摘要：硝化细菌是一种在水产养殖中应用较为普遍的微生态制剂，对于养殖水体水质净化至关重要，养殖系统中消毒剂和抗生素的使用会对硝化细菌活性产生不同程度的影响。本研究选取4种消毒剂（高锰酸钾、硫酸铜、戊二醛和84消毒液）和2种抗生素（土霉素和磺胺），研究不同浓度条件下消毒剂和抗生素对硝化细菌菌剂活性的影响。结果表明，4种消毒剂中高锰酸钾和硫酸铜对硝化细菌活性 的抑制作用明显，24h和48h对硝化细菌50%抑制率浓度均低于全池泼洒消毒的标准使用量，戊二醛24h和48h对硝化细菌50%抑制率浓度分别为0.15和0.07mg/ L，抑制作用随时间而增长，84消毒液对硝化细菌的抑制作用最小。2种抗生素对硝化细菌活性抑制作用明显低于消毒剂， 其中土霉素的抑制作用最小，且随时间增长抑制作用降低。
关键词：硝化细菌；消毒剂；抗生素；硝化活性
氮循环是水产养殖生态系统中物质循环的重要环节，如何控制 水体中氮的存在形式和浓度， 减少氮对养殖对象的危害，是人工调 控养殖水体的重要手段和内容，其中养殖过程中产生的氨和亚硝酸盐是主要的去除目标，也是造成水质恶化的主要因素之一。硝化细菌能 够将水体中氨和亚硝酸盐转化为硝酸盐，对于养殖水体水质净化至关重要。目前，硝化细菌已经比较广泛地应用于水产养殖中，人们普遍利用硝化细菌来降低养殖水体中或养殖废水中氨态氮和亚硝酸盐氮的含量，从而达到改善养殖水体水质和净化养殖废水的目的。
硝化细菌是一类对各种环境因子变化较为敏感的细菌，特别是养 殖系统中抗生素和消毒剂的使用均会对硝化细菌活性产生一定影响。本研究选取4种消毒剂（高锰酸钾、硫酸铜、戊二醛和84消毒液）和2种抗生素 (土霉素和磺胺)，研究其对硝化细菌菌剂活性的影响， 从而为硝化细菌菌剂的科学使用提供依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
消毒剂选取高锰酸钾、无水硫酸铜、戊二醛和84消毒液；抗生素选取土霉素和磺胺；硝化细菌菌剂由本实验室自行培养。
1.2 实验仪器
722分光光度计，HZS-H水浴振荡器，YX280B型高压灭菌锅，SW-CJ-1F型无菌工作台，JA2003型分析天平，500mL三角烧瓶。
1.3 实验方法
每种抗生素和消毒剂分别取6个投加量，分别加至氨氮浓度为50mg/L的溶液中，再分别加入5mL硝化细菌制剂，在26℃，130r/ min条件下摇床培养，每隔24h测定氨氮浓度，每个投加量设两个平行样，同时设置对照组。
1.4 分析方法
氨氮测定采用纳氏试剂分光光度法。
2 结果与讨论
2.1 高锰酸钾对硝化细菌活性的影响
实验组取高锰酸钾的浓度分别为0.5、1.0、3.0、5.0、7.0m g/ L。高锰酸钾对硝化细菌活性的影响如图l所示。
从图1可以看出，24h实验结果，高锰酸钾浓度和硝化细菌活性抑制率为S型曲线，建立多项式方程，相关系数R值大于0.8，相关关系显著。在实验浓度内，抑制率均大于50％，随时间的增长，抑制率也明显提高。浓度不小于7.0mg/L的范围内抑制率均为100％。
48h实验结果，在10mg/L以下浓度范围内，高锰酸钾浓度和硝化细菌活性抑制率也呈S型曲线，建立多项式方程，相关系数R值大于0.8，相关关系显著。根据多项式方程，高锰酸钾浓度为7.5 mg/L时，抑制率达到100%。曲线拟合范围内，抑制率都在50%以上，随 时间的增长，抑制率也明显提高。浓度不小于7.5mg/L的范围内抑制率均为100%。
2.2 硫酸铜对硝化细菌活性的影响
实验组硫酸铜的浓度分别为0.3、0.5、0.7、1.0、2.0mg/L。硫酸铜对硝化细菌活性的影响如图2所示。
从图2中可以看出，当硫酸铜浓度为0.3mg/L时，硝化细菌的活性就已明显降低，当硫酸铜浓度为0.7mg/L时，抑制率已接近100%，可见硫酸铜对硝化细菌抑制作用在投加浓度极低的情况下就已十分明显。硫酸铜浓度与抑制率间关系以对数型曲线拟合，24h和48h的相关系数为0.722和0.722，存在一定的相关关系。根据拟合的曲线方程，当Y=50%时，24hEC50=0.04mg/L，48hEC50=0.11mg/L。大于0.5mg/L投加量时，抑制率已达到较高水平，抑制率随时间变化变化不明显。
2.3 戊二醛对硝化细菌活性的影响
实验组戊二醛的浓度分别为0.1、0.2、0.4、0.6、1.0mg/L。戊二醛对硝化细菌活性的影响如图3所示。
从图3中可以看出，当戊二醛浓度为0.1mg/ L时，硝化细菌的活性就已明显降低，当戊二醛浓度为0.6mg/L时，抑制率已接近100%， 可见戊二醛对硝化细菌抑制作用明显。由2h和48h分析结果可知，戊二醛浓度在小于1.0mg/L时，戊二醛浓度和抑制率直接关系均为S型曲线，拟合后方程相关系数均大于0.8，相关性显著。浓度大于1.0mg/L以上时，抑制率均为100%。根据拟合的曲线方程，当Y=50%时，24hEC50=0.15mg/L，48hEC50=0.07mg/L。在浓度小于1.00mg/L范围内，抑制率随时间延长而升高。
2.4 84消毒液对硝化细菌活性的影响
实验组84消毒液的浓度分别为25、50、100、150、200mg/L。84消毒液对硝化细菌活性的影响如图4所示。
从图4中可以看出，24h和48h各浓度组抑制率相差不大，84消毒液对硝化细菌的活性抑制不随时间发生明显变化。84消毒液对硝化细菌抑制作用明显，但低于高锰酸钾、硫酸铜和戊二醛的抑制作用。由24h和48h实验结果可知，用对数型曲线拟合84消毒液浓度和抑制率直接的关系，24h和48h的相关系数R值均近于l，当y=50%时，24h EC50=11.80mg/L，48hEC50=3.80mg/L。24h实验结果，在浓度小于9.3×103mg/L范围内，84消毒液浓度和抑制率间关系符合拟合的对数曲线，大于9.3×103mg/L时，抑制率均为100%，48h实验结果，在浓度小于1.0×10mg/L范围内，84消毒液浓度和抑制率间关系符合拟合的对数型曲线，大于1.0×105mg/L时，抑制率均为100％。
2.5 土霉素对硝化细菌活性的影响
实验组土霉素的浓度分别为10、30、50、70、100mg/L。土霉素对硝化细菌活性的影响如图5所示。
从图5中可以看出，相同浓度组，24h的抑制率明显高于48h，因此，土霉素随时间的增长对硝化细菌的抑制作用会有所减弱。在0～10mg/L范围内，随浓度变化抑制率变化明显。大于10mg/L以后，随浓度增大，抑制率增加趋势变缓。与消毒剂相比，土霉素在投加量 较大时对硝化细菌呈现抑制作用，且随时间增长，抑制作用减小。由24h和48h实验结果可知，用对数型回归曲线拟合土霉素浓度和抑制率的关系，24h和48h的相关系数R值分别为0.891和0.996，相关性显著。当y=50%时，24hEC50=19.10mg/L，48hEC50 =52.30mg/L。24 h实验结果，在浓度小于187.3mg/L范围内，土霉素浓度和抑制率间关系符合拟合的对数型曲线，大于187.3mg/L时，抑制率均为100%。48h实验结果，在浓度小于187.3mg/L范围内，土霉素浓度和抑制率间关系符合拟合的对数型曲线，大于758.3mg/L时，抑制率均为100%。
2.6 磺胺对硝化细菌活性的影响
实验组磺胺的浓度分别为1.0、3.0、5.0、7.0、10.0mg/L。磺胺对硝化细菌活性的影响如图6所示。
从图6中可以看出，相同浓度组，24h的抑制率明显低于48h抑制率，随时间增长，磺胺对硝化细菌抑制作用逐渐增强。磺胺对硝化 细菌的抑制作用较土霉素显著。由24h和48h实验结果可知，用一元线性回归拟合磺胺浓度和抑制率的关系，24h和48h的相关系数R值均近于1，线性关系显著。当y=50%时，24hEC50=24.20mg/L，48hEC50=25.60mg/ L。24h实验结果，在浓度小于55.5mg/L范围内，磺胺浓度和抑制率间关系符合一元线性回归曲线，大于55.5mg/L时，抑制率均为100%。48h实验结果，在浓度小于75.6mg/ L范围内，磺胺浓度和抑制率间关系符合拟合的一元线性回归曲线，大于75.6mg/L时，抑制率均为100%。
2.7 消毒剂和抗生素对硝化活性影响的比较分析
表1列出了消毒剂和抗生素在24h和48h对硝化细菌活性的抑制 达到50%时的浓度值。
从表1中可以看出，高锰酸钾浓度在小于0.50mg/L时，硝化细菌活性便可降至50%。高锰酸钾在水产养殖上全池泼洒消毒的标准使用量为2～3mg/L，硝化细菌的投加时间应避开高锰酸钾的投加时间。硫酸铜浓度为0.04～0.11mg/L时，硝化细菌活性降至50%。硫酸铜消毒剂在水产养殖上泼洒消毒的标准使用量为0.5mg/L，投加硫酸铜的同期不宜投加硝化细菌。戊二醛和84消毒液浓度分别为0.07～0.15mg/L和3.80～l1.80mg/L时，硝化细菌活性降至50%。土霉素对硝化细菌的抑制作用最小，低浓度时土霉素对硝化细菌活性影响不明显。 磺胺浓度为24.20～25.60mg/L时，硝化细菌活性降至50％。磺胺在水产养殖上泼洒消毒的标准使用量为1～3 mg/L，水体投加磺胺后对硝化细菌制剂活性的影响不大。
3 结论
不同消毒剂和抗生素对硝化细菌活性的影响差别较大。4种消毒剂中，高锰酸钾和硫酸铜对硝化细菌活性的抑制作用最为明显，24h和48h对硝化细菌50%抑制率浓度均小于水产养殖中常用的泼洒浓 度，戊二醛的抑制作用次之；84消毒液对硝化细菌的抑制作用较小 。
2种抗生素（土霉素和磺胺）对硝化细菌的活性抑制作用明显低于消毒剂，其中土霉素的抑制作用最低，且随时间延长抑制作用逐渐 降低；磺胺对硝化细菌50%的抑制浓度远大于水产养殖中常用的泼洒浓度。
参考文献：（略）
原文发表于“河北渔业，2011，12:13-16”
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