微纳米气泡+臭氧技术，水产养殖中最强的消毒、杀菌方法！

微纳米气泡 (MNB) 技术因其增氧特性。而在包括地表水修复、医学、食品科学和农业在内的许多领域引起了广泛关注。


多项研究表明，MNB技术可以改善水体微生物群落组成，进而恢复水体；然而，相对较少的研究将纳米气泡技术应用于水产养殖生产。而关于MNB技术对虾塘水体和沉积物微生物群，及环境因素影响的研究文献较少。

                               
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16S rRNA基因被用作微生物分类和鉴定的标准，因为它存在于大多数微生物中并显示出变化。高通量测序，也称为下一代测序 (NGS)，描述了以快速且经济高效的方式对DNA和RNA进行测序的技术。该技术具有高度可扩展性，可以一次对生物体的整个基因组进行测序。这些信息对于制定生态策略，以防止对虾养殖环境中病原菌的增加非常重要。



本文使用16S rRNA高通量测序研究纳米曝气器对南美白对虾 ( Litopenaeus vannamei )养殖池水体、沉积物和虾肠微生物群落影响的研究。

一、研究设置

1、该实验在某渔业有限公司进行了14周。两个相邻的南美白对虾池作为对照组和实验池组，每组面积500平方米（深度0.8m）。实验组安装功率为1kW的纳米气泡曝气器，对照组安装功率为1kW的普通涡轮曝气器。每个池塘每平方米投放40尾虾苗，并喂食当地的商业饲料。




2、在研究期间收集了池塘土壤和水以及虾肠道组织的样本，并进行了各种测试和分析。

                               
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二、结果与讨论


据我们所知，这项研究首次研究述了纳米曝气器对南美白对虾池塘水体，以及沉积物微生物群落结构的影响。我们的研究结果表明，与普通曝气器相比，纳米曝气器的应用改变了水体和底泥微生物群落的结构。



1、多样性分析结果表明，水体和沉积物中微生物群落组成存在显着差异。各项指标表明，实验组的纳米曝气器增加了水体微生物群落的多样性、丰富度和同质性。生成的数据显示，肠道菌群的整体丰富度和多样性在两组样本之间没有显着差异。



然而，我们发现肠道菌群的物种组成分布非常奇特。在物种组成分析中，我们观察到处理组各优势属的丰度显着高于对照组。我们的数据显示，由于纳米曝气器的作用，肠道中有益细菌（如红杆菌、颤螺菌和粪杆菌）的活性均有所增加。



2、纳米曝气器对沉积物微生物群落的影响可能受到时间影响。在短期曝气条件下，纳米曝气器组的微生物多样性高于对照组；然而，随着曝气时间的增加，对照组沉积物中的微生物多样性超过了处理组。有益细菌属微小杆菌和不动杆菌，以及有益的单细胞绿藻。由于纳米曝气器介导的增氧作用，水体中的含量均有所增加。



3、纳米曝气器可以使用多种气体介质，例如：氢气、氮气和臭氧。然而，现有研究表明，纳米增氧剂通常与臭氧结合使用，以杀死培养水中的病原菌。其他研究人员首次展示了臭氧纳米气泡处理对淡水中病原菌具有消毒的效率，并且当使用纳米曝气器时，也有效减少了在淡水养殖条件下导致南美白对虾红腿病的潜在病原体空气作为气体介质。因此，我们推测纳米曝气器在使用空气介质时，还可以杀灭水体和底泥中的一些病原菌。

                               
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4、在我们的试验中，纳米增氧器有效地抑制了水中细菌（如：拟杆菌、螺旋体和其他厌氧细菌）的活性，正如其他研究人员所报告的那样，他们证明气泡通过疏水性或排斥水性降低了生物量，从而抑制了细菌的生长。这证明了纳米增氧器在以空气为气体介质时也能抑制厌氧菌。我们认为，这对未来曝气设备的实际生产和选型是一个重要的发现。




5、虽然这项研究揭示了一些重要发现，但也存在一些局限性，高通量测序的结果也可能受到各种因素的影响，例如：个体采样方法和实验方法。由于样本量较小，不能排除上述影响因素。然而，该结果仍然有助于了解与物种相关的微生物生态系统的结构，并为实际生产提供理论依据。因此，在不同的耕作模式下试验纳米曝气器对未来的研究具有重要意义。



我们相信，我们的发现提高了对使用纳米曝气器的水产养殖池塘水和沉积物中微生物群落结构的理解。这些结果可能有助于改善养殖环境，以提高水产养殖环境中甲壳类动物的质量和健康。


三、研究的观点

我们的研究结果表明，南美白对虾的池塘水体、沉积物和肠道微生物群落发生了变化。数据表明，随着实验时间的增加，水中微生物群落的多样性逐渐降低，但由于纳米加氧的作用，处理组的生物多样性始终高于对照组。这可能是因为纳米增氧器具有更好的增氧效果，当纳米气泡破裂时，有助于降解水中的一些污染物，净化水质，为水中的各种微生物提供更适宜的环境。



此外，纳米增氧器也在一定程度上影响了养殖池水体、底泥和虾肠中微生物群落的种类组成，增加了部分益生菌微生物的比例。我们的研究和基于我们结果的后续研究表明，纳米曝气器有助于改善南美白对虾的养殖条件。然而，不同的条件——如：水温和盐度，或养殖密度——可能会影响结果，因此我们建议进一步进行实验，以准确的确定这些环境因素。

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