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    弧菌是引起南美白對蝦疾病的罪魁禍首!弧菌與ORP原來還有這層關系

    出處:海大農牧 作者:唐永濤、莊占輝、曹云海 中國水產養殖網 2018-09-05 21:09:00

    文 | 圖 浙江海大  唐永濤、莊占輝、曹云海

    背景 

    近幾年南美白對蝦養殖行情慘淡,養成率低下,疾病是養殖失敗的最重要原因,而引起疾病的罪魁禍首則是弧菌。因此,控制弧菌是提高養殖成功率的最關鍵一環,養殖過程中的多數管理操作其實也是圍繞著弧菌防控開展的。弧菌檢測是弧菌防控的重要手段之一,但存在一定的滯后性和局限性,試想假如能找到一個可以即時測定的,并且與弧菌有強相關的指標,那么弧菌防控就有了預先性、普適性,而且快速便捷。那么有沒有這樣的指標呢?

    一、弧菌與ORP之間的關系探討

    水產養殖中致病性弧菌有12種,白對蝦養殖中常見的為副溶血弧菌、溶血弧菌、霍亂弧菌等,為兼性厭氧型,其適宜溫度為18~37℃,25~28℃為最適溫度,其適宜pH為6~9,偏堿性,在有機質豐富的水體中繁殖速度快。因此,對于養殖中后期底部惡化的白對蝦塘口,其底部實際上相當于一個環境適宜的大型“培養基”。

    氧化還原電位(ORP)是指水溶液中所有物質表現出來的宏觀氧化-還原性,是反應水質狀況的一個重要指標。發生在水體或底泥中的氧化還原反應大部分是細菌參與催化的生化反應,不同的氧化還原電位參與的細菌種類不同。

    ORP高則需氧菌參與反應,水體或底泥中的有機質分解產物為氨氮,并進一步轉化為亞硝酸鹽、硝酸鹽,S元素則以SO42-的形式存在,Fe、Mn元素則以  Fe3+、Mn4+的形式存在,不會出現底部發黑發臭的情況;

    ORP低時,厭氧菌參與反應,各種物質會轉化為亞硝酸鹽、亞鐵、亞錳、硫化氫和甲烷等(崔玥等,2017),底部表現出發黑發臭的現象。

    微生物生活的自然環境或培養環境的ORP值是整個環境中各種氧化還原因素的綜合表現,不同微生物的臨界ORP值各不相等。一般來說,ORP值在+100mV以上,好氧菌均可生長,+300~+400 mV為宜,而厭氧菌一般在+100mV以下的環境中生長,+100~+300 mV則為兼性厭氧菌的生長范圍(施衛民,2017),也就是說+300mV以下是弧菌及一些厭氧菌的適宜生存范圍。

    二、試驗驗證思路

    通過以上論述可知,理論上弧菌與氧化還原電位存在一定的關系,但是事實上是否存在明確的對應關系,目前還沒有相應的數據支撐理論、指導實踐。為了驗證兩者之間的關系,盡可能減少誤差并且考量普適性:

    (1)白蝦屬于底棲性生活,并且弧菌也是在底部泥水界面開始滋生;
    (2)底層水相對均勻,而底泥不同位置、深度差別較大;
    (3)中上層水由于有機質少、溶氧高、陽光照射等因素影響,弧菌不宜生長,不具有代表性;
    (4)底層水指標(如影響因素較大的pH)與中上層水相比,日變化相對較小;
    (5)相對底泥,底層水采集、檢測更為方便,易于推廣;
    (6)棚蝦養殖環境相對穩定,如溫度等。

    本次驗證試驗聚焦的是大小棚的底層水,為了避免交叉感染并且便于應用推廣,沒有采用采水器,而是用自制簡易的采水裝置(如圖1所示)。
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    圖1 利用自制簡易裝置采集底層水

    三、試驗結果

    本次試驗分大小棚,大小棚客戶各選擇4人,每位客戶選擇一張棚連續跟進,間隔時間1周左右,ORP值用ORP計現場測定,水樣帶回進行弧菌培養。試驗結果及圖表分析如下圖所示。

    大棚客戶1:金 * 國

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    表1  1#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖2  1#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    大棚客戶2:黃 * 

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    表2  4#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖3  4#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    大棚客戶3:戴 * 宏

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    表3  1#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖4  1#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    大棚客戶4:陶 * 華

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    表4  1#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖5  1#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    小棚客戶1:黃 * 軍

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    表5  1#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖6  1#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    小棚客戶2:謝 * 青

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    表6  23#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖7 23#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    小棚客戶3:錢 * 軍

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    表7  3#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖8  3#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    小棚客戶4:錢 * 育

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    表8  2#棚不同時間ORP值及菌斑數統計結果
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    圖9  3#棚不同時間ORP值及總菌斑數變化趨勢圖

    四、討論

    通過上述各趨勢圖可知,底層水ORP值在剛開始時高,后續逐漸走低,在4月下旬逐漸上升,然后,在5月上旬大棚ORP值均緩慢上升,而該階段小棚卻出現了先快速上升然后又回落情況。

     如下是ORP值的詳細變化 

    不難理解,養殖初期,有機質少,存塘量低,ORP值高,而隨著養殖推進,存塘量提高,底部有機質積累增加,ORP值則逐漸降低,在4月下旬,養殖正常的塘口,日投喂普遍在20~30∕畝,畝累積投喂普遍在400~600斤,這個階段池塘負荷最重,ORP值處于低谷;

    而該階段一方面養殖戶會提高改底頻率,另一方面會疏掉部分炮頭蝦,存塘量減少,負荷減輕,因此ORP值會出現提升的情況,但是大棚出現緩慢回升,而小棚卻出現了快速回升的情況,這個原因可能是小棚水體小,對人為調控比較敏感,響應速度快,而到養殖后期隨著存塘量的減少,改底、增氧等管理措施頻率降低,ORP值則又會下降,ORP值的回落同樣也反映了小棚小水體對外界調控的敏感性。

    如上述各圖所示,ORP值與總菌斑數曲線走勢基本相反,近似水平軸對稱,說明了底層水弧菌濃度與氧化還原電位存在比較明顯的反相關關系,證實了檢測ORP值對于預測弧菌變化及防控弧菌是有實際意義和應用價值的。

    本次試驗白蝦塘口底層水ORP值基本在+300mV以下,多數在+100mV以上。大棚中底層水平均ORP值為+141.55,平均總菌斑數為42.4,小棚中為+161.2,平均總菌斑數為18,平均ORP值比大棚高了近20,而平均總菌斑數則少了24.4,而這很可能就是同一區域,2018年上海小棚鮮有發病,取得了超過9成的成功率,而大棚發病率較高,僅有5成成功率的原因之一,而造成大小棚ORP值差異的原因很可能是由于小棚增氧效率更高、環境調控相對強化。

    實際上,即使知道底層水ORP值在+100~+300 mV之間,但對于預測弧菌變化仍然是不夠的、不具參考性的。弧菌檢測采取TCBS培養基培養法,取0.1ml,通常弧菌菌斑數在10個以內時視為安全值,達到100個時為發病臨界點,而介于中間的50菌斑數則為一個拐點,稱為警示值。達到50個菌斑,如果條件沒有改善,弧菌達到100個菌斑數的發病臨界點僅僅需要48小時。本次試驗,通過數據檢測和曲線比對發現,ORP值在+150mV以上時,底層水弧菌菌斑數基本上保持在警示值以下,而當ORP值達到+180mV時,弧菌菌斑數基本上保持在安全值以內,因此,為了防控弧菌,建議在養殖管理過程中或特殊養殖階段應盡量保持ORP值不低于+150mV,最好在+180mV以上。

    影響氧化還原電位高低的因素較多,如pH、堿度、硬度、鹽度以及溶氧等,但是pH、堿度、硬度、鹽度等這些指標在蝦塘水體一般變化不大,而且堿度、硬度在較低濃度才會對ORP值有所影響,一般養蝦水體堿度、硬度相對較高,其變化基本不會對ORP值有明顯的影響。實際上,影響底層水ORP值的因素主要是溶氧水平和塘底有機質的積累量,也就是說提高蝦塘底層水ORP值的主要方法是提高底部溶氧、減少塘底有機質的過度累積。提高溶氧不但包括提高畝功率和改進增氧方式,也包括培養優良藻相,提高光合作用產氧能力。減少塘底有機質方法多樣,但是對于土塘養殖模式,最為常用的方式是改底。常見的改底產品有7種類型,但是較為常用的是氧化型(氧源氧化型和氧化劑氧化型)和生物分解型,氧化型主要是起到化學氧化的作用,快速提高ORP值,但是塘底ORP值降低的根本原因是殘餌、糞便、浮游生物尸體等大分子有機質的積累,這類大分子有機質需要微生物的分解轉化才能從底部移除,因此,提高底部的氧化還原電位建議生物底改與氧化底改產品交替使用。

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