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随着对虾养殖规模的持续扩大,高密度精养带来的养殖废水排放导致了近岸海域生态失衡,病害频发,严重地限制对虾养殖业的发展。本文利用长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)作为生物滤器,构建长茎葡萄蕨藻-凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)循环水养殖系统,研究了长茎葡萄蕨藻对氨氮与硝态氮的吸收动力学特征,评估了长茎葡萄蕨藻对凡纳滨对虾养殖水体及对虾肠道菌群结构的影响,以期对应用大型海藻对养殖水体修复改善提供理论参考。具体研究成果如下:1.长茎葡萄蕨藻对氨氮与硝态氮的吸收动力学特征。采用实验生态学方法,测定长茎葡萄蕨藻在不同盐度(25、30和35)下对不同浓度氨氮和硝态氮的吸收速率,并比较两种氮盐的吸收特征。长茎葡萄蕨藻对氨氮与硝态氮的吸收符合饱和吸收动力学特征,吸收曲线与米氏方程拟合度较好。长茎葡萄蕨藻对氮盐的吸收速率随吸收时间的增加总体上呈下降趋势。长茎葡萄蕨藻对氨氮的最大吸收速率(435.21±57.52μg/(g·h))显著高于硝酸氮的最大吸收速率(179.82±17.37μg/(g·h))。在早期吸收阶段中(1-2h),长茎葡萄蕨藻低盐度(25-30)下的对氨氮吸收速率显著高于盐度35。盐度对硝态氮吸收速率无显著影响。2.实验构建了长茎葡萄蕨藻养殖桶与对虾养殖桶连接构成的循环水养殖系统,水循环流速为110L/h。以未添加长茎葡萄蕨藻的养殖桶为对照组,添加长茎葡萄蕨藻养殖桶的海藻密度分别为2.5g/L、5g/L和7.5g/L,相对应的凡纳滨对虾养殖桶养殖对虾密度均为50尾/桶,凡纳滨对虾的初始平均体长为3.95±0.37cm,初始平均体重为1.02±0.32g。实验桶选用体积为250L的聚乙烯养殖桶。养殖实验周期为42天。对虾饲料为广东粤佳饲料有限公司凡纳滨对虾1号饲料。(1)长茎葡萄蕨藻对循环水养殖凡纳滨对虾水质的影响。结果表明,在循环水养殖系统中添加海藻(2.5-7.5g/L)能显著降低养殖水体的氨氮、硝酸氮、亚硝酸氮、活性磷、总氮与总碳的含量(p<0.05),最佳去除率分别达到90.23%、91.98%、66.06%、54.88%、72.41%和72.98%,2.5g/L海藻组能显著提高后期养殖水体p H(p<0.05),三个海藻组皆能显著降低养殖水体弧菌数量(p<0.05),7.5g/L海藻组弧菌数量最少。总体而言,2.5g/L海藻组对养殖水体的水质改善效果最显著,但充气条件下,添加海藻对水体的溶氧量无显著影响。(2)长茎葡萄蕨藻对凡纳滨对虾循环水养殖凡纳滨对虾生长及非特异性免疫的影响。结果表明,在添加海藻组的增重率比无添加海藻的对照组显著提高(p<0.05),饵料系数显著降低(p<0.05),最高增重率可达271.39±29.64%。5.0g/L海藻组存活率最高,为86.67±9.45%。在非特异免疫指标方面,血清中的丙二醛和溶菌酶无显著影响(p>0.05),酚氧化酶、超氧化物歧化酶、酸性磷酸酶与碱性磷酸酶活性在2.5g/L海藻组相对较高,但与5g/L与7.5g/L海藻组没有显著差异(p>0.05);对照组酚氧化酶、超氧化物歧化酶、酸性磷酸酶与碱性磷酸酶活性显著低于2.5g/L海藻组(p<0.05)。肝胰腺溶菌酶5g/L海藻组显著高于其他三组(p<0.05);超氧化物歧化酶对照组最高,三个海藻组之间无显著差异(p>0.05)。酸性磷酸酶与碱性磷酸酶都是2.5g/L海藻组活性最高,对照组酶活性最低;肝胰腺丙二醛对照组显著高于三个海藻组(p<0.05),三个海藻组之间无显著差异(p>0.05)。(3)长茎葡萄蕨藻对凡纳滨对虾循环水养殖凡纳滨对虾肠道及水体菌群的影响。结果表明,各实验组α-多样性分析无显著差异,所有实验组对虾肠道的优势菌群分别为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、浮霉菌门(Planctomycetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia),无显著差异;7.5g/L海藻处理组对虾肠道的黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、红杆菌科(Rhodobacteraceae)丰度显著高于对照组,而对照组弧菌科(Vibrio)丰度显著高于海藻7.5g/L处理组。水体中黄杆菌科的相对丰度显著低于对虾肠道,而水体中红杆菌科显著高于对虾肠道丰度。海藻组水体中有机物降解菌丰度高于对照组。水质因子中氨氮、硝酸氮、总氮、活性磷与溶解氧对肠道菌群的改变有较高贡献度;水质因子中氨氮、硝酸氮、总氮、活性磷、溶解氧与p H对水体菌群有较高贡献度。菌群功能预测显示,对虾肠道菌群对照组与海藻处理组在膜运输、糖代谢、氨基酸代谢、能量代谢、核苷酸代谢等方面没有显著差异,但7.5g/L海藻处理组在双组分调节系统、细胞运动、环境适应性、RNA降解等基因丰度显著高于对照组;2.5g/L海藻组水体氨基酸代谢、叶绿素代谢、氮代谢等功能丰度显著高于对照组。综上所述,长茎葡萄蕨藻对凡纳滨对虾养殖水体菌群与肠道菌群有显著的调控作用,且不同海藻密度对水体、对虾肠道菌群的调控效果存在差异,其中,7.5g/L海藻组对对虾肠道调控效果最佳,2.5g/L海藻组对水质菌群调控效果较好。