微生态制剂在水产养殖水质调控中的应用

2022-02-24孙远远管剑峰黄晓慧胡明林艳青尹相涵景福涛史德杰

水产养殖 2022年11期

孙远远，管剑峰，黄晓慧，胡明，林艳青，尹相涵，景福涛，史德杰

（1.日照市海洋与渔业研究院，山东日照 276800；2.日照市海洋通讯管理服务中心，山东日照 276800；3.日照交通能源发展集团有限公司，山东日照 276800；4.日照市渔业技术推广站，山东日照 276800；5.山东省渔业发展和资源养护总站，山东济南 250013）

我国是水产养殖大国，根据《2019 年中国渔业统计年鉴》，2019 年全国水产养殖产量5 079.07 万t，占全国水产品总产量的比重高达78.38%，水产养殖在保障国家食品安全、带动就业和拉动经济增长等方面发挥着重要作用。养殖水体是水产动物赖以生存的环境，水质的优劣直接影响水生动物的健康生长与繁殖。近年来，随着我国水产养殖业迅猛发展和高密度集约化养殖模式的普及，大量的剩饵和粪便在养殖池底积累，引起养殖水质恶化，病原微生物滋生和病害频发，养殖周边水域生态环境受到污染破坏，严重制约着水产养殖业绿色健康发展。改善和调控水质是水产养殖业亟待解决的关键技术难题，通过传统的换水、倒池或用药等途径来改善养殖环境，不仅浪费水资源，给水产动物带来机械损伤，而且导致食品安全等系列问题[1]。

微生态制剂是从环境中筛选，经培养、繁殖后制成的含有大量有益菌的活菌制剂。作为一种绿色的抗生素替代品，微生态制剂可以分解转化水中有害物质，起到调节和净化水体以及改良底质的作用，同时为水产动物提供营养并提高其免疫力，在促进动物生长、提高养殖产量、防治病害等方面发挥重要作用。微生态制剂具有产品种类丰富、成本低、无毒副作用、安全无污染等特点，并逐渐代替了抗生素，在水产养殖中得到广泛应用。现针对当前部分养殖从业者对微生态制剂认识不够全面以及盲目使用等问题，就微生态制剂的成分和作用原理[2]、使用方法、调控范围和效果等方面进行探讨，以期为微生态制剂的科学推广应用提供技术指导。

1 作用原理

随着养殖水体中的粪便和剩饵在池底积累，在腐生细菌作用下，分解产生对水产养殖动物有害物质如氨氮、硫化物等，其通过呼吸器官进入血液，将血红蛋白分子中的二价铁离子（Fe2+）氧化成三价铁离子（Fe3+），血红素含量减少，血液载氧能力降低，分解转化消耗溶解氧，导致溶解氧含量下降，水生动物缺氧甚至死亡。微生态制剂通过分解转化水中的有害物质，抑制产生有害物质的细菌生长繁殖，起到改善水质的作用。目前用作微生态制剂的微生物有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和光合细菌等。

1.1 芽孢杆菌

芽孢杆菌属于革兰阳性细菌，常用作微生态制剂的菌株，为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，能够快速降解、转化有机物，分解水中的氨氮和亚硝酸盐氮，起到净化水体的作用。可分泌多种抗菌活性物质，广谱抗菌，对水中弧菌、异养菌等有害致病菌的生长繁殖有较强的抑制作用，可有效防治水产疾病。芽孢杆菌可产生芽孢，致死温度相对较高，达100 ℃，耐高温性强。作为人类发现最早的细菌之一，芽孢杆菌制剂是目前应用最广的菌株。

1.2 乳酸菌

乳酸菌是一类通过降解碳水化合物，产生大量乳酸的阳性细菌。常见种类有嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌等。主要用途为抑菌，通过产生乳酸等有机酸、细菌素等抗菌物质，对养殖水体中的腐败菌、致病菌等进行抑制。乳酸菌还能有效分解水体中的亚硝酸盐和磷酸盐，分泌的消化酶可促进水产动物的消化吸收功能[3]。乳酸菌耐酸耐碱性强，但无芽孢，耐高温性差。

1.3 酵母菌

酵母菌是一类以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖的单细胞真菌，主要菌种为胶红酵母、海洋红酵母、酿酒酵母等。富含蛋白质、类胡萝卜素、糖类等多种营养物质，在水产养殖中主要作为营养补充剂和开口饵料使用。此外，酵母菌能刺激养殖动物消化酶的分泌，提高消化吸收能力和抗病性，促进水产动物健康生长。有研究报道[4]，酵母菌可以去除水中亚硝酸盐氮，净化水体。酵母菌为抗逆性较强的腐生菌，生长适宜温度为22~30 ℃，喜好在偏酸的环境中生长，常出现在营养匮乏的水体中。

1.4 光合细菌

光合细菌是地球上出现最早、分布极广的具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。能在厌氧光照或好氧黑暗条件下，利用水中的氨氮、硫化物、亚硝酸盐氮等合成有机物，从而降低有害物质在养殖水体中的含量，稳定水体pH 值，抑制水体中致病菌和有害藻类的繁殖，起到改善水质的作用。此外，光合细菌富含粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖类等，适量投喂能够起到强化营养和提高幼体变态率与成活率的作用。目前在鱼类和虾蟹类等的养殖中，得到广泛应用。

1.5 硝化细菌

硝化细菌是一类好氧菌，可在有氧条件下进行硝化作用，将水中的氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮。使用硝化细菌调控水质，不仅可以降低水中氨氮和亚硝酸盐氮含量，而且产生的硝酸氮可为水中微藻的生长繁殖提供营养，有助于维持水体藻相稳定，避免水质恶化和“倒藻”现象的发生。硝化细菌环境适应性差，易受温度、溶解氧、氨氮等因素影响，适宜温度为20~30 ℃，在缺氧的情况下，硝化细菌无法高效吸收氨及亚硝酸盐氮。

2 使用方法

微生态制剂分为单一型和复合型，产品性状有菌液、粉末和块状等多种形式，使用方式包括直接使用型和间接使用型。复合型微生态制剂含有2 种及以上微生物，可有效处理水体中的多种问题，功能更加全面。直接使用型微生态制剂，可以直接以菌液形式泼洒到养殖池中[5]，或者以固体形式投放到养殖池中，使用方便。间接使用型，一般经过活化后或者与饵料混合后投洒到养殖池中，可有效提高活菌浓度。微生态制剂只有达到有效浓度，在养殖水体中形成优势种群后，才能发挥其功能和作用，应严格按照产品说明科学使用。一般认为菌体含量应当≥3×108CFU/mL，每隔8~10 d 定期添加，可根据养殖池水质情况适当增减施用周期。

3 调控范围和效果

3.1 适用于不同盐度的水质调控

微生态制剂在淡水、海水、重盐碱地等水质调控中，均取得较好效果，可在不同盐度的水体中推广使用。微生态制剂能快速降低淡水中氨氮和亚硝酸盐氮含量，提高水体溶解氧，稳定养殖水环境。能够显著降解海水中的氨氮、亚硝酸盐氮以及磷酸盐，对养殖尾水有较好的净化作用。能有效降解盐碱地水环境中氨氮、化学耗氧量和碱度，抑制病原微生物的存活和生长，提高养殖成活率和产量[6]，为沿黄河低洼盐碱地养殖营造良好水环境。

3.2 广泛运用于多个水产养殖品种

水质是水产养殖成功的关键，水质调控，是各水产品种绿色健康养殖都必须解决的问题。当前微生态制剂已广泛应用于草鱼、鲤、黄颡鱼、加州鲈、南美白对虾、刺参等各水产品种的养殖[7]。在水质调控、底质改良、促进生长、提高产量和经济效益等方面均取得较好效果。

3.3 不同微生态制剂调控效果不同

不同微生态制剂菌种组成不同，调控原理和效果存在差异，在实际使用时，要根据水质调控需要，选择合适的菌种。芽孢杆菌可以抑制水体中异养细菌和弧菌生长繁殖[8]，促进水中微藻繁殖，利于养殖池的自我净化。光合细菌可以提高水体中溶解氧和硝酸盐含量，降低氨氮、亚硝酸盐氮和化学需氧量，对磷酸盐影响不明显。硝化菌能够将水体中的氨代谢为亚硝态氮和硝态氮，类球红细菌和EM 菌具有较强的降低氨氮含量、稳定水体pH 值以及抑制蓝藻等功能。为避免单一种类作用的局限性[9]，可选择不同种类的微生态制剂交叉使用。

4 存在问题及建议

目前国内外微生态制剂产品种类繁多，作用机制不明确，养殖户为了提高养殖产量以及避免病害发生，存在盲目跟风使用现象[10]。另外，每种微生态制剂成分不同，调控效果存在差异，而且其作用的发挥受外界因素影响。因此，要依据养殖水质特点、养殖模式等实际情况和需求，正确选择微生态制剂产品，在推广使用前做好试验研究工作，低于16 ℃或高于28 ℃水温不宜使用微生态制剂。

使用微生态制剂改善水质的效果，与菌群数量和活力有关。只有达到适宜浓度才能有效改善水质，浓度太高或太低都不利于其作用的发挥。在实际生产中常有养殖户，为了见效快，加量使用微生态制剂，有时用量甚至翻倍，导致水体微生态失衡，发生药害事故。因此，微生态制剂在出厂前，应做充分的应用试验，保证活菌的有效数量，并标注活性成分和活化使用方法等说明。另外，微生态制剂菌群存在于水体中有时间限制，要想长时间保持微生态制剂高效浓度，需采用适当的使用间隔周期，多次泼洒。

微生态制剂中存在耐药菌，部分生产者将抗生素和微生态制剂一起或交替使用，导致有益菌株被灭活，而耐药菌株则保留下来，对养殖动物和人体健康造成潜在威胁。因此，微生态制剂严禁与抗生素和消毒剂一起使用，前后用药中间要有3~5 d 间隔时间。同时对市场上销售的微生态制剂开展耐药菌株和治病菌株筛选，避免安全隐患的发生。