微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

劉曉紅，繆禮鴻

(武漢工業(yè)學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院，湖北武漢，430023)

隨著人們對水產(chǎn)品需求的增加，在漁業(yè)資源和可養(yǎng)殖水面有限的情況下，必然會通過增加養(yǎng)殖密度，提高單位水產(chǎn)品產(chǎn)量等手段尋求漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。由于片面追求漁業(yè)產(chǎn)量，投加大量肥料和投餌所帶來的過量外源氮、磷等元素已導(dǎo)致水體嚴(yán)重富營養(yǎng)化，有害藍(lán)藻頻發(fā)，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，特別是藍(lán)藻毒素以及濫用化學(xué)除藻劑等已對水產(chǎn)品的食用安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。養(yǎng)殖水體環(huán)境的惡化和污染，導(dǎo)致水體生態(tài)失衡，養(yǎng)殖疾病動物頻發(fā)。養(yǎng)殖業(yè)者為了防止疾病的蔓延，往往違規(guī)大量使用各種抗生素類或其它化學(xué)類藥品，致使養(yǎng)殖對象產(chǎn)生抗藥性、體內(nèi)藥殘超標(biāo)，對人類的健康都非常不利。發(fā)展水產(chǎn)健康養(yǎng)殖技術(shù)已是必然趨勢。水產(chǎn)健康養(yǎng)殖需要更加高效、安全的微生物制劑。

1 微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的微生物制劑又稱為微生態(tài)制劑。我國微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用是從畜牧養(yǎng)殖業(yè)微生態(tài)制劑應(yīng)用基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。最早應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的微生態(tài)制劑為光合細(xì)菌，主要用于調(diào)節(jié)水質(zhì)。微生態(tài)制劑以其無毒副作用、無殘留、成本低、效果顯著、不污染環(huán)境等特點，逐漸得到廣大水產(chǎn)養(yǎng)殖界的認(rèn)可。目前市場上除已經(jīng)被普遍使用的光合細(xì)菌外，在市場上常見的漁用微生態(tài)制劑品種主要是兩大類：一類是體內(nèi)微生態(tài)制劑，將其添加到飼料中用以改良養(yǎng)殖對象體內(nèi)微生物群落的組成，增強(qiáng)水產(chǎn)動物免疫力，應(yīng)用較多的有乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌、EM菌等;一類為體外微生態(tài)制劑，將其投放到養(yǎng)殖水環(huán)境中以改良底質(zhì)或水質(zhì)，具有增加水體的透明度，降低水體的氨氮、增加水體的溶解氧，抑制病原菌和有害藻類的繁殖，調(diào)節(jié)水體浮游生物的結(jié)構(gòu)等功能。主要有光合細(xì)菌、芽孢桿菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、EM菌等。

1.1 體內(nèi)微生態(tài)制劑的作用

由益生菌組成的微生態(tài)制劑具有調(diào)節(jié)魚腸道微生物菌群，促進(jìn)魚生長，抑制魚病發(fā)生。由于工廠化高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的日益擴(kuò)大，造成水體生態(tài)環(huán)境的失調(diào)，從而引發(fā)各種病害。長期使用抗生素和化學(xué)藥物來防治魚病會帶來諸多副作用，如許多病原菌產(chǎn)生抗藥性，導(dǎo)致抗生素用量的增加，同時破壞和干擾了腸道正常菌群和養(yǎng)殖微生態(tài)環(huán)境［1］;許多化學(xué)藥物在水產(chǎn)動物體內(nèi)積累，其毒性、“三致”(致畸、致癌、致突變)等弊端也逐漸顯露出來直接危害人類健康［2］。微生態(tài)制劑因綠色環(huán)保、無毒副作用、無殘留污染、不產(chǎn)生抗性等優(yōu)點已成為抗生素最有潛力的替代品。隨著動物微生態(tài)制劑在畜牧等方面上的廣泛應(yīng)用，在水產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用也越來越引起人們的重視，其良好的效果已被大量的試驗和生產(chǎn)實踐所證實。1986年，Kozasa［3］用1株從土壤中分離的芽孢桿菌處理日本鰻鱺，降低了由愛德華氏菌引起的死亡率，首次將益生菌應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。Olsson［4］從大菱鲆幼魚排泄物中提取的肉桿菌可抑制鰻弧菌的生長。Gullian［5］從蝦的肝胰臟中分離到3株細(xì)菌，它們可抑制蝦體內(nèi)的哈維氏弧菌，而對宿主無致病作用。吳垠等［6-7］應(yīng)用微生態(tài)制品飼養(yǎng)對蝦的結(jié)果表明，微生態(tài)制品能明顯提高對蝦感染爆發(fā)性流行病后的成活率，且對仔蝦的生長也有一定的促進(jìn)作用;潘康成等［8］將2株有益芽孢桿菌制成的微生物添加劑混在飼料中飼喂鯉魚，可顯著促進(jìn)鯉魚生長。李平等［9］將有益微生物群(EM)應(yīng)用到羅氏沼蝦的健康養(yǎng)殖中，能抑制和消滅病原微生物，改善養(yǎng)殖環(huán)境。藺紅蘋等［10］對用噬菌體防治對蝦弧菌病進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)水體中加入噬菌體能對其宿主裂解，使蝦體內(nèi)器官的副溶血弧菌被明顯清除，同時使感染副溶血弧菌的對蝦體內(nèi)的血細(xì)胞含量保持相對穩(wěn)定。

1.2 體外微生態(tài)制劑的作用

污染環(huán)境的微生物修復(fù)可通過投加人工菌劑等措施來實現(xiàn)。凈水微生物能通過氧化、氨化、硝化、反硝化、解磷、硫化及固氮等作用將有害物質(zhì)分解為二氧化碳、硝酸鹽、硫酸鹽等，為水生動植物直接或間接提供營養(yǎng)元素或通過有益微生物的生命活動抑制病原菌的生長繁殖，直接或間接促進(jìn)和改善水生動物生長，并使其品質(zhì)得到改善［11-12］。近年來，國內(nèi)外已報道［13-14］微生物制劑對淡水養(yǎng)殖水體中氮N、磷元素具有較強(qiáng)的去除能力，如采用光合細(xì)菌［15］、硝化細(xì)菌［16］、諾卡氏菌［17］和假絲酵母［18］等去除養(yǎng)殖水體高濃度氨氮。王秀林等對微生態(tài)制劑凈化養(yǎng)殖水體技術(shù)的試驗取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，特別是其使用可以顯著抑制細(xì)菌性魚病的發(fā)生，從而減少甚至避免抗生素類藥物的使用，大大提高了水產(chǎn)品的質(zhì)量安全［19］?；蒹薜扔靡匝挎邨U菌為主體的微生物凈水劑對主養(yǎng)黃河鯉魚池塘中的生態(tài)因子進(jìn)行調(diào)控，魚池投放菌劑后能有效改善水質(zhì)，消除池底污泥中的臭味，在降低總氨氮方面效果顯著，產(chǎn)量提高約12%［20］。

1.3 微生態(tài)制劑對有害藍(lán)藻的防治作用

目前，有害藻類對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的危害深遠(yuǎn)，它已經(jīng)成為水產(chǎn)養(yǎng)殖中不可忽視的一個問題。與傳統(tǒng)的機(jī)械除藻和施用化學(xué)除藻劑等方法相比，微生物控藻技術(shù)因具有成本和環(huán)境安全性等方面突出優(yōu)勢而受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種溶藻細(xì)菌、藍(lán)藻嗜菌體和真菌能裂解藻類營養(yǎng)細(xì)胞或破壞細(xì)胞。有人從水華銅綠微囊藻中分離出一種類似噬菌體的藻類病毒，該病毒能夠感染銅綠微囊藻的細(xì)胞并使藻細(xì)胞溶解［21］。馬宏瑞等［22］從分離出具有溶藻作用的芽孢桿菌Z5，其無菌濾液對處于穩(wěn)定期的銅綠微囊藻的去除效果達(dá)到91.36%。李雪梅等［23］將EM應(yīng)用于在藻型富營養(yǎng)化的湖泊水體中，結(jié)果表明有效微生物群對水體的透明度、葉綠素a含量的改善有明顯的效果，水中的溶解氧含量和水體的透明度上升;王平等［24］考察了有效微生物群(EM)對3種常見“水華”藻類生長的抑制作用及適宜條件，實驗結(jié)果表明EM能顯著抑制衣藻、四尾柵裂藻和盤星藻的生長，3種藻類生物量平均降低率分別46.80%，99.07%和97.17%。

2 微生態(tài)制劑存在的問題

到目前為止，我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖用微生態(tài)制劑的研究大多僅限于應(yīng)用效果方面，缺乏系統(tǒng)性和深層次的研究。主要表現(xiàn)在(1)目前已確認(rèn)的適宜做微生態(tài)制劑的菌株種類較少，需開發(fā)新的菌種。(2)產(chǎn)品針對性較差，目前市場上的大多數(shù)的微生態(tài)制劑作用機(jī)理不明確。(3)缺少菌株安全性方面的研究，很多微生態(tài)制劑都是緣于為陸生動物設(shè)計，在水產(chǎn)上的應(yīng)用時間較短，有的菌種并不一定適應(yīng)水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生物特性和養(yǎng)殖環(huán)境，可能對水產(chǎn)動物產(chǎn)生副作用［25］。(4)微生態(tài)制劑產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，在保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品中有效活菌數(shù)得不到保證，嚴(yán)重地影響了微生態(tài)制劑使用的有效性。(5)對微生態(tài)制劑產(chǎn)品應(yīng)用的最佳環(huán)境條件及使用方法缺乏深入研究。不同的水域環(huán)境條件對菌劑的影響是不同的，處理效果也就不同。此外，作為水質(zhì)調(diào)節(jié)劑使用的水產(chǎn)微生態(tài)制劑是一種新型生態(tài)肥料，目前尚未被納入相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使其應(yīng)用和發(fā)展受到了限制，生產(chǎn)廠家難免魚目混珠，產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證。應(yīng)盡快制定統(tǒng)一的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范企業(yè)行為。

3 微生態(tài)制劑的發(fā)展趨勢

漁用微生態(tài)制劑發(fā)展趨勢：(1)加強(qiáng)微生物制劑的基礎(chǔ)理論和作用機(jī)制的研究。對養(yǎng)殖水域的藻、菌生態(tài)群落之間的營養(yǎng)及其相互作用機(jī)理缺乏認(rèn)識，往往導(dǎo)致投加的外源微生物菌劑因不具有競爭性而難以發(fā)揮作用。微生物制劑種類繁多，其作用機(jī)制對于不同的環(huán)境和養(yǎng)殖種類有所不同，今后應(yīng)深入對微生物制劑作用機(jī)制的研究，以指導(dǎo)今后微生態(tài)制劑的研制、生產(chǎn)和正確使用。(2)微生態(tài)制劑優(yōu)良菌株的選育和應(yīng)用。目前已經(jīng)使用的益生菌的種類不多，如何在分離廣譜性益生菌的同時，向高效、專一制劑發(fā)展具有巨大的菌種資源開發(fā)潛力。(3)微生態(tài)制劑新劑型的研發(fā)。積極開發(fā)新型制劑，比如耐酸、耐鹽、耐高溫的菌種，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，延長產(chǎn)品保存期。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氣包裝來延長產(chǎn)品保存期。

高效微生物菌劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究方興未艾，有些已實現(xiàn)了商品化并在水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代生物工程技術(shù)的迅速發(fā)展，微生態(tài)制劑技術(shù)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，所獲成果必將顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。水產(chǎn)微生態(tài)制劑的開發(fā)對保護(hù)環(huán)境生態(tài)平衡，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展有著重要的意義。

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