鏡檢鑒定難度較高等現(xiàn)實(shí)原因, 無法較為準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)纖毛蟲種類, 且若觀察到對(duì)蝦染病往往為時(shí)已晚, 故養(yǎng)殖戶一般會(huì)通過投加藥品來降低纖毛蟲總密度從而預(yù)防、減少對(duì)蝦病害(宮春光等, 2007; 袁進(jìn)洪, 2019; 杜明磊, 2020)。本研究基于上述情況, 嘗試使用改性粘土對(duì)水體中的纖毛蟲進(jìn)行調(diào)控, 并跟蹤檢測(cè)了纖毛蟲的密度變化趨勢(shì)(圖3), 發(fā)現(xiàn)改性粘土可有效抑制纖毛蟲的生長, 前期在8月3、28日兩個(gè)密度高峰噴灑的改性粘土均顯著降低了纖毛蟲密度; 中期適宜的環(huán)境條件使得纖毛蟲密度急劇升高, 其增長曲線近“S”型, 該時(shí)期單日噴灑改性粘土(9月8日; 9月17日)亦可抑制纖毛蟲的生長, 且本研究于8月31日至9月1日; 9月11～13日進(jìn)行的連續(xù)噴灑, 可使纖毛蟲密度驟降; 后期于9月27日及10月3日噴灑的兩次改性粘土均有效遏制了纖毛蟲密度的上升趨勢(shì), 在之后的1～2日內(nèi)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制效果。

為檢驗(yàn)改性粘土對(duì)纖毛蟲的控制效用, 本研究在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了纖毛蟲去除實(shí)驗(yàn)。本研究選用天然粘土、MC I、MC II及MC V不同改性粘土對(duì)采自蝦池的纖毛蟲進(jìn)行去除實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明, MC II及MC V兩種改性粘土的纖毛蟲去除能力均顯著強(qiáng)于天然粘土; 除天然粘土外, 三種改性粘土在用量為0.8 g/L時(shí)對(duì)纖毛蟲的去除率均可達(dá)到50%以上, 其中MC V可達(dá)80%左右; 用量為0.3 g/L時(shí), MC II及MC V的去除率也可達(dá)50%左右(圖4)。四種材料對(duì)纖毛蟲的去除作用從強(qiáng)到弱依次為MC V、MC II、MC I、天然粘土。

為進(jìn)一步提升改性粘土對(duì)纖毛蟲的抑制作用, 本研究選用單過硫酸氫鉀作為第三組分, 探究了氧化復(fù)合改性粘土對(duì)纖毛蟲的去除效果。參照前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 本研究使用去除效果較好的MC II和MC V, 設(shè)定粘土用量為0.3 g/L, 單過硫酸氫鉀濃度梯度為0、1、5、10 mg/L, 結(jié)果如圖5所示。單過硫酸氫鉀作為一種消毒劑, 低濃度時(shí)對(duì)纖毛蟲滅殺作用較弱, 5 mg/L 時(shí)去除率僅為47%, 高濃度時(shí)(10 mg/L)可達(dá)95%左右。經(jīng)氧化復(fù)合改性后, 兩種改性粘土對(duì)纖毛蟲的去除率均顯著提高: 單過硫酸氫鉀濃度為1 mg/L時(shí), 可使MC II去除率達(dá)66%, MC V較弱但效率也在50%左右; 當(dāng)單過硫酸氫鉀濃度為5 mg/L時(shí), 兩種改性粘土的去除率均提升至70%以上。綜上, 單過硫酸氫鉀可顯著提升改性粘土對(duì)纖毛蟲的滅殺效果。

圖2 對(duì)蝦養(yǎng)殖期內(nèi)纖毛蟲動(dòng)態(tài)變化與微微藻密度(a)、溫度(b)及鹽度(c)的相關(guān)性

圖3 對(duì)蝦養(yǎng)殖池內(nèi)改性粘土噴灑的主要時(shí)間點(diǎn)

注: 粘土噴灑工作由灰色加粗線條標(biāo)出

圖4 四種粘土對(duì)纖毛蟲的去除作用

注: *表示差異顯著(<0.05), **表示差異極顯著(<0.01)

圖5 單過硫酸氫鉀改性的MC II及MC V對(duì)纖毛蟲的去除作用

3 討論

3.1 纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)

本研究依據(jù)在時(shí)間尺度上劃分的三個(gè)時(shí)期, 跟蹤監(jiān)測(cè)了對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中纖毛蟲的種類組成的動(dòng)態(tài)變化, 并闡釋了多種環(huán)境因素對(duì)纖毛蟲動(dòng)態(tài)變化的影響, 本研究亦對(duì)其中的主要環(huán)境因素的作用機(jī)制進(jìn)行了初步探討。

蝦池中粒徑約2～5 μm的微藻是同纖毛蟲共享?xiàng)h(huán)境的浮游生物, 且其正處于纖毛蟲的濾食偏好范圍內(nèi)(0.2～20 μm微藻), 二者呈現(xiàn)一定的捕食與被捕食關(guān)系, 微微藻作為餌料可通過上行控制來影響纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化。

研究發(fā)現(xiàn), 纖毛蟲的攝食能力隨溫度梯度升高而增強(qiáng)(Rassoulzadegan, 1982); 且較高的溫度可以有效縮短纖毛蟲的世代時(shí)間, 提高其種群增長率(李承春等, 2010; 潘瑩等, 2010); 故在耐受限度以內(nèi), 較高的溫度有助于提高纖毛蟲的有效積溫速率, 加速其增殖(沈國英等, 2010)。結(jié)合本研究的監(jiān)測(cè)結(jié)果, 即纖毛蟲偏好較高的水溫(20～25 °C)。

纖毛蟲作為無細(xì)胞壁保護(hù)的原生動(dòng)物, 其在高鹽度水體中為維持自身滲透壓平衡勢(shì)必會(huì)消耗一部分能量, 從而減少用于增殖的能量; 且研究表明低鹽度水體中, 藍(lán)藻與綠藻易成為微微藻優(yōu)勢(shì)種, 硅藻則偏好高鹽度(吳斌等, 2008; 陳輝煌, 2013); 纖毛蟲的攝食手段主要為胞吞作用, 攜帶硅質(zhì)外殼的硅藻較其他微微藻更難攝食, 故纖毛蟲理應(yīng)偏好較低的鹽度環(huán)境。大規(guī)模降雨可顯著影響水體的溫度、鹽度變化, 使其呈“V”字型波動(dòng), 引發(fā)水體環(huán)境的顯著改變, 進(jìn)而顯著影響纖毛蟲動(dòng)態(tài)變化。通過本研究的跟蹤監(jiān)測(cè), 發(fā)現(xiàn)在蝦池水體的鹽度在28～37之間波動(dòng), 且總體而言纖毛蟲密度和鹽度的變化趨勢(shì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

綜上所述, 蝦池中纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)如下(圖6): 初期蝦池內(nèi)的高鹽度(32～37)水體、較高的水溫(25～31 °C)以及較低的微微藻密度對(duì)纖毛蟲產(chǎn)生持續(xù)性的脅迫, 其中幾次連續(xù)大規(guī)模降水(8月11～12日、8月18～19日)導(dǎo)致水體溫度、鹽度驟降, 使得纖毛蟲密度在幾日內(nèi)略有升高, 但總體而言初期纖毛蟲密度較低。纖毛蟲在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)其群落內(nèi)部也存在一定的演替過程, 該時(shí)期主要以旋唇綱(Spirotrichea)及線口綱(Litostomate)纖毛蟲為主, 其下的兩種纖毛蟲(擬盜蟲科(Strombidinopsidae)和櫛毛科(Didiniidae), 與綱一一對(duì)應(yīng))持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)種, 開孔真鈴蟲()隨日期占比遞減的原因可能是其偏好前期較高的鹽度, 且真鈴蟲和硅藻(偏高鹽度)存在一定的互利共生關(guān)系(Gómez, 2007)。8月28日的粘土噴灑不僅顯著降低了纖毛蟲密度, 還使得櫛毛科重新成為優(yōu)勢(shì)種群。

中期水體的溫度(20～25 °C)、鹽度(29～32)較前期溫和, 微微藻密度逐漸攀升并維持較高密度水平, 且蝦池每日額外投喂的活體餌料帶來較高的營養(yǎng)物質(zhì)外源輸入, 使得纖毛蟲密度的變化曲線近“S”型(圖6中橙色曲線), 并持續(xù)保持較高的密度水平。本研究在該時(shí)期多次施用改性粘土, 有效地抑制了纖毛蟲密度, 其中8月31日至9月1日及9月11至13日的兩次連續(xù)性噴灑均顯著滅殺了纖毛蟲。中期纖毛蟲種類組成較為單一, 兩種擬盜蟲科纖毛蟲占比較高, 尤其是沈氏擬擬盜蟲()對(duì)中期環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng), 其先后淘汰兩種膜袋蟲, 并于在9月8、9、14、17、18日成為優(yōu)勢(shì)種, 9月8、17日的噴灑結(jié)果顯示改性粘土對(duì)其的控制作用較強(qiáng)。

后期纖毛蟲密度驟降, 該時(shí)期于9月20日停止投喂活餌, 同時(shí)逐漸降低的水溫(13～21 °C)及緩慢回升的鹽度(32～35)持續(xù)抑制纖毛蟲, 急劇降低的水溫(最低約5 °C)使得纖毛蟲在食物充足的情況下保持較低的密度水平。后期纖毛蟲多樣性提高, 縮頸橋柱蟲()在9月24日成為優(yōu)勢(shì)種; 9月27日則以尾絲蟲()為主, 尾絲蟲屬盾纖亞綱(Scuticociliatia)嗜污目(Philasterida)是一類在水產(chǎn)養(yǎng)殖中危害較大的致病纖毛蟲(麻麗丹等, 2012; Du, 2019), 經(jīng)改性粘土噴灑后, 在9月30日觀察到其密度驟降, 且在后續(xù)觀測(cè)中其種類占比均未超過5%; 10月4日水溫驟降至15.19 °C, 此時(shí)首次觀測(cè)到側(cè)口目(Pleurostomatida)的裂口蟲(), 這也同林曉鳳(2005)描述的五種裂口蟲生境溫度(15～18 °C)相符; 直至10月17日停止觀測(cè), 海洋膜袋蟲()逐漸取代沈氏擬擬盜蟲()成為優(yōu)勢(shì)種。

圖6 蝦池中纖毛蟲密度動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)

3.2 改性粘土對(duì)纖毛蟲控制作用的機(jī)制探討

改性粘土絮凝法廣泛應(yīng)用于近海的有害赤潮治理(Yu, 2017), 纖毛蟲的暴發(fā)性增殖或聚集本身也是一種“赤潮現(xiàn)象”。作為原生動(dòng)物, 纖毛蟲無細(xì)胞壁結(jié)構(gòu), 這使得其較大多數(shù)浮游微藻更易被滅殺; 蝦池中的纖毛蟲大多個(gè)體較小, 且表膜脆弱易破(張翠霞, 2011), 使其較相似粒徑的多細(xì)胞浮游動(dòng)物對(duì)環(huán)境脅迫的抵抗力較差(Twagilimana, 1998; Yan, 2007); 纖毛蟲體表附生的纖毛易于攀附粘土顆粒, 其中砂殼類纖毛蟲甚至?xí)じ剿蓄w粒物形成包覆自身的甲殼(張武昌等, 2012), 而較弱的運(yùn)動(dòng)能力(孫軍等, 2001)也使其更易被粘土絮凝沉降。

高嶺土是一類1︰1型主體呈層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物, 其結(jié)構(gòu)單元層由Al-O(OH)八面體和Si-O四面體組成, 表面呈弱電負(fù)性。微生物或粘土顆粒在含有電解質(zhì)的水中其周圍會(huì)形成雙電層(馬青山等, 1988), 溶液中離子強(qiáng)度越大, 越能夠壓縮雙電層, 使得顆粒之間的排斥能降低, 增加有效碰撞幾率, 促進(jìn)顆粒絮凝(常青等, 1993; 鄒華等, 2005)。改性劑(如無機(jī)鋁鹽、鐵鹽)一般為帶正電荷或水解產(chǎn)物帶正電荷的物質(zhì), 使粘土經(jīng)改性處理后表面帶正電, 從而增加粘土顆粒與微生物之間的靜電作用、橋連作用和網(wǎng)捕作用, 提升粘土絮凝作用的效率(Yu, 2017; Metaxas, 2018)。MCII是經(jīng)硫酸鋁改性的高嶺土(Liu, 2016), 在海水中粘土表面帶正電, 硫酸鋁水解消耗水體中的OH–降低水體pH的同時(shí), 會(huì)產(chǎn)生絮凝作用較強(qiáng)的水解產(chǎn)物Al(OH)3及Al(OH)4-, 從而抑制水體中的纖毛蟲; 而氯化鐵的作用方式同硫酸鋁類似, 其在改變粘土電負(fù)性的同時(shí)會(huì)水解產(chǎn)生絮凝能力較強(qiáng)的羥基鐵離子(常青等, 1985; 王燕等, 2006; 常青, 2003), 協(xié)助粘土絮凝沉降水體中的纖毛蟲。

去除實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明氧化復(fù)合改性可顯著提升改性粘土對(duì)纖毛蟲的去除能力。單過硫酸氫鉀是一種強(qiáng)氧化性的無機(jī)消毒劑(張文昭, 2001), 可用于飲用水消毒(李豪杰, 2017), 目前也廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖水域(王兵等, 2008)。單過硫酸氫鉀可在水中經(jīng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放一系列能量、活性均較高的自由基等過氧化氫衍生物(Paetzold, 2011; 宋海鵬, 2012)。故單過硫酸氫鉀可直接氧化滅殺微生物(Demple, 1983; Anipsitakis, 2008), 或通過其水解釋放的活性物質(zhì)間接損傷微生物(Waites, 1976; Dukan, 1996; Prütz, 1996; Ding, 2016)。

由此推測(cè), 單過硫酸氫鉀與MC II復(fù)合對(duì)纖毛蟲的去除存在兩方面的共同作用, 一方面可能是通過靜電作用及橋連作用網(wǎng)捕水體中的纖毛蟲, 改性劑(硫酸鋁)水解產(chǎn)生絮凝作用較強(qiáng)的Al(OH)3及Al(OH)4-黏附在纖毛蟲表面, 并攜其向水體底部沉降; 另外, 單過硫酸氫鉀直接氧化損傷纖毛蟲的同時(shí)其水解產(chǎn)物作用于纖毛蟲的細(xì)胞膜及胞內(nèi)物質(zhì), 從而滅殺水體中的纖毛蟲, 故單過硫酸氫鉀與MC II復(fù)合后對(duì)纖毛蟲去除效果的提升較為顯著。

4 結(jié)論

(1) 在對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中, 纖毛蟲的種群動(dòng)態(tài)變化受多種因素影響: 20～25 °C是適宜纖毛蟲生長的溫度區(qū)間; 在纖毛蟲與微微藻之間存在一定的捕食-被捕食關(guān)系, 后者可通過食物豐歉的形式上行控制纖毛蟲; 大規(guī)模降水引發(fā)的溫度、鹽度等因素的改變會(huì)顯著影響纖毛蟲的動(dòng)態(tài)變化。

(2) 改性粘土可以控制纖毛蟲的密度, 且連續(xù)多日施用可有效抑制較高密度的纖毛蟲; 在實(shí)驗(yàn)測(cè)試的四種改性粘土中, MC II表現(xiàn)出良好的纖毛蟲抑制效果, 且氧化復(fù)合改性可顯著提升MC II的去除能力。

致謝 感謝池連寶、姜文彬、丁玉、王中石等同學(xué)在實(shí)驗(yàn)工作中給予的幫助。特別感謝張武昌研究員在論文撰寫過程中的指導(dǎo)。

馬青山, 賈瑟, 孫麗珉, 1988. 絮凝化學(xué)和絮凝劑[M]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社.

王印庚, 榮小軍, 張春云, 等, 2005. 養(yǎng)殖海參主要疾病及防治技術(shù)[J]. 海洋科學(xué), 29(3): 1-7.

王兵, 艾紅學(xué), 李菠, 等, 2008. 單過硫酸氫鉀對(duì)常見水產(chǎn)養(yǎng)殖生物致病菌的抑制與殺滅效果[J]. 中國消毒學(xué)雜志, 25(5): 501-502.

王孟華, 2012. 牙鲆幼魚盾纖毛蟲病藥物防治初步試驗(yàn)[J]. 水產(chǎn)養(yǎng)殖, 33(2): 49-51.

王婭寧, 施心路, 劉桂杰, 等, 2009. 纖毛原生動(dòng)物研究的經(jīng)濟(jì)意義[J]. 生物學(xué)雜志, 26(6): 72-75.

王燕, 高寶玉, 岳欽艷, 等, 2006. 鐵鹽類無機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑的水解特性及脫色效能[J]. 環(huán)境化學(xué), 25(6): 730-734.

鄧楠楠, 2018. 常州市主要水產(chǎn)養(yǎng)殖病害及防治方法[J]. 科學(xué)養(yǎng)魚(12): 59-61.

伊珍珍, 2009. 旋唇綱、寡膜綱和前口綱纖毛蟲原生動(dòng)物研究——系統(tǒng)發(fā)育中的親緣關(guān)系探討[D]. 青島: 中國海洋大學(xué).

劉安, 2014. 鉤刺及前口類纖毛蟲部分類群的分子系統(tǒng)學(xué)初探[D]. 青島: 中國海洋大學(xué).

劉志玲, 唐啟勝, 2014. 對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中常見疾病防治[J]. 科學(xué)養(yǎng)魚(5): 89.

孫軍, 史屹峰, 2001. 單細(xì)胞原生動(dòng)物的生存策略[J]. 生物學(xué)通報(bào), 36(9): 20-22.

杜明磊, 2020. 三種抗生素對(duì)兩種纖毛蟲的毒性效應(yīng)研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱師范大學(xué).

李承春, 徐奎棟, 類彥立, 2010. 食物和溫度對(duì)海洋底棲纖毛蟲——葉狀突口蟲種群增長的影響[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 16(4): 545-549.

李豪杰, 2017. 單過硫酸氫鉀復(fù)合粉用于飲用水消毒的效果研究[D]. 北京: 清華大學(xué).

吳淑波, 2009. 斑節(jié)對(duì)蝦纖毛蟲病綜合防控[J]. 海洋與漁業(yè)·水產(chǎn)前沿(5): 37.

吳斌, 廖思明, 2008. 廣西北海凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘中微型藻類組成調(diào)查[J]. 廣西科學(xué), 15(4): 452-455.

邱彥濤, 2003. 對(duì)蝦養(yǎng)殖水體中浮游纖毛蟲原生動(dòng)物的生態(tài)學(xué)及三種藥物對(duì)纖毛蟲的毒殺作用研究[D]. 青島: 中國海洋大學(xué).

鄒華, 潘綱, 陳灝, 2005. 離子強(qiáng)度對(duì)粘土和改性粘土絮凝去除水華銅綠微囊藻的影響[J]. 環(huán)境科學(xué), 26(2): 148-151.

沈國英, 黃凌風(fēng), 郭豐, 等, 2010. 海洋生態(tài)學(xué)[M]. 3版. 北京: 科學(xué)出版社.

宋海鵬, 2012. 過一硫酸氫鉀復(fù)合鹽的制備方法: CN102311100A[P]. 2012-01-11.

宋微波, 王梅, 1993. 海水養(yǎng)殖水體中的病害纖毛蟲[J]. 海洋科學(xué)(4): 41-47.

宋微波, 趙元莙, 徐奎棟, 等, 2003. 海水養(yǎng)殖中的危害性原生動(dòng)物[M]. 北京: 科學(xué)出版社.

宋微波, 胡曉鐘, 魏軍, 1997. 海洋赤潮纖毛蟲─中縊蟲(spp.)的形態(tài)學(xué)及種間比較[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 3(2): 163-167.

張文昭, 2001. 過一硫酸氫鉀復(fù)鹽的制備及應(yīng)用前景[J]. 甘肅化工, 15(3): 101-103.

張慶起, 王興強(qiáng), 曹梅, 等, 2017. 對(duì)蝦營養(yǎng)需求及飼料投喂技術(shù)[J]. 養(yǎng)殖與飼料(12): 50-55.

張武昌, 豐美萍, 于瑩, 等, 2012. 砂殼纖毛蟲圖譜[M]. 北京: 科學(xué)出版社.

張武昌, 陳雪, 李海波, 等, 2016. 海洋浮游纖毛蟲攝食研究綜述[J]. 海洋與湖沼, 47(1): 276-289.

張雪, 王玉蕊, 樊陽波, 等, 2017. 小腔游仆蟲形態(tài)學(xué)、個(gè)體發(fā)育與分子系統(tǒng)學(xué)研究[J]. 生物多樣性, 25(5): 549-560.

張翠霞, 2011. 我國海區(qū)浮游纖毛蟲的生態(tài)學(xué)研究[D]. 青島: 中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所).

陳建國, 黃榮靜, 2007. 危害魚類的幾種常見纖毛蟲[J]. 河南水產(chǎn), 71(2): 29-30.

陳輝煌, 2013. 凡納濱對(duì)蝦低鹽綜合養(yǎng)殖池塘浮游生物群落結(jié)構(gòu)的研究[D]. 寧波: 寧波大學(xué).

邵晨, 陳旭淼, 姜佳枚, 2020. 中國腹毛亞綱纖毛蟲[M]. 北京: 科學(xué)出版社.

林曉鳳, 2005. 山東沿海的側(cè)口目纖毛蟲[D]. 青島: 中國海洋大學(xué).

俞志明, 鄒景忠, 馬錫年, 1994. 一種提高粘土礦物去除赤潮生物能力的新方法[J]. 海洋與湖沼, 25(2): 226-232.

宮春光, 李鳳晨, 2007. 牙鲆盾纖毛蟲病的藥物防治試驗(yàn)[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 26(9): 509-511.

袁進(jìn)洪, 2019. 一種用于治療蟹纖毛蟲病的中藥組合物: CN109512954A[P]. 2019-03-26.

俸成榮, 2017. 水產(chǎn)養(yǎng)殖病害的發(fā)生及防治措施[J]. 農(nóng)民致富之友(15): 82.

徐力文, 劉廣鋒, 陳畢生, 2005. 鮑類寄生性病害研究進(jìn)展[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 24(4): 71-76.

徐大鵬, 2007. 青島沿海寡毛類纖毛蟲的分類學(xué)研究[D]. 青島: 中國海洋大學(xué).

高珊, 2011. 寡毛類等5個(gè)重要纖毛蟲類群的分子系統(tǒng)學(xué)研究[D]. 青島: 中國海洋大學(xué).

黃平平, 趙峰, 徐奎棟, 2017. 基于形態(tài)學(xué)與核糖體DNA及其cDNA高通量測(cè)序的海洋沉積物中纖毛蟲多樣性比較[J]. 海洋與湖沼, 48(2): 285-296.

常青, 湯鴻霄, 1985. 聚合鐵的形態(tài)特征和凝聚-絮凝機(jī)理[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 5(2): 185-194.

常青, 傅金鎰, 酈兆龍, 1993. 絮凝原理[M]. 蘭州: 蘭州大學(xué)出版社: 109-110.

常青, 2003. 水處理絮凝學(xué)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,234.

麻麗丹, 王殿夫, 于曉婕, 等, 2012. 養(yǎng)殖河豚魚的海洋尾絲蟲病病例[J]. 中國獸醫(yī)雜志, 48(3): 69-70.

潘瑩, 姜勇, 張偉, 等, 2010. 不同溫度對(duì)3種海洋纖毛蟲種群增長的影響[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 16(6): 807-811.

ANIPSITAKIS G P, TUFANO T P, DIONYSIOU D D, 2008. Chemical and microbial decontamination of pool water using activated potassium peroxymonosulfate [J]. Water Research, 42(12): 2899-2910.

AZAM F, FENCHEL T, FIELD J G,, 1983. The ecological role of water-column microbes in the sea [J]. Marine Ecology-Progress Series, 10: 257-263.

DEMPLE B, HALBROOK J, LINN S, 1983.mutants are hypersensitive to hydrogen peroxide [J]. Journal of Bacteriology, 153(2): 1079-1082.

DING T, XUAN X T, LI J,, 2016. Disinfection efficacy and mechanism of slightly acidic electrolyzed water onin pure culture [J]. Food Control, 60: 505-510.

DU G X, QU L Y, SHANG K,, 2019. Ciliateis the causative agent of scuticociliatosis in farm raised turbot[J]. Journal of Oceanology and Limnology, 37(5): 1726-1735.

DUKAN S, TOUATI D, 1996. Hypochlorous acid stress in Escherichia coli: resistance, DNA damage, and comparison with hydrogen peroxide stress [J]. Journal of Bacteriology, 178(21): 6145-6150.

GóMEZ F, 2007. On the consortium of the tintinnidand the diatomin the Pacific Ocean [J]. Marine Biology, 151(5): 1899-1906.

HARRIS R P, WIEBE P H, LENZ J,, 2000. ICES Zooplankton Methodology Manual [J]. London, UK: Academic Press.

KOFOID C A, CAMPBELL A S, 1929. A Conspectus of the Marine and Freshwater Ciliata Belonging to the Suborder Tintinnoinea, with Descriptions of New Species Principally from the Agassiz Expedition to the Eastern Tropical Pacific, 1904-1905 [M]. Los Angeles: University of California, Publications in Zoology: 1-403.

LIU Y, CAO X H, YU Z M,, 2016. Controlling harmful algae blooms using aluminum-modified clay [J]. Marine Pollution Bulletin, 103(1/2): 211-219.

LU X, LUAN S, LUO K,, 2016. Genetic analysis of the Pacific white shrimp (): heterosis and heritability for harvest body weight [J]. Aquaculture Research, 47(11): 3365-3375.

METAXAS A, WILKINSON N, RAETHKE E,, 2018.polymer flocculation and growth in Taylor-Couette flows [J]. Soft Matter, 14(42): 8627-8635.

PAETZOLD S C, DAVIDSON J, 2011. Aquaculture fouling: efficacy of potassium monopersulphonate triple salt based disinfectant (Virkon? Aquatic) against[J]. Biofouling, 27(6): 655-665.

PRüTZ W A, 1996. Hypochlorous acid interactions with thiols, nucleotides, DNA, and other biological substrates [J]. Archives of Biochemistry and Biophysics, 332(1): 110-120.

RASSOULZADEGAN F, 1982. Dependence of grazing rate, gross growth efficiency and food size range on temperature in a pelagic oligotrichous ciliate Lohmanniella spiralis Leeg. fed on naturally occurring particulate matter [J]. Ann. Inst. Oceanogr. Paris, 58: 177-184.

TWAGILIMANA L, BOHATIER J, GROLIERE C A,, 1998. A new low-cost microbiotest with the protozoan: culture conditions and assessment of sensitivity of the ciliate to 14 pure chemicals [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 41(3): 231-244.

WAITES W M, WYATT L R, KING N R,, 1976. Changes in spores ofcaused by treatment with hydrogen peroxide and cations [J]. Journal of General Microbiology, 93(2): 388-396.

YAN Q Y, YU Y H, FENG W S,, 2007. Genetic diversity of plankton community as depicted by PCR-DGGE fingerprinting and its relation to morphological composition and environmental factors in Lake Donghu [J]. Microbial Ecology, 54(2): 290-297.

YU Z M, SONG X X, CAO X H,, 2017. Mitigation of harmful algal blooms using modified clays: theory, mechanisms, and applications [J]. Harmful Algae, 69: 48-64.

DYNAMIC CHANGES OF CILIATES COMMUNITIES IN SHRIMP POND CULTURE AND THE CONTROL WITH MODIFIED CLAY

LIU Zheng-Yu1, 2, 3, 4, YU Zhi-Ming1, 2, 3, 4, SONG Xiu-Xian1, 2, 3, 4, CAO Xi-Hua1, 2, 3, 4

(1. CAS Key Laboratory of Marine Ecology and Environmental Sciences, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 2. Laboratory of Marine Ecology and Environmental Science, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266237, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 4. Center for Ocean Mega-Science, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China)

Ciliates are a kind of single-celled protozoa, which is one of the main pathogenic organisms in shrimp pond culture. We monitored the dynamic changes of ciliates during the culture ofin summer 2020, and investigated the effects of various environmental factors. Through field experiments, we found that modified clay has a certain control effect on ciliates; then combined with laboratory experiments, we explored the removal effect and mechanism of modified clay on ciliates. Results show that changes in the density of ciliates and 2～5 μm microalgae in the ponds reflected a certain predation-predation relationship, and the latter could control the dynamics of ciliates through food enrichment. Higher water temperature (20～25 °C) and lower salinity were conducive to ciliates. In addition, modified clay was applied to the shrimp culture pond in laboratory experiments, showing that modified clay could inhibit ciliates and reduce its density, and especially, oxidized compound modified aluminum sulfate modified clay (MC II) could effectively remove ciliates. This study provided a reference for prevention and control of ciliate-induced diseases of shrimp in the pond culture.

shrimp culture; environmental factors; dynamic changes of ciliates; modified clay; prevention and control methods

Q958.8

10.11693/hyhz20211200317

*山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目, 2019JZZY010808號(hào); 2019年度“泰山學(xué)者攀登計(jì)劃”, 泰山學(xué)者工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助。劉正宇, 博士研究生, E-mail: 953292005@qq.com

俞志明, 博士生導(dǎo)師, 研究員, E-mail: zyu@qdio.ac.cn

2021-12-09,

2022-02-18