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弧菌是引起南美白对虾疾病的罪魁祸首!弧菌与ORP原来还有这层关系

出处:海大农牧 作者:唐永涛、庄占辉、曹云海 足球开户网 2018-09-05 21:09:00

文 | 图 浙江海大  唐永涛、庄占辉、曹云海

背景 

近几年南美白对虾养殖行情惨淡,养成率低下,疾病是养殖失败的最重要原因,而引起疾病的罪魁祸首则是弧菌。因此,控制弧菌是提高养殖成功率的最关键一环,养殖过程中的多数管理操作其实也是围绕着弧菌防控开展的。弧菌检测是弧菌防控的重要手段之一,但存在一定的滞后性和局限性,试想假如能找到一个可以即时测定的,并且与弧菌有强相关的指标,那么弧菌防控就有了预先性、普适性,而且快速便捷。那么有没有这样的指标呢?

一、弧菌与ORP之间的关系探讨

海鲜养殖中致病性弧菌有12种,白对虾养殖中常见的为副溶血弧菌、溶血弧菌、霍乱弧菌等,为兼性厌氧型,其适宜温度为18~37℃,25~28℃为最适温度,其适宜pH为6~9,偏碱性,在有机质丰富的水体中繁殖速度快。因此,对于养殖中后期底部恶化的白对虾塘口,其底部实际上相当于一个环境适宜的大型“培养基”。

氧化还原电位(ORP)是指水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性,是反应水质状况的一个重要指标。发生在水体或底泥中的氧化还原反应大部分是细菌参与催化的生化反应,不同的氧化还原电位参与的细菌种类不同。

ORP高则需氧菌参与反应,水体或底泥中的有机质分解产物为氨氮,并进一步转化为亚硝酸盐、硝酸盐,S元素则以SO42-的形式存在,Fe、Mn元素则以  Fe3+、Mn4+的形式存在,不会出现底部发黑发臭的情况;

ORP低时,厌氧菌参与反应,各种物质会转化为亚硝酸盐、亚铁、亚锰、硫化氢和甲烷等(崔玥等,2017),底部表现出发黑发臭的现象。

微生物生活的自然环境或培养环境的ORP值是整个环境中各种氧化还原因素的综合表现,不同微生物的临界ORP值各不相等。一般来说,ORP值在+100mV以上,好氧菌均可生长,+300~+400 mV为宜,而厌氧菌一般在+100mV以下的环境中生长,+100~+300 mV则为兼性厌氧菌的生长范围(施卫民,2017),也就是说+300mV以下是弧菌及一些厌氧菌的适宜生存范围。

二、试验验证思路

通过以上论述可知,理论上弧菌与氧化还原电位存在一定的关系,但是事实上是否存在明确的对应关系,目前还没有相应的数据支撑理论、指导实践。为了验证两者之间的关系,尽可能减少误差并且考量普适性:

(1)白虾属于底栖性生活,并且弧菌也是在底部泥水界面开始滋生;
(2)底层水相对均匀,而底泥不同位置、深度差别较大;
(3)中上层水由于有机质少、溶氧高、阳光照射等因素影响,弧菌不宜生长,不具有代表性;
(4)底层水指标(如影响因素较大的pH)与中上层水相比,日变化相对较小;
(5)相对底泥,底层水采集、检测更为方便,易于推广;
(6)棚虾养殖环境相对稳定,如温度等。

本次验证试验聚焦的是大小棚的底层水,为了避免交叉感染并且便于应用推广,没有采用采水器,而是用自制简易的采水装置(如图1所示)。

图9  3#棚不同时间ORP值及总菌斑数变化趋势图

四、讨论

通过上述各趋势图可知,底层水ORP值在刚开始时高,后续逐渐走低,在4月下旬逐渐上升,然后,在5月上旬大棚ORP值均缓慢上升,而该阶段小棚却出现了先快速上升然后又回落情况。

 如下是ORP值的详细变化 

不难理解,养殖初期,有机质少,存塘量低,ORP值高,而随着养殖推进,存塘量提高,底部有机质积累增加,ORP值则逐渐降低,在4月下旬,养殖正常的塘口,日投喂普遍在20~30∕亩,亩累积投喂普遍在400~600斤,这个阶段池塘负荷最重,ORP值处于低谷;

而该阶段一方面养殖户会提高改底频率,另一方面会疏掉部分炮头虾,存塘量减少,负荷减轻,因此ORP值会出现提升的情况,但是大棚出现缓慢回升,而小棚却出现了快速回升的情况,这个原因可能是小棚水体小,对人为调控比较敏感,响应速度快,而到养殖后期随着存塘量的减少,改底、增氧等管理措施频率降低,ORP值则又会下降,ORP值的回落同样也反映了小棚小水体对外界调控的敏感性。

如上述各图所示,ORP值与总菌斑数曲线走势基本相反,近似水平轴对称,说明了底层水弧菌浓度与氧化还原电位存在比较明显的反相关关系,证实了检测ORP值对于预测弧菌变化及防控弧菌是有实际意义和应用价值的。

本次试验白虾塘口底层水ORP值基本在+300mV以下,多数在+100mV以上。大棚中底层水平均ORP值为+141.55,平均总菌斑数为42.4,小棚中为+161.2,平均总菌斑数为18,平均ORP值比大棚高了近20,而平均总菌斑数则少了24.4,而这很可能就是同一区域,2018年上海小棚鲜有发病,取得了超过9成的成功率,而大棚发病率较高,仅有5成成功率的原因之一,而造成大小棚ORP值差异的原因很可能是由于小棚增氧效率更高、环境调控相对强化。

实际上,即使知道底层水ORP值在+100~+300 mV之间,但对于预测弧菌变化仍然是不够的、不具参考性的。弧菌检测采取TCBS培养基培养法,取0.1ml,通常弧菌菌斑数在10个以内时视为安全值,达到100个时为发病临界点,而介于中间的50菌斑数则为一个拐点,称为警示值。达到50个菌斑,如果条件没有改善,弧菌达到100个菌斑数的发病临界点仅仅需要48小时。本次试验,通过数据检测和曲线比对发现,ORP值在+150mV以上时,底层水弧菌菌斑数基本上保持在警示值以下,而当ORP值达到+180mV时,弧菌菌斑数基本上保持在安全值以内,因此,为了防控弧菌,建议在养殖管理过程中或特殊养殖阶段应尽量保持ORP值不低于+150mV,最好在+180mV以上。

影响氧化还原电位高低的因素较多,如pH、碱度、硬度、盐度以及溶氧等,但是pH、碱度、硬度、盐度等这些指标在虾塘水体一般变化不大,而且碱度、硬度在较低浓度才会对ORP值有所影响,一般养虾水体碱度、硬度相对较高,其变化基本不会对ORP值有明显的影响。实际上,影响底层水ORP值的因素主要是溶氧水平和塘底有机质的积累量,也就是说提高虾塘底层水ORP值的主要方法是提高底部溶氧、减少塘底有机质的过度累积。提高溶氧不但包括提高亩功率和改进增氧方式,也包括培养优良藻相,提高光合作用产氧能力。减少塘底有机质方法多样,但是对于土塘养殖模式,最为常用的方式是改底。常见的改底产品有7种类型,但是较为常用的是氧化型(氧源氧化型和氧化剂氧化型)和生物分解型,氧化型主要是起到化学氧化的作用,快速提高ORP值,但是塘底ORP值降低的根本原因是残饵、粪便、浮游生物尸体等大分子有机质的积累,这类大分子有机质需要微生物的分解转化才能从底部移除,因此,提高底部的氧化还原电位建议生物底改与氧化底改产品交替使用。

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