凈水微生物對水產養殖環境的修復作用

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樓主 2020-01-19 11:23:05
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? ? ? ?近年來隨著水產養殖業的蓬勃發展,養殖水體環境日益惡化,尤其現在以投餌為主的養殖模式,殘餌、糞便、死亡生物的殘體、養殖池塘底物的沉積物、N、P等富營養因子排入水體,養殖水體中的化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)嚴重超標,水產動物疾病頻繁發生。微生物作為一種生態調節劑,增加溶氧(DO),降低氨氮(NH3-N)與亞硝酸氮(NO2--N),治理養殖水環境,可以明顯改善水色,抑制有害微生物的繁殖,迅速降解有機物,維持水生生態平衡。它有利于防治疾病,促進水產動物的迅速生長,同時無二次污染,成本低,收效大等優點而日益受到重視。目前水產應用凈水微生物的主要種類有光合細菌、芽孢桿菌、硝化細菌、酵母菌、放線菌、基因工程菌等。


凈水微生物水質凈化的作用機理

? ? ? ? 有益微生物能使養殖者在不中斷養殖過程的情況下,清除長時間殘留于養殖水域底部廢物,尤其是老蝦池底部積累大量的殘余餌料、排泄廢物、動植物殘體以及有害氣體(氨,硫化氫等),使之降解,最終分解為二氧化碳、硝酸鹽、硫酸鹽等,有效的降低了水中的COD、BOD,使水體中的NO2--N 、硫化物、氨的濃度降低,從而有效的 改善了水質,且能為單細胞藻類為主的浮游植物的 繁殖提供營養物質,促進藻類為主的浮游植物的繁 殖。這些浮游植物的光合作用,又為池內底棲動物、養殖水產動物及有機物的分解提供氧氣,從而形成一個良性的生態循環,有利于水產動物的迅速生長。同時由于凈水微生物的大量繁殖,在池內形成優勢種群,可抑制病原微生物的繁殖,減少疾病發生。

主要凈水微生物


光合細菌(PSB)

? ? ? ? ?光合細菌是地球上最早出現的一類能以光作為能源,以CO2和有機物作為碳源,以有機物、氫 氣或硫化物為供氫體而繁殖的原核生物的總稱。 作用機理是其細胞內含有細菌葉綠素,在無氧和光照條件下,利用水體中魚蝦殘餌及排泄物等有機物 進行不產氧的光合作用,合成大量菌體。光合細菌還能利用水體中的硝酸鹽或亞硝酸鹽,某些種類還可利用硫化物等,從而形成了很強的水質凈化能力。研究表明,光合細菌是水體中C、N、S循環的主要參 與者,可以明 顯地 改善水質,增加水中的溶氧(CD),降低COD、BOD,降低氨氮、硝氮、硫化物濃度,極大地減少了養殖池塘換水量、換水次數和疾 病發生率。張瑞安在使用光合細菌凈化水質防止赤潮的研究對比試驗結果表明,使用光合細菌的蝦池氨氮降低0.006-0.155mg/L,硫化物降低0.085mg/L,溶解氧提高0.19-0.25mg/L,對蝦池防止赤潮十分有利。

芽孢桿菌(Bacillus)

? ? ? ? 芽孢桿菌是一種簡單的細菌,是土壤中的優勢種群,具有豐富的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶等。它能強烈的分解碳系、氮系、磷系、硫系污染 物,分解復雜多糖、蛋白質和水溶性有機物;在養殖水環境中能形成優勢菌群,其功能優于PSB而有望成為PSB替代品,成為目前凈水研究的熱點。任保振等、王廣軍等在溫室養鱉池投喂含有蠟質芽孢桿菌的有益微生物,結果降低了水體中的有機污染物化學需氧量、氨氮、亞硝酸氮的含量,池水和底沙中的異養細菌數量明顯增加。同時也能降解進入養殖池的有機物,包括魚的排泄物、殘餌飼料、浮游藻類尸體和池底有機淤泥,使之生成硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等無機鹽類,避免了有機物在 養殖池的沉積,維持了良好的生態環境。佐賀新聞用枯草芽孢桿菌對海底堆積物、魚池和養魚水庫的淤泥進行分解凈化,收到很好的效果。

?硝化細菌

? ? ? ? 硝化細菌屬化能自養菌,專性好氧,大多是專性無機型。硝化細菌可分為2個亞群:亞硝化細菌和硝化細菌。亞硝化細菌將水體中的氨氮轉化為亞硝酸氮,硝化細菌將亞硝酸鹽氧化為對水生動物無害的硝酸氮。硝化細菌廣泛應用于水處理與工業化水產養殖系統,在水中會自動形成生物膜,幾天后即可成熟。池清理 重新注入水,3d即可檢測到生物膜(硝化細菌和一些藻類)的存在,并且很快即表現出很高的去 除氨氮的效率。生物膜使水中氨氮保持穩定且很低的濃度范圍。

酵母菌

? ? ? ? 酵母菌是一種來源廣、價格低、氨基酸比較全面的單細胞蛋白,蛋白質含量高達46-65%,且富含動物所必需的多種維生素和微量元素,如煙酸、葉酸、維生素B和膽堿等。其菌種主要有啤酒酵母、產朊假絲酵母及飼料酵母。近年來人們亦將其用在處理養殖水體中,并取得了較好的效果。吳偉等利用假絲酵母處理水體中的亞硝酸鹽時, 其降解速率達0.036mg/L,并發現水體中的亞硝酸鹽的含量,COD和 BOD的比例對其降解速率有影響。吳偉等利用諾卡氏菌及其與酵母菌的融合細胞處理養殖水體時,其氨氮去除 率分別為32%和28% ,并且能大幅度去除水體中的COD等,穩定PH值,提高水中的DO及水體生態環境中微生物和浮游生物的 生物多樣性。

?放線菌

? ? ? ?放線菌是廣泛分布于自然界的、有分枝傾向的 或能形成分枝菌絲和產生孢子的特殊類型。能夠 產生種類繁多的抗生素、維生素和酶。同時在難分解的物質,如纖維素、木質素、甲殼素等的降解中起 重要作用,創造出其他有益微生物增殖的生態環 境。放線菌作為清除者可分解蛋白質、纖維素及其它有機物,某些菌還具有脫除異味(臭味)之功能。 它的生長能改善水的味道并對水源有消毒作用。 王軍等研究了海洋放線菌對大黃魚病原菌的拮抗作用和抗菌譜,所分離、誘變得到拮抗效果較好 的)株放線菌的抗菌譜都很窄,也即是它們對病 原性溶藻弧菌和副溶血弧菌同時具有較強的拮抗作用,對其他供試菌沒有拮抗作用或拮抗效果較弱。

蛭弧菌

? ? ? ?蛭弧菌是 一類攻擊、侵染、裂解其它微生物的寄生菌,有類似噬菌體的作用。蛭弧菌在分類地位上屬于蛭弧菌屬,包括噬菌蛭弧菌、斯托普蛭弧菌、斯塔爾蛭弧菌和未定名的海洋菌株。蛭弧菌對水中細菌有很強的裂解作用,并且還能改善水質的理化指標,同時, 充足的溶氧有利于蛭弧菌裂解病原菌,氧化降解氨氮,凈化水體,提高透明度。研究表明,使用蛭弧菌的養殖生態環境中COD、硫化物和氨氮都得到了有效控制,細菌總數減少,魚類生存環境明顯改善,成活率也相應提高,增重效果顯著。

基因工程菌

? ? ? ?運用生物工程技術,采用細胞融合、基因重組技術等遺傳工程手段,可以將某種降解污染能力強的微生物的降解基因,轉入繁殖能力強,適應性好的受體微生物中,構建出高效的具有廣譜降解能力的凈水基因工程菌。1968年美國生物學家查克馬蒂運用質粒技術把分別降解芳烴、多環芳烴的質粒 結合到降解脂烴的細菌體內,制造出有一種新的 “超級菌種”。在阿拉斯加石油泄漏中,幾個小時內 能消除海面污染原油。歐美研究凈水基因工程菌 工程微生物已取得巨天成功,但推廣仍持謹慎態度,認為它有重組DNA 潛在的危險。國內這方面的報道不多,但是這是今后發展的方向。

?復合菌劑

? ? ? 復合菌劑就用不同菌株的不同特性,將多種微生物菌株培育后復合為復合微生物制劑,以期發揮它們的綜合效效果。紐約Alken Murray司生產的美菌方( Alken Clear F10),它是由枯草桿菌、綠膿桿菌、史都哲氏假單胞、螢光假單胞、赫米那氏桿菌、亞硝酸單胞菌、硝酸菌等微生物的總稱。它能迅速繁殖而成為優勢菌,并以其活躍和豐富的酶系統將養殖池多余的殘餌、排泄物、動植物尸體及其它有機污染物分解成為CO2和水,從而減輕污 染,凈化水質,減少了病害。薛恒平等研制由芽孢桿菌、光合細菌、蛭弧菌等組成的益生菌王,在蝦池中每周施用1次,每次按1*10-6的使用量,結 果試驗池水質良好,試驗組對蝦病毒病暴發的時間延遲了10d,產量增加了40%;用于文蛤,使用的3個池塘均未發病,而對照組池塘發病率為30-50%,且試驗組池水比對照組池水清澈。

應用凈水微生物存在的問題及解 決方法


制劑的穩定性

? ? ? ? 有益菌活性受溫度和其他環境條件影響很大, 并且在加工、運輸過程中易失活。在臨用前即時混合微生態制劑和餌料可部分解決這一問題,但所需菌劑量較大且操作不便。目前運用基因工程技術選擇耐高溫的菌株,可從根本上解決制粒過程中微生物受破壞的問題,但是存在DNA重組的危險。

?單一菌種局限性

? ? ? ?有益微生物只能降解特定類型的化學物質,化合物稍有變化就可能不會被同一微生物酶破壞,這些難降解性、不溶性物質以及土壤腐殖質或泥土結合在一起常常難以生物修復,復合菌株可望解決單 一菌株的局限性。

與抗菌藥物等的配伍問題

? ? ? ? 有益微生物一般要注意不能與抗生素或抗菌藥物(如喹乙醇)同時使用,因為有益微生物是活菌劑,如果同時使用,抗生素和抗菌藥物能殺滅活菌劑。Hansen等發現在水體沉積物中加入100-400*10-6的土霉素、惡喹酸和氟甲喹數天后,有益菌總數就下降了30-50%,70d后,被抗生素抑制的硫酸鹽還原速率下降至10%以下,結果表明微生物密度和活性的抑制,與抗生素殘留物濃度有很強的相關性。

?使用方法

? ? ? 應定期不間斷地投入有益微生物,才能長期穩 定維持水體中有益微生物的種群優勢,才能有效地調控水質,預防疾病發生。同時要兼顧水體環境是 否適合有益菌的生存和繁殖,如水體加入了抗生素等學物質,就會降低有益微生物的作用效果。因此,如果中間換水和使用消毒劑,應在換水后或使 用消毒劑2-3d后,補加首次使用的劑量,以在最短的時間內重新建立有益微生物占優勢的養殖環境。

?動物種類

? ? ? ?不同種類微生態制劑對水生動物的種類、年 齡、生理狀態所產生的作用不同,具體使用量應根據實際情況酌情加減。


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