水產(chǎn)微生態(tài)制劑的生產(chǎn)及應(yīng)用

水產(chǎn)微生態(tài)制劑微生態(tài)制劑是在微生態(tài)學(xué)理論指導(dǎo)下，從自然界或動(dòng)物分離、鑒定或通過生物工程技術(shù)人工組建的有益微生物，經(jīng)培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥、加工等特殊工藝制成的含有活菌或者包含細(xì)菌菌體及其代謝產(chǎn)物并作用于環(huán)境或動(dòng)物的生物制劑或活菌制劑。第一頁，共四十二頁。2008年中華人民共和國(guó)允許使用的安全微生物資料來源：農(nóng)業(yè)部公告1126號(hào)（2008）第二頁，共四十二頁。水產(chǎn)微生態(tài)制劑種類1.光合細(xì)菌2.芽孢桿菌3.乳酸菌類4.硝化與反硝化細(xì)菌5.酵母菌6.蛭弧菌第三頁，共四十二頁。1、光合細(xì)菌光合細(xì)菌（photosymtheticbacteria,簡(jiǎn)稱PSB）是一大類能進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱，分為產(chǎn)氧光合細(xì)菌和不產(chǎn)氧光合細(xì)菌兩大類。產(chǎn)氧光合細(xì)菌主要是藍(lán)細(xì)菌，或稱之為藍(lán)藻和原綠藻，在分類上屬于藻類。這里所說的光合細(xì)菌之能在厭氧光照條件下進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用的原核生物。分為4個(gè)科：紅螺菌科、著色菌科、綠菌科和綠曲菌科。主要特征：A含有光合色素——菌綠素；B在厭氧、光照條件下進(jìn)行光合生長(zhǎng)，且不產(chǎn)氧。第四頁，共四十二頁。光合細(xì)菌的類群紅螺菌科（即原名紫色非硫細(xì)菌）莢膜紅假單胞菌(R..capsulata)。沼澤紅假單胞菌(R.palustris)深紅螺菌(Rsp.rubrum)：菌體呈螺旋狀，運(yùn)動(dòng)較快。膠質(zhì)紅假單胞(R.capsulata)現(xiàn)名Rhodobactercapsulata綠色硫細(xì)菌（Greensulfurbacteria,即綠硫菌科）紫色硫細(xì)菌（Purplesulfurbacteria）第五頁，共四十二頁。

光合細(xì)菌除了可在厭氧和光照條件下進(jìn)行不放氧的光合作用外，絕大部分還具有固氮作用，能直接利用水環(huán)境中的溶氧合成有機(jī)物，并在厭氧的環(huán)境中以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為主要的代謝上的氧化劑，因此可以直接消耗水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽。光合細(xì)菌還可迅速利用低分子有機(jī)物，其中的一些種還具有反硝化活性和積磷的特性，有較好的脫氮和除磷效果。常用于廢水處理的是紅螺菌科的一些種，因其細(xì)胞結(jié)構(gòu)及獨(dú)特的物質(zhì)、能量代謝使之能在有機(jī)廢水處理中顯示出其他菌種無法比擬的優(yōu)越性。第六頁，共四十二頁。光合細(xì)菌PSB在水產(chǎn)中的應(yīng)用凈化水質(zhì)：由于光合細(xì)菌的上述代謝特性，光合細(xì)菌以小分子有機(jī)物、二氧化碳等作碳源，氨、銨鹽、硝酸鹽或亞硝酸鹽作氮源，使得光合細(xì)菌可以在水質(zhì)凈化中發(fā)揮重要作用，有效地除去水體中H2S，降低水體中氮及COD，以光合細(xì)菌作為水質(zhì)凈化劑對(duì)于改善養(yǎng)殖水體的水質(zhì)有明顯的效果。第七頁，共四十二頁。提高養(yǎng)殖池塘的能量轉(zhuǎn)化效率：以投餌為重要增產(chǎn)技術(shù)的精養(yǎng)池塘，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，常因有機(jī)質(zhì)投入過多，超過了池塘生態(tài)系統(tǒng)的消耗與轉(zhuǎn)化能力，造成循環(huán)不暢，池內(nèi)有機(jī)質(zhì)的大量沉淀，產(chǎn)生嚴(yán)重的能量陷阱效應(yīng)，致使池塘的能量轉(zhuǎn)化效率偏低。由于PSB揮發(fā)其處理低分子有機(jī)物、轉(zhuǎn)化H2S等有害物質(zhì)的作用，促使池塘內(nèi)N、P陷入能量陷阱的效應(yīng)降低，加之這種轉(zhuǎn)化在黑暗、弱光和厭氧條件下進(jìn)行，從而起到增氧和降低H2S的效能，因而提高了單產(chǎn)和池塘的能力轉(zhuǎn)換效率。第八頁，共四十二頁。光合細(xì)菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的其他功效作為餌料添加劑：PSB富含蛋白質(zhì),還含有各種B族維生素、礦物元素及其他未知的生理活性物質(zhì)等，因此可為水體中的浮游動(dòng)物和水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物提供豐富的餌料。光合細(xì)菌菌體蛋白質(zhì)含量高，并含有大量促進(jìn)魚蝦生長(zhǎng)的活性因子，如生物素、維生素、β-類胡蘿卜素等，可明顯促進(jìn)養(yǎng)殖生物的生長(zhǎng)發(fā)育，縮短養(yǎng)殖周期。第九頁，共四十二頁。

增強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的抗病性：在同一生態(tài)位中微生物通過營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、空間競(jìng)爭(zhēng)或分泌抗生素、細(xì)菌素等毒素抑制其他微生物的生長(zhǎng)。光合細(xì)菌是水體中的快速繁殖使得其成優(yōu)勢(shì)菌，可以抑制病原微生物的生長(zhǎng)，防止魚蝦病害的發(fā)生。

作為免疫增強(qiáng)劑：如莢膜紅假單胞菌細(xì)胞壁中含有的多糖類物質(zhì)是非特異性免疫增強(qiáng)劑，使魚類的免疫球蛋白提高10倍以上。此外，類胡蘿卜素對(duì)提高免疫力效果明顯。第十頁，共四十二頁。第十一頁，共四十二頁。光合細(xì)菌制劑的劑型市場(chǎng)上見到的光合細(xì)菌劑型大致有液體制劑、濃縮液、固體制劑、凍干粉等。相對(duì)而言，液體制劑較容易大量培養(yǎng)和批量生產(chǎn)，且培養(yǎng)物的活性較強(qiáng)，光合細(xì)菌的代謝物含量豐富。應(yīng)用效果也較好，目前在各劑型中是使用量最大的一種。第十二頁，共四十二頁。光合細(xì)菌的各種生產(chǎn)方式第十三頁，共四十二頁。光合細(xì)菌培養(yǎng)必需條件光能異養(yǎng)型微生物光照適宜的溫度培養(yǎng)基碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子第十四頁，共四十二頁。光合細(xì)菌存在的問題與任務(wù)曾經(jīng)興起的光合細(xì)菌的熱潮，遇到諸多的問題，甚至在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用幾乎停頓。產(chǎn)品質(zhì)量低劣，標(biāo)識(shí)量極高，實(shí)際僅活菌數(shù)僅一億，養(yǎng)殖效果差。未來重點(diǎn)：如何篩選活性強(qiáng)、適應(yīng)面廣，容易培養(yǎng)的菌株。第十五頁，共四十二頁。2、有機(jī)礦化菌（芽孢桿菌類）

枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis），地衣芽孢桿菌（Bacilluslicheniformis），使用最廣泛的微生態(tài)制劑。特點(diǎn)：它們能分泌多種胞外酶，把大分子有機(jī)物質(zhì)如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等分解成小分子有機(jī)物，再進(jìn)一步礦化生成硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等無機(jī)鹽類。第十六頁，共四十二頁。芽孢桿菌菌落與菌體形態(tài)第十七頁，共四十二頁。芽孢桿菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用第一，有些芽胞桿菌屬在魚蝦腸道內(nèi)、體表上繁殖，形成優(yōu)勢(shì)菌群，促進(jìn)該部位有益細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖，競(jìng)爭(zhēng)性抑制腸道、體表致病菌繁殖，提高魚蝦免疫力，有效預(yù)防疾病。第二，芽胞桿菌在繁殖過程中大量產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，能迅速降解魚蝦殘留餌料和排泄物中蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等有機(jī)物，在池內(nèi)其他微生物的共同作用下，大部分進(jìn)一步降解為二氧化碳和水，降低養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化和減少底泥生成。第十八頁，共四十二頁。1）芽孢桿菌對(duì)氮、磷沉積的影響：減少底質(zhì)環(huán)境中氮、磷的沉積。因?yàn)椋a(chǎn)養(yǎng)殖往往需要培養(yǎng)優(yōu)良的浮游單細(xì)胞藻類，營(yíng)造合適的水色。在生產(chǎn)上施肥增加水體的營(yíng)養(yǎng)鹽含量，以培養(yǎng)單細(xì)胞藻類。但是，施肥帶進(jìn)的營(yíng)養(yǎng)鹽物質(zhì)在池底沉積被固定。芽孢桿菌具降解有機(jī)物和解氮磷功能，不僅源源不斷給單細(xì)胞藻類提供營(yíng)養(yǎng)鹽，而且可以避免池底沉積物的富營(yíng)養(yǎng)化，維持生態(tài)平衡。第十九頁，共四十二頁。2）由于芽孢桿菌降解、轉(zhuǎn)化有機(jī)物速度快，可以有效改善改善池底缺氧狀態(tài)，減少硫化物的累積。3）芽孢桿菌消化酶活性高，具有降解殘存飼料、排泄物和生物殘?bào)w等有機(jī)物，礦化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供浮游單細(xì)胞藻類生長(zhǎng)繁殖。保證了有機(jī)物氧化——氨化——硝化——反硝化的正常循環(huán)，降低氨氮、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)。第二十頁，共四十二頁。缺點(diǎn)芽孢桿菌生長(zhǎng)速度快，能迅速降解養(yǎng)殖池中魚蝦排泄物、殘餌、尸體等的有機(jī)物。但是，部分芽孢桿菌具有硝酸鹽還原能力，能將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。因此，在水質(zhì)急劇惡化的養(yǎng)殖水體中使用芽抱桿菌制劑，起初氨氮水平快速降低，亞硝酸隨之也降低，但隨后水體中亞硝酸鹽含量出現(xiàn)反彈。因此，水體中亞硝酸鹽含量的反彈，是芽孢桿菌制劑的主要缺點(diǎn)。耗氧微生物！第二十一頁，共四十二頁。劑型：粉劑或片劑。培養(yǎng)方式：固體或液體發(fā)酵。菌數(shù)：幾億到一萬億不等。市面上產(chǎn)品：10~200億/g益生菌產(chǎn)品關(guān)鍵控制點(diǎn)：1、優(yōu)良菌種2、發(fā)酵水平芽孢桿菌的發(fā)酵生產(chǎn)第二十二頁，共四十二頁。初始含水量對(duì)芽孢產(chǎn)量的影響初始pH對(duì)芽孢產(chǎn)量的影響發(fā)酵溫度對(duì)芽孢產(chǎn)量的影響固體培養(yǎng)基與發(fā)酵條件研究第二十三頁，共四十二頁。培養(yǎng)中的芽孢及溫度變化曲線培養(yǎng)48h菌體顯微照片高密度固體發(fā)酵工藝第二十四頁，共四十二頁。3、硝化與反硝化細(xì)菌第二十五頁，共四十二頁。（1）反硝化細(xì)菌

反硝化細(xì)菌是指能利用硝酸鹽、亞硝酸鹽進(jìn)行反硝化作用的一類微生物的總稱。研究者已經(jīng)報(bào)道反硝化細(xì)菌的種類很多,大約有50多個(gè)屬，130多個(gè)種。第二十六頁，共四十二頁。自然界N循環(huán)第二十七頁，共四十二頁。反硝化細(xì)菌與硝化細(xì)菌的作用方式比較第二十八頁，共四十二頁。（2）硝化細(xì)菌

硝化細(xì)菌是一類能降解氨和亞硝酸鹽的自養(yǎng)型細(xì)菌,包括亞硝化菌屬(Nitrosomonas)和硝化桿菌屬(Nitrobacter)兩個(gè)生理亞群，它們歸屬于一個(gè)獨(dú)立的科—硝化桿菌科。硝化桿菌科包括九個(gè)屬,它們分別是：硝化桿菌屬(Nitrobacter)、硝化刺菌屬(Nitrospina)、硝化球菌屬(Nitrococcus)、硝化螺菌屬(Nitrospira)、亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)、亞硝化球菌屬(Nitrosococcus)、亞硝化葉菌屬(Nitrosolobus)、亞硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)。第二十九頁，共四十二頁。硝化細(xì)菌的特性(1)硝化細(xì)菌的自養(yǎng)性：硝化細(xì)菌是一種專性化能自養(yǎng)菌，能通過硝化作用利用亞硝態(tài)氮獲得能量，并且以CO2作為唯一的碳源,是典型的化能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)菌。(2)生長(zhǎng)速度慢：因硝化細(xì)菌由自身合成糖類,這一過程需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，平均代時(shí)在10h以上。(3)好氧生長(zhǎng)，O2是最終的電子受體。(4)形態(tài)多樣：同一生理亞群中的種類，盡管生理學(xué)上具有共同性，但細(xì)胞形態(tài)多種多樣，如球形、桿狀、螺旋形等。(5)革蘭氏陰性，無芽孢。第三十頁，共四十二頁。硝化細(xì)菌的作用機(jī)理硝化作用指的是硝化細(xì)菌在好氧條件下將NH3氧化為NO2-

，并進(jìn)一步氧化為NO3-

，從中獲得生長(zhǎng)所需能源的過程。因此，常講的硝化作用實(shí)際上包括了由亞硝化細(xì)菌完成的亞硝化作用和由硝化細(xì)菌完成的硝化作用兩個(gè)階段。前一階段NH3

氧化為NO2-，稱為亞硝化作用或氨氧化作用，由亞硝化細(xì)菌完成；后一階段是NO2-氧化為NO3-

的過程，稱為硝化作用，由硝化細(xì)菌完成。第三十一頁，共四十二頁。第三十二頁，共四十二頁。硝化細(xì)菌的分離培養(yǎng)硝化細(xì)菌生長(zhǎng)速度較為緩慢,平均世代一般在以上20h以上。要求首先分離篩選出高效硝化細(xì)菌,并采用有效的方法進(jìn)行富集培養(yǎng)。來源：湖底表層淤泥。第三十三頁，共四十二頁。主要成分為乳酸菌。常用菌種包括：嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、糞鏈球菌、保加利亞乳桿菌等。劑型：水劑、粉劑或凍干粉。4、乳酸菌類第三十四頁，共四十二頁。

微生物特點(diǎn)：能產(chǎn)生乳酸、抗菌肽等物質(zhì)抑制病原微生物的生長(zhǎng)，消除水體異味，改善水色。內(nèi)服可以改善水產(chǎn)動(dòng)物腸道微生態(tài)，預(yù)防疾病。液體制劑產(chǎn)品活菌數(shù)每毫升0.1到5億，保質(zhì)期6個(gè)月。第三十五頁，共四十二頁。乳酸菌群光合菌群酵母菌群

VA菌根菌放線菌群80多種微生物日本琉球大學(xué)技術(shù)EM原露背景知識(shí)?第三十六頁，共四十二頁。產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：嗜酸乳桿菌≥1×106

個(gè)/mL所謂EM菌劑就是乳酸菌液體培養(yǎng)物！第三十七頁，共四十二頁。5、酵母

主要成分：啤酒酵母，粘紅酵母在水產(chǎn)養(yǎng)殖中不用于調(diào)節(jié)水質(zhì)，僅作飼料添加使用。啤酒酵母一般用于幼苗開口餌料及輪蟲培養(yǎng)等。紅酵母富含蛋白質(zhì)、蝦青素等，可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和改善動(dòng)物體色。第三十八頁，共四十二頁。安琪產(chǎn)品系列水產(chǎn)專用飼料酵母、海洋1號(hào)紅酵母、水產(chǎn)專用酵母細(xì)胞壁第三十九頁，共四十二頁。6、蛭弧菌主要成分：噬菌蛭弧菌。能吃細(xì)菌的細(xì)菌，能消滅水體中致病微生物如弧菌、大腸桿菌、沙門氏菌等，是一種新型的微生態(tài)