异养培养蛋白核小球藻替代自养培养普通小球藻对凡纳滨对虾养殖池塘水质调控及微生物群落的影响研究

为解决凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖中水质恶化问题，研究人员开展异养培养蛋白核小球藻(C. pyrenoidosa)替代传统自养培养普通小球藻(C. vulgaris)的研究。结果表明，异养藻种能更有效去除PO43--P和NH4+-N，稳定pH和BOD/COD水平，并显著提升Proteobacteria等有益菌丰度。该研究为水产养殖废水处理提供了新策略。

　　

随着中国对虾养殖业的快速发展，凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)年产量已超120万吨，但高密度养殖导致的水体富营养化问题日益严重。传统采用的光自养微藻培养模式存在光照依赖性强、生物量低等局限，而具有混合营养能力的异养微藻可能成为解决方案。这项发表在《Aquaculture Reports》的研究，首次系统评估了异养培养蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)替代传统光自养普通小球藻(C. vulgaris)对养殖池塘的生态调控效果。

研究采用平行池塘对照实验设计，通过16S rRNA基因测序、水质参数监测和生长性能评估等关键技术方法。实验设置两个1000 m³的覆膜土池，分别接种异养C. pyrenoidosa(CP组)和光自养C. vulgaris(CV组)，养殖密度为80尾/m³，持续30天。定期采集水样和虾体样本，结合高通量测序和多元统计分析，系统比较了两组的水质净化效果和微生物群落动态。

3.1 微藻对水质和对虾生长的影响

研究发现两组对虾的特定生长率(SGR)无显著差异(CP组3.11%/d vs CV组3.15%/d)，但CP组表现出更稳定的pH范围(7.5-8.3)。在营养盐去除方面，CP组对PO₄^3--P和NH₄⁺-N的去除效率显著优于CV组，尤其在实验末期PO₄^3--P浓度低至0.02 mg/L。COD含量在CP组始终低于CV组，显示异养藻种更强的有机物氧化能力。

3.2 微藻对微生物群落的影响

α多样性分析显示CP组Shannon指数随养殖时间持续升高，而CV组后期下降。在门水平上，CP组Proteobacteria和Actinobacteria相对丰度分别增至40.1%和33.32%，显著高于CV组。值得注意的是，CP组特有富集了具有脱氮除磷功能的Gracilibacteria(2.1%)和具有有机物降解能力的Luteolibacter(1.8%)。冗余分析(RDA)揭示PO₄^3--P、NO₃^--N和pH是驱动微生物群落结构的关键环境因子。

讨论部分指出，异养微藻通过双重代谢途径(兼用有机碳源和光合作用)实现了更稳定的生态功能。其分泌的有机物质可能促进了Proteobacteria等有益菌群的增殖，这些细菌又能协同参与氮磷循环。研究创新性地证实，仅需4L异养藻液即可达到50L传统藻液的生态调控效果，大幅降低了应用成本。

该研究为水产养殖废水处理提供了新的技术思路，证实异养微藻在维持水体微生态平衡、预防病害方面的独特优势。未来研究可拓展至其他具有经济价值的异养藻种，并探索其与益生菌的协同效应，为发展绿色水产养殖提供理论依据。