微生態制劑在水產養殖水質調控與環境修復中的應用

笨也要活著 · 發表于 2010-2-2 11:17:07

滄州旺發生物技術研究所張連潤王振懷

　　我國是世界第一水產養殖大國，隨著微生物生態學的研究進展和對食品安全的要求越來越高，人們日益認識到水環境中微生物在水產養殖中的重要性。以往談及水環境中的微生物，主要側重其有害的方面，如病原菌等，而往往忽視有益微生物在水體凈化、防治疾病和促進生長等方面的作用。在綜合防治中，重視有益微生物的生態因素，應用微生物生態制劑，可以較好地保持水中生態平衡，使綜合防治取得更佳效果。
一、國內外微生態制劑的研究和應用概況
　　早在本世紀初（1907年）著名細菌學家梅切尼科夫即提出飲用酸奶可以延年益壽的假說，而微生態制劑真正用于防治疾病卻是近20年的事。
　　日本是世界上研制開發和利用微生態制劑較早的國家之一，其產品主要是雙歧桿菌活菌制劑。在70年代初，已將雙歧桿菌活菌制劑用于臨床治療腹瀉。至80年代中期已有26種產品，90年代已達到飽和狀態。據報道至今在日本生產這類制劑年產值達200億日元以上的企業已有10余家。其品種分3大類。即雙歧桿菌食品（包括雙歧酸奶，雙歧桿菌乳制品、雙歧桿菌面包及餅干類）。雙歧桿菌保健食品（含雙歧因子），以雙歧桿菌促生因子為中心的特定保健食品（包括強化寡糖類食品及雙歧桿菌、乳桿菌培養物的提取物等）和雙歧桿菌藥品（包括單菌制劑和聯菌制劑），其劑型有粉劑、顆料劑、錠劑、膠囊劑和微膠囊劑等多種。
　　其他許多國家，例如德國、美國、法國、意大利、荷蘭、英國、俄羅斯和韓國等亦都有不同類型的微生態制劑的產品，有的產品近年來已進入我國市場。
　　我國微生態制劑在水產養殖業中的應用研究始于20世紀80年代初期，最早應用于水產養殖業的微生態制劑是“光合細菌”，主要是用于調節養殖水質，同時也在光合細菌的培養擴增技術、干法和濕法保存技術及應用效果方面做了大量工作；其后，水產養殖用微生態制劑的研究和開發領域與內容也更加廣泛，到目前為止，已有乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、弧菌屬、假單孢菌屬、芽孢桿菌屬的眾多種類及硝化細菌、光合細菌等應用于水產養殖業。
　　在水產養殖界最早用于大生產的是“光合菌”，隨著科學技術的進步與發展，用于大生產的品種越來越多，如：美國的麥克可林，BZT、泰國的“百安威”、美國技術泰國生產的“愛科瑪利”等等，我國最早投入市場品種有“西菲利”，特別是2000年以后發展很快的品種很多，有“益水素”、“利生素”、“EM”等等舉不勝舉。
　　微生態制劑近兩三年來已引起人們的普遍關注，其在水產養殖中的作用越來越大，效益越來越高，對使用消毒劑和抗菌素傳統養殖模式的是一次革命性的發展。
二、微生態制劑應用的理論基礎
1、什么叫微生態制劑
微生態制劑是在微生態學理論的指導下，調整生態失調，保持微生態平衡，提高宿主（人、動物、植物）健康水平或增進健康狀態的生理性活菌制品，及其代謝產物以及促進這些生理菌群生長繁殖的物質制品。目前大致分為3個類型“益生菌”、“益生元”和“合生素”。
益生菌：又稱益生素，是指投入后通過改善宿主腸道菌群生態平衡而發揮有益作用。
益生元：是指能夠選擇性地促進宿主腸道內原有的一種或幾種有益細菌生長繁殖的物質。低聚糖、乳果糖、蔗糖低聚糖、棉子低聚糖、異麥芽低聚糖、玉米低聚糖、大豆低聚糖等，這些糖類不被人體消化系統消化吸收，亦不被腸道菌群分解利用，只能為腸道有益菌群如：雙歧桿菌和乳桿菌利用。
合生素：是指益生菌和益生元同時并存的制劑。（加以說明最新研究）。
2、微生態制劑的主要作用機理
　　微生態制劑與其它藥物不同，從理論上講，它優于抗生素，克服了應用抗生素所造成的菌群失調、耐藥菌株的增加以及藥物的毒副反應，它能起到“已病輔治”、“未病防病”、“無病保健”的重要作用。
A、生態平衡理論：人體、動物、植物體表及體內寄居著大量的正常微生物群，這些微生物菌群和外環境構成一個微生態系統，在正常條件下，這個系統處于動態平衡狀態，一但平衡遭到破壞即生態和菌群遭受失調，引起一系列的雙重感染和免疫力降低，只能恢復正常的微生態平衡才能達到防病、治病的目的。（舉例說明水環境的自凈能力）。
B、生物屏障理論：生物屏障又稱生物拮抗理論，腸道內正常菌群直接參與機體生物防御的屏障結構。有化學屏障和生物屏障。
　　特別是生物屏障，主要菌群的代謝產物，例如：乙酸乳可阻止或殺滅病原菌微生物在體內的定植。舉例：真菌拮抗現象與8701藥敏試驗。
C、生物奪氧理論：根據正常的微生物菌群的自然定植規律，人和動物出生是無菌的，出生后不久就被一系列微生物細菌定植了，定植順序先是需氧菌，后兼性厭氧菌，隨后的是厭氧菌。
D、三流循環學說：三流循環主要是能量流，物質流及基因流的循環。
　　能量流：即能量運轉，正常微生物菌群的內部與其宿主保持著能量交換和運轉的關系。現已發現人和動物腸上皮細胞的微絨毛與正常細菌細胞壁上的菌毛極為貼近，并發現有物質交換現象發生。
　　物質流：即物質交換，降解與合成是微生物代謝中的必然途徑，微生物菌群與宿主細胞同降解和合成代謝進行著物質交換，宿主裂解細胞與細胞外酶可為微生物利用，而微生物產生的酶、維生素、刺激素以及細胞降解成份也可為宿主細胞利用。
　　基因流：基因交換，在正常微生物之間有著廣泛的基因（DNA）交換，微生態制劑可以作為非特異性免疫調節因子，促進機體吞噬細胞的吞噬能力和促進B淋巴細胞產生抗體的能力。保證微生態系統中的能量流、物質流和基因流正常運轉。
三、當前水產養殖中常用微生態制劑的菌種及功用
　　枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、酵母菌、沼澤紅假單胞菌、硝化細菌、反硝化細菌、硫化細菌等。
　　枯草芽孢桿菌：枯草芽孢桿菌代謝產生的多肽類物質（枯草菌等）對有害菌有抑制或殺滅作用。能分泌大量細胞外酶，同時也能分泌活性抗菌物質及揮發性代謝產物，有氧時生長旺盛，生長溫度最高45-55℃，最低為5-20℃，最適溫度為37℃。
　　納豆芽孢桿菌：產酸，調節腸道菌群，增強動物細胞免疫反應，并能生成多種蛋白酶（特別是堿性蛋白酶）、糖化酶、脂肪酶、淀粉酶、降解植物性飼料中某些復雜的碳水化合物。生長溫度最高45-55℃，最低5-20℃，孢子耐熱性很強。
　　酵母菌：酵母菌是一部分真菌的總稱，但有酵母屬，能調節動物腸道微生態平衡，提高消化力，增強機體免疫力，生長最適溫度25-28℃，0℃不生長，但并不死亡。
　　沼澤紅假單胞菌：光能異養菌兼性好氧。可在有光下營厭氧生活，在黑暗下營好氧生長，最適生長溫度30-37℃。對有機物有很強的氧化分解能力，能有效消除水體中有機廢料，氮化合物及硫化氫等污物，改善水質。
　　硝化細菌：它能使土壤和水中的氨氣氧化為硝酸，氨經微生物作用轉化為硝酸的過程被稱為硝化作用，硝酸細菌可將亞硝酸氧化成硝酸，從而可以解除亞硝酸對生物體的有害作用，并且硝酸可與水和土壤中的堿中合生成硝酸鹽，是高等植物及藻類良好的可給態養料。
　　反硝化細菌：主要用于反硝化作用，目的是脫氮過程。
　　硫化細菌：硫化細菌中比較重要的是硫桿菌等，它對自然界硫的轉化有重要意義。硫化細菌可以把硫或硫化氫等氧化成硫酸，硫酸與土壤中碳酸鹽作用，形成硫酸鹽。硫酸鹽也是植物可給態的養料。
四、正確認識在水產養殖中常見的微生態制劑
　　市場上流通的商品中，有液態狀、固態狀、半固態狀、膏狀等多種形狀。我們選擇產品時一定要理性的正確認識。
　　1、液態狀：大多數液態菌都是瓶裝、桶裝。分為活菌類和營養類。活菌類：一般是光合菌、EM菌、酵母菌為主。液態菌類主要優點是使用方便，可加水稀釋直接潑撒。缺點是：運輸不便，易破損，活菌保存時間較短，有些液體活菌產品還存在著漲氣和包裝爆裂等現象。由于利益的驅動，市場上出現了用色素、甜味劑勾兌成的“無毒、無害、無效果”的“三無產品”，給液態菌造成了很大的不良影響。營養類：主要是氨基酸，微量元素加維生素的瓶裝。根據不同的使用目的一定要加以區別應用。
　　2、固態粉狀菌：目前有三種狀態，第一種是經液態發酵后，將液體中加入相應的物料吸附而后干燥，這種產品比液態活菌保存時間要長些，但在使用時入水后，水和載體很快分離。
　　第二種是純固液發酵的菌粉，發酵氣味非常濃重，一般保存時間長，活菌含量高，入水后，其中的發酵代謝產物很快能供給激活微生物的營養，因此活力強，見效快、作用持久。
　　第三種是購買菌粉生產廠家的（菌液）純菌粉，再加糠、麩類、礦物類載體稀釋包裝。
個人的幾個觀點：
　　1、微生物制劑的保質期及功能性
　　不論是液態、固態菌一定要注意生產日期與保質期，菌數的真實含量很重要，但更重要的是標明菌種的功能性。因為每一個菌種都是一個大菌屬，菌株、提純、復壯、保存、每個生產環節都決定著功能性是否能充分發揮作用。（舉例說明，發酵工藝的創新及工程菌的選育）。
　　2、單一菌株和復合菌株的不同點
　　經全國多點觀察調查來看，單一菌株存在著一定的局限性，在海南的反映尤為突出。由于對蝦養殖密度大，又都是水泥或塑料的高位池。一般用單一菌種把表層水作的又綠又亮非常漂亮，而中下層水質指標難以理想，對蝦死底現象照樣發生，（當然對蝦死亡原因是錯綜復雜的）。利用單一菌種制作的產品，很難做到立體調水。
　　　實例之一：我所選擇漢沽馬宗旭先生養殖場150畝養殖池試驗，池塘是連續養魚，沒有清塘的魚池。從清塘肥水后開始到對蝦捕撈全程使用“益水素”，每隔12天-15天施用一次，根據水質情況從每畝•米水深100克到500克。畝產達1200斤-1500斤對蝦，整個養殖周期氨氮保持0.2-0.3mg/L，亞硝酸鹽幾乎沒有發現。養蝦結束后將水排干，黑臭的污泥被一層黃褐色菌膜所履蓋。
　　實例之二：海口昌正蝦場四十口蝦塘一年養2-3茬蝦，連續養殖，全程只補水不排水。別人認為是不可思議的，張氏懶漢養蝦法。而且連年豐收。
五、我所水產養殖用肥水、調水、亞硝酸鹽降解、底質改良、免疫促長等產品的研發依據及使用方法。
　　1、肥水：在水產養殖中肥水是必不可少的，只是根據不同的養殖品種而有差異，滄州旺發生物技術研究所的“生物肥水素”“生物肥水神”經多區域不同水質使用，不但肥水效果快，而水質“肥、活、嫩、爽、穩”，該產品的特點。
　　①、肥源搭配科學合理，比例適當
　　根據培養單胞藻的配方結合實際按需求采用發酵的有機肥、優質的無機肥、氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵比例適當。
　　②、搭配了多種有特種功能的生物活菌，單獨包裝，讓人摸的著、看的見。
A、硝酸化細菌：首先將所有氮元素硝酸化轉化成藻類可給態養料。
B、解磷菌：將水中大量不能直接利用的長鏈磷分解成短鏈磷，便于藻類吸收利用。
C、鉀細菌：可由硅酸礦物中分解出鉀，還能從磷灰石中釋放磷，能保苗種成活率高。
D、固氮菌：微生物通過其體內的一種具有的特殊催化能力的固氮酶的活動，將不能被植物利用的分子氮轉化變成植物可利用的氨態氮，因此肥效期長。
　　由于上述科學合理的配伍，在微生物的作用下形成了黃金搭檔，保持了水質“肥、活、嫩、爽、穩”。
　　2、調水：在水產養殖行業最重要的基礎物質是水，將水質調好是養殖成功的基礎和關鍵。
　　①、調水：“防重于治”。實踐證明，養殖過程中定期或根據水質具體情況使用微生態制劑，使整個養殖周期的水質一直保持良好狀態，養殖水生動物健壯，抗性強，產量高。好多養殖戶到水質敗壞，養殖品種發病，再采取措施，已經是非常被動了，造成養殖產量大減或絕產。
　　②、在發病初期，水質已敗壞到一定程度，選擇質量好的微生物制劑產品連續使用并輔以增氧措施，與抗應激的維生素類或提取的中藥也能補救，但損失大、費用高。
　　③、一定要選擇功能性對癥的微生態制劑產品，根據不同水質情況施用不同品種。例：亞硝酸鹽高以“涌發速效亞硝凈”為主，調水以“涌發金露”為主，降氨氮以“涌發益水素”為主，特別是養殖中后期在結合施用“涌發底毒凈”只要化驗準確，施用量和施用方法得當，完全可以將水質調控好。
　　3、亞硝酸鹽降解：降解亞硝酸鹽需要四個途徑：
　　A、氧化：亞硝酸鹽的產生，是氨類物質在厭氧條件下積累形成的，增加水體的溶解氧含量對降解亞硝酸鹽尤為重要。
　　B、硝酸化：選擇好的硝酸化細菌激活后進入水體在很短時間內將亞硝酸鹽轉化成硝酸鹽，不但解毒，更重要的是硝酸鹽已為藻類生長提供了可給態營養。
　　C、反硝化：反硝化是一個脫氮作用，水中的亞硝酸鹽在硝化細菌的作用下轉化成硝酸鹽，如果僅靠藻類消耗利用需要很長時間，加之每天還要投料，排泄物還在增多，硝酸鹽還要產生，而脫氮能力很強的反硝化菌將水中的硝酸鹽等氨類物質轉化為游離的氮氣或氮的氧化物揮發于空中。以“涌發亞硝凈”為例，其就具有脫氮作用，因此，降解亞硝酸鹽徹底。這一過程是維持地球上氮素循環的重要一環。
　　D、天氣：選擇晴天，萬物生長靠太陽。天氣好時水體溶解氧充足活菌通過硝酸化作用將亞硝酸鹽轉化成硝酸鹽給藻類提供可給態營養，使藻類生長良好，水中溶氧越來越多，氧化效果好，亞硝酸鹽就會很快降解，整個水體處在一個良性循環狀態；如果天氣不好水中藻類也不會生長很好，亞硝酸鹽降解速度緩慢。
　　4、底質改良：底質好壞對養殖影響很大，水質敗壞實際上是底質腐敗的具體表現，有人說“成也是底泥，敗也是底泥”，這句話很有道理，看你怎樣因勢利導改善底質。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，讓有益菌將部分底泥消化或形成菌膜將底泥覆蓋。我所改底的產品是“黑、紅”兩種顆粒的混合物，“黑顆粒”含吸附劑絡合物、高分子聚合物、中藥等，“紅顆粒”中有硝化菌、反硝化菌、硫化菌等活菌，另外還含增氧劑。
　　“黑顆粒”將水中懸浮物吸附沉降到底部，使水體“爽、亮”，提高透明度，“紅顆粒”把沉降的廢棄物降解掉，加之增氧劑的增氧作用，三者互相作用，變害為寶，改善養殖環境，使養殖環境良性循環。
　　5、免疫促長：增強養殖動物的免疫力非常重要，目前，絕大部分多糖是淀粉類物質生產的，也有用酵母細胞壁。而本所的“復合免疫多糖”除有部份中藥及藥用真菌靈芝的提取物外，絕大部份是以我所生產的“水產專用破壁酵母”為主要原料。酵母破壁、質壁分離的內溶物，含有大量維生素、多糖類、多種活性酶類和未知促長因子，特別是乳糖酶能將蔗糖類物質轉化成葡萄糖，能將乳清轉化為半乳糖，提高了水生動物消化吸收率，有顯著的提高免疫力，促進生長的效果（舉例說明，長島試驗）。
六、科學使用微生物制劑應注意事項
　　“涌發牌”微生態制劑主要用于降解氨氮、亞硝酸鹽、調水色、改善底質、調節PH值、抑制孤菌、發光菌的發生。在廣東湛江、海南，高位養殖池使用效果明顯。這既有內在質量的保障同時也與正確的使用方法分不開，為此應注意以下幾點：
　　1、首先要了解養殖池的基本情況：如養殖品種、養殖密度、水質敗壞程度、水色、透明度、PH值、氨氮、亞硝酸鹽含量、所用消毒藥物的時間與品種、天氣、水溫等情況。
　　2、準確測量水質指標：特別是水體中氨氮、亞硝酸鹽含量要測定準確。如果在測驗的比色板上，已達最高色階的時候，用純凈水稀釋后再檢測，達到一個精確的色階，再乘以稀釋倍數，即得水體氨氮、亞硝酸鹽含量。
例：亞硝酸鹽大于0.3mg/L。
方法：取10ml養殖池水，再用飲用純凈水20ml混合后在測定，比色板顯示亞硝酸鹽含量為0.15mg/L、亞硝酸鹽的實際實際含量是0.15mg/L×3=0.45mg/L。使用活菌后再測定，如果養殖水不用稀釋，就能測定出正確數值，說明效果顯著，分別在24小時、48小時、72小時測定，看下降趨勢。
3、使用前一定浸泡，激活活菌。
特別是海水高位池，水質敗壞嚴重的，一定要用養殖原池水浸泡活菌，并且加紅或白糖。A、浸泡活菌水中加1%糖，活菌與水的比例為1：5或1：10，浸泡時間最好是一個夜晚，第二天出太陽后，用池塘水稀釋，全池均勻潑灑。
4、選擇晴天，效果才能顯著。
陽光對藻類的生長是非常重要的，活菌將有害物質轉化成硝酸鹽或硫酸鹽后，促使有益藻類快速繁殖，消耗有機物并能大量增加溶氧，把有害物質能氧化掉，使其水體動態平衡。
5、水質敗壞嚴重的池塘，配合增氧劑或底質改良劑使用見效快。
水質敗壞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氣，會造成暫時缺氧，水質發生很大變化，養殖動物容易產生應激反應，不利水生動物的生存，所以說一定開增氧機24小時或使用增氧劑，以徹底降解有害物質，使水質穩定。
6、根據水質敗壞程度，合理使用量。
多年實踐證明，一般水質惡化嚴重的池塘，首次使用800克/畝•米水深，24小時補施400克，48小時補施300克，連續開啟增氧機或補施增氧劑，或配合底改都能收到滿意的效果。7-10天后，再少量補施，按300-400克/畝•米水深。
7、有解毒的效果。
此項功能往往被人們忽視，由于天氣原因或使用量不夠充足，比色板上的色階變化不太明顯，但水生動物活力增強，開始攝食或攝食量增加，主要原因是：在硝化細菌的作用下，亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽，已經解毒。隨著天氣變化，根據情況，畝•米水深再補施200-300克，3-5天內一般水質可以變好。
8、注意水溫。
水溫在10℃以下時，不適宜施用，特別是天氣不好，水溫低，施用后效果不明顯，但不會有負作用，最適溫度20℃-25℃效果最明顯。
9、搞清楚近期施用過哪些消毒物。
施用活菌前，要確認消毒藥物或抗菌素已經失效，方可施用。間隔時間一般3-5天（按24小時一天計算）。
10、遇到水質敗壞嚴重的發病池塘，水質處理時，先用大劑量活菌加維生素C、E等抗應激類的物質（最好不要使用消毒劑，實踐證實，消毒過后，一般病情加重），把水質調控好后再施用藥物，效果好，而且穩妥。
11、生物活菌不是藥物，一旦發生病害一定要用相關藥物治療，水產養殖水質調控是一門科學，主要來源于生產實踐，希望大家根據自己的經驗結合微生物制劑的特點采取綜合措施，爭取更大的豐收。

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