微生态制剂在水产养殖水质调控与环境修复中的应用.doc

微生态制剂在水产养殖水质调控与环境修复中的应用我国是世界第一水产养殖大国，随着微生物生态学的研究进展和对食品安全的要求越来越高，人们日益认识到水环境中微生物在水产养殖中的重要性。以往谈及水环境中的微生物，主要侧重其有害的方面，如病原菌等，而往往忽视有益微生物在水体净化、防治疾病和促进生长等方面的作用。在综合防治中，重视有益微生物的生态因素，应用微生物生态制剂，可以较好地保持水中生态平衡，使综合防治取得更佳效果。具统计调查2006年中国水产养殖用微生态制剂产销量达5万吨，已形成5亿元的产业，水产养殖用微生态制剂可部分或全部替代抗菌素，2006年11月农业部在上海召开会议上确认生产绿色水产品修复水产养殖环境使水产养殖健康持续发展使用微生态制剂是必然趋势。一、国内外微生态制剂的研究和应用概况早在本世纪初(1907年)著名细菌学家梅切尼科夫即提出饮用酸奶可以延年益寿的假说，而微生态制剂真正用于防治疾病却是近20年的事。日本是世界上研制开发和利用微生态制剂较早的国家之一，其产品主要是双歧杆菌活菌制剂。在70年代初，已将双歧杆菌活菌制剂用于临床治疗腹泻。至80年代中期已有26种产品，90年代已达到饱和状态。据报道至今在日本生产这类制剂年产值达200亿日元以上的企业已有10余家。其品种分3大类。即双歧杆菌食品(包括双歧酸奶，双歧杆菌乳制品、双歧杆菌面包及饼干类)。双歧杆菌保健食品(含双歧因子)，以双歧杆菌促生因子为中心的特定保健食品(包括强化寡糖类食品及双歧杆菌、乳杆菌培养物的提取物等)和双歧杆菌药品(包括单菌制剂和联菌制剂)，其剂型有粉剂、颗料剂、锭剂、胶囊剂和微胶囊剂等多种。其他许多国家，例如德国、美国、法国、意大利、荷兰、英国、俄罗斯和韩国等亦都有不同类型的微生态制剂的产品，有的产品近年来已进入我国市场。我国微生态制剂在水产养殖业中的应用研究始于20世纪80年代初期，最早应用于水产养殖业的微生态制剂是光合细菌，主要是用于调节养殖水质，同时也在光合细菌的培养扩增技术、干法和湿法保存技术及应用效果方面做了大量工作；其后，水产养殖用微生态制剂的研究和开发领域与内容也更加广泛，到目前为止，已有乳杆菌属、双歧杆菌属、弧菌属、假单孢菌属、芽孢杆菌属的众多种类及硝化细菌、光合细菌等应用于水产养殖业。在水产养殖界最早用于大生产的是光合菌，随着科学技术的进步与发展，用于大生产的品种越来越多，如：美国的麦克可林，BZT、泰国的百安威、美国技术泰国生产的爱科玛利等等，我国最早投入市场品种有西菲利，特别是2000年以后发展很快的品种很多，有益水素、利生素、EM等等举不胜举。微生态制剂近两三年来已引起人们的普遍关注，其在水产养殖中的作用越来越大，效益越来越高，对使用消毒剂和抗菌素传统养殖模式的是一次革命性的发展。二、微生态制剂应用的理论基础1、什么叫微生态制剂微生态制剂是在微生态学理论的指导下，调整生态失调，保持微生态平衡，提高宿主(人、动物、植物)健康水平或增进健康状态的生理性活菌制品，及其代谢产物以及促进这些生理菌群生长繁殖的物质制品。目前大致分为3个类型益生菌、益生元和合生素。益生菌：又称益生素，是指投入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益作用。益生元：是指能够选择性地促进宿主肠道内原有的一种或几种有益细菌生长繁殖的物质。低聚糖、乳果糖、蔗糖低聚糖、棉子低聚糖、异麦芽低聚糖、玉米低聚糖、大豆低聚糖等，这些糖类不被人体消化系统消化吸收，亦不被肠道菌群分解利用，只能为肠道有益菌群如：双歧杆菌和乳杆菌利用。合生素：是指益生菌和益生元同时并存的制剂。(加以说明最新研究)。2、微生态制剂的主要作用机理微生态制剂与其它药物不同，从理论上讲，它优于抗生素，克服了应用抗生素所造成的菌群失调、耐药菌株的增加以及药物的毒副反应，它能起到已病辅治、未病防病、无病保健的重要作用。A、生态平衡理论：人体、动物、植物体表及体内寄居着大量的正常微生物群，这些微生物菌群和外环境构成一个微生态系统，在正常条件下，这个系统处于动态平衡状态，一但平衡遭到破坏即生态和菌群遭受失调，引起一系列的双重感染和免疫力降低，只能恢复正常的微生态平衡才能达到防病、治病的目的。(举例说明水环境的自净能力)。B、生物屏障理论：生物屏障又称生物拮抗理论，肠道内正常菌群直接参与机体生物防御的屏障结构。有化学屏障和生物屏障。特别是生物屏障，主要菌群的代谢产物，例如：乙酸乳可阻止或杀灭病原菌微生物在体内的定植。举例：真菌拮抗现象与8701药敏试验。C、生物夺氧理论：根据正常的微生物菌群的自然定植规律，人和动物出生是无菌的，出生后不久就被一系列微生物细菌定植了，定植顺序先是需氧菌，后兼性厌氧菌，随后的是厌氧菌。D、三流循环学说：三流循环主要是能量流，物质流及基因流的循环。能量流：即能量运转，正常微生物菌群的内部与其宿主保持着能量交换和运转的关系。现已发现人和动物肠上皮细胞的微绒毛与正常细菌细胞壁上的菌毛极为贴近，并发现有物质交换现象发生。物质流：即物质交换，降解与合成是微生物代谢中的必然途径，微生物菌群与宿主细胞同降解和合成代谢进行着物质交换，宿主裂解细胞与细胞外酶可为微生物利用，而微生物产生的酶、维生素、刺激素以及细胞降解成份也可为宿主细胞利用。基因流：基因交换，在正常微生物之间有着广泛的基因(DNA)交换，微生态制剂可以作为非特异性免疫调节因子，促进机体吞噬细胞的吞噬能力和促进B淋巴细胞产生抗体的能力。保证微生态系统中的能量流、物质流和基因流正常运转。三、当前水产养殖中常用微生态制剂的菌种及功用枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酵母菌、沼泽经假单胞菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫化细菌等。枯草芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌代谢产生的多肽类物质(枯草菌等)对有害菌有抑制或杀灭作用。能分泌大量细胞外酶，同时也能分泌活性抗菌物质及挥发性代谢产物，有氧时生长旺盛，生长温度最高45-55，最低为5-20，最适温度为37。纳豆芽孢杆菌：产酸，调节肠道菌群，增强动物细胞免疫反应，并能生成多种蛋白酶(特别是碱性蛋白酶)、糖化酶、脂肪酶、淀粉酶、降解植物性饲料中某些复杂的碳水化合物。生长温度最高45-55，最低5-20，孢子耐热性很强。酵母菌：酵母菌是一部分真菌的总称，但有酵母属，能调节动物肠道微生态平衡，提高消化力，增强机体免疫力，生长最适温度25-28，0不生长，但并不死亡。沼泽红假单胞菌：光能异养菌兼性好氧。可在有光下营厌氧生活，在黑暗下营好氧生长，最适生长温度30-37。对有机物有很强的氧化分解能力，能有效消除水体中有机废料，氮化合物及硫化氢等污物，改善水质。硝化细菌：它能使土壤和水中的氨气氧化为硝酸，氨经微生物作用转化为硝酸的过程被称为硝化作用，硝酸细菌可将亚硝酸氧化成硝酸，从而可以解除亚硝酸对生物体的有害作用，并且硝酸可与水和土壤中的碱中合生成硝酸盐，是高等植物及藻类良好的可给态养料。反硝化细菌：主要用于反硝化作用，目的是脱氮过程。硫化细菌：硫化细菌中比较重要的是硫杆菌等，它对自然界硫的转化有重要意义。硫化细菌可以把硫或硫化氢等氧化成硫酸，硫酸与土壤中碳酸盐作用，形成硫酸盐。硫酸盐也是植物可给态的养料。四、正确认识在水产养殖中常见的微生态制剂市场上流通的商品中，有液态状、固态状、半固态状、膏状等多种形状。我们选择产品时一定要理性的正确认识。1、液态状：大多数液态菌都是瓶装、桶装。分为活菌类和营养类。活菌类：一般是光合菌、EM菌、酵母菌为主。液态菌类主要优点是使用方便，可加水稀释直接泼撒。缺点是：运输不便，易破损，活菌保存时间较短，有些液体活菌产品还存在着涨气和包装爆裂等现象。由于利益的驱动，市场上出现了用色素、甜味剂勾兑成的无毒、无害、无效果的三无产品，给液态菌造成了很大的不良影响。营养类：主要是氨基酸，微量元素加维生素的瓶装。根据不同的使用目的一定要加以区别应用。2、固态粉状菌：目前有三种状态，第一种是经液态发酵后，将液体中加入相应的物料吸附而后干燥，这种产品比液态活菌保存时间要长些，但在使用时入水后，水和载体很快分离。第二种是纯固液发酵的菌粉，发酵气味非常浓重，一般保存时间长，活菌含量高，入水后，其中的发酵代谢产物很快能供给激活微生物的营养，因此活力强，见效快、作用持久。第三种是购买菌粉生产厂家的(菌液)纯菌粉，再加糠、麸类、矿物类载体稀释包装。个人的几个观点：1、微生物制剂的保质期及功能性不论是液态、固态菌一定要注意生产日期与保质期，菌数的真实含量很重要，但更重要的是标明菌种的功能性。因为每一个菌种都是一个大菌属，菌株、提纯、复壮、保存、每个生产环节都决定着功能性是否能充分发挥作用。(举例说明，发酵工艺的创新及工程菌的选育)。2、单一菌株和复合菌株的不同点经全国多点观察调查来看，单一菌株存在着一定的局限性，在海南的反映尤为突出。由于对虾养殖密度大，又都是水泥或塑料的高位池。一般用单一菌种把表层水作的又绿又亮非常漂亮，而中下层水质指标难以理想，对虾死底现象照样发生，(当然对虾死亡原因是错综复杂的)。利用单一菌种制作的产品，很难做到立体调水。本所的研究和多年多区域实验示范证明，使复合型制剂益水素能立体调水，使水体保持动态平衡，并能修复塘底。实例之一：我所选择汉沽马宗旭先生养殖场150亩养殖池试验，池塘是连续养鱼，没有清塘的鱼池。从清塘肥水后开始到对虾捕捞全程使用益水素，每隔12天-15天施用一次，根据水质情况从每亩米水深100克到500克。亩产达1200斤-1500斤对虾，整个养殖周期氨氮保持0.2-0.3mg/L，亚硝酸盐几乎没有发现，。养虾结束后将水排干，黑臭的污泥被一层黄褐色菌膜所履盖。实例之二：海口昌正虾场四十口虾塘一年养2-3茬虾，连续养殖，全程只补水不排水。别人认为是不可思议的，张氏懒汉养虾法。而且连年丰收。五、我所水产养殖用肥水、调水、亚硝酸盐降解、底质改良、免疫促长等产品的研发依据及使用方法。1、肥水：在水产养殖中肥水是必不可少的，只是根据不同的养殖品种而有差异，沧州旺发生物技术研究所的生物肥水素生物肥水神经多区域不同水质使用，不但肥水效果快，而水质肥、活、嫩、爽、稳，该产品的特点。、肥源搭配科学合理，比例适当根据培养单胞藻的配方结合实际按需求采用发酵的有机肥、优质的无机肥、氮、磷、钾、钙、镁、铁比例适当。、搭配了多种有特种功能的生物活菌，单独包装，让人摸的着、看的见。A、硝酸化细菌：首先将所有氮元素硝酸化转化成藻类可给态养料。B、解磷菌：将水中大量不能直接利用的长链磷分解成短链磷，便于藻类吸收利用。C、钾细菌：可由硅酸矿物中分解出钾，还能从磷灰石中释放磷，能保苗种成活率高。D、固氮菌：微生物通过其体内的一种具有的特殊催化能力的固氮酶的活动，将不能被植物利用的分子氮转化变成植物可利用的氨态氮，因此肥效期长。由于上述科学合理的配伍，在微生物的作用下形成了黄金搭档，保持了水质肥、活、嫩、爽、稳。2、调水：在水产养殖行业最重要的基础物质是水，将水质调好是养殖成功的基础和关键。、调水：防重于治。实践证明，养殖过程中定期或根据水质具体情况使用微生态制剂，使整个养殖周期的水质一直保持良好状态，养殖水生动物健壮，抗性强，产量高。好多养殖户到水质败坏，养殖品种发病，再采取措施，已经是非常被动了，造成养殖产量大减或绝产。、在发病初期，水质已败坏到一定程度，选择质量好的微生物制剂产品连续使用并辅以增氧措施，与抗应激的维生素类或提取的中药也能补救，但损失大、费用高。、一定要选择功能性对症的微生态制剂产品，根据不同水质情况施用不同品种。例：亚硝酸盐高以涌发速效亚硝净为主，调水以涌发金露为主，降氨氮以涌发益水素为主，特别是养殖中后期在结合施用涌发底毒净只要化验准确，施用量和施用方法得当，完全可以将水质调控好。3、亚硝酸盐降解：降解亚硝酸盐需要四个途径：A、氧化：亚硝酸盐的产生，是氨类物质在厌氧条件下积累形成的，增加水体的溶解氧含量对降解亚硝酸盐尤为重要。B、硝酸化：选择好的硝酸化细菌激活后进入水体在很短时间内将亚硝酸盐转化成硝酸盐，不但解毒，更重要的是硝酸盐已为藻类生长提供了可给态营养。C、反硝化：反硝化是一个脱氮作用，水中的亚硝酸盐在硝化细菌的作用下转化成硝酸盐，如果仅靠藻类消耗利用需要很长时间，加之每天还要投料，排泄物还在增多，硝酸盐还要产生，而脱氮能力很强的反硝化菌将水中的硝酸盐等氨类物质转化为游离的氮气或氮的氧化物挥发于空中。以涌发亚硝净为例，其就具有脱氮作用，因此，降解亚硝酸盐彻底。这一过程是维持地球上氮素循环的重要一环。D、天气：选择晴天，万物生长靠太阳。天气好时水体溶解氧充足活菌通过硝酸化作用将亚硝酸盐转化成硝酸盐给藻类提供可给态营养，使藻类生长良好，水中溶氧越来越多，氧化效果好，亚硝酸盐就会很快降解，整个水体处在一个良性循环状态；如果天气不好水中藻类也不会生长很好，亚硝酸盐降解速度缓慢。4、底质改良：底质好坏对养殖影响很大，水质败坏实际上是底质腐败的具体表现，有人说成也是底泥，败也是底泥，这句话很有道理，看你怎样因势利导改善底质。有益菌、有害菌、大部分都在土壤中生存繁殖。在水中增施有益微活菌，让有益菌将部分底泥消化或形成菌膜将底泥覆盖。我所改底的产品是黑、红两种颗粒的混合物，黑颗粒含吸附剂络合物、高分子聚合物、中药等，红颗粒中有硝化菌、反硝化菌、硫化菌等活菌，另外还含增氧剂。黑颗粒将水中悬浮物吸附沉降到底部，使水体爽、亮，提高透明度，红颗粒把沉降的废弃物降解掉，加之增氧剂的增氧作用，三者互相作用，变害为宝，改善养殖环境，使养殖环境良性循环。5、免疫促长：增强养殖动物的免疫力非常重要，目前，绝大部分多糖是淀粉类物质生产的，也有用酵母细胞壁。而本所的复合免疫多糖除有部份中药及药用真菌灵芝的提取物外，绝大部份是以我所生产的水产专用破壁酵母为主要原料。酵母破壁、质壁分离的内溶物，含有大量维生素、多糖类、多种活性酶类和未知促长因子，特别是乳糖酶能将蔗糖类物质转化成葡萄糖，能将乳清转化为半乳糖，提高了水生动物消化吸收率，有显著的提高免疫力，促进生长的效果(举例说明，长岛试验)。六、科学使用微生物制剂应注意事项涌发牌微生态制剂主要用于降解氨氮、亚硝酸盐、调水色、改善底质、调节PH值、抑制孤菌、发光菌的发生。在广东湛江、海南，高位养殖池使用效果明显。这既有内在质量的保障同时也与正确的使用方法分不开，为此应注意以下几点：1、首先要了解养殖池的基本情况：如养殖品种、养殖密度、水质败坏程度、水色、透明度、PH值、氨氮、亚硝酸盐含量、所用消毒药物的时间与品种、天气、水温等情况。2、准确测量水质指标：特别是水体中氨氮、亚硝酸盐含量要测定准确。如果在测验的比色板上，已达最高色阶的时候，用纯净水稀释后再检测，达到一个精确的色阶，再乘以稀释倍数，即得水体氨氮、亚硝酸盐含量。例：亚硝酸盐大于0.3mg/L。方法：取10ml养殖池水，再用饮用纯净水20ml混合后在测定，比色板显示亚硝酸盐含量为0.15mg/L、亚硝酸盐的实际实际含量是0.15mg/L3=0.45mg/L。使用活菌后再测定，如果养殖水不用稀释，就能测定出正确数值，说明效果显著，分别在24小时、48小时、72小时测定，看下降趋势。3、使用前一定浸泡，激活活菌。特别是海水高位池，水质败坏严重的，一定要用养殖原池水浸泡活菌，并且加红或白糖。A、浸泡活菌水中加1%糖，活菌与水的比例为1：5或1：10，浸泡时间最好是一个夜晚，第二天出太阳后，用池塘水稀释，全池均匀泼洒。4、选择晴天，效果才能显著。阳光对藻类的生长是非常重要的，活菌将有害物质转化成硝酸盐或硫酸盐后，促使有益藻类快速繁殖，消耗有机物并能大量增加溶氧，把有害物质能氧化掉，使其水体动态平衡。5、水质败坏严重的池塘，配合增氧剂或底质改良剂使用见效快。水质败坏的池塘一般都溶氧偏低，而大量使用活菌后，活菌快速繁殖也要氧气，会造