水产微生物—微生态制剂
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浅谈微生态制剂在健康养殖中的应用随着人们对健康的重视和食品安全的日益关注,微生态制剂在养殖业中的应用也越来越广泛。
微生态制剂是由一种或多种有益微生物组成的制剂,可以在一定范围内调节养殖环境中的微生物群落结构,促进有益微生物生长繁殖,抑制有害菌的扩散,改善动物肠道健康,提高免疫力,从而提高养殖效益。
本文将从以下几个方面探讨微生态制剂在健康养殖中的应用。
1.微生态制剂的分类及特点微生态制剂可以分为单一菌株制剂和多种菌株混合制剂两类。
单一菌株制剂是将一种有益微生物进行分离和纯化,制成一种或几种菌株的制剂。
多种菌株混合制剂则是将多种不同菌种混合起来,通过互相作用协同发挥作用。
微生态制剂的菌株来源包括自然界中的有益菌株、动物的肠道细菌、泥沼等环境中的微生物、人工培养的菌株等多种途径。
微生态制剂的特点是能够调整肠道内微生物的平衡,维护肠道健康,并且能够降低腐败菌和致病菌的数量,提高养殖效益。
在种苗饲养期间,微生态制剂的应用可以促进种苗消化吸收,增加免疫力和抗病能力,降低死亡率和消耗。
同时,微生态制剂也可以调整肠道微生物群落结构,防止肠道感染和病毒的传播。
在肉禽、蛋禽养殖期间,微生态制剂的应用可以促进禽类肠道内有益菌株的生长,限制有害菌的繁殖,提高免疫力,同时也能够降低环境中的氨气含量和臭味,改善环境质量。
在水产养殖中,微生态制剂可以净化水质,防止水中有害物质的积聚,维护水质的生态平衡。
此外,微生态制剂的应用还能够促进水产动物肠道内有益菌的繁殖,提高免疫力和抗病能力,降低死亡率和消耗。
5.微生态制剂在畜禽粪便处理中的应用畜禽粪便中含有大量的有机物、氮、磷等营养元素,如果不加以处理会对环境造成污染。
微生态制剂的应用可以促进粪便中各种有机物的降解,降低氮、磷的含量,减少了有机废弃物的污染。
综上所述,微生态制剂在健康养殖中的应用十分广泛,可以促进有益菌的繁殖,抑制有害菌的生长,从而减少环境污染、提高养殖效益,对于保障食品安全和提高农业生产水平有重要的意义。
水产养殖常用微生态制剂及使用注意事项作者:杨秀来源:《黑龙江水产》2018年第05期随着水产业健康养殖理念的不断提升,水产养殖中微生态制剂的使用呈现出日渐增多的态势,对调节水质、增强水生动物非特异性免疫、预防水生动物病害的发生起到了显著的作用。
微生态制剂又称益生菌、益生素,是在微生态理论指导下采用已知有益微生物,经培养、复壮、发酵、包埋、干燥等特殊工艺制成的对水生动物有益的生物制剂或活菌制剂,具有维持宿主的微生态平衡,调整微生态失调和提高健康水平的功能。
按使用目的可分为水质改良剂、生长促进剂、免疫促进剂等。
剂型有液体、固体和半固体。
菌种主要有芽孢杆菌类、光合细菌类、乳酸菌类和酵母菌类。
一、微生物制剂使用方式从目前看,微生态制剂在水产养殖中使用方式有两種,一种是施用于养殖水体调节水质,另一种是作为水生生物的饲料添加剂。
1、微生态水质调控剂微生物可直接影响水质和养殖生物,有益微生物可以改善水质。
枯草杆菌、多粘杆菌等制成的系列制剂,可用于水产养殖废物的分解。
蛭弧菌对净化湖水,清除致病性弧菌和大肠杆菌有显著作用。
光合细菌能吸收分解水中的氨氮、硫化物等有害物质,具有很高的水质净化能力。
光合细菌对预防赤鳍病、烂鳃病、肠炎等疾病有显著作用。
2、微生态饵料添加剂在饵料中添加有益微生物,对防治养殖水生动物疾病和提高产量有一定的作用。
许多微生物本身就含有大量的营养物质,添加到饲料中能被养殖动物利用。
光合细菌的活菌投喂孵化的鲤鱼苗,具有促生长作用。
微生态制剂投喂鲤鱼,可显著降低肠道中大肠杆菌数,增多有益微生物。
二、水产养殖常用微生态制剂1、芽孢杆菌制剂芽孢杆菌是一群好氧生长、可形成芽孢的革兰氏阳性细菌。
目前在养殖生产中主要应用的有枯草芽孢杆菌及纳豆芽孢杆菌等种类。
在养殖水生动物饲料中添加芽孢杆菌制剂,会在水生动物肠道产生挥发性脂肪酸,抑制有害细菌在肠道内的生长,调节肠道内的菌群平衡。
具有提高饲料转化率,降低饵料系数促进生长的作用;将芽孢杆菌制剂施用于养殖水体,芽孢杆菌在繁殖过程中大量产生蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,能迅速降解鱼虾残留饵料和排泄物中蛋白质、淀粉、脂肪等有机物,将其分解为二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐等,为单细胞藻类提供营养。
水产用微生态制剂政策
水产用微生态制剂指运用微生态学原理,利用对宿主有益无害的、活的微生物或微生物代谢产生的生物活性物质经过特殊工艺制成的制剂。
水产养殖中长期不规范使用抗生素等化学药物,不仅会增加病原菌的耐药性,还会破坏水产动物的肠道菌群生态环境,造成养殖环境抗生素超标,同时残留在水产动物中的抗生素也会通过食物链富集作用进入人体,危害到人类的身体健康。
水产用微生态制剂有以下功能:
- 净化水质。
- 改善水产品肠道微生物菌落。
- 提高消化吸收能力。
- 促进动物生长。
- 提高机体免疫力、抵抗力。
水产用微生态制剂可提高饲料利用率,促进水产动物健康生长,还能增强机体免疫力,减少疾病发生,从而降低药物的使用,促进绿色健康养殖。
微生态制剂在水产养殖水质改良中的应用摘要:微生态制剂能有效降解养殖水体中的氨氮和亚硝态氮等污染物,是一种环保型的水质改良剂。概述了微生态制剂作为水质改良剂在水产养殖中的应用,分析了影响其使用效果的因素,提出了进一步发展水产微生态制剂的方向。关键词:微生态制剂;水产养殖;水质改良;固定化技术Application of Probiotics in Aquaculture Water ImprovingAbstract: Probiotics could effectively degrade the water contaminants such as ammonia and nitrite, and it is an environment -friendly water improving agent. The application and development of probiotics in the aquaculture were summarized, and the factors that influence its effectiveness were analyzed, and the further development of aquaculture probiotics direction was put forward.Key words: probiotics; aquaculture; water improving; immobilization technology 近年来,随着水产养殖业集约化程度的提高和养殖密度的增加,大量的残余饵料和水产动物排泄物沉积于池底,导致水体溶解氧降低、氨氮和亚硝态氮的浓度增加以及有害微生物的大量繁殖[1];同时,抗生素滥用使致病菌的耐药性增加,严重破坏了养殖水体中正常微生物区系的平衡,造成二次污染,给水产养殖生产和水产品质量安全带来极大的隐患。为了减少因氨氮及亚硝态氮污染带来的危害,在养殖过程中常采用换水、曝气、投放药物等方法处理,但由于这些方法成本高、作用效果持续时间短,具有很大的局限性。因此,寻求新型的健康养殖模式,开发具有水质改良作用的环保型产品成为水产养殖领域研究的热点。微生态制剂是从天然环境中提取分离出来的微生物经过培养扩增后形成的含有大量有益菌的制剂,具有成本低、无毒副作用、无药物残留、无耐药性等优点,可以用来改善养殖生态环境、净化水质、作为饲料添加剂等广泛使用,成为替代抗生素的较为理想的产品[2]。文章对微生态制剂作为水质改良剂的现状进行了概述,分析了影响其使用效果的因素,提出了进一步发展水产微生态制剂的方向。1 水产养殖中的常用微生态制剂水产微生态制剂可分为单一菌群微生态制剂和复合微生物制剂两大类。目前,在水产养殖中常用的有益微生物主要有芽孢杆菌(Bacillus)、乳酸杆菌(Lactobacillus)、酵母菌(Saccharomyces)、假单胞菌(Pseudomonas)、双歧杆菌(Bifidobacterium)等种类以及光合细菌(Photosynthetic bacteria)、硝化细菌(Nitrifying bacteria)、反硝化细菌(Denitrifying bacteria)等,其中光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌作为微生态制剂在水产养殖水质改良中应用最广泛。1.1 单一菌群微生态制剂1.1.1 光合细菌光合细菌是指能在厌氧条件下进行光合作用但不产生氧气的一类革兰氏阴性细菌。根据营养方式,光合细菌可分为光能自养型和光能异养型。光合细菌细胞内含有类似于植物叶绿体的细菌叶绿素,以光为能源,以水产动物的排泄物、氨氮、有机酸以及硫化氢等污染物作为碳源和供氢体进行光合作用,不仅可以去除水体中的有机物、提高溶氧量,还能抑制致病菌和有害藻类的生长繁殖。因此,光合细菌在水产养殖中具有良好的水质调控作用。付保荣等[3]的研究表明,光合细菌能明显降解鲤鱼养殖水体中有机物和氨氮的含量、增加溶氧量、稳定水体pH,对水体中致病菌和有害藻类也有明显的抑制作用。刘芳等[4]用紫色非硫光合细菌净化鱼塘养殖水体也得到了类似的结果,结果表明其可以有效地降低水体中亚硝态氮的含量,降解率为41.18%。王兰等[5]用海藻酸钠固定光合细菌,发现固定化大大提高了光合细菌的生长速率,且固定化菌对养殖水体的净化能力明显优于悬浮态菌,试验结果显示固定化光合细菌的氨氮去除率可达89.7%,化学需氧量去除率达75.3%,而游离菌的氨氮去除率和化学需氧量去除率分别为68.9%和48.9%。1.1.2 芽孢杆菌芽孢杆菌绝大部分为革兰氏阳性菌,是一类好氧或兼性厌氧的杆状细菌,能产生抗逆性内生孢子,具有耐高温、耐酸碱等特点,广泛分布于土壤和水中。芽孢杆菌能迅速降解养殖水体中的有机物,包括残余饵料、水产动物的排泄物、死亡生物残体及池底淤泥,还能降低氨氮与亚硝态氮的含量、增加溶氧量,从而有效地改良水质,营造良好的养殖生态环境。在水产养殖中应用较多的是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),这两种芽孢杆菌都被农业部列为安全使用菌株。陈静等[6]研究枯草芽孢杆菌对水质的净化作用,结果表明添加枯草芽孢杆菌后,试验组池水中氨氮和亚硝态氮的含量显著低于对照组。杭小英等[7]在罗氏沼虾养殖池塘中投放枯草芽孢杆菌,结果显示,枯草芽孢杆菌能显著降低水体的化学需氧量以及氨氮和亚硝态氮的含量,其中氨氮的最大降解率为59.61%,亚硝态氮的最大降解率为86.70%。芽孢杆菌还能提高水产动物的免疫力和生产性能。刘克琳等[8]研究发现,地衣芽孢杆菌能促进鲤鱼胸腺、脾脏的生长发育及抗体的产生。Ziaei 等[9]研究芽孢杆菌对南美白对虾生产性能的影响,结果表明试验组对虾的生长速率和成活率以及消化道中的淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶的活性显著高于对照组。1.1.3 硝化细菌和反硝化细菌硝化细菌为革兰氏阴性、专性好氧的化能自养菌。硝化细菌可分为两大类群:亚硝化菌属(Nitrosomonas)和硝化菌属(Nitrobacter)。亚硝化细菌将水体中的氨氮氧化为亚硝态氮;硝化细菌将亚硝态氮氧化为对水生动物无害的硝态氮,同时还可以利用硫化氢合成自身物质,从而达到调控水质的目的,但其繁殖速率很慢,其主要原因是硝化细菌需要在体内利用无机物合成有机物。硝化细菌适宜在有机物浓度低的水体中生长,过多的有机物会抑制硝化细菌的生长[10]。反硝化细菌是指一类能将硝态氮还原为气态氮的细菌群,大部分为异养、兼性厌氧菌,能利用池底淤泥中的有机物作为碳源,将硝态氮转化成氮气。硝化细菌和反硝化细菌能克服光合细菌对亚硝态氮转化率较低和芽孢杆菌对氨氮转化率低的缺点,被认为是降解养殖水体中硝态氮和氨氮最为有效的微生物,在水产养殖中有着广泛的应用。目前,生物过滤系统已成为水族箱养殖中不可或缺的重要组成部分,但生物过滤系统的成熟往往需要花费好几个月的时间,Gross等[11]报道,在生物过滤系统中加入高效硝化细菌,可缩短生物过滤系统成熟的时间,并能使水体中的氨氮含量快速下降,同时提高了鱼类的存活率和生长速度。生物过滤系统中硝化细菌的硝化作用速率受到很多因素的影响。研究发现,生物过滤池水体中溶解氧与总氨氮浓度及碳氮摩尔比(C/N)的不同会影响硝化作用速率[12,13]。张小玲等[14]从土壤中分离到一株高活性反硝化细菌,并对其进行了反硝化特性的研究,结果表明,当养殖水体中碳氮摩尔比达到8.0∶1、菌体浓度达到108 CFU/L时,能充分发挥其反硝化特性,硝态氮和亚硝态氮的降解率可分别达到94.79%和99.94%。全为民等[15]研究反硝化细菌对不同浓度硝态氮的去除率,结果表明在硝态氮初始浓度为 1 mg/L 时,1 d内硝态氮去除率达到70%;而硝态氮为100 mg/L时,在7 d内能去除水体中90%的硝态氮。1.2 复合微生态制剂复合微生态制剂是以光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌等多种有益微生物复合而成的微生态制剂。采用单一菌群微生态制剂来调控水质存在一定的局限性,而复合菌群能通过互利共生关系组成复杂而又相对稳定的微生态系统,发挥各种菌群的不同功能,可以通过协同作用有效地降低养殖水体中的有害物质,从而改善池塘的生态环境。黄永春[16]研究复合微生态制剂对养虾水体水质的影响,结果表明水体中溶解氧提高11.0%,化学需氧量降低8.0%,氨氮含量降低20.7%,亚硝态氮含量降低10.0%。由于不同微生物菌群的生长繁殖条件不同,但是,同一水质条件能否同时满足所有复合菌群发挥作用,它们之间是否存在拮抗作用,这些都需要进一步的深入研究。2 微生物固定化技术在水产养殖水质改良中的应用微生物固定化技术是通过化学或物理的手段将游离微生物定位于限定的空间区域内,使其仍保持活性并能反复利用的方法。固定化微生物的制备方法大致可以分成吸附法、共价结合法、交联法和包埋法4大类。其中,包埋法操作简单,对微生物活性影响较小,制作的固定化微生物球的强度高,其应用也最广泛。目前,微生态制剂在我国水产养殖中的应用大部分采取直接投加游离菌的方式,这种方式存在很多弊端:①游离菌对环境的适应能力差,导致活菌大量死亡;②池塘换水时,游离菌易被流水冲走;③游离菌易被水中其他生物所捕食;④游离菌菌体较轻,不易于自然沉降,限制了其降解下层水体有机物的能力[17]。使用微生物固定化技术可以克服上述缺点,从而可以稳定高效地发挥水质改良的作用。刘毅等[18]采用海藻酸钠包埋光合细菌,比较了固定化菌和悬浮态菌的生理特性和降解能力,结果表明,固定化光合细菌生长速率明显提高,对养殖水体的净化速率也明显优于悬浮态菌,固定化小球粒径3.5 mm、活菌初始密度0.12 mg/L 为最佳固定化条件。黄正等[19]用硝化细菌富集培养基摇床驯化污泥,选用聚乙烯醇(PV A)作为包埋载体,添加活性炭粉末包埋固定化硝化污泥,驯化后处理养殖废水中的氨氮,结果表明化学需氧量去除率为74.9%,氨氮去除率达82.5%。Nagadomi 等[20]研究结果表明,用聚乙烯醇固定化球净化鱼塘水质比海藻酸盐固定化球的效果好。聚乙烯醇凝胶具有强度大、价格低廉、生物毒性小等优点,是有效的固定化载体之一。近几年,国内外学者纷纷研究利用新载体,Manju等[21]报道,将密度较小的软木粉碎成木屑(木屑具有较大的表面积)作为载体固定硝化细菌降解对虾育苗水体中的氨氮取得了满意的效果。Saliling等[22]利用木屑、麦秸秆、塑料作为载体,评估它们在反硝化工艺处理养殖废水中的性能,结果显示,3个试验组对氨氮的降解率都达到99%,并可以提高水体的pH,但木屑与麦秸秆在140 d的试验过程中损耗率为16.2%和37.7%。余林娟等[23]以沙砾和沸石粉作为载体固定芽孢杆菌,结果显示试验组的亚硝态氮含量约为对照组的1/3。Shan等[24]采用多孔黏土固定硝化细菌,结果表明固定化菌可以有效地降低水体中的总氮。Menasveta等[25]在生物膜反应器中添加不同载体,分别对斑节对虾(Penaeus monodon)养殖水体进行了反硝化净化的研究。结果表明,反硝化后可保证养殖水体中氨氮和亚硝酸盐质量浓度在养殖水质要求范围内(小于0.5 mg/L和小于0.2 mg/L),而且以碎牡蛎壳作为载体时效果最明显,硝酸盐质量浓度由160 mg/L降至25 mg/L以下。因此可以预见,研制开发性能优良的载体材料仍是微生物固定化技术的重要课题。3 影响微生态制剂使用效果的因素由于微生态制剂是含有大量有益微生物的活菌制剂,而且养殖水体环境具有复杂多样性的特点,其作用易受多种环境因子(如水温、pH、溶氧量等)的影响。不同菌种受环境因子的影响也有所不同,如光合细菌需要光照进行光合作用,然而,强烈光照会影响硝化细菌的生长,在pH偏高的水体中使用芽孢杆菌制剂的效果不明显。另外,饲料成分对微生态制剂的使用效果也有很大的影响。饲料中的维生素、寡糖、酸化剂、中草药等与微生态制剂有很好的协同作用;而在饲料中添加抗生素对微生态制剂则有明显的抑制作用[26]。尤其值得注意的是,在水体中投消毒剂会严重降低微生态制剂的活性。因此,微生态制剂在保存和使用过程中应遵循产品说明,选择合理的使用方法,才能达到改良水质的目的。4 小结与展望目前,微生态制剂作为水质改良剂在我国水产养殖中已得到广泛应用,在消除养殖水体有机污染、降解水体氨氮和亚硝态氮等方面取得了良好的效果,形成了“水产养殖-生物修复”的绿色健康养殖新模式,对促进水产养殖业的可持续发展具有重要的意义。但是与国际水平相比,我国在微生态制剂研究应用方面还比较落后,仍存在很多问题亟待解决。由于微生态制剂的特殊性和养殖水体环境的复杂多样性,使得微生态水质改良剂产品的应用效果存在一定的不稳定性。因此,未来应重点研究益生菌的生理特性与作用机制等方面的基础理论,为养殖水环境的调控提供理论依据。另一方面,应加强对益生菌分子生态学及分子生物学的研究,利用现代生物学技术对菌株进行快速鉴别,并对微生态产品进行实验室检测,以确保质量和安全。Wang等[27]也认为微生态产品在出厂前应对其进行检测,以防有害菌的扩散。此外,应尽快建立微生态制剂菌种保藏与认定中心,制定相关的质量指标、检测方法等行业标准,完善检测体系,这对保证微生态制剂产品的质量有着重要的意义。可以预见,随着微生物固定化技术的迅速发展,尤其是新的包埋载体和包埋方法的推广应用,必将大幅度地提高益生菌对不良环境的耐受力及其产品的稳定性,为微生态制剂在水产养殖中的应用提供更广阔的前景。参考文献:[1] EMPARANZA E J M. 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复合微生物制剂在改善水产养殖微生态环境
中的应用
随着水产类养殖业的发展,水产养殖环境的污染严重。
为了保护水体环境,改善水体微生态环境,复合微生物制剂的应用越来越受到重视。
复合微生物制剂通过改善水体营养物质及水体溶氧条件而改善水体生态环境,使水体保持平衡并为水质添砖加瓦,从而促进和改善水体微生态环境。
复合微生物制剂包括营养微生物、硝化微生物以及固氮、磷酸回收除毒等几种不同题材的微生物,这些微生物分别可以通过促进碳和氮的循环、改善水体的营养物质分布和改善氧化还原条件来改善水体环境。
此外,复合微生物制剂还可以通过消除悬浮物、生物降解有毒物质、共生克制等方式改善水体环境。
因此,复合微生物制剂不仅可以改善水体环境,还可以降低水体污染和改善水体微生态环境,为水产养殖提供良好的生长环境。
微生态制剂在养殖中的应用及存在的问题冯志娥(瓮安县建中镇农业综合服务中心,贵州瓮安550400)摘要:本文主要阐述了微生态制剂在养殖中的应用,其中包括消除污染、增强机体抵抗力以及防止有毒物质累积等&同时说明基础理论研究不明、行业监管存在缺失以及生产与使用缺乏合理性等微生态制剂所存在的问题。
关键词:微生态制剂;养殖;行业监管1微生态制剂在养殖中的应用1.1消除污染养殖水域底部常存留大量残余饵料、排泄废物以及各种有害气体等。
这些有毒物质不仅能降低水质,导致水质败坏,还会对水产动物造成侵害,导致水产动物大量死亡,水产生物存活率不断降低。
微生态制剂内的微生物具备氧化、氢化、解磷、硫化等作用,能将各种有害物质分解为硫酸盐、硝酸盐等,使浑浊水质净化改良。
常用调节水质药剂包括光合细菌、硝化细菌等,光合细菌具备较独特的光合作用,能将水体内剩余有机物作为自身繁殖的营养源,将水体含有的氨氮与亚硝酸盐浓度分解,借此消除污染物,净化水质环境1-1.2增强机体抵抗力微生态制剂含存的益菌具有淀粉酶、蛋白酶等,""""""""""""""""""""""""仅能够防止根腐病等病害,还可以有效防治地下害虫,拌种一般选用杀菌剂和杀虫剂的复配种衣剂,也可加入一定量的生长调节剂和生物肥料。
一方面,拌种剂中含有的植物生长调节剂能够促进玉米植株的生长,提高抗逆能力;另一方面,保护性杀菌剂能够在种子表面形成一层保护膜,防止病菌进入,内吸性杀菌剂随着种子的萌发和幼苗的生长在植株体内传导,能够及时消灭侵入的病菌,有效防止根腐病的发生,可以选用75%百菌清可湿性粉剂50%多菌灵可湿性粉剂、80%代森猛锌可湿性粉剂,以种子重量的0.4%拌种,也可以用卫福拌种剂直接拌种,均对根腐病有较好的防效,种子在拌种时要选择天气晴朗的上午或者下午,拌种完成后在阴凉处晾干即可,切忌在太阳下直接暴晒,会影响拌种剂的药效。
微生态制剂在水产养殖中的应用作者:贾新颖徐晨曦孙伟彬陈秀玲肖国娟来源:《河北渔业》2023年第10期摘要:综述了微生态制剂种类、作用机制及在水产养殖中的应用,分析了微生态制剂应用过程中存在的问题,并探讨了今后的发展方向。
关键词:微生态制剂;水产养殖;应用随着水产养殖业的迅速发展,高密度养殖等增加了养殖动物患病风险,也影响了水产品品质和生产效率[1-2]。
Mcdermott等[3]研究发现,人工养殖水体中病原菌对多种药物都产生了非特异性抗性基因(Antibiotics resistancegenes,ARGS)。
多次引起人和动物的沙门氏菌病的病原菌—鼠伤害沙门氏菌(Salmonella typhimurium )DT104,经流行病学和分子生物学等相关研究证实可能源于远东的水产养殖区域[4]。
我国药监机构曾公布,用于人体抗菌消炎的喹诺酮类药物将近一半失效,被称为抗生素“最后一道防线”的万古霉素近几年也出现了耐药性病原菌,水产养殖也不可避免病原菌耐药性产生[5]。
Penders等[6]在荷兰南部鲶鱼和鳗鱼养殖场分离出的大多数气单胞菌对氨苄西林和土霉素耐药性发生率100%。
在已报道检测出耐药基因的水产品种类众多,比如鳖、鲤、鲫、沙丁鱼、鲶鱼和虾等,连观赏鱼也检测出耐药基因[7]。
水产动物的代谢产物及残饵会加剧患病几率,养殖人员一般采用换水、减少饲料投喂次数和投放消毒杀菌类药物等方法应对,但收效甚微[8]。
因此,研发净化水质、提高水产动物生长性能和免疫力的绿色环保型产品成为水产养殖领域中热点。
关于“微生态制剂”这个概念,我国最早于1990年微生态学会学术研讨会议提出,是指从动物或者大自然中分离出来,经过扩大培养繁殖后,形成含有大量活微生物制剂[9]。
微生态制剂最早在我国水产养殖应用是添加到鲤鱼饲料,将从鲤肠道分离出来的节杆菌和干酪乳杆菌添加到鲤鱼饲料中,试验结果证实添加有益菌不仅生长速度快于对照组,抗病能力也显著提升[10]。
第十章微生态制剂第一节微生态制剂在水产养殖中的应用一、养殖水环境的现状天然水环境通常维持着不断演化的动、植物和微生物多元性体系及生态平衡,而养殖环境是人为的,养殖的生物具有选择性和排他性,直接影响和改变着水生态系统中生物群落结构,包括不同层次的某些种群的消长。
在池塘养殖生态系统中,底质、水体是一个有机的整体。
养殖池塘是一个人工生态系统,在这个系统中作为养殖对象的动物被人为强化,密度增大。
因此,在养殖过程中产生的残饵、养殖动物的代谢排泄物等会污染水质,而水质的变化又与底质有密切联系。
池底是沉积物积累和循环释放的主要场所。
水产养殖系统中常人工投入大量营养物质(饵料、肥料等),系统对其有限利用导致有机质在池底的沉积。
池底所积累的大量的有机物的矿化分解对水质状况有很大的影响。
一般情况下,池底保持一定厚度的沉积物,不仅可以提供养分,稳定水质,而且有利于有益微生物和底栖生物生长繁殖,有利于养殖动物的生长;但另一方面,过多的沉积物给底质、养殖水体以及周围环境带来极大的危害。
随着养殖模式从粗放型到精养型的转变,在提高产量的同时,也意味着投入养殖环境中的营养物质增多,水域生态环境污染加重。
众多的学者已认识到水产疾病与水域生态环境关系非常密切,如不改善水质,水产动物健康就得不到保证,水域生态环境就会被破坏,病害会越来越多,产量会大大受到制约,同时人类的健康也会因食用不安全的水产品而受到威胁。
因此,水产养殖环境的净化已成为养殖业可持续发展的关键和研究热点。
二、微生态制剂在水产养殖中的作用从微观上来看,池塘各水质因子,特别是有害因子的浓度在养殖允许范围内、水域微生物群落结构以及水生生物体微生物群落结构稳定的时候,鱼、虾生长就好;反之,就可能出现鱼、虾免疫力下降,发生病害等问题。
同时,随着养殖过程的进行,当水中有机物的含量不断积累,水中溶解氧慢慢耗尽时,或有抑制生物生长的物质时,微生物的自净作用就会不断受到限制甚至停止。
这时,就需要人为控制了。
微生态制剂是目前来说比较有效的生物控制方法。
1、抑制病原菌,刺激免疫系统,提高免疫力有益细菌产生抗菌物质,和有害细菌竞争生态位,从而抑制病原微生物,改善动物的肠道内环境和水体外环境,保护动物免受病原菌的侵害。
有益细菌还是良好的免疫激活剂,能有效提高干扰素和巨噬细胞的活性,通过产生非特异性免疫调节因子等激发机体免疫功能,增强机体免疫力。
特别是对于甲壳类动物,其免疫系统与脊椎动物不同,没有淋巴组织,缺乏常规免疫球蛋白,防御机制主要依靠各种血细胞产生的非特异性物质(凝集素、溶菌酶、C反应蛋白等)。
2、提供营养,改善机体代谢,促进动物生长很多微生态制剂中的细菌。
真菌、微藻及其产物含有丰富的蛋白质和氨基酸、维生素,是动物幼体和活饵料必需的营养;动物消化道的微生物菌群主要有乳酸杆菌、双歧杆菌、芽孢杆菌、拟杆菌等,这些菌群的存在及它们与宿主之间的平衡,保证了宿主正常的代谢,为机体的生长发育提供了丰富的维生素等营养物质,也促进了消化道内多种氨基酸、维生素等一系列营养成分的有效合成和吸收利用,从而促进生长。
如光合细菌(PSB)富含蛋白质、多种维生素、钙、磷和多种微量元素等。
芽抱杆菌还产生淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等消化酶类,协助动物消化饵料。
定植在鱼类肠道的酵母菌可被消化吸收利用,酵母菌细胞壁表面有一种磷脂酸,是鱼类消化道粘膜的特异性受体,因此能大量定植于消化道,同时对鱼没有副作用.酵母菌还能产生乙醇和酸,使pH下降,抑制杀鲑气单胞菌。
3、改善水质微生态制剂中的细菌、真菌和微藻是生物降解的主要成员,可清除有机废物,改善水体环境。
其中研究最多,应用最广的是光合细菌(PSB)。
光合细菌具有独特的光合作用,它能比藻类更广泛的利用光能,能直接消耗利用水中有机物、氨态氮,还可以利用硫化氢,并可通过反硝化作用去除水中的亚硝酸氢等污染物,它虽然不产生氧气,但可以通过降低水中的COD间接增加水中溶氧。
第二节常用的微生态制剂一、乳酸菌制剂此类制剂应用最早、最广泛,种类繁多。
乳酸菌是能够分解糖类以产生乳酸为主要代谢产物的无芽孢的革兰氏阳性菌,厌氧或兼性厌氧生长,在pH3.0~4.5酸性条件下仍能够生存。
包括乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、片球菌属。
目前用于生产微生态制剂的有嗜酸乳杆菌、双歧乳杆菌和粪链球菌等。
(一) 乳杆菌属形态结构杆菌,细胞形态多样,从长的和细长状到弯曲形及短杆,也常有棒形球杆状,一般形成链。
通常不运动,运动者则具有周生鞭毛。
无芽孢,革兰氏染色阳性。
有些菌株当用革兰氏染色或甲烯蓝染色时显示出两极体,内部有颗粒物或呈现出条纹。
培养特性微好氧,在固体培养基上培养时通常厌氧条件或减少氧压和充有5%~10%CO2,可增加其表面生长物,有些菌株在分离时就是厌氧的。
营养要求复杂,需要氨基酸、肽、核酸衍生物、盐类、脂肪酸或脂肪酸脂类和可发酵的碳水化合物。
一般说来,每个种都有特殊的营养要求,常常有些营养仅是某些菌株所需求的。
生长温度范围2~53℃,最适温度一般是30~40℃。
耐酸,最适pH通常为5.5~6.2,一般在pH5或更低的情况下可生长。
在中性或初始碱性pH条件时通常会降低其生长速率。
罕见产色素者,如有色素则是黄或橙色到锈红或砖红色。
生理生化等特性专性的分解糖,在碳的终产物中至少一半是乳酸盐。
通常不发酵乳酸盐。
副产物可能是乙酸盐、乙醇、C02、甲酸盐或琥珀酸盐。
不产生多于2个碳原子的挥发性酸。
极少见硝酸盐还原反应,只有pH值最终平衡在6.0以上时才能还原硝酸盐。
不液化明胶。
不分解酪素,但大多数菌株能产生少量的可溶性氮。
不产吲哚和H2S。
接触酶阴性,无细胞色素。
极少数菌株以假接触酶分解过氧化物。
联苯胺反应阴性。
自然界分布广泛,极少有致病性的。
乳酸菌制剂的特点:是多种动物消化道主要共生菌,形成正常菌群;在微需氧或厌氧条件下产生乳酸;能耐酸性,不耐热,65~75℃下死亡;产生一种特殊抗生素,有效抑制大肠杆菌、沙门氏菌的生长。
(二)肠球菌属肠球菌是革兰氏阳性菌,大多数成对排列或成短链。
少数种有色素或运动。
能在6.5%NaCl中生长。
能在10℃和45℃以及pH9.6、40%胆汁中生长。
耐热,60℃处理30分钟仍存活。
能量产生主要是同型发酵乳酸的途径,从葡萄糖发酵产物主要是L-乳酸。
Bridge和Sneath(1983)报道对于表型为肠球菌的所有菌株如果在发酵的条件下它们生长于液体培养基中其最终pH值低于4.25。
在好氧的条件下不附加血红素葡萄糖转化成乙酸、3-羟基丁酮和C02。
葡萄糖的这种转化方式要求强烈的搅动通气条件,获得比厌氧下高40%的细胞收率,完成此转换,且pH值下降少。
说明好氧情况下从葡萄糖生成的丙酮酸进而氧化成乙酸和C02,而生成的3-羟基丁酮导致培养液的pH值下降缓慢。
(三)乳球菌属球或卵圆形细胞,单生、成对或成链状。
有时因细胞伸长似杆状,致使以往将某些乳球菌错误地分到乳杆菌属内。
乳球菌是革兰氏阳性,兼性厌氧菌,不运动。
通常不溶血,仅有某些乳酸乳球菌的菌株显示微弱的β-溶血反应。
所有的乳球菌通常能在4%NaCl生长,仅乳酸乳球菌乳脂亚种只耐2%NaCl。
乳球菌能在10℃生长,但不能在45℃生长,这是区分它们和链球菌及肠球菌的特性。
大多数的乳球菌能与N型抗血清起反应,但并非乳球菌属的所有菌株都能与之反应。
从鸡粪和河水中分离的与N型抗血清起反应的某些运动菌株在遗传上与乳球菌、肠球菌或链球菌无密切关系。
乳球菌的特点:1、是多种动物消化道主要的共生菌,能形成正常菌群;2、在微需氧或厌氧条件下产生乳酸;3、有较强耐酸性;4、不耐热,65~75℃下死亡;5、产生一种特殊抗生素乳酸菌素(Acidoline),能有效抑制大肠杆菌、沙门氏菌的生长。
二、芽孢杆菌制剂芽孢杆菌是一群好氧生长,可形成芽胞的革兰氏阳性细菌。
人们只是根据可形成芽孢等少数几项特征把它们归入芽孢杆菌属,以区别于其它细菌。
这一群细菌在形态、生理代谢方面差别很大;对它们的数值分类研究、DNA同源性和16S rRNA序列分析研究结果表明芽孢杆菌属的异源性要比其它属大得多。
芽孢杆菌广泛分布于土壤、空气、水和动物肠道中,在工、农业生产上应用十分广范。
人们对芽孢杆菌在自然环境中的分布情况并不十分了解,主要因为这个属中绝大多数种对动、植物无致病性。
没有引起人们的足够重视;加之没有一种比较统一的生长条件适于培养所有的芽孢菌,遇到许多从自然环境中的分离菌,有时只能鉴定到属。
芽孢杆菌是一群异源的化能异养芽孢菌组成的,其中有嗜中温、嗜高温、嗜冷的芽孢菌,也包括了嗜酸、嗜碱芽孢菌,生理代谢十分多样。
除去蜡状芽孢杆菌群(包括炭疽芽孢杆菌)外,主要为土壤腐生菌,一般不产毒素,对人和动物不致病。
它们不需特殊的生长因子,就可在简单的培养基上生长良好,因此十分适用于工、农业生产。
当今应用芽孢菌的产品主要有:酶类、抗生素,生物制品、杀虫剂、细菌肥料和细菌饲料添加剂。
好氧芽孢杆菌制备的活菌制剂在混入饲料后,可促进肠道正常菌群中优势种群的生长繁殖,调整恢复动物体内微生态系,从而提高动物对疾病抵抗力,防治疾病,促进生长发育,提高饲料利用,达到增重丰产效果。
芽孢杆菌属于需氧芽孢杆菌中的不致病菌,是以内孢子的形式零星存在于动物肠道的微生物群落中。
目前主要应用的有地衣杆菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆菌、东洋杆菌等,在使用时多制成该菌休眠状态的活菌制剂,或与乳酸菌混合使用。
由于芽孢杆菌具有芽孢,其产品具有较多的优点:①耐酸、耐盐、耐高温(100℃)及耐挤压,具有稳定性;②具有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性。
芽孢杆菌的使用方法益生素在水产养殖中的使用方法有:①注射或浸浴生物体;②作为饲料添加剂;③直接加入水环境。
在水产养殖中,用加有芽孢杆菌的饲料喂鲤鱼,发现其肠道的厌氧菌群数增加,大肠杆菌数减少。
姚健(1994)用蜡状芽孢杆菌DM423株加入对虾饲料中,每公斤1mg,出苗率可提高10%~15%。
有人用从鱼体分离的芽孢杆菌制成菌剂,在鲤鱼饲料中添加1%,鱼肠道中蛋白酶和淀粉酶活力分别提高了20.45%和61.95%。
芽孢杆菌也是植物体的正常菌群,利用植物根系固有芽孢菌群制成生物菌剂,有增肥、促肥作用。
在这一领域我国已取得了国际领先水平的结果。
人们对芽孢菌的利用已不只是寻找或提高其代谢产物,它们还是分子生物学、分子遗传学研究的重要对象。
作为遗传学研究工具,枯草杆菌的克隆系统和表达系统比大肠杆菌具有许多优点,它高效分泌外源基因表达产物的特点在工业生产上有广阔的应用前景。
随着人们对芽孢菌研究的不断深入,它们将更加广泛服务于人类。
三、真菌及活酵母类制剂作为此类制剂的真菌主要是丝状菌,在分类学上属真菌纲中的子囊菌纲。
目前常用的制品有米曲霉、黑曲霉及酿酒酵母培养物,它们是包括真菌及其培养物的制剂,多用在反刍动物方面,目前在水产上也有所应用。