凈化水質的復合微生態制劑的研究

吳保承，沈國強，楊春霞，張 棟，侯傳林，馮美英

（1.江南大學，江蘇 無錫214122；2.江蘇省生物活性制品加工工程技術研究中心，江蘇 無錫214142）

水質對水產養殖成敗和產量的影響十分顯著。一般情況下，水體在有益菌的作用下，氮循環處于穩定的狀態，水中氨氮及亞硝態氮維持正常水平。但隨著水產養殖業的迅猛發展，集約化高密度養殖規模日益擴大，導致水體中殘餌和動物排泄物大增；同時，未經處理的養殖廢水和工業、生活污水的排放使水體受到嚴重污染，養殖生態環境遭到破壞，導致病原微生物種類增多、傳播速度加快，養殖生物病害日趨嚴重，給水產養殖業造成嚴重損失[1～5］。

微生態制劑是從天然環境中篩選出來的微生物菌體經培養、繁殖后制成的含有大量有益菌的活性菌制劑，是近年來發展起來的新型魚餌添加劑，已成為殺菌劑、消毒劑的替代環保產品，越來越受人們的關注。養殖水體環境本身就是一個由多種微生物組成的動態平衡系統，有益菌和有害菌共存[6］。眾多研究表明，向水體添加有益微生物，通過大量繁殖成為優勢種群可抑制有害病菌的生長；同時通過有益微生物的新陳代謝，可減少水中過剩的營養物質和其它有害物質，對去除水體中的氨氮和有機質、降低BOD和COD、增加溶解氧等方面有明顯的調節作用，同時也調節水體的pH值，促進底泥中氮磷的釋放，利于浮游生物的生長[7～9］。目前，可用于開發調控水體微生態制劑的微生物種群比較多，其中能降低水體氨氮的微生物主要有光合細菌、枯草芽孢桿菌、硝化（反硝化）細菌等。

我國微生態制劑研究起步較晚，現有產品主要是單一菌種的微生態制劑，施用效果單一，存在產品性狀不穩定、有效活菌數少、使用效果不理想等問題，另外其保質期較短，且缺乏規范的使用方法，制約了微生態制劑在水產養殖業的推廣應用[10～12］。

作者對目前市場上主要的3種單一菌種[光合細菌、枯草芽孢桿菌、硝化（反硝化）細菌］微生態制劑進行科學組合，制備成一種高效復合微生態制劑，該制備方法尚未見報道。

1 實驗

1.1 菌種與培養基

球 形 紅 桿 菌 （Phodobacter sphaeroide）ATCC 17023、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）CICC23659、硝化細菌 Nitrifiers（包含 Nitrosomonas sp.與 Nitrobacter sp.），江蘇省微生物研究所。

常規營養瓊脂培養基、肉湯培養基、高氏培養基。

1.2 復合微生態制劑制備工藝流程（圖1）

圖1 復合微生態制劑的制備工藝流程Fig.1 The preparation process of the compound probiotics

1.3 微生態制劑對水質的凈化

準備55cm×35cm×60cm（長×寬×高）的立方體玻璃缸5只，為了更接近池塘條件，缸的四周用黑布遮擋，取湖底黑臭污泥，在缸中鋪置8cm，在自然條件下隨機置于室外較開闊處。實驗用水取自無錫境內太湖，每缸水加至50cm高，靜置24h后按3g·m－3添加微生態制劑，每天于固定時間檢測各缸水的溶解氧、氨氮、亞硝酸鹽、COD值并記錄，連續記錄7d。以不加微生態制劑作為空白對照。

1.4 分析與檢測

COD測定采用高錳酸鉀滴定法；溶氧測定采用碘量法；氨氮測定采用奈氏試劑比色法；亞硝酸鹽測定采用對氨基苯磺酸和α－萘胺比色法。

2 結果與討論

2.1 單一菌種微生態制劑的特點（表1 ）

表1 3種單一菌種微生態制劑的特點Tab.1 The characteristics of the three kinds of single－strain probiotics

2.2 單一菌種微生態制劑和復合微生態制劑對水質的凈化效果（表2 ）

表2 不同微生態制劑對水質的凈化效果／mg·L－1Tab.2 The purification effect of different probiotics on water quality／mg·L－1

由表2 可知，復合微生態制劑對水質的凈化效果明顯優于單一菌種微生態制劑。

2.3 復合微生態制劑配比確定

將光合細菌制劑、枯草芽孢桿菌制劑、硝化（反硝化）細菌制劑按不同配比混合制成復合微生態制劑，通過正交實驗考察復合微生態制劑配比對水質凈化效果（以氨氮降解率作為考察指標）的影響，結果見表3 。

表3 復合微生態制劑配比對氨氮降解率的影響Tab.3 The effect of proportion of compound probiotics on the degradation rate of ammonia－nitrogen

由表3 可知，光合細菌制劑、枯草芽孢桿菌制劑、硝化（反硝化）細菌制劑的配比為4∶4∶1時，所制備的復合微生態制劑對水中氨氮的降解效果最好，氨氮降解率達到93.2%。

3 結論

由光合細菌、枯草芽孢桿菌、硝化（反硝化）細菌等3種單一菌種微生態制劑進行科學組合制成的復合微生態制劑對水質的凈化效果明顯優于各單一菌種微生態制劑，當光合細菌制劑、枯草芽孢桿菌制劑、硝化（反硝化）細菌制劑的配比為4∶4∶1時，所制備的復合微生態制劑對水中氨氮的降解效果最好，氨氮降解率達到93.2%。此外，與單一菌種微生態制劑相比，復合微生態制劑在降低水中COD值、亞硝酸鹽含量以及改善溶氧方面效果也更加明顯。

[1]曾宇，秦松.光合細菌法在水處理中的應用[J］.城市環境與城市生態，2000，13（6）：29－31.

[2]王彥波，周緒霞，許梓榮.微生態制劑養魚對水質影響的研究[J］.飼料研究，2004，（4）：6－8.

[3]朱正國，臧維玲，李三峰.復合微生物制劑去除氨氮的效果[J］.漁業現代化，2008，35（5）：5－8.

[4]耿金菊，劉登如，華兆哲，等.清除養殖水體氨氮污染的固態微生態制劑的制備[J］.水處理技術，2003，29（4）：239－241.

[5]鄭耀通，胡開輝.固定化光合細菌凈化養魚水質試驗[J］.中國水產科學，1999，6（4）：55－58.

[6]沈南南，李純厚，賈曉平，等.小球藻與芽孢桿菌對對蝦養殖水質調控作用的研究[J］.海洋水產研究，2008，29（2）：48－52.

[7]張進鳳，李瑞偉，劉杰鳳，等.淡水養殖水體氨氮積累危害及生物控制的研究現狀[J］.河北漁業，2009，（6）：41－44.

[8]祁真，楊京平.幾種微生物制劑和微藻在水產養殖中的應用[J］.水生生物學報，2004，28（1）：85－89.

[9]陳永青，林亮，楊鶯鶯，等.微生態制劑在水產養殖中的應用[J］.生態科學，2005，24（1）：80－83.

[10]楊艷紅，王伯初，時蘭春，等.復合微生物制劑的綜合利用研究進展[J］.重慶大學學報（自然科學版），2003，26（6）：81－85.

[11]劉秀梅，聶俊華，王慶仁.多種微生物復合的微生態制劑研究進展[J］.中國生態農業學報，2002，10（4）：80－83.

[12]吳偉，周國勤，杜宣.復合微生態制劑對池塘水體氮循環細菌動態變化的影響[J］.農業環境科學學報，2005，24（4）：790－794.