墨瑞鳕循环水养殖系统不同生物滤池深度对生物膜微生物群落的影响

张龙，刘云锋，曲克明，胡光春，陈世波，朱建新

（1.全国水产技术推广总站，中国水产学会，北京 100125；2.中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东 青岛 266071；3.安徽长江渔业渔歌股份有限公司，安徽 芜湖 241000；4.青岛卓越海洋集团有限公司，山东 青岛 266400）

墨瑞鳕（Macculochella peelii）又名鳕鲈、澳洲龙纹斑、虫纹鳕鲈或虫纹石斑，属于鲈形目、鲈科、鳕鲈属，原产于澳大利亚东南部莫瑞河流域。墨瑞鳕不但肉质细腻、味道鲜美、少刺，而且鱼体富含蛋白质和DHA、EPA 等不饱和脂肪酸等，具有较高的营养价值。墨瑞鳕自1999 年引进中国台湾驯养，此后在大陆有多家企业进行苗种繁育和养殖，如青岛七好科技股份有限公司、江苏中洋集团股份有限公司、浙江港龙渔业股份有限公司等。通过养殖生产实践证明：墨瑞鳕具有生长速度快、抗病力强、适应性强、饵料转化率高的优点。目前，墨瑞鳕在中国的养殖模式主要有池塘养殖和工厂化养殖两种。其中，范慧慧等[1]（2019）开展了池塘内循环流水养殖墨瑞鳕试验。李西雷等[2]和郭正龙等[3]则分别对墨瑞鳕工厂化苗种培育技术和墨瑞鳕工厂化循环水养殖技术进行了研究。但目前尚缺乏对墨瑞鳕工厂化循环水养殖期间的生长性能、养殖水体水质变化以及生物滤池内生物膜微生物多样性的研究。本研究通过高通量测序技术分别对循环水养殖系统生物滤池底层和表层固定床生物填料表面生物膜微生物多样性进行检测，以期为提升墨瑞鳕工厂化循环水养殖系统的稳定性和生物膜处理的效率提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设施与养殖生物

试验用循环水养殖系统主要是由8 个长7.0 m、宽7.0 m、深1.1 m，有效养殖水体49 m3的养殖池和水处理系统组成，养殖池底均匀分布4 根长度4 m、管径2 cm 的纳米充气管，采用罗茨风机和液氧进行增氧，控制养殖期水体溶氧质量浓度在6.0 mg/L 以上；养殖池上方棚顶设有采光口，光照度控制在1 000～1 500 Lx。水处理系统由转鼓式微滤机（1.3 kW，南京雅亿环境科技有限公司）、蛋白分离器（0.55 kW，青岛海兴智能装备有限公司）、变频式离心泵（5.5 kW，南通银河水泵有限公司）、生物滤池（容积180 m3水体）、增氧池（陶瓷纳米曝气板，苏州益品德环境科技有限公司）和紫外消毒器（2.5 kW，青岛海兴智能装备有限公司）组成。采用三级生物滤池，一级位固定床生物滤池，填料为聚乙烯毛刷，二三级为移动床生物滤池，填料为PVC 多孔环。养殖用水取自地下深井水，经沉淀过滤处理后使用。墨瑞鳕苗种由安徽长江渔业渔歌股份有限公司从澳大利亚进口的仔鱼培育成的大规格幼体，试验初期平均体质量为36.20 g/尾。

1.2 试验设计

试验初期放养密度为200 尾/m3，在养殖过程中，墨瑞鳕投喂商品鱼专用配合饲料，每天投喂两次，分别为上午6:00 和下午18:00，日投喂量约占鱼体总重的1.2%～1.5%，具体投喂量视鱼类摄食和养殖水体水质情况而定。日补水量10%左右，补充点设在泵池。平均规格在200 g/尾以下，日循环频次控制在12 次/d 左右，平均规格大于200 g/尾时，日循环频次提升至18 次/d。

每天定时采样分析记录水温、溶氧、pH、盐度、氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐指标并记录投喂量，记录试验开始和结束时试验用鱼的体长、体质量等生物学指标。试验结束时取采集固定床表层和底层生物填料样品，对其微生物群落进行检测。

1.3 分析方法

1.3.1 水质分析

水温、溶氧、pH 和盐度采用YSI 水质分析仪（OH，USA），NH4+-N 利用靛酚蓝分光光度法、NO2--N利用盐酸萘乙二胺分光光度法进行检测。

1.3.2 墨瑞鳕生长性能参数

体长、体质量分别使用游标卡尺、电子天平和电子称测量，墨瑞鳕的特定增长率（SGR，%/d）、存活率（SR，%）以及饲料转化率（FCR）计算公式如下：

特定增长率（SGR，%/d）

存活率（SR，%）

饲料转化率（FCR，%）

式中，W1—鱼体终体质量，g；W0—鱼体初始体质量，g；t—试验天数，d；S1—养殖开始鱼体数量，尾；S0—养殖末期鱼体数量，尾；Wf—饲料利用干重，kg；Wi—鱼类增加总质量，kg。

1.3.3 微生物高通量测序

使用细菌基因组DNA 提取试剂盒提取生物填料表面DNA，利用带有Barcode 的特异性引物（515F 和806R）对提取的生物填料基因组DNA 的16S V4 区进行PCR 扩增。在PCR 产物通过琼脂糖凝胶电泳检测后，使用DNA PCR-Free Sample Preparation Kit 建库试剂盒进行文库构建。若文库合格，使用HiSeq 2500 PE250 进行上机测序。下机数据在截取Barcode 和引物序列后，使用FLASH 1.2.7 软件对样品Reads 进行拼接，得到原始数据（Raw Tags）[4]；利用Qiime 1.9.1 软件对Raw Tags 进行过滤处理，得到高质量Tags 数据（Clean Tags）[5,6]；Clean Tags 序列通过（UCHIME Algorithm）与数据库（Gold database）进行比对[7]，去除其中的嵌合体序列[8]，得到有效数据（Effective Tags）。使用Uparse v7.0.1001 软件将所有Effective Tags 聚类（97%）成为操作分类单元（Operational Taxonomic Units，OTUs）[9]；通过Mothur 方法与SILVA 的SSUr-RNA 数据库OTUs 对比进行物种注释[10,11]。通过香农指数（Shannon index）确定生物填料表面细菌生物多样性。使用Origin.8 软件对水样细菌相对丰度（门和属）进行作图。

2 结果与分析

2.1 循环水养殖系统墨瑞鳕生长性能

墨瑞鳕在循环水养殖过程中未出现疾病和大量死亡的状况，生长性能指标见表1。经过35 d 循环水养殖生产试验，墨瑞鳕体质量由36.20 g 增长至71.25 g，增重率为97.31%，初始放养密度由7.24 kg/m3增加至12.65 kg/m3，特定生长率为1.93%/d，存活率和饲料转化率分别达到88.79%和73.61%。

表1 循环水养殖系统墨瑞鳕生长性能Tab.1 Performance parameters of Macculochella peeli in recirculating aquaculture system

2.2 循环水养殖系统养殖水体水质变化

在墨瑞鳕循环水养殖试验期间，养殖水体水温在（28.0±1.0）℃，溶解氧始终控制在5.0 mg/L 以上，pH 随着养殖的进行整体呈现下降的趋势，由试验初期7.71 降至试验末期7.22（图1）。

图1 墨瑞鳕循环水养殖水体pH 变化Fig.1 pH variations of aquaculture water in recirculating aquaculture system with Macculochella peeli during the experiment

在墨瑞鳕养殖试验过程中，养殖水体NH4+-N和NO2--N 质量浓度变化如图2 所示。其中，NH4+-N质量浓度变化：在试验开始至第10 d，NH4+-N呈现上升的趋势，其质量浓度升高至1.86 mg/L；第10～35 d，NH4+-N 变化趋于稳定，其质量浓度在0.70～1.86 mg/L 之间波动。NO2--N质量浓度变化：在试验开始至第10 d，NO2--N呈现上升的趋势，其质量浓度升至0.52 mg/L；第10～11 d，NO2--N 有了一个急剧升高，其质量浓度由0.52 mg/L 升至3.12 mg/L，这主要是由养殖生产中饲料投喂量增加所致；第11～13 d，NO2--N质量浓度有一个快速下降的过程，自3.12 mg/L 降至0.90 mg/L，这主要是通过增加养殖水体换水量进行调节的；第13～20 d，NO2--N质量浓度在0.54～1.14 mg/L 间波动；第20～23 d，NO2--N 质量浓度再次呈现快速上升的趋势，最高升至5.00 mg/L；第23～28 d，NO2--N 呈现下降的趋势，最低下降至1.20 mg/L；第28～35 d，NO2--N整体呈现逐渐下降的趋势，最低降至0.25 mg/L。

图2 墨瑞鳕循环水养殖水体中NH4+-N 和NO2--N 质量浓度变化Fig.2 Variations of ammonia and nitrite concentrations of aquaculture water in recirculating aquaculture system with Macculochella peeli during the experiment

2.3 循环水养殖系统生物膜微生物分析

2.3.1 微生物OTU 韦恩图分析

图3 为不同深度固定床生物填料微生物OTU韦恩图。上层固定床生物填料OTU 较多，为2 088，其特异的OTU 数目为822，每个OTU 被认为可代表一个细菌物种，说明上层固定床生物填料表面微生物种类高于底层固定床生物填料表面微生物种类。

图3 不同生物滤池深度固定床生物填料微生物OTU 韦恩图Fig.3 Microorganism OTU venu diagram of the fixed bed biofill in different biofilter depth（A and B）

2.3.2 微生物丰度和多样性分析

在群落生态学中，通过样品的多样性分析（Alpha 多样性）可以反映微生物群落的丰度和多样性。表2 中Alpha 多样性指数主要包括计算群落丰度的ACE 和Chao1 两个指数，以及计算群落多样性的Shannon、Coverage 和Simpson 3 个 指 数。表2 中Coverage 值均在0.98 以上，数值较高，说明样品文库覆盖率高，数据可靠。根据测序公司提供的结论报告可得，Simpson 指数值越大，说明群落多样性越低；而Shannon 值越大，说明群落多样性越高。在表2 中，上层固定床生物填料表面微生物Shannon 指数的变化范围为4.08～4.17，平均值为4.12；底层固定床生物填料表面微生物Shannon 指数的变化范围为4.06～4.27，平均值为4.16。底层固定床生物填料微生物Shannon 指数较高，说明底层固定床生物填料表面微生物生物多样性高于上层固定床生物填料表面微生物生物多样性。同时，底层固定床生物填料表面Simpson 指数较小，与Shannon 指数表示结果一致。

表2 不同深度生物滤池固定床生物填料Alpha 多样性指数统计Tab.2 Statistics of the microbial Alpha diversity index in fixed bed biofill with different biofilter depth

图4 为不同深度生物滤池固定床生物填料Shannon 指数箱式对比图。底层固定床生物填料表面微生物Shannon 指数箱式图的中位数和盒子位置均较高，即底层固定床生物填料表面微生物多样性低于上层固定床生物填料表面微生物多样性，结果与Shannon 指数结果一致。Chao1 指数反映微生物群落丰度，Chao1 数值越大，表示样本物种丰度越大，上层固定床生物填料表面微生物Chao1 较小，说明其物种丰度最小，ACE 指数反映的趋势与Chao1 指数类似。

图4 不同生物滤池深度固定床生物填料微生物Shannon指数箱式对比Fig.4 Comparison of Shannon index of total filter media in fixed bed biofill with different biofilter depth

2.3.3 功能微生物群落组成分析

图5 为门水平下不同深度固定床生物填料微生物丰度图。由图5 可知，门水平上层固定床生物填料微生物主要包括：变形菌门（Proteobacteria）69.55%、疣微菌门（Verrucomicrobia）14.03%、浮霉菌门（Planctomycetes）6.07%；底层固定床生物填料微生物主要包括：变形菌门（Proteobacteria）59.43%、疣微菌门（Verrucomicrobia）21.04%、浮霉菌门（Planctomycetes）9.56%。通过比较发现，变形菌门在二者之中均占大多数，为主要的优势菌门，但是上层固定床生物填料表面变形菌门占比较高，表明生物滤池上层环境更有利于变形菌门的生长繁殖。

图5 不同生物滤池深度固定床生物填料微生物在门水平下的群落结构分布Fig.5 Community structure distribution of microbes of the fixed bed biofill under the phylum level in different biofilter depth

图6 为纲水平下不同生物滤池深度固定床生物填料微生物群落结构分布。由图6 可知，γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）40.82%、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）20.67%、疣微菌纲（Verrucomicrobiae）13.76%在上层固定床生物填料微生物纲水平中占优势；γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）28.58%、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）27.73%、疣微菌纲（Verrucomicrobiae）20.87%在底层固定床生物填料表面微生物纲水平中同样占有优势。尽管生物滤池上层和底层固定床生物填料微生物优势菌纲相同，但是各个优势菌纲的相对丰度也有所差别。其中，上层固定床生物填料γ-变形菌纲相对丰度高于底层固定床生物填料γ-变形菌纲相对丰度，而α-变形菌纲和疣微菌纲则是相反，上层固定床生物填料疣微菌纲、α-变形菌纲的相对丰度高于底层固定床生物填料疣微菌纲、α-变形菌纲的相对丰度。

图6 不同生物滤池深度固定床生物填料微生物在纲水平下的群落结构分布Fig.6 Community structure distribution of microbes of the fixed bed biofill under the class level in different biofilter depth

图7 为属水平下不同生物滤池深度固定床生物填料微生物群落结构分布。由图7 可知，表层固定床生物填料在属水平优势菌属：不动杆菌属（Acinetobacter）27.65%、黄 体菌属（Luteolibacter）12.54%、罗氏杆菌属（Rhodobacter）5.75%；底层固定床生物填料在属水平优势菌属：黄体菌属（Luteolibacter）18.94%、气单胞菌属（Arenimonas）8.2%、不动杆菌属（Acinetobacter）6.76%、金黄色葡萄菌属（Sandaracinobacter）6.47%。数据表明，不动杆菌属在固定床上层的相对丰度高于在底层的相对丰度，而黄体菌属正好相反，在底层的相对丰度较高。

图7 不同深度固定床生物填料微生物在属水平下的群落结构分布Fig.7 Community structure distribution of microbes of the fixed bed biofill under the genus level in different biofilter depth

表3 为不同生物滤池深度固定床生物填料硝化细菌的相对丰度。由表3 可知，在上层固定床生物填料亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）、硝化螺旋菌属（Nitrospira）的相对丰度分别为0.06%～0.11%、2.02%～2.40%；在底层固定床生物填料亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）、硝化螺旋菌属（Nitrospira）的相对丰度分别为0.03%～0.06%、1.35%～2.23%。由上可知，亚硝化单胞菌属在上层固定床生物填料相对丰度高于在底层生物填料相对丰度，而硝化螺旋菌属在不同生物滤池深度固定床生物填料相对丰度差距不大。

表3 不同深度生物滤池固定床生物填料硝化细菌相对丰度/%Tab.3 Abundance of the nitrifying bacteria in fixed bed biofill with different biofilter depth

3 讨论

3.1 在循环水养殖条件下墨瑞鳕的生长性能

鱼类养殖密度、生长率和存活率是影响鱼类最终收获产量的直接因素，而鱼类生长存活又受光照、摄食、养殖水环境等诸多因素共同影响[12]。当养殖水体恶化时，如氨氮和亚硝酸氮浓度过高，会对鱼类的生长存活造成负面影响，从而降低鱼类养殖产量[13]。为此，本研究选用循环水养殖系统改善养殖水体水质，为鱼类的快速生长提供了保障。本研究表明：规格为36.2 g 墨瑞鳕经过35 d 循环水养殖试验体质量可以达到71.25 g，其增重率为97.31%，特定生长率为1.93%/d，饲料转化率为73.61%，存活率为88.79%。在墨瑞鳕工厂化养殖生产过程中，规格为502 g 墨瑞鳕经过6 个月养殖可生长至1 596 g，特定生长率为0.61%/d，饲料转化率为57%，均低于本试验墨瑞鳕的特定生长率和饲料转化率，这也许与放养密度、试验周期、饲料类型及管理方法不同有关[3]。本研究墨瑞鳕初始放养密度（7.24 kg/m3）较低，养殖周期较短（仅35 d）,养殖水体水质较好，以上因素在一定程度上均有可能上促进了墨瑞鳕的快速生长。因此，在墨瑞鳕循环水养殖过程中，选择合适鱼种放养密度和保持良好养殖水体水质是保证鱼类快速生长和产量增收的关键。

3.2 在循环水养殖条件下墨瑞鳕养殖水体水质变化

近年来，为满足人们对健康水产品日益增加的需求，水产养殖的生产规模和集约化养殖程度不断提升，使得单位养殖水体内水产养殖生物放养密度和养殖产量逐年提高。放养密度提高通常伴随着人工配合饲料的大量投喂，造成养殖水体水质恶化（溶解氧较低、氨氮和亚硝酸氮较高）速度加快，从而对养殖生物生长存活产生不利影响[14]。当前，在鱼类工厂化养殖过程中，养殖生产企业主要通过换水的方式改善养殖水体水质。这不仅仅造成养殖水资源极大浪费，而且导致养殖周围水域被污染。为此，本研究应用循环水养殖系统改善养殖水体水质，控制养殖水体pH、溶解氧、氨氮和亚硝酸氮质量浓度。研究表明，循环水养殖系统通过将提高系统循环量（每天8～12 个循环）和高效增氧（液氧）相结合的方式使养殖水体溶解氧始终控制在6.0 mg/L以上，极大提高养殖水体溶氧使用效率。在试验过程中，pH 整体呈现逐渐下降的趋势，与史磊磊等[15]研究结果相一致。这主要是因为在循环水养殖系统生物滤池内固定床弹性填料表面培养生物膜的过程中，在促进养殖水体硝化反应发生的同时，有大量氢离子产物产生，进而导致系统运行中养殖水体pH 下降。

在水产养殖过程中，养殖水体氨氮和亚硝酸氮质量浓度过高会对养殖生物生长存活、呼吸代谢、生理生化、功能基因表达等方面造成负面影响[13,16-18]。在杨先明等[19]研究中，墨瑞鳕集约化养殖水体氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度要求分别控制在2.9 mg/L和0.24 mg/L 以下；郭正龙等[3]研究表明，墨瑞鳕集约化养殖水体氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度则是要求分别控制在1.93 mg/L 和0.019 mg/L 以下。然而，在本研究中，循环水养殖系统氨氮和亚硝酸氮质量浓度分别控制在1.86 mg/L 和5.00 mg/L 以下，远远高于上述研究，这种试验结果的差异可能主要与生物膜培养方式、养殖水环境等因素不同有关[12]。本研究在墨瑞鳕循环水养殖期间通过负荷挂膜的方式培养生物膜，节省了生物膜预培养时间，降低了系统运行成本，但在一定程度上也加大了养殖水体氨氮和亚硝酸氮浓度急速升高的风险。根据本试验数据可知，氨氮和亚硝酸氮质量浓度均呈现升高后下降的趋势。其中，氨氮质量浓度先上升，亚硝酸氮质量浓度后上升，而氨氮质量浓度下降较快，亚硝酸氮质量浓度下降较慢。这也许表明循环水养殖系统在生物膜培养过程中，养殖水体残饵粪便经氨化作用所形成的氨氮可以在硝化细菌的作用下快速转换成亚硝酸氮，而亚硝酸氮转化为硝酸氮则需要相对较长的时间，即说明亚硝酸氮氧化细菌生长较慢,且亚硝化氮氧化细菌比氨氧化细菌更敏感[20]。在试验某个阶段内氨氮和亚硝酸氮质量浓度出现较高的状况，这主要是由于循环水养殖系统的生物膜未培养成熟，养殖水体的硝化反应不能完全进行，从而导致了氨氮和亚硝酸氮的累积，这主要是由于硝化细菌是极为敏感的，易受到水体高氨氮和亚硝酸氮浓度、低溶解氧（＜0.1 mg/L）、pH 等因素抑制[21,22]。在生产实践中面对循环水养殖系统氨氮和亚硝酸氮质量浓度较高的问题，建议养殖生产者采用降低饵料投喂量、增加养殖水体换水量或系统循环量的方式减少养殖水体水质变化对鱼类生长存活的影响。

3.3 不同生物滤池深度固定床生物填料微生物群落多样性及群落结构分布

在循环水养殖系统中生物处理是保证系统稳定运行的重要组成环节，而生物滤池内固定床生物填料快速挂膜是养殖废水高效处理的关键。因此，探究生物滤池内空间上生物膜微生物种类和生物多样性对提高循环养殖系统利用效率和优化循环水系统设计具有重要意义。本研究发现，生物滤池上层固定床生物填料生物膜群落多样性高于底层固定床生物填料群落多样性，这可能是由生物滤池底层溶解氧浓度较高，促进好氧性细菌生长繁殖所造成的。当前，循环水养殖系统生物膜微生物主要可以分为异养细菌和自养细菌（主要是硝化细菌）两类。有研究表明，异养细菌固氮效率是高于硝化细菌，这是因为异养细菌的生长率和生物量比硝化细菌的高10 倍，因而异养细菌在生物膜菌落组成中具有显著优势[23]。在本研究中，循环水养殖系统生物膜微生物在门水平主要以变形菌门（Proteobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、浮霉菌门（Planctomycetes）为优势菌门，其中变形菌门（Proteobacteria）占据绝对优势，相对丰度最高，与杨小丽等（2013）、蔺凌云等（2017）相吻合[24,25]。在变形菌门中，γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）和α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）在生物膜微生物群落中占有优势，相对分度分别为29.18%～45.78%和24.93%～29.11%。而在蔺凌云等（2017）研究中，β-变形菌纲是生物填料表面相对丰度最高的优势菌纲，这也许与水产养殖种类、养殖水环境和生物填料类型等因素不同有关[25,26]。γ-变形菌纲不动杆菌属（Acinetobacter）在生物滤池上层固定床弹性填料上相对丰度最高，属常见水体中的土著微生物，生长于20～30℃好氧环境中，广泛存在于土壤、水生环境以及鱼类养殖废水中，在淡水硝化反应器和转鼓式反硝化反应器内也有发现，具有附着的性质，有利于生物膜在生物填料表面的附着[27,28]。α-变形菌纲罗氏杆菌（Rhodobacter）在生物滤池上层固定床弹性填料上也具有较高的相对丰度，可生长于淡水和海水中，在之前海水硝化反应器和反硝化流化床反应器研究中均有所发现[29]。疣微菌门（Verrucomicrobia）疣微菌纲（Verrucomicrobiae）黄体杆菌属（Luteolibacter）在生物滤池底层固定床弹性填料上相对丰度最高，属异养型反硝化细菌，广泛存在于土壤和水生环境中，这也许表明生物滤池底层环境有利于促进反硝化细菌的生长[30]。γ-变形菌纲气单孢菌属（Arenimonas）在生物滤池底固定床弹性填料上也具有较高的相对丰度，可生长于3～40℃不同盐度的水生环境中，尤其广泛存在于鱼类养殖废水中[31]。

循环水养殖系统生物处理的关键是生物滤池中生物膜的培养，即培养生物膜上的硝化细菌。按照硝化细菌的功能而言，可以将硝化细菌分为氨氧化细菌和亚硝酸氮氧化细菌。一般来说，亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）、亚硝化球菌属（Nitrosococcus）、亚硝化螺旋菌属（Nitrosospira）是氨氧化细菌（AOB）中最常见的菌属，而硝化螺旋菌属（Nitrospira）和硝化杆菌属（Nitrobacter）是亚硝酸盐氧化细菌（NOB）中最常见的菌属。在本研究中，亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属在墨瑞鳕循环水养殖系统生物填料上均被发现，在生物填料生物膜上亚硝化单胞菌属、硝化螺旋菌属的相对丰度为0.03%～0.11%和1.35%～2.71%。在Bartelme 等（2017）有关淡水硝化反应器微生物群落的研究中，亚硝化单胞菌属相对丰度＜1%,硝化螺旋菌属相对丰度2%～5%，与本试验结果基本一致[32]。在Huang 等（2016）有关不同循环水养殖系统（海水）生物滤池细菌群落的基因组学研究中，发现亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属在浸入式生物滤池相对丰度分别为0.1%～0.5%和1.6%～1.9%，其硝化螺旋菌属的相对丰度与本试验结果相近[33]。综上所述，在循环水养殖系统生物膜上亚硝化单胞菌属相对丰度一般低于硝化螺旋菌属相对丰度，即氨氧化细菌相对丰度低于亚硝酸氮氧化细菌相对丰度。但二者相对丰度又要低于异养细菌的相对丰度，这主要与细菌的生长类型有关，硝化细菌属于自养类型，生长速度较慢，且细菌的生物量较少[21]。虽然硝化细菌生物膜微生物群落中相对含量较低，但是在高效净化养殖水体水质方面发挥着至关重要的作用。

3.4 结论

循环水养殖系统的应用不仅提高了墨瑞鳕的生长性能（特定生长率、饲料转化率），而且改善了养殖水体水质（溶解氧、氨氮和亚硝酸氮质量浓度）。墨瑞鳕循环水养殖系统生物膜在门水平的优势菌门为变形菌门、疣微菌门、浮霉菌门，在纲水平的优势菌纲为γ-变形菌纲、α-变形菌纲、疣微菌纲。墨瑞鳕循环水养殖系统不同生物滤池深度生物膜属水平优势菌属有所不同，生物滤池上层生物膜优势菌属是不动杆菌属、黄体菌属、罗氏杆菌属，生物滤池上层生物膜优势菌属是黄体菌属、气单胞菌属、不动杆菌属、金黄色葡萄菌属。墨瑞鳕循环水养殖系统生物膜中硝化细菌为亚硝化单胞菌和硝化螺旋菌，其相对丰度分别为0.03%～0.11%和1.35%～2.71%。