固定化微生物技术对日本对虾高位养殖池水环境影响

田海军 吕 瑛 陈志勤

1.固定化微生物技术

固定化微生物技术是在固定化酶技术的基础上研究发展起来的，采用生物活性高的分子载体通过固定、诱导出稳定的特殊菌群，提高其耐受性。

1.1 固定化微生物的制备

微生物的固定方法，常用的有包埋法、吸附法、共价结合法和交联法。

包埋法：将微生物限制在能让基质渗入和产物扩散出来的微胶囊或凝胶的小格子内。包埋法对微生物的活性影响不大，颗粒硬度高，是用的最多最广的方法。

吸附法：用的最早，技术也相对较为成熟些，一般有物理吸附和离子吸附两类。优点是操作简单，对细胞活性影响小，条件相对温和。缺点是稳定性和重复性较差，对载体的要求高。

共价结合法：利用微生物细胞表面功能团和载体形成化学键，起到固定细胞的作用。优点是稳定性好。缺点操作复杂，结合时反应激烈难控制。

交联法：通过微生物与官能基团的试剂反应，从而使微生物互相连接成网状结构形式存在，达到固定化微生物的目的。优点是稳定性很好，经得起pH值和温度的等剧烈变化。缺点是对细胞活性影响较大，成本也相对较高。

1.2 微生物制剂的优点

传统药物如抗生素，长期使用的话会产生抗药性，效果会越来越不理想，加上现在人们环保观念的增强和国家对养殖药物的限制，微生物制剂是水产养殖过程中改善和维持水环境的不二选择。相比传统药物，微生物制剂安全无毒副作用，成本相对低廉，而且不会产生抗药性，更主要的是维持生态平衡。

2.日本对虾养殖

2.1 养殖模式

日本对虾俗称竹节虾、花虾，中国东南沿海一带多养殖。日本对虾属于大型甲壳动物，喜好栖息泥沙底部，具备有较强的潜沙特性，晚上出来觅食。

对环境的要求：①盐度在15‰-30‰，适宜温度25～30℃。日本对虾在8～10℃是不吃食的，5℃以下无法生长。对溶解氧要求严格，不能低于2mg/L，过于高也不行，易发气泡病。pH值在7.8～9之间为宜。

2.2 养殖池水环境问题

日本对虾现在基本采用高位池养殖，由于养殖密度大，水质更易更快变坏，从而打破虾塘的生态平衡，使对虾的发病率、死亡率大大提高。因此科学养殖日本对虾，提高日本对虾的成活率和产量，就要从根源入手，治理对虾高位养殖池水环境问题。

日本对虾对水质有较高要求。主要面临的问题有：①水体氨氮超标。高密度的放养，水体富营养化，水体中有机质过多，以及残饵、粪便的分解都会造成氨氮超标。②亚硝酸盐超标。水体中菌类含量低，是导致亚硝酸盐过高的主要原因。亚硝酸盐过高，会破坏对虾的呼吸系统，出现厌食、缓游等现象，造成中毒。③硫化氢问题。近年来水体中硫化氢问题越来越得到大家的关注，每年因硫化氢问题造成日本对虾死亡的例子不在少数。产生的途径主要有两个：一是有机硫化物分解产生的，二是泥土中的硫酸盐被厌氧性细菌还原成硫化氢。

3.实验方法

选取一个问题养殖池，取池水分成1号，2号。

1号为对照组，不做任何处理。2号为实验组，做微生物制剂处理。

观察并记录同时间点1号和2号要测物质的含量读数。

4.固定化微生物对环境的影响

微生物具有修复水体的功能。日本对虾养殖池本身就有一定的自净能力，这是其中的“土著”微生物所发挥的作用。但到养殖中后期，投料量加大等原因严重破坏养殖地水环境的自净能力，这时就需要向水中投放针对性强的分解菌来帮助和恢复养殖池的净化能力，达到修复水体的目的。微生物在生长过程中，其新陈代谢过程就是吸收分解有机物的过程，微生物生长所需要的营养物质主要有碳素营养源、氮素营养源、无机盐等。微生物通过这些物质来生长繁殖，有效地降低这些物质在养殖池中的含量。从而恢复养殖池水环境的碳循环和氮循环，达到净化水质的目的。

微生物代谢过程：将有机污染物氧化分解为CO2和H2O等稳定有机物，并提供合成新细胞所需要的能量。

4.1 处理氨氮水

在日本对虾高位养殖中，氨氮是很常见很头疼的问题。氨氮对日本对虾的毒性很大，所以控制水体氨氮含量十分重要。在浙江宁波某日本对虾高位池进行实验。根据本论文前面的实验方法，得到数据如图1。

图1 微生物制剂对氨氮水的影响

4.2 处理亚硝酸盐水

亚硝酸盐超标易造成日本对虾蜕壳不遂，软壳和“偷死”。亚硝酸盐会破坏日本对虾的血液循环，造成缺氧和中毒。微生物对亚硝酸盐的处理结果如图2。

图2 微生物制剂对亚硝酸盐水的影响

4.3 处理硫化氢水

硫化氢是近几年来备受关注的一个问题，能够破坏日本对虾的呼吸系统、血液循环，危害性之强，尤胜亚硝酸盐。根据实验，发现微生物对硫化氢的含量也能起到一定的作用，如表1。

表1 微生物制剂对硫化氢的影响

4.4 对残饵、粪便和有机底质的处理研究

针对性得进行了为期一个月的对照实验。我们选择了三个相邻的10亩日本对虾高位池A、B和C来进行研究。A池每10天用一次微生物制剂（粪链球菌、光合细菌、芽孢杆菌等）来调节修复水质和底质。B池每10天用一次化学制剂来处理底质。C池不做任何微生物制剂处理。经过一个月的观察，发现A池水质十分健康，底质干干净净，没有任何污质残留。B池水质不好，粘稠，水体有机污染物多，底部在刚用药时有效果，但反弹快，维持时间短，而且有残渣。C池水质氨氮、亚硝酸盐都严重超标，底质有机污染物很多，不能达到日本对虾的生活条件。

结果表明微生物制剂对残饵、粪便、有机底质的处理，有明显的效果。能够彻底地分解残饵、有机物，转化为藻类能够吸收的养料，保持虾池的养殖环境健康。

5.结果与分析

通过为期两个月的实验研究，发现微生物制剂在日本对虾高位池水环境的应用中效果显著。在氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等问题的处理上，都能起到很好的效果。而且没有任何毒副作用和残留。微生物制剂能够修复水体，维持养殖池的生态平衡和碳循环、氮循环，从本质上解决了氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等问题，有着很好的发展研究和应用前景。

（通联：464000，1.信阳农林学院水产学院，信阳市水生动物病害防控工程技术研究中心；2.信阳市罗山县水产局）