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微生态制剂在水产养殖中的应用

  近年来,我国的水产养殖业快速发展,养殖的集约化程度不断提高,养殖环境和养殖水域的水质日趋恶化,制约着我国水产养殖业的健康持续发展,并引发了一系列的环境和社会问题。为此,有关渔业主管部门开始推广水产健康养殖技术。所谓健康养殖,就是通过投放无疫病苗种,采用合理养殖模式并加强对投入品的管理,控制养殖环境等技术措施,使养殖生物保持最良好的生长和发育状态,以减少养殖病害发生,提高养殖产品的品质。

  使用微生态制剂是实施水产健康养殖的重要技术手段之一。微生态制剂又称微生态调解剂、益生素、促生素、增生素、生菌素等,它是在微生态理论指导下,利用从养殖动物体内或其生活环境中分离出来的有益微生物,采用特殊工艺制成的活菌制剂。它具有无毒副作用、无污染、无残留和低成本等特点,可以抑制病原微生物的生长,提高养殖对象自身的免疫力,维持养殖生态平衡。

  笔者对近年来几种主要微生态制剂在水产健康养殖中的应用情况作一介绍,并就目前微生态制剂在生产中面临的一些亟待解决的问题提出一些个人看法,以期为微生态制剂在养殖中的合理使用提供参考依据。

  1 微生态制剂的种类及其在水产健康养殖中的应用

  按照用途,微生态制剂可以分两大类:一类是体内微生态改良剂,将其添加到饲料中用以改良养殖对象体内微生物群落的组成,应用较多的有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、EM菌等;另一类是水质微生态改良剂,将其投放到养殖水环境中以改良底质或水质,主要有光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、EM菌等。

  1.1 光合细菌

  光合细菌是能进行光合作用的一类细菌。其菌体含有丰富的蛋白质、多种维生素,以及生物素、类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质。该细菌能吸收水体中的氨氮、亚硝基氮、硫化氢和有机酸等有害物质,抑制病原菌生长。王怡平(1999)等将固定光合细菌用于中华绒螯蟹的人工育苗中,当其质量分数为(1.5~2.5)×109个/mL时,氨氮和亚硝基氮的去除率在90%左右,水体中的化学需氧量明显下降,并且蟹苗的成活率也比对照组提高了15.7%。笔者曾做过试验,在饲养中华绒螯蟹的池塘内施用光合细菌,每千平方米放蟹种750只,每15~20 d施用一次光合细菌,整个养殖周期未施用任何鱼药,池塘保持水质清新、底质良好,且未发生病害。

  1.2 芽孢杆菌

  芽孢杆菌为革兰氏阳性菌,是普遍存在的一类好氧性细菌。该菌能以内孢子的形式存在于水生动物的肠道内并分泌活性很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶,可有效提高饲料的利用率,促进水生动物生长;它也可以通过消灭或减少致病菌来改善水质;芽孢杆菌还可以分解并吸收水体及底泥中的蛋白质、淀粉、脂肪等有机物以改善水质和底质。刘克琳、何明清等用芽孢杆菌的添加量为1×107 个/g的饲料对鲤鱼进行生长及免疫功能试验,结果试验组的体重增长比对照组提高11.8%,饲料系数下降0.24;试验组鲤鱼的免疫器官――胸腺、脾脏生长迅速,T、B淋巴细胞成熟快、数量增多,产生的抗体增多,免疫功能增强,肠粘膜也出现有利于增重、防病治病的生理变化。李卓佳、张庆等利用以芽孢杆菌为主导菌的微生物复合制剂进行养鱼池有机污泥的分解试验,有益菌的质量分数为(1.5~4.5)×106个/L。1个月后,池底原有厚3~125px的有机污泥被分解,鱼类的生长明显加快。

  1.3 硝化细菌

  硝化细菌是亚硝化细菌和硝化细菌的统称,属于自营性细菌的一类。亚硝化细菌将水体中的氨氮转化为亚硝酸氮,硝化细菌能将亚硝酸盐氧化为对水生动物无害的硝酸氮。硝化细菌主要与其它细菌一起制成复合微生态制剂。笔者曾试用硝化细菌和反硝化细菌处理泥鳅的养殖废水,24 h后,化学需氧量下降80.6%,亚硝基氮的去除率达90.2%,氨氮的去除率达98.5%。

  1.4 反硝化细菌

  反硝化细菌由具有反硝化作用的微生物种群组成,主要是把硝酸盐或亚硝酸盐转变成氮气而释放出来,多用于处理底泥。在养殖池底层溶解氧低于0.5 mg/L、pH值8~9的条件下,反硝化细菌能利用有机物中的底泥作为碳源,将底泥中的硝酸盐转化为无害的氮气排入大气中。反硝化过程能大量消耗池塘底层的发酵产物和沉积于底层的有机物,使底层污泥中有机物和硝酸盐的含量迅速减少,有效防止气候突变引起的水质剧变。

  1.5 乳酸菌

  乳酸菌是一种能使糖类发酵产生乳酸的细菌,它能抑制有害微生物的活动、致病菌的增殖、有机物的腐败。乳酸菌可以分解在常温下不易分解的木质素和纤维素,使有机物发酵转化成对动、植物有效的养分。

  1.6 酵母菌

  酵母菌是一群属于真菌的单细胞生物,含有较高的氨基酸、维生素等营养成分。在有氧条件下,酵母菌可将溶于水的糖类转化为二氧化碳和水。在缺氧的条件下,酵母菌可利用糖类作为碳源进行发酵和繁殖酵母菌体。所以酵母菌能有效分解溶于池水中的糖类,迅速降低水体中的生物耗氧量。吴 伟等在试验中利用假丝酵母处理水体中的亚硝基氮时,亚硝基氮的降解速率达0.036 mg/L・h,并发现水体中亚硝基氮的含量、化学需氧量及钙与镁的比例对其降解率有影响。

  1.7 革兰氏阳性放线菌群

  革兰氏阳性放线菌属好气性菌群。它能从光合细菌中获得基质,产生各种抗生素及酶,直接抑制病菌,促进有益微生物增殖。放线菌和光合细菌混合使用效果更好。它还能分解常态下不易分解的木质素、纤维素、甲壳素,有利于动、植物吸收。吴 伟等(2000)在试验中利用诺卡氏菌处理养殖水体中的氨氮时,取得了良好的效果,氨氮的最大去除率达到3.5 mg/L・h。

  1.8 硫化细菌

  硫化细菌是一种能将无机硫化物氧化为硫酸的自养型细菌,并从氧化无机硫中获得能量。硫化细菌广泛分布于池塘底泥和水体中,其氧化作用提供了水生植物可利用的硫酸态的硫元素,降低池内硫、硫化氢的含量。

  1.9 EM菌

  EM为有效微生物群的英文缩写,是由光合细菌、乳酸菌、酵母菌等多种有益菌种复合培养而成的微生物群落,它们能通过共生增殖关系组成复杂而又相对稳定的微生态系统。EM中的有益微生物经固氮、光合等一系列分解、合成作用,可使水中的有机物质形成各种营养元素,供自身及饵料生物的生长繁殖,同时增加水中的溶解氧,降低氨、硫化氢等有毒物质的含量,维持养殖水环境的平衡。另外,EM菌还能在肠道内形成优势菌群抑制大肠杆菌的活动,并促进机体对饵料的消化吸收,使排泄物中的氨氮含量减少,起到净化水质、促进生长的作用。笔者曾试验,在罗氏沼虾养殖池中施放EM菌,每隔20 d施一次,施放后水体中的溶氧量基本稳定在5 mg/L左右,养殖水质保持良好,未发生危害性虾病,试验组罗氏沼虾上市的时间比对照组提前10 d以上,单产提高 10%。

  2 微生态制剂在水产健康养殖中的作用

  2.1 分解有机污染物,净化环境

  体内微生态改良剂中的乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、EM菌等能提高饲料中蛋白质等成分的利用率,抑制腐败微生物的繁殖,减少氨及其它腐败物质的产生,从而改善水体环境;水质微生态改良剂中的光合细菌、硝化细菌、芽孢杆菌等能参与有机物的降解,发挥氧化、氨化、亚硝化、硝化、硫化、固氮等作用,分泌胞外酶素,消除水体中的有机物、氨氮、硫化氢等有害物质,降低化学需氧量 (COD)和生物耗氧量(BOD),间接增加水体中的溶解氧,改善水体环境。

  2.2 补充营养成分,促进养殖动物健康生长

  微生态制剂中的许多细菌本身含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素等营养物质,是优质饲料添加剂或动物幼体的优良饵料。水生动物消化道内微生物菌群的存在及它们与宿主之间的平衡,保证了宿主正常的代谢,为机体的生长发育提供了丰富的营养物质,也促进了消化道内多种氨基酸、维生素等一系列营养成分的有效合成和吸收利用,从而促进机体生长发育。如光合细菌富含蛋白质、维生素和微量元素等;芽孢杆菌还可产生淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等消化酶类,协助动物消化饵料,提高饲料利用率。

  2.3 抑制病原菌,提高机体免疫力

  水产养殖动物体内、外环境中存在着一个微生物的动态平衡系统,其中有益菌群和有害菌群共同生存。当水生动物受到各种不良因素的影响时,如养殖环境恶化、营养不足以及长期使用药物等,这种平衡就会被打破,原有的群落结构发生变化,引起致病菌群大量繁殖。微生态制剂具有生物活性,施放后能迅速繁殖而成为优势种群,与有害菌群争夺空间和有限的营养,使有害菌群处于不利的生存环境,抑制其生长和繁殖。微生态制剂还是良好的免疫激活剂,某些有益微生物除了能够竞争性排斥病原菌外,还可产生或含有抗菌物质和多种免疫促进因子,可活化机体的免疫系统,强化机体的应激反应机制。

  3 使用微生态制剂的注意事项

  3.1 要降低外界因子的不良影响

  水质微生态改良剂的作用易受环境因子,如水温、pH值、溶氧、光照、有机物含量等影响,不同菌株受环境因子的影响也有所不同。如阴雨天使用光合细菌效果不明显;亚硝酸盐含量和pH值偏高的水体中使用芽孢杆菌制剂的效果不明显;在水体中加入抗生素等物质,也会降低微生态制剂的作用效果。体内微生态改良剂在产品加工和贮运过程中易受干燥、高温、高压、氧化等因素的影响。因此,使用微生态制剂时应从实际出发,选择相应的产品,并通过改进措施,尽量减少外界因子的不良影响。

  3.2 要尽早、长期使用

  微生态制剂在养殖对象的整个生长过程都可以使用,但幼体期养殖对象体内、外的微生态平衡尚未完全建立,抗病能力较弱,此时使用微生态制剂,易形成优势菌群,效果最佳。另一方面,有益菌均有一个数量递增达到高峰、再递减的生长周期,且微生态制剂的预防效果好于治疗效果。因此,只有定期不间断地投放微生态制剂,才能长期稳定其种群优势,维持微生态平衡。

  3.3 要注重微生态制剂的质量

  使用微生态制剂时一定要注意有益菌的数量和活力。微生态制剂的作用是通过益生菌的一系列生理活动来实现的,其最终效果同所施益生菌的数量和活力密切相关,数量不够或活力不强,不能形成菌群优势,难以起到作用。同时,试验证明,随着保存期的延长,微生态制剂的活菌数量逐渐减少,其作用效果明显减弱,故保存期不宜过长。

  4 微生态制剂应用中存在的问题及建议

  微生态制剂虽然因其具有纯天然性、无残留、无抗药性、对水生养殖动物无毒副作用等诸多优点,可在一定程度上替代或取代抗生素,被越来越广泛地应用于水产养殖生产中,但它在水产养殖上的应用时间较短,仍存在一些亟待解决的问题。

  4.1 微生态制剂的针对性

  目前国内已确认的,适合于作为益生菌的菌种仅12种,且不同种类的微生态制剂,其针对性和作用效果不尽相同。如高质量分数的光合细菌,增氧效果最佳;EM菌和硝化细菌对氨氮的消除效果较好;芽孢杆菌有明显的降低亚硝酸盐含量的作用;EM有助于提高水体的pH。许多学者和生产厂家试图利用不同菌株的不同特性,将多种菌株培育后复合,以期发挥其综合效力。但不同菌株的生长、繁殖条件各异,同一环境条件难以同时满足所有复合菌株发挥作用的要求,因而在实际生产中要根据不同的需要选择合适的制剂,尽可能根据菌种、水生养殖动物的不同特点设计不同产品;要加强研究,进一步拓展可应用的微生物种类,开发耐酸性强、代谢产物多的优良菌种;采用分子生物学手段,改造现有菌株,加强其针对性,使之满足人们的需求。

  4.2 微生态制剂的稳定性

  保持菌种的稳定性乃是从事微生态制剂研究和生产时面临的最实际的问题。影响微生态制剂稳定性的主要因素是温度、湿度、酸碱度、存贮时间、机械摩擦和挤压等。如体内微生态改良剂在饲料加工、储存过程中易降低或失去活性,以致进入消化道后耐酸性不强,难以形成优势菌群;水质微生态改良剂的施用易受施用时间、施用周期、环境因子影响。因而在实际生产中要加强微生态制剂的剂型研究,减少加工等过程对菌体细胞的伤害,探讨合理的使用方法,提高活菌的质量分数。

  4.3 微生态制剂的安全性

  许多微生态制剂源于环保制剂,将其应用于水产养殖时,要注意菌株的特异性,应经权威机构鉴定并定期对其进行安全性检测,以确保养殖动物和消费者的安全。目前,除光合细菌外,对于其它微生态制剂尚无国家统一的产品标准,对微生态制剂中活性微生物的含量也无特殊的严格规定,加之国内生产厂家众多,有些厂家设备简单、生产规模小,在操作上存在复配、仿制甚至造假等现象,再加上检测手段不完善等,造成市场上的微生态制剂产品良莠不齐。因此,渔业生产者应选择那些有研发实力、技术成熟的生产厂家的产品,以确保产品的安全性;政府部门须尽快建立微生态制剂检测体系,逐步完善行业标准体系,加强宣传,规范微生态制剂的生产和市场经营。