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水產(chǎn)養(yǎng)殖中微生物制劑的應(yīng)用及研究進(jìn)展

2016-05-05文章來源：湖北綠地

  隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，養(yǎng)殖的高密度、集約化程度也不斷提高。然而養(yǎng)殖水質(zhì)卻污染惡化，養(yǎng)殖水體有毒有害物質(zhì)增加，使養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致細(xì)菌性、病毒性等病害的感染機(jī)率也隨之增大，進(jìn)而養(yǎng)殖對(duì)象發(fā)病死亡率增加，最終影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。長(zhǎng)期使用抗生素和其他化學(xué)藥物防治養(yǎng)殖病害常常引發(fā)一系列問題，而在高密度、集約化的養(yǎng)殖系統(tǒng)條件下，特別像近幾年南美白對(duì)蝦早期偷死，使用抗生素不僅反復(fù)性強(qiáng)，而且易產(chǎn)生很強(qiáng)的耐藥性，進(jìn)而導(dǎo)致以后治療沒有效果，藥物防治疾病只是暫時(shí)性的手段，而且存在水產(chǎn)品食用安全性等問題；生態(tài)防治才是解決問題的根本出路，所以對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖病害更重在“預(yù)防”。
    近幾年，水產(chǎn)微生物制劑成為研究熱點(diǎn)，其應(yīng)用也日趨普遍，如用于調(diào)水、肥水、改底、內(nèi)服保健等。水產(chǎn)微生物制劑通過調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水體的微生態(tài)平衡，改善養(yǎng)殖環(huán)境，凈化水質(zhì)，提高養(yǎng)殖對(duì)象免疫力與抗病能力，抑制病原微生物，進(jìn)而減少養(yǎng)殖病害的發(fā)生。大量的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證明其具有良好的效果，并且不會(huì)出現(xiàn)耐藥性及殘留或污染等副作用。微生物制劑雖然在一定程度上可以成為抗生素的替代品，但由于其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用時(shí)間較短，許多產(chǎn)品的使用技術(shù)尚不完善，微生物制劑的活性也會(huì)受到多種環(huán)境因素的影響。因此水產(chǎn)微生物制劑在研究、應(yīng)用以及質(zhì)量上目前還有許多亟待解決或改進(jìn)的問題，本文根據(jù)最近幾年關(guān)于水產(chǎn)微生物制劑最前沿報(bào)道、相關(guān)實(shí)踐和有關(guān)資料對(duì)其常用種類及作用進(jìn)行了闡述，對(duì)其應(yīng)用研究進(jìn)展以及存在問題進(jìn)行了總結(jié)分析，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
    1· 水產(chǎn)常用微生物制劑的種類及作用
    1.1 光合細(xì)菌
    光合細(xì)菌(Photosynthetic bacteria，PSB)是在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱，屬于革蘭氏陰性菌。廣泛分布于自然界的土壤、水田、沼澤、湖泊、江海等處，目前在水產(chǎn)養(yǎng)殖上應(yīng)用較多的是紅假單胞菌屬，如沼澤紅假單胞菌。
    光合細(xì)菌具有多種生理功能，如能有效地將嫌氣細(xì)菌分解出的有毒物質(zhì)如氨態(tài)氮、亞硝酸等吸收利用，并吸收CO2及H2S 等，促進(jìn)有機(jī)物的循環(huán)，進(jìn)而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。光合細(xì)菌在進(jìn)行光合作用時(shí)不耗氧，也不放氧，而是通過吸收水體中的耗氧因子，如有機(jī)質(zhì)和H2S 等物質(zhì)，從而使好氧微生物因缺乏營(yíng)養(yǎng)而轉(zhuǎn)為弱勢(shì)，降低氧氣的消耗而直接起到增氧作用。另外可提高水體的透明度，促進(jìn)浮游植物的光合作用，增大放氧量，也可間接起到增氧作用。
    光合細(xì)菌菌體本身含蛋白質(zhì)60%以上，并富含多種維生素、輔酶、抗病毒物質(zhì)及促生長(zhǎng)因子等，可作為魚、蝦、蟹、貝等幼體培育時(shí)的生物餌料。黃鈞等在培育月鱷魚種試驗(yàn)中得出在飼料中添加光合細(xì)菌，魚的增重可比對(duì)照組提高9.31%，飼養(yǎng)成本下降8.55%，與在對(duì)蝦、草魚、羅非魚等的試驗(yàn)結(jié)果一致，表明光合細(xì)菌作為水產(chǎn)動(dòng)物的飼料添加劑具有明顯的促長(zhǎng)作用。另外施用光合細(xì)菌，形成優(yōu)勢(shì)菌群，維護(hù)水體微生態(tài)平衡，抑制病原微生物繁殖，預(yù)防水生動(dòng)物發(fā)病，可克服消毒劑的缺點(diǎn)，有效降解水體的有害化學(xué)物質(zhì)。
    1.2 芽孢桿菌
    芽孢桿菌（Baciuus）為革蘭氏染色陽性菌，是一類好氧性細(xì)菌，抗逆性強(qiáng)，能產(chǎn)生多種消化酶、多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)消化、吸收。芽孢桿菌不僅可以降低水體中硝酸鹽、亞硝酸鹽的含量，還可以通過消滅病原體或減少病原體的影響進(jìn)而改善水質(zhì)。芽孢桿菌通過產(chǎn)生抗體和進(jìn)步嗜菌作用等刺激免疫，增強(qiáng)免疫活性，抑制或殺滅水體或養(yǎng)殖對(duì)象內(nèi)的有害致病菌，減少水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象病害的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加芽孢桿菌控制弧菌等致病菌比加抗生素更好。
    1.3 硝化細(xì)菌
    廣義上講，凡能使土壤或水域中的氨氮氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽的細(xì)菌都可稱為硝化細(xì)菌；嚴(yán)格意義上講硝化細(xì)菌是指利用氨或亞硝酸鹽作為主要生存能源，以及能利用CO2作為主要碳源的一類細(xì)菌。
    硝化細(xì)菌是一種好氧菌，是目前水產(chǎn)養(yǎng)殖中降解氨和亞硝酸鹽的主要細(xì)菌之一，在pH、溫度較高的情況下，分子氨和亞硝酸鹽對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象的毒性較強(qiáng)，而硝酸鹽不僅對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象無毒害，而且還可被藻類利用，促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)和水質(zhì)凈化。
    1.4 乳酸菌
    乳酸菌（lactic acid bacteria）是一種厭氧或兼性厭氧菌，能在pH 3.0～4.5 條件下生長(zhǎng)的無芽孢、革蘭氏染色陽性細(xì)菌的總稱。其通過降解碳水化合物生成乳酸和其他有機(jī)酸，使養(yǎng)殖對(duì)象腸道內(nèi)的pH 值下降，從而抑制大腸桿菌、沙門氏菌等的生長(zhǎng)和繁殖。另外乳酸菌合成的B 族維生素和短鏈脂肪酸能中和養(yǎng)殖對(duì)象體內(nèi)的有毒物質(zhì)的毒性，如抑制胺的合成等。
    1.5 酵母菌
    酵母菌（yeast）是一些單細(xì)胞真菌，營(yíng)養(yǎng)成分含量很高。維生素含量比魚粉高30 倍以上，尤其是富含B 族維生素。氨基酸含量也很高，且比例適當(dāng)，廣泛用于飼料添加劑；近幾年來被廣泛用作水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)節(jié)劑，并取得了較好效果。酵母菌是喜生長(zhǎng)于偏酸性環(huán)境中的好氧菌，可以在消化道內(nèi)大量繁殖，使其在與有害菌生存競(jìng)爭(zhēng)中成為優(yōu)勢(shì)種群，有效抑制有害病原菌的生長(zhǎng)。
    1.6 蛭弧菌
    蛭弧菌(Bdellovibrio bacteriovorus)是寄生在某些細(xì)菌并導(dǎo)致其裂解的一類細(xì)菌，最早是由德國(guó)的stolp 在土壤中發(fā)現(xiàn)，并從污水中分離出此細(xì)菌。蛭弧菌能防止或減少魚、蝦、蟹病害的發(fā)展和蔓延，改善魚、蝦、蟹體內(nèi)外環(huán)境，促進(jìn)生長(zhǎng)，增強(qiáng)免疫力。
    1.7 復(fù)合微生物制劑（如EM 菌）
    EM 菌（Effective Microorganisms）是由光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌等5 科10屬80 余種有益微生物采用適當(dāng)?shù)谋壤酮?dú)特的發(fā)酵工藝復(fù)合培養(yǎng)而成的一種新型微生物活菌劑。EM 菌目前已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，EM 菌中的有益微生物經(jīng)固氮、光合等一系列分解、合成作用，使水中的有機(jī)質(zhì)形成自身或餌料生物生長(zhǎng)繁殖用的各種營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)也能增加水中的溶解氧，降低氨、H2S 等有毒物質(zhì)的含量，進(jìn)而起到凈化水質(zhì)的目的。
    2 ·水產(chǎn)養(yǎng)殖中微生物制劑的應(yīng)用研究進(jìn)展
    最早應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的微生物制劑是“光合細(xì)菌”，主要用于改善水質(zhì)；其后，水產(chǎn)微生物制劑的研究和開發(fā)領(lǐng)域也更加廣泛，目前己有乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、弧菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬的眾多種類等應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。
    2.1 魚
    Kozasa 最早用從土壤中分離的芽孢桿菌經(jīng)培養(yǎng)后處理愛德華氏菌感染的日本鰻鱺，降低了其死亡率；張慶等每隔25 d 向羅非魚養(yǎng)殖水體中添加以芽孢桿菌為主的微生物復(fù)合菌劑，發(fā)現(xiàn)能明顯改善水質(zhì)條件，有效降低氨氮與亞硝酸鹽，營(yíng)造良好的水色，促進(jìn)羅非魚的生長(zhǎng)。Gatesoupe 等將乳酸桿菌用于大菱鲆養(yǎng)殖，發(fā)現(xiàn)可以抑制致病弧菌引起的疾病。桂遠(yuǎn)明等從正常的鯉魚腸道中分離出JY10(節(jié)桿菌)和JY13(乳桿菌)，將它們制成微生物制劑并添加到飼料中，以該飼料飼喂鯉魚，增加了抗病能力。呂耀平在異育銀鯽養(yǎng)殖水體中添加復(fù)合微生物制劑，能顯著降低NH3-N、NO2-、COD等水產(chǎn)養(yǎng)殖有害因子的含量，增加溶解氧，緩沖pH 值，并有利于有益單胞藻(硅藻、綠藻等)成為優(yōu)勢(shì)種群促進(jìn)異育銀鯽生長(zhǎng)，提高其產(chǎn)量。俞吉安等研究應(yīng)用光合細(xì)菌添加劑，添加量為2%時(shí)，投喂草魚、鳙魚和鰱魚夏花苗成活率可提高5%～28%，畝產(chǎn)量可提高15%～30%，餌料系數(shù)下降20%～23%。金滿洋等在池塘養(yǎng)殖中施用EM 活性微生物水產(chǎn)專用肥，結(jié)果單位面積凈產(chǎn)量魚種池提高17.8%，成魚池提高14.4%。何敏等研究復(fù)合微生物制劑對(duì)重口裂腹魚生長(zhǎng)、腸道消化酶和菌群以及水質(zhì)指標(biāo)的影響，結(jié)果表明復(fù)合微生物制劑能改善水質(zhì)，提高重口裂腹魚腸道消化酶活性、增加腸道有益菌群數(shù)，促進(jìn)魚體生長(zhǎng)。
    2.2 蝦
    李躍華等在青蝦養(yǎng)殖池施用兩種不同的微生物制劑，結(jié)果池水的溶解氧、總磷增加，氨氮值下降，試驗(yàn)池青蝦的生長(zhǎng)速度明顯要大于對(duì)照池；薛恒平等將用芽孢桿菌、光合細(xì)菌、蛭弧菌等制成的“益生菌王”，用于對(duì)蝦池凈化，結(jié)果證明：實(shí)驗(yàn)組對(duì)蝦病毒病的爆發(fā)時(shí)間延遲10d，產(chǎn)量增加40%。符澤雄用微生物制劑飼養(yǎng)南美白對(duì)蝦，發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦生長(zhǎng)快，節(jié)省飼料，能有效防治蝦病，無藥物污染；與對(duì)照池相比較，生長(zhǎng)速度快21.9%，產(chǎn)量提高33.1%，飼料系數(shù)降低0.16。李勤生等指出，在斑節(jié)對(duì)蝦育苗中應(yīng)用光合細(xì)菌可促進(jìn)變態(tài)，縮短變態(tài)時(shí)間；張超峰等在南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖中應(yīng)用指出光合細(xì)菌含有抗病毒因子和多種免疫促進(jìn)因子，能提高南美白對(duì)蝦的抗病力和免疫功能；韓士群在對(duì)蝦池中投加硝化細(xì)菌后，水體中氨氮濃度僅為對(duì)照池的40%。黃永春等以EM 作為飼料添加劑和水質(zhì)凈化劑應(yīng)用于斑節(jié)對(duì)蝦的養(yǎng)殖，結(jié)果表明，EM 能改良水質(zhì)條件，促進(jìn)對(duì)蝦生長(zhǎng)。Garriques 等將溶藻膠弧菌用于蝦苗培養(yǎng)，幼苗的生長(zhǎng)率得到提高，疾病的發(fā)生率和嚴(yán)重性均有所減少或降低。葉樂等在凡納濱對(duì)蝦育苗中添加益生菌，結(jié)果益生菌能顯著降低水體中的H2S、NH4+-N 和NO2--N 含量，提高幼蝦成活率。Rengpipat 等發(fā)現(xiàn)益生菌可提高黑虎蝦的免疫能力。仇麗用枯草芽孢桿菌養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦，與常規(guī)蝦池對(duì)照，氨氮、亞硝酸含量都有明顯下降，還達(dá)到了增產(chǎn)的效果。
    2.3 蟹及其它
    李士虎等在河蟹育苗池添加微生物制劑，與對(duì)照池比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組的水質(zhì)狀況均好于對(duì)照組，幼體變態(tài)率平均提高了20%，抗生素等藥品使用量平均減少85%，病害發(fā)生率平均降低31%，對(duì)照組的換水率為485%，而微生物制劑處理組均為150%，平均減少換水量56%，生產(chǎn)成本平均降低21%。陳家長(zhǎng)將蛭弧菌用于河蟹養(yǎng)殖時(shí)發(fā)現(xiàn)，施用后水體中的COD、氨氮、H2S 等含量明顯降低。
    王德芝等將光合細(xì)菌菌液按不同劑量加入到中華鱉養(yǎng)殖試驗(yàn)池中，發(fā)現(xiàn)在較短時(shí)間內(nèi)就會(huì)使氨氮等出現(xiàn)不同程度的下降，水中溶解氧均有上升。Gibson 等在牡蠣幼苗的感染實(shí)驗(yàn)中證實(shí)有益微生物可以產(chǎn)生抑制有害微生物的外源物質(zhì)。Douillet 等將菌CA2(可能是氣單胞菌屬的某些種) 應(yīng)用于太平洋牡蠣幼苗繁殖中，與單獨(dú)使用藻類相比較，喂食藻類和菌CA2 的太平洋牡蠣幼苗的存活率提高21%～22%，生長(zhǎng)率提高了16%～21%。
    劉麗等在皺紋盤鮑育苗生產(chǎn)中施用光合細(xì)菌紅假單胞菌和枯草芽孢桿菌的混合菌液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該混合菌液能促進(jìn)皺紋盤鮑苗的生長(zhǎng)，提高其免疫情況。林阿乞等將蛭弧菌應(yīng)用于九孔鮑養(yǎng)殖，發(fā)現(xiàn)施用蛭弧菌能明顯提高九孔鮑的生長(zhǎng)和存活率，并能有效控制和消除養(yǎng)殖水體中的弧菌數(shù)。黃亮等研究發(fā)現(xiàn)蛭弧菌可以有效地清除牡蠣養(yǎng)殖環(huán)境和體內(nèi)的副溶血弧菌。楊鳶劼等把芽孢桿菌、光合細(xì)菌應(yīng)用到河鲀養(yǎng)殖中，結(jié)果表明能促進(jìn)優(yōu)良單細(xì)胞藻類的生長(zhǎng)，營(yíng)造良好水色，氨氮、亞硝酸鹽、H2S 的含量降低，水體環(huán)境得到了改善，而且光合細(xì)菌也是河鲀初孵仔魚優(yōu)良的開口餌料。
    3 ·微生物制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中存在的問題
    微生物制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用雖然日益廣泛，但仍還處于發(fā)展的初級(jí)階段，在管理體制和基礎(chǔ)理論研究等方面有許多問題有待于進(jìn)一步研究。例如，水產(chǎn)微生物制劑產(chǎn)品都標(biāo)注為非藥品，管理機(jī)構(gòu)和管理辦法不明確，基礎(chǔ)理論研究也比較薄弱，致使水產(chǎn)業(yè)一片混亂。到目前為止，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖使用的微生物研究仍然缺乏系統(tǒng)性和深層次性。在菌種選擇、施用條件、施用方法和施用量、菌種間相互作用、配伍的和諧性、作用機(jī)理、對(duì)環(huán)境的影響形式和影響程度、菌種保存技術(shù)、菌種回收和消除技術(shù)等方面研究還很滯后。
    3.1 加強(qiáng)微生物制劑的基礎(chǔ)理論和作用機(jī)制研究
    微生物制劑種類繁多，其作用機(jī)制對(duì)于不同的環(huán)境和養(yǎng)殖品種是有所不同的，應(yīng)深入加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的研究，指導(dǎo)微生物制劑的研制、生產(chǎn)和正確使用。
    3.2 微生物制劑使用方法和劑量的研究
    由于水產(chǎn)養(yǎng)殖品種繁多，其生理狀態(tài)相差較大，養(yǎng)殖環(huán)境差異性明顯，所以應(yīng)根據(jù)不同的養(yǎng)殖種類、不同生理狀態(tài)、不同環(huán)境因素合理用藥。由于微生物制劑的作用效果取決于眾多因素，因此并不是用得越多越好，使用時(shí)要選用適宜的菌種，確定較為適宜的比例，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)用量。
    3.3 對(duì)微生物制劑的優(yōu)秀廣譜菌株、專一性菌株、復(fù)合菌株的選育和應(yīng)用
    目前已經(jīng)使用的益生菌種類相對(duì)于自然界中可利用的有益菌種類還很少，具有巨大開發(fā)潛力。例如，如何在分離廣譜性益生菌的同時(shí)，向高效專一制劑發(fā)展；研究針對(duì)某種動(dòng)物、某個(gè)階段、某些疾病的專用微生物制劑，使其作用更專一、效果更顯著；盡可能根據(jù)菌種的不同特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同產(chǎn)品；確定動(dòng)物機(jī)體內(nèi)缺少的菌種，添加針對(duì)性強(qiáng)的菌種制劑等。
    3.4 向工程菌領(lǐng)域發(fā)展
    將益生菌作為基因工程的受體菌，運(yùn)用基因工程技術(shù)構(gòu)建更易于生產(chǎn)、保存、定植、繁殖或具有特殊功能的工程菌制劑，從而達(dá)到一種制劑發(fā)揮多種功能的目的。
    3.5 微生物新型制劑的研發(fā)
    加強(qiáng)對(duì)微生物制劑劑型的研究，提高活菌濃度，提高菌劑中活菌對(duì)不良環(huán)境的耐受力，延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期限。目前普遍使用固定化技術(shù)、真空冷凍干燥技術(shù)和微膠囊技術(shù)，制劑采用真空包裝和充氮?dú)獍b來延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期。微生物制劑固定化所選用的包埋劑種類和方法還需要進(jìn)一步研究。
    4· 水產(chǎn)養(yǎng)殖中微生物制劑的前景展望
    目前，我國(guó)抗生素濫用現(xiàn)狀難以遏制，使用抗生素類藥物后，會(huì)在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)富集殘留，并通過食物鏈直接進(jìn)入人體，危害人類身體健康。微生物制劑具有無毒、無害、促生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并且可以改善生態(tài)環(huán)境，減少抗生素的使用，避免其在水產(chǎn)品中的積累。用了微生物制劑的水產(chǎn)動(dòng)物，不僅生長(zhǎng)快、發(fā)病少、餌料系數(shù)低，而且品質(zhì)也好。作者在福建長(zhǎng)樂南美白對(duì)蝦高位池養(yǎng)殖中，使用芽孢桿菌、糞鏈球菌、乳酸菌等微生物制劑，結(jié)果對(duì)南美白對(duì)蝦水質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定、偷死、防病、保健等都有一定的作用。
    盡管我國(guó)對(duì)微生物制劑的應(yīng)用和研究比一些發(fā)達(dá)國(guó)家晚，但僅在短短的幾年里，微生物制劑的研發(fā)和應(yīng)用對(duì)促進(jìn)我國(guó)水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已發(fā)揮了積極的作用，且潛力很大。隨著微生態(tài)理論的不斷完善、科技水平的不斷提高、新型生物技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)微生物制劑往“利用基因工程技術(shù)定向改造有益菌株，完善菌種分離技術(shù)，加大對(duì)菌種配伍技術(shù)的研究力度，應(yīng)用微膠囊技術(shù)進(jìn)行菌種保存”等幾個(gè)方向的研究，微生物制劑勢(shì)必將迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇，成為抗生素的替代品，對(duì)水產(chǎn)業(yè)的健康、生態(tài)養(yǎng)殖帶來更加廣闊的發(fā)展前景。

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