枯草芽孢桿菌在水產(chǎn)生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的作用及影響

1、枯草芽孢桿菌在水產(chǎn)生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的作用及影響作者： 加入時(shí)間：2010-1-22 19:22:04閱讀次數(shù)： 19快速發(fā)展的水產(chǎn)業(yè)集約化生產(chǎn)在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也帶來(lái)新的問(wèn)題。在集約化高密度養(yǎng)殖模式下，養(yǎng)殖水體自身污染非常嚴(yán)重，許多學(xué)者的研究表明，在養(yǎng)殖過(guò)程中餌料利用率較低，養(yǎng)殖過(guò)程中大量的殘餌、生物代謝物、動(dòng)植物尸體等有機(jī)物積累于養(yǎng)殖池底，這些有機(jī)物在嫌氣細(xì)菌的作用下會(huì)腐敗分解產(chǎn)生大量對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物有毒的物質(zhì)，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體的理化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。另一方面，人類生活污水、各種工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水等的超量排放，污染了養(yǎng)殖用水水源，造成養(yǎng)殖水質(zhì)下降，養(yǎng)殖環(huán)境惡化。病原微生物種類增多和傳播速度加

2、快，養(yǎng)殖生物病害發(fā)生日趨嚴(yán)重，給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年發(fā)生中等程度以上的養(yǎng)殖病害面積占養(yǎng)殖總面積的20以上，年損失產(chǎn)量超過(guò)146多萬(wàn)噸。在海水養(yǎng)殖業(yè)和集約化程度較高的養(yǎng)殖上尤為嚴(yán)重。隨著 水 產(chǎn) 養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，集約化養(yǎng)殖程度的不斷提高，水產(chǎn)養(yǎng)殖池的富營(yíng)養(yǎng)化程度越來(lái)越高。有機(jī)物的大量投放使殘餌、魚(yú)蝦的排泄物等富營(yíng)養(yǎng)因子共存于一個(gè)水體，加上池塘自凈與調(diào)節(jié)能力的降低養(yǎng)殖水體中化學(xué)需氧量(COD)、生物耗氧量(BOD),氨氮、硝酸鹽與亞硝酸鹽、硫化物等。指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，池塘水質(zhì)惡化，魚(yú)蝦病害頻頻發(fā)生有機(jī)物污染、氨氮、亞硝態(tài)氮積累是池塘養(yǎng)殖水體惡化，魚(yú)蝦病害發(fā)生和品質(zhì)下降的主

3、要誘因。利用水體有益微生物實(shí)施生物修復(fù)是目前研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，篩選獲得凈水功能和制劑生產(chǎn)性能優(yōu)良的優(yōu)勢(shì)芽孢桿菌菌株或其組合是創(chuàng)制高效微生態(tài)凈水產(chǎn)品的關(guān)鍵。芽孢桿菌：為革蘭氏陽(yáng)性菌，是一類好氣性細(xì)菌。該菌無(wú)毒性，能分泌蛋白酶等多種酶類和抗生素。在水產(chǎn)上運(yùn)用的主要是枯草芽孢桿菌，其呈桿狀，寬度0.50.8um,長(zhǎng)度1.64.0um，利用芽孢繁殖，芽孢位于菌體中央，由于其芽孢繁殖的特性，芽孢對(duì)高溫、干燥、化學(xué)物質(zhì)有強(qiáng)大的抵抗性，因此十分便于生產(chǎn)、加工及保存?？莶菅挎邨U菌菌群進(jìn)入養(yǎng)殖水體后，能分泌豐富的胞外酶系，及時(shí)降解水體有機(jī)物如排泄物、殘餌、浮游生物殘?bào)w及有機(jī)碎屑等，使之礦化成單細(xì)胞藻類生長(zhǎng)所需的

4、營(yíng)養(yǎng)鹽類，避免有機(jī)廢物在池中的累積。同時(shí)有效減少池塘內(nèi)的有機(jī)物耗氧，間接增加水體溶解氧，保證有機(jī)物氧化、氨化、硝化、反硝化的正常循環(huán)，保持良好的水質(zhì)。芽孢桿菌，能分泌蛋白酶等多種酶類 從而起到凈化水質(zhì)的作用； 使用枯草芽孢桿菌后，前期水質(zhì)的氨氮下降52.5%，養(yǎng)成期下降50%，減少換水量60%；芽孢桿菌在制劑中以內(nèi)生孢子的形式存在，進(jìn)入腸道后，在腸道上部能迅速?gòu)?fù)活并分泌活性很強(qiáng)的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，有助于增加營(yíng)養(yǎng)吸收，降低餌料系數(shù)。降解植物性飼料中某些復(fù)雜的碳水化合物，拮抗腸道內(nèi)的氧氣，造成厭氧環(huán)境。腸道原籍優(yōu)勢(shì)菌大多屬厭氧菌，而有害菌和外來(lái)菌多為需氧菌，從而有利于維持腸道生態(tài)平衡，另外還

5、能分泌抗生素類物質(zhì)來(lái)抑制其他細(xì)菌的生長(zhǎng)，進(jìn)而減少甚至消滅水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的病原體。 芽孢桿菌具有耐高溫耐鹽、耐擠壓、飼料加工對(duì)其損傷小等特性，易于生產(chǎn)和保存，作為飼料微生態(tài)添加劑和水體微生態(tài)修復(fù)改良劑都有廣闊前景。一 枯草芽孢桿菌的肥水作用 肥水，一般有以下幾種含義： A、營(yíng)養(yǎng)鹽類含量高，B、有機(jī)物含量高，C、可消化有益藻類含量高。 我們所說(shuō)的肥水的要求實(shí)際上指水體中可消化利用的浮游植物含量高，即水色濃。 距檢測(cè)，浮游植物量<5mg/L時(shí)，一般水面無(wú)色，510mg/L時(shí)有清淡的水色（透明度>50cm），1020mg/L時(shí)水色較濃，大于20mg/L時(shí)，水色很濃，透明度<40cm。

6、為了達(dá)到理想的養(yǎng)殖用“肥水”，在養(yǎng)殖初始階段，一般往水中投入較多的有機(jī)肥和化肥、生物肥?；实男Ч容^速效，但肥效短；有機(jī)肥的肥效長(zhǎng)，但肥效慢?，F(xiàn)在，一般以有機(jī)肥為主。有機(jī)肥的營(yíng)養(yǎng)成分大多數(shù)都是有機(jī)大分子（蛋白、脂肪、糖類、難溶性有機(jī)酸等），不能直接被藻類吸收，必須經(jīng)過(guò)水中的細(xì)菌分解為小分子的氨基酸、肽類最終礦化成無(wú)機(jī)鹽（磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等）才能被植物吸收。在養(yǎng)殖初期，水中的細(xì)菌數(shù)量還比較少，因此在此時(shí)添加枯草芽孢桿菌制劑，用于分解水中的有機(jī)大分子，經(jīng)氧化、氨化、光合磷酸化、解磷、固氮等一系列生化反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化成易被藻類利用的無(wú)機(jī)鹽?？莶菅挎邨U菌制劑對(duì)于水體中有機(jī)物的分解來(lái)自兩方面的內(nèi)容

7、：A、枯草芽孢桿菌制劑中的活菌，可以在水中產(chǎn)生多種分解酶，將有機(jī)肥中的大分子分解成為小分子，但這一過(guò)程發(fā)生在芽孢桿菌激活擴(kuò)繁之后。B、制劑中枯草芽孢桿菌代謝產(chǎn)生的酶類?？莶菅挎邨U菌制劑中有豐富的多種酶類，比如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、多糖酶等等。這些酶類在進(jìn)入水中之后就開(kāi)始發(fā)揮分解有機(jī)肥的作用。實(shí)踐證明，在水體中添加芽孢桿菌制劑可使水體變綠（水肥）的時(shí)間提前3天左右。隨著水溫的升高，提前的速度還會(huì)更快。 同時(shí)芽孢桿菌制劑的載體類型對(duì)于肥水的效果有一定的影響。主要有兩方面的內(nèi)容： A、載體的可溶性。整個(gè)制劑的溶解性越好，肥水的效果越好。溶解好的載體可以在水中有均勻的分布，增加制劑與有機(jī)肥以及大分

8、子接觸的機(jī)會(huì)，提高制劑中的酶與菌體分解的效果。同時(shí)溶解性好，可以使菌體在水中的分布不會(huì)出現(xiàn)局部濃度高而刺激原生動(dòng)物與輪蟲(chóng)的增長(zhǎng)。 B 載體的有機(jī)與無(wú)機(jī)性。常用的無(wú)機(jī)載體有麥飯石粉、沸石粉、膨潤(rùn)土、小蘇打等。有機(jī)載體有麩皮、次粉、玉米粉、糠、淀粉、葡萄糖等?？偟膩?lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)載體內(nèi)含多種常量和微量營(yíng)養(yǎng)素，有利于藻類的生長(zhǎng)，小蘇打則含有藻類生長(zhǎng)繁殖所需要的碳源。有機(jī)載體在水中分解為藻類能利用的元素需要很長(zhǎng)的時(shí)間，而進(jìn)一步分解為水生動(dòng)物的食物則比較容易，易于促進(jìn)水生動(dòng)物的生長(zhǎng)。淀粉與葡萄糖價(jià)格比較貴，一般較少采用。因此在養(yǎng)殖早期，為了促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)與繁殖，促進(jìn)肥水，一般不采用有機(jī)載體，而采用無(wú)機(jī)載體。

9、因此筆者建議，在早春或養(yǎng)殖水域的培水期，要利用微生物制劑促進(jìn)肥水，采用無(wú)機(jī)載體或可溶性載體，避免出現(xiàn)施肥多，水生動(dòng)物多，原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)與枝角類提前出現(xiàn)，大量吞食新生藻類而導(dǎo)致藻類繁殖不起來(lái)，施肥不見(jiàn)“水肥”，水質(zhì)惡化，魚(yú)蝦放養(yǎng)后出現(xiàn)缺氧而導(dǎo)致養(yǎng)殖失敗。 二 枯草芽孢桿菌的嫩水作用 嫩水，水肥而不老。所謂老水，一是指浮游生物大量死亡，水色發(fā)黑；二是指水色過(guò)濃，透明度過(guò)低（<），浮游生物量過(guò)大，藻類的光合作用速率下降，PH值居高不下（）。實(shí)際上，以上兩種含義是水質(zhì)老化的兩個(gè)階段的不同表現(xiàn)。如出現(xiàn)后一種情況，很快就會(huì)出現(xiàn)第一種情況。都是藻類過(guò)度繁殖后大量消耗水中營(yíng)養(yǎng)和碳酸鹽，而使養(yǎng)分不足，而出

10、現(xiàn)藻群大量集體死亡的情況。出現(xiàn)水老的情況下，一般有以下幾個(gè)特點(diǎn)：、水溫偏高，藻類生長(zhǎng)過(guò)快。、水過(guò)肥，有機(jī)含量高，營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，但不是藻類能夠利用的營(yíng)養(yǎng)，相反此時(shí)藻類能夠利用的營(yíng)養(yǎng)相對(duì)不足。、 PH值偏高（）。綜合來(lái)說(shuō)，就是水中的能量和營(yíng)養(yǎng)傳遞機(jī)制出了問(wèn)題。要找出解決這個(gè)問(wèn)題的措施，就要根據(jù)水域環(huán)境的物質(zhì)流與能量流特點(diǎn)制定相應(yīng)的解決措施。 在每一個(gè)養(yǎng)殖環(huán)境中，都存在一個(gè)由無(wú)機(jī)物、非生命有機(jī)物與細(xì)菌、浮游植物、浮游動(dòng)物、原生動(dòng)物四大生物種群所組成的生態(tài)體系。這一體系的動(dòng)向，直接左右著池塘水質(zhì)的變化。有機(jī)物質(zhì)包括飼料殘餌、水生動(dòng)物及各種生物的排泄物、水生植物尸體等，它們與池塘中的生物種群有著密切的關(guān)系。

11、養(yǎng)殖水域中的有機(jī)物，只有及時(shí)得到自身的凈化與處理，生物群體之間才能維持平衡態(tài)勢(shì)。早期池塘中，它們各具有相應(yīng)的群體數(shù)量。以浮游植物為一方，浮游動(dòng)物和原生動(dòng)物為第二方，細(xì)菌為第三方，當(dāng)它們?cè)诔靥林械慕Y(jié)構(gòu)是正常的、合理的話，就共同維持了養(yǎng)殖環(huán)境有機(jī)體系的平衡。其平衡的內(nèi)在實(shí)質(zhì)是：浮游動(dòng)物：浮游植物=1：100萬(wàn)，或者說(shuō)浮游動(dòng)物占浮游植物的1/100萬(wàn)。在這種情況下，作為第三方的細(xì)菌種群，就對(duì)這個(gè)比例具有很好的調(diào)節(jié)作用。它可以分解有機(jī)物為小分子，釋放出無(wú)機(jī)鹽，被藻類生長(zhǎng)利用，從而促進(jìn)藻類生長(zhǎng)繁殖；又可以作為原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)、枝角類的食物，促進(jìn)浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)。 養(yǎng)殖水域中的微生物主要來(lái)源有以下幾個(gè)方面：、

12、空氣中微生物。、水生動(dòng)物腸道中排出的細(xì)菌。、土壤中的細(xì)菌。由于水體的相對(duì)厭氧與水生動(dòng)物腸道的相對(duì)厭氧，在水中的細(xì)菌以兼性厭氧菌和厭氧菌為主。特別是在投放水生動(dòng)物以后，來(lái)源于水生動(dòng)物腸道中排出的細(xì)菌就成了養(yǎng)殖水體中細(xì)菌的主要來(lái)源。 對(duì)于水體中有機(jī)物的分解氧化能力，通常是需氧菌>兼性厭氧菌>厭氧菌。有機(jī)物如果氧化不徹底，就會(huì)釋放出大量的有毒的代謝產(chǎn)物。因此自然條件下水體中的微生物菌群不能擔(dān)負(fù)在集約化高密度養(yǎng)殖方式。即使采用充氧曝氣方式，但因水中菌群好氧分解能力不足，而使這種水體自凈方式顯得非常脆弱。 水生動(dòng)物的糞便中有大量的腸道厭氧細(xì)菌（可占糞便總體積的1312），他們降解水中有機(jī)物的

13、能力不強(qiáng)。但可作為原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、枝角類的食物，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值卻比水中的有機(jī)顆粒高很多?，F(xiàn)在已經(jīng)有大量的實(shí)驗(yàn)證明一些細(xì)菌（光合細(xì)菌、酵母菌）對(duì)于輪蟲(chóng)和原生動(dòng)物具有非常重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。于建平（1989、1990）研究發(fā)現(xiàn)在無(wú)菌狀態(tài)下，面包酵母對(duì)于輪蟲(chóng)沒(méi)有餌料價(jià)值，而當(dāng)添加了由輪蟲(chóng)培養(yǎng)池外分離的芽孢桿菌、假單胞菌以后大大增強(qiáng)了面包酵母的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。我們的實(shí)驗(yàn)表明，用枯草芽孢桿菌的菌體與發(fā)酵雞糞和氨基酸發(fā)酵液按一定的比例飼喂臂尾輪蟲(chóng)，輪蟲(chóng)的生長(zhǎng)效果很好，繁殖速度快。這是因?yàn)檠挎邨U菌、光合細(xì)菌、乳酸菌含有大量的維生素B12。據(jù)推算每個(gè)輪蟲(chóng)每小時(shí)至少可從細(xì)菌體內(nèi)攝取2.7×10-13維生素B12克。因

14、此，自 開(kāi)始喂料起，浮游動(dòng)物數(shù)量的上升是一個(gè)不可改變的客觀趨勢(shì)。 為了盡量維持1：100萬(wàn)這一平衡關(guān)系，我們就需要對(duì)水域中的微生物菌群進(jìn)行控制，投入分解糞便、殘餌能力強(qiáng)的需氧菌，對(duì)水中有機(jī)物進(jìn)行徹底、及時(shí)的降解，以滿足藻群生長(zhǎng)的物質(zhì)需求。枯草芽孢桿菌是理想的選擇之一。枯草芽孢桿菌的嫩水作用主要發(fā)生在藻類生長(zhǎng)的平衡期。在這段時(shí)間，新生長(zhǎng)的藻類和死亡的藻類基本是平衡的。此時(shí)投入枯草芽孢桿菌的主要目的在于及時(shí)分解死亡藻類、殘餌、糞便，及時(shí)促進(jìn)新生藻類的出現(xiàn)。這時(shí)芽孢桿菌制劑的投放有幾個(gè)應(yīng)該引起關(guān)注的點(diǎn)：A、芽孢桿菌的數(shù)量。投放量要比肥水時(shí)大得多。原因有（1）此時(shí)水中有機(jī)物的含量非常高，量少了效果不好

15、。（2）此時(shí)水質(zhì)較肥，浮游動(dòng)物非常多，特別是輪蟲(chóng)和枝角類，對(duì)于枯草芽孢桿菌的濾食作用非常強(qiáng)。B、載體類型。一般選用漂浮或懸浮的顆粒性載體比較好?？梢云≡谒嫔?，利用空氣中的氧氣和水中的有機(jī)物進(jìn)行增殖。一般不選用沸石粉、麥飯石粉等沉淀性載體。（3）投放時(shí)間。選在有陽(yáng)光的上午作用效果比較好。在白天，水中的溶解氧過(guò)飽和，有利于芽孢桿菌發(fā)揮作用。此時(shí)，水的PH值水面和水底差別比較大，上層因?yàn)樵孱惖墓夂献饔脤?duì)于水中二氧化碳的消耗，PH值有可能超過(guò)9，輪蟲(chóng)等浮游動(dòng)物基本在水底活動(dòng)，此時(shí)如果使用漂浮性或懸浮性的載體可以避開(kāi)輪蟲(chóng)對(duì)芽孢桿菌的采食。提高作用效果。還有就是水面的溫度比較高，也利于芽孢桿菌充分分解

16、水中有機(jī)物。上午投放是保證枯草芽孢桿菌的最佳作用時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些，提高作用效果。（4）投放的頻率。一般的觀點(diǎn)認(rèn)為天投一次，但根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)，要防止藻群的突然死亡，天投放一次，會(huì)獲得更大的保證。 枯草芽孢桿菌的嫩水作用實(shí)際上就是促進(jìn)藻相的更新，及時(shí)分解水中有機(jī)物，防止藻類的突然死亡。另外枯草芽孢桿菌作為浮游動(dòng)物的優(yōu)良餌料也會(huì)促進(jìn)輪蟲(chóng)等浮游動(dòng)物的增長(zhǎng)，增強(qiáng)浮游動(dòng)物對(duì)于藻類特別增殖速度很快的單胞藻的濾食作用，降低藻類的過(guò)度增長(zhǎng)?？莶菅挎邨U菌可防止糞便、死藻、殘餌的過(guò)度積累，導(dǎo)致水質(zhì)完全惡化。 三、枯草芽孢桿菌的凈水作用水體中的有益細(xì)菌和有益單細(xì)胞藻類，是水體凈化最普通而又最有效微生物，對(duì)池塘水質(zhì)、底質(zhì)的

17、改良與修復(fù)效果十分明顯。如果人為加入大量的有益微生物或者大量促進(jìn)水體原有的微生物繁殖生長(zhǎng)，就有可能對(duì)養(yǎng)殖多年的老化池塘進(jìn)行有效的修復(fù)，以恢復(fù)到水產(chǎn)養(yǎng)殖的理想生態(tài)環(huán)境。池塘底質(zhì)多以膠凝粒子存在，各種有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽、微量元素大多以絡(luò)合體凝集在一起，不易釋放到水體中。結(jié)果一方面池塘底質(zhì)不能被分解越積越多，而另一方面水體有益菌、藻類沒(méi)有足夠的養(yǎng)分而不能大量繁殖，水體無(wú)法進(jìn)行有效凈化和生態(tài)循環(huán)。如果人為的投入一定量的枯草芽孢桿菌制劑或其它的生物制劑來(lái)修復(fù)池塘水質(zhì)底質(zhì)， 使水體緩慢釋放各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，添加進(jìn)去的有益菌和池塘原有的有益細(xì)菌和藻類就有足夠的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)繁殖，以達(dá)到凈化水質(zhì)和分解底質(zhì)修復(fù)水體環(huán)境的目的

18、。由于養(yǎng)分的釋放緩慢而不會(huì)過(guò)量，水體沒(méi)有過(guò)多的養(yǎng)分，有害菌、藻無(wú)法與有益菌、藻類競(jìng)爭(zhēng)而受到抑制，不會(huì)過(guò)度滋生而使水質(zhì)惡化。國(guó)內(nèi)目前有益微生物在水產(chǎn)的應(yīng)用日益被接受和重視，但研究?jī)H于起步階段。在應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)獨(dú)立開(kāi)發(fā)的主要是一些單一菌株，如光合細(xì)菌、芽孢桿菌、蛭弧菌等；復(fù)合制劑主要是仿制或引進(jìn)國(guó)外的商品，且多數(shù)是對(duì)生長(zhǎng)速率、餌料轉(zhuǎn)化率、存活率等方面的數(shù)據(jù)，在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面和養(yǎng)殖水質(zhì)處理以用活菌處理污染方面還沒(méi)有更科學(xué)的研究手段和內(nèi)容評(píng)價(jià)作用機(jī)理和使用效果，應(yīng)用于研究的報(bào)道也不多。枯草芽孢桿菌迅速降解水體中的殘存飼料、魚(yú)類的糞便及其它有機(jī)物，特別是清除池塘底部積累的殘余飼料、排泄廢物、動(dòng)植物殘?bào)w；同時(shí)，還能吸收利用水體中的氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質(zhì)，能有效避免固體有機(jī)物和有害物質(zhì)的積累。這些藻類為主的浮游植物所產(chǎn)生的光合作用，又為池塘底棲動(dòng)物，水產(chǎn)動(dòng)物的呼吸，有機(jī)物的分解提供氧氣，從而形成池塘良性的生態(tài)循環(huán)。促使有益微生物