微生态制剂在水产养殖中的应用

刘晓红，缪礼鸿

(武汉工业学院生物与制药工程学院，湖北武汉，430023)

随着人们对水产品需求的增加，在渔业资源和可养殖水面有限的情况下，必然会通过增加养殖密度，提高单位水产品产量等手段寻求渔业的可持续发展。由于片面追求渔业产量，投加大量肥料和投饵所带来的过量外源氮、磷等元素已导致水体严重富营养化，有害蓝藻频发，对水产养殖业造成了重大经济损失，特别是蓝藻毒素以及滥用化学除藻剂等已对水产品的食用安全构成严重威胁。养殖水体环境的恶化和污染，导致水体生态失衡，养殖疾病动物频发。养殖业者为了防止疾病的蔓延，往往违规大量使用各种抗生素类或其它化学类药品，致使养殖对象产生抗药性、体内药残超标，对人类的健康都非常不利。发展水产健康养殖技术已是必然趋势。水产健康养殖需要更加高效、安全的微生物制剂。

1 微生态制剂在水产养殖中的应用

应用于水产养殖的微生物制剂又称为微生态制剂。我国微生态制剂在水产养殖中的应用是从畜牧养殖业微生态制剂应用基础上发展起来的。最早应用于水产养殖业的微生态制剂为光合细菌，主要用于调节水质。微生态制剂以其无毒副作用、无残留、成本低、效果显著、不污染环境等特点，逐渐得到广大水产养殖界的认可。目前市场上除已经被普遍使用的光合细菌外，在市场上常见的渔用微生态制剂品种主要是两大类：一类是体内微生态制剂，将其添加到饲料中用以改良养殖对象体内微生物群落的组成，增强水产动物免疫力，应用较多的有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、EM菌等;一类为体外微生态制剂，将其投放到养殖水环境中以改良底质或水质，具有增加水体的透明度，降低水体的氨氮、增加水体的溶解氧，抑制病原菌和有害藻类的繁殖，调节水体浮游生物的结构等功能。主要有光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、EM菌等。

1.1 体内微生态制剂的作用

由益生菌组成的微生态制剂具有调节鱼肠道微生物菌群，促进鱼生长，抑制鱼病发生。由于工厂化高密度水产养殖规模的日益扩大，造成水体生态环境的失调，从而引发各种病害。长期使用抗生素和化学药物来防治鱼病会带来诸多副作用，如许多病原菌产生抗药性，导致抗生素用量的增加，同时破坏和干扰了肠道正常菌群和养殖微生态环境［1］;许多化学药物在水产动物体内积累，其毒性、“三致”(致畸、致癌、致突变)等弊端也逐渐显露出来直接危害人类健康［2］。微生态制剂因绿色环保、无毒副作用、无残留污染、不产生抗性等优点已成为抗生素最有潜力的替代品。随着动物微生态制剂在畜牧等方面上的广泛应用，在水产业上的应用也越来越引起人们的重视，其良好的效果已被大量的试验和生产实践所证实。1986年，Kozasa［3］用1株从土壤中分离的芽孢杆菌处理日本鳗鲡，降低了由爱德华氏菌引起的死亡率，首次将益生菌应用于水产养殖。Olsson［4］从大菱鲆幼鱼排泄物中提取的肉杆菌可抑制鳗弧菌的生长。Gullian［5］从虾的肝胰脏中分离到3株细菌，它们可抑制虾体内的哈维氏弧菌，而对宿主无致病作用。吴垠等［6-7］应用微生态制品饲养对虾的结果表明，微生态制品能明显提高对虾感染爆发性流行病后的成活率，且对仔虾的生长也有一定的促进作用;潘康成等［8］将2株有益芽孢杆菌制成的微生物添加剂混在饲料中饲喂鲤鱼，可显著促进鲤鱼生长。李平等［9］将有益微生物群(EM)应用到罗氏沼虾的健康养殖中，能抑制和消灭病原微生物，改善养殖环境。蔺红苹等［10］对用噬菌体防治对虾弧菌病进行了研究，发现水体中加入噬菌体能对其宿主裂解，使虾体内器官的副溶血弧菌被明显清除，同时使感染副溶血弧菌的对虾体内的血细胞含量保持相对稳定。

1.2 体外微生态制剂的作用

污染环境的微生物修复可通过投加人工菌剂等措施来实现。净水微生物能通过氧化、氨化、硝化、反硝化、解磷、硫化及固氮等作用将有害物质分解为二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐等，为水生动植物直接或间接提供营养元素或通过有益微生物的生命活动抑制病原菌的生长繁殖，直接或间接促进和改善水生动物生长，并使其品质得到改善［11-12］。近年来，国内外已报道［13-14］微生物制剂对淡水养殖水体中氮N、磷元素具有较强的去除能力，如采用光合细菌［15］、硝化细菌［16］、诺卡氏菌［17］和假丝酵母［18］等去除养殖水体高浓度氨氮。王秀林等对微生态制剂净化养殖水体技术的试验取得了很好的经济效益，特别是其使用可以显著抑制细菌性鱼病的发生，从而减少甚至避免抗生素类药物的使用，大大提高了水产品的质量安全［19］。惠筠等用以芽孢杆菌为主体的微生物净水剂对主养黄河鲤鱼池塘中的生态因子进行调控，鱼池投放菌剂后能有效改善水质，消除池底污泥中的臭味，在降低总氨氮方面效果显著，产量提高约12%［20］。

1.3 微生态制剂对有害蓝藻的防治作用

目前，有害藻类对水产养殖业的危害深远，它已经成为水产养殖中不可忽视的一个问题。与传统的机械除藻和施用化学除藻剂等方法相比，微生物控藻技术因具有成本和环境安全性等方面突出优势而受到国内外的广泛关注。现已发现多种溶藻细菌、蓝藻嗜菌体和真菌能裂解藻类营养细胞或破坏细胞。有人从水华铜绿微囊藻中分离出一种类似噬菌体的藻类病毒，该病毒能够感染铜绿微囊藻的细胞并使藻细胞溶解［21］。马宏瑞等［22］从分离出具有溶藻作用的芽孢杆菌Z5，其无菌滤液对处于稳定期的铜绿微囊藻的去除效果达到91.36%。李雪梅等［23］将EM应用于在藻型富营养化的湖泊水体中，结果表明有效微生物群对水体的透明度、叶绿素a含量的改善有明显的效果，水中的溶解氧含量和水体的透明度上升;王平等［24］考察了有效微生物群(EM)对3种常见“水华”藻类生长的抑制作用及适宜条件，实验结果表明EM能显著抑制衣藻、四尾栅裂藻和盘星藻的生长，3种藻类生物量平均降低率分别46.80%，99.07%和97.17%。

2 微生态制剂存在的问题

到目前为止，我国的水产养殖用微生态制剂的研究大多仅限于应用效果方面，缺乏系统性和深层次的研究。主要表现在(1)目前已确认的适宜做微生态制剂的菌株种类较少，需开发新的菌种。(2)产品针对性较差，目前市场上的大多数的微生态制剂作用机理不明确。(3)缺少菌株安全性方面的研究，很多微生态制剂都是缘于为陆生动物设计，在水产上的应用时间较短，有的菌种并不一定适应水产养殖动物的生物特性和养殖环境，可能对水产动物产生副作用［25］。(4)微生态制剂产品质量不稳定，在保质期内产品中有效活菌数得不到保证，严重地影响了微生态制剂使用的有效性。(5)对微生态制剂产品应用的最佳环境条件及使用方法缺乏深入研究。不同的水域环境条件对菌剂的影响是不同的，处理效果也就不同。此外，作为水质调节剂使用的水产微生态制剂是一种新型生态肥料，目前尚未被纳入相关行业标准，使其应用和发展受到了限制，生产厂家难免鱼目混珠，产品质量难以得到保证。应尽快制定统一的国家或行业标准，规范企业行为。

3 微生态制剂的发展趋势

渔用微生态制剂发展趋势：(1)加强微生物制剂的基础理论和作用机制的研究。对养殖水域的藻、菌生态群落之间的营养及其相互作用机理缺乏认识，往往导致投加的外源微生物菌剂因不具有竞争性而难以发挥作用。微生物制剂种类繁多，其作用机制对于不同的环境和养殖种类有所不同，今后应深入对微生物制剂作用机制的研究，以指导今后微生态制剂的研制、生产和正确使用。(2)微生态制剂优良菌株的选育和应用。目前已经使用的益生菌的种类不多，如何在分离广谱性益生菌的同时，向高效、专一制剂发展具有巨大的菌种资源开发潜力。(3)微生态制剂新剂型的研发。积极开发新型制剂，比如耐酸、耐盐、耐高温的菌种，提高产品的稳定性，延长产品保存期。目前普遍使用固定化技术、真空冷冻干燥技术和微胶囊技术，制剂采用真空包装和充氮气包装来延长产品保存期。

高效微生物菌剂在水产养殖中的应用研究方兴未艾，有些已实现了商品化并在水产养殖中得到越来越广泛的应用。随着现代生物工程技术的迅速发展，微生态制剂技术迎来了前所未有的发展机遇和强劲的发展势头，所获成果必将显示出巨大的经济效益和广阔的应用前景。水产微生态制剂的开发对保护环境生态平衡，促进水产养殖业健康发展有着重要的意义。

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