光合细菌在水产养殖上的应用

光合细菌在水产养殖上的应用 陆永新，王蔚淼，张家学，齐振雄 (广东海大集团有限公司 畜牧水产研究中心，广州 511400) 中图分类号：Q939．1；$96 文献标识码：A 文章编号：1001—0084(2007)21—0056—03 光合细菌(Photo Synthetic Bacteria，PSB)是具有 原始光能合成体系的原核生物的总称，是水环境中 重要的微生物类群。本文简单介绍光合细菌的基本 特性，重点讨论光合细菌在水产养殖中的应用进 展、作用机理和存在的问题，旨在为光合细菌深入 研究和应用提供参考。 1 光合细菌的基本特性 光合细菌是 自然界中的一类水圈微生物，广泛 分布于湖泊、海洋、土壤中，是地球上最古老的生 物之一。根据《伯杰细菌鉴定手册》第 8版，将 PSB 分为 2大类：蓝细菌(门)和红螺菌(目)，其中可进 行光合作用而不产氧的红螺菌又可分为3个科(红 螺菌科、着色菌科和绿菌科)，18个属。光合细菌 为革兰阴性细菌，主要有球状、杆状、螺旋状和卵 圆形，一般细胞直径大小为 0．5～5 Ixm。主要以二 次分裂方式进行繁殖，少数为出芽生殖。光合细菌 菌体内含有菌绿素和类胡萝 卜素，细菌的种类和数 量不同，菌体可以呈现不同的颜色。 光合细菌能以光作为能源，以 CO：或有机物作 为营养碳源进行繁殖，能利用太Itli同化 COz，在 不同的 自然条件下具有不同的功能，如固氮、脱 氢、固碳、氧化硫化物等多种功能，故在自然界的 碳素、氮素、硫素转化循环中起重要作用。光合细 菌营养丰富，营养价值高，菌体内含有丰富的氨基 酸、蛋白质、叶酸、维生素 B族。 收稿日期：2007—09—12 作者简介：陆永新(1986一)，男，广东信宜人，主要从事与微 生态制剂相关的工作。 光合细菌在厌氧和好氧下均能生长，但更适宜 于含氧量不足的水体，其适应的 pH值 5 9，最适 pH为 7；适宜作用温度为 l5—40℃，最适温度为 30℃，在海水、淡水中均可生长。 2 光合细菌在水产养殖上的应用现状 光合细菌是水体兼性厌氧层中主要的初级生产 者；有些科的菌株不仅能在厌氧光照下以低级脂肪 酸、多种二羧酸、醇类 、糖类 、芳香族化合物等低 分子有机物作为光合作用的电子供体，进行光能异 养生长，而且能在好氧黑暗条件下，以有机物为呼 吸基质进行好氧异养生长。 2．1 光合细菌作为水产养殖的水质净化剂 随着现代工业的发展 ，近海水域 、河流、湖 泊、池塘、养殖池等受到的污染机会增加，水域污 染对水产养殖业造成了很大危害，如何有效调节养 殖水质成为水产养殖业中一个关键的问题。另外， 在鱼、虾类养殖池中，常因鱼、虾的排泄物以及残 饵造成水体污染，氨、氮浓度高，致使水质败坏， 造成有害菌生长，引起鱼、虾发病死亡。 以往改善养殖水体主要是通过更换养殖用水， 但污染的 90％主要根源于池底所沉积的有机物 质，更换水体往往只能在短时间内改善养殖水体， 大量有机物质仍然存留池底，经过一段时间又会被 分解产生有毒有害物质继续污染水体。此外，更换 水体还受到水源水质情况的限制。PSB能够针对污 染的主要根源——池底有机物产生作用。它能够利 用水中这些有机物质作为营养源合成自身营养，产 生新的PSB，同时能迅速分解水中的氨态氮、硫化 ： 、 j ． ．一·、‘； ‘一 ‘ ‘； ‘ - 。 · ·、’ ·l f · ‘ ·‘ · 。 ·、! · ! - 一 ‘ 一· ：^ ‘ · 。j^ · 、 I !等 j ＼ -、 矗 量元素的添加水平，对保护饲料中的营养成分、 降低排放有积极意义。 综上所述 ，碱式氯化锌无论是替代氧化锌还 镝将谗瓷2007年第 2l期 是硫酸锌，均显示出明显的优势，是一种高效安 全的锌源，对饲料企业保持饲料产品的稳定性、 避免铅、镉等有害物超标将能起到较大的作用。 一 56 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 物等有害物质，大幅度降低养殖水体中的 COD(化 学需氧量)、BOD(生化需氧量)等污染指标 ，提高 水体的 pH值，PSB还可通过吸收水中的耗氧因子 而间接增加水中的氧气含量，增加溶氧，提高养殖 密度，改善水体环境。 邢华⋯利用 PSB净化虾池水质，NH 一N下降 77．8％，溶氧提高 84．8％。于沛芬 利用 PSB固 定化技术进行试验表明，固定化 PSB在鱼池中除氨 率达 90％以上，而游离 PSB的除氨率在 50％左 右。光合细菌作为养殖水质净化剂，目前国内外均 已进人生产应用阶段。在日本、东南亚各国和我国 的养鱼池和养虾池均已较普遍地投放光合细菌作为 改善水质的净化剂，并已取得明显的效果。 通常而言，用光合细菌净化水质时，水温宜在 20℃以上，每亩(一667 1TI )水深 1 1TI的水体投放 含 1×10 ～2×10 个 ·mL 细菌的光合细菌液 3—5 ，视水质状况 ，每 10～20 d全池泼洒。由 于光合细菌良好的净水作用，实践中，一般可实现 增产20％ ～30％[31。 光合细菌作为水产养殖的水质净化剂主要有以 下优点：①有机负荷高，可以直接处理由几千至几 万高浓度的有机污水，无须稀释；②不存在污泥的 处置问题，处理后的污泥是很好的有机肥料，其中 的单细胞蛋白质可用做水产动物的饲料；③除氮效 果好，耐盐能力强；④占地面积小，投资费用省， 消耗动力低，节省能源；⑤容易管理，在 10～40℃ 内均可处理，受季节影响小，且不会产生污泥膨胀 现象。 2．2 光合细菌用于防治鱼病 许多的研究证明，利用光合细菌能对鲤鱼穿孔 病、金鱼绵头病、鳗鱼水霉病和赤鳍病及南方黑绸 擦伤病等进行治疗。具体做法是将病鱼放在光合细 菌培养液稀释 10倍的菌液中浸洗 10～15 rain，再 放于投施适量光合细菌的池中饲养，15 d后病鱼康 复。此外，养殖过程中，光合细菌对虾、泥鳅、鳗 鱼、鲷鱼等腐鳃病和病毒性疾病有预防作用。 光合细菌对鱼病的防治作用主要在于：①由于 光合细菌数量的增加，形成了对养殖生物最有利的 微生物群落，使一些致病性或条件致病性的微生物 数量和发病条件得到有效的控制，减少了养殖生物 发病的可能；②光合细菌可有效改善养殖环境，净 化水质，减少病害发生的机会；③光合细菌中的荚 膜红假单孢菌细胞壁中含有的多糖类为广谱的非特 异性免疫激活剂，使鱼类的免疫球蛋白提高 10倍 以上，增强其免疫功能，并增强了鱼的体质和抗病 力，减少疾病的发生，起到防治病害的作用 。 2．3 光合细菌在育苗及促生长上的作用 光合细菌作为鱼、虾类添加剂有促进鱼、虾生 长，提高成活率和饲料转化率的作用。据报道，施 用占水体 5 L·L 的光合细菌喂鱼，鲢鱼夏花阶 段中，试验组 比对照组降低饵料系数 23．4％；草 鱼和鳙鱼的夏花培育中，试验池比对照池成活率提 高 5％ ～25％ ，亩(一667m )产提高 15％ ～23％， 饵料系数下降 18％ ～23％ ；混合放养鱼种培育 中，光合细菌投入量为饵料的 2％，试验组亩产提 高达 30％ ～38％，饵料系数下降 14％ ～27％。这 主要是由于光合细菌含有鱼、虾体内生长发育所需 的活性物质和微量元素，它们是鱼、虾体内酶 、激 素及生物活性物的激活剂或辅酶，可使酶及生物活 性物的活性及含量发生变化，从而增强鱼、虾的抗 病力，促进鱼、虾的生长发育。 2．4 光合细菌作为开口饵料或饵料生物培育 光合细菌菌体体积约为小球藻的 1／20，但营 养价值比小球藻高，且易于 肖化吸收，因此对于刚 孵化出来还不能主动捕食的仔鱼是最适宜的饵料。 其饵料价值在于：刚孵化不久的仔鱼、幼虾在消化 系统各器官尚未完全分化时，光合细菌可通过鳃被 吸入仔鱼体内，使仔鱼在卵黄囊尚未被完全吸收的 同时，即可从外界摄取饵料 ，以弥补内源性营养的 不足，从而大大提高仔鱼的成活率。据研究，在自 然环境中，泥鳅孵化后到会捕食轮虫时为止，成活 率仅为 1％。这期间若以光合细菌作为饵料，其成 活率则可大大提高，达到 60％以上。同时，光合 细菌还可以作为培养轮虫、蚤状蚤、丰年虫等小型 甲壳动物的饵料，其饲喂效果优于小球藻等活体饵 料。 张道南等 使用光合细菌进行对虾育苗试验， 经过 19 d培育，投喂菌液 140 mL的试验组，变态 率为 94．1％，成活率为 63．7％；投喂菌液 100 mL 的试验组，变态率为 91．4％，成活率为 53．9％； 没有投喂光合细菌的对照组变态率为 77％，成活 率为 44．4％。这表明将光合细菌添加在水产动物 育苗水体中，具有提高幼苗成活率、促进生长发育 的效果，是一种比较理想的育苗饵料。 一 57一 饲料博览2007年第2l期 维普资讯 http://www.cqvip.com 2．5 光合细菌作为绿色水产饲料添加剂 用作饲料添加剂的光合细菌都是经过严格筛 选，具有良好安全性，无毒的种类，并且含此种添 加剂的饲料灰分比传统饲料的要少，符合水域环境 保护的需要，是一种具有发展前景的绿色水产饲料 添加剂。 3 问题与展望 3．1 应推广使用合格的光合细菌浓缩产品 光合细菌菌液中会残留部分培养基带人的化学 物质和生长代谢废物，对养殖鱼类夏花，特别是对 鲍鱼、鳙鱼、草鱼的夏花生长有一定的不良影响。 为减少和避免这种影响，养殖生产上尽量使用光合 细菌的浓缩制品。其有效成分浓度高，使用时剂量 小，带人培养基和代谢废物量少，其负面影响就相 对小得多。如 El本 的“玉垒菌”、“FAMP翻富”、 “EM” 、 “OHLES”菌剂，我国研制的光合细菌“红精 灵”饲宝、“海光 l0号”等产品，在水产养殖上的应 用已取得很好的经济效益。 3．2 光舍细菌的质量有待提高 目前市场上销售的光合细菌大多是菌体和培养 液的混合物，在运输过程中菌种易发生死亡，有效 成分含量较低。另外，混合菌液中某些化学成分和 代谢物会对水产动物生长产生不利影响。可见，研 制并使用适应能力强的菌种，降低培养液中的有害 物质是光合细菌生产者亟需解决的问题。 3．3 光合细菌的使用有待 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 在水产养殖中使用光合细菌的主要方法有两 种：全池范围的泼洒和作为饲料添加剂在饵料中投 加。但在具体的生产实践中，光合细菌使用的剂 量、浓度、时间等还没有统一的规范。针对不同的 养殖生物品种、不同的生长时期，光合细菌的使用 方法应有所不同，以使光合细菌的作用得到充分发 挥。这方面还有许多应用研究工作需要进一步深入 探讨。例如使用量是光合细菌应用中的关键问题之 一 。 用量太少则效果不明显，用量过多，除增加了 用户的经济负担外，在苗种培育过程中还易出现负 作用。故确定使用量的原则是在保证效果的前提下 越少越好。一般的使用量推荐如下：净化水质，第 一 次施用时用量为每立方米水体 l0—15 mL，追施 时为 5 10 mL；作为饲料添加剂时用量为 l％ 一 2％；苗种培育过程中的使用量为每El每立方米水 体 100—150 mL，分早晚两次投喂。 饲料博览2007年第2l期 3．4 光合细菌的使用范围有待广泛 水产养殖中经常要使用化学消毒剂，这些化学 药物对有害微生物和光合细菌同时具有杀灭作用， 因此研制耐受常规化学药物的菌种前景广阔。 光合细菌作为水产养殖中的一项新兴技术，尽 管还有许多需要完善的地方，但其对水产养殖提高 产量、改善水产品品质的显著作用使其正越来越得 到广大养殖户的欢迎。随着光合细菌在水产养殖上 应用研究的深入开展，我们有充足的理由相信，光 合细菌在我国水产养殖中的应用前景必然十分广 阔。 【参 考 文 献 ] [1] 邢华 ．PSB在水产养殖上的开发应用 (一)[J]．利学养鱼 ， 1994(2)：20． [2] 于沛芬 ．光合细菌的分离、鉴定和固定化及其在净化鱼虾水 质中的应用研究 [JJ'生物技术 ，1995，5(3)：5—36． [3] 丁爱中．光合细菌调控水产养殖业水质的研究 [J]．农业环 境保护，2000，19(6)：339—341，344． [4] 徐良梅，滕小华．光合细菌的基本特性及在水产养殖上的应 用 [J]．东北农业大学学报，2005，36(2)：230—234． [5] 张道南 ，孙其焕，陈乃松，等 ．红螺菌科光合细菌的分离培 养及其作为鱼虾类饵料添加剂的初步研究 fJ]．水产学报， 1988。12(4)：367—369． 一 58 — 维普资讯 http://www.cqvip.com