光合細菌在養(yǎng)殖領(lǐng)域的應用及前景

鐔 龍

（黑龍江生物科技職業(yè)學院，哈爾濱 150025）

光合細菌（PSB）是地球上出現(xiàn)最早、具有原始光能合成體系的原核生物，在厭氧條件下進行不放氧光合作用的細菌總稱，是一類革蘭氏陰性菌[1]。光合細菌廣泛分布于自然界，主要分布于有機質(zhì)豐富并有光線透射的缺氧區(qū)。現(xiàn)己知的光合細菌包括1目、2亞目、4科、19屬，以紅螺菌科應用最為普遍。人類對光合細菌的認識始于19世紀30年代。我國早在20世紀50年代就對光合細菌進行了一些基礎(chǔ)理論研究。近年來，環(huán)境污染不斷發(fā)生，養(yǎng)殖密度不斷加大，抗生素和添加劑的使用問題受到質(zhì)疑，都促使研究人員尋找到解決問題的方法，而光合細菌以其特殊的代謝方式和營養(yǎng)價值，可以有效的緩解或解決上述問題，越來越受到學者及養(yǎng)殖戶的關(guān)注。

1 凈化養(yǎng)殖環(huán)境

在人工養(yǎng)殖中，尤其是工廠化養(yǎng)殖，生物密度大，往往是自然界的幾倍甚至幾十倍，大量的飼料投喂和動物糞便的排泄，給環(huán)境造成負擔，也制約著養(yǎng)殖技術(shù)的提高，需要有一種既環(huán)保又行之有效的方法解決該問題。大量研究證明，可以利用光合細菌處理養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢物。王艷錦利用光合細菌分解畜禽糞便，能產(chǎn)生氫氣，具有顯著環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益，是一種集污水治理與廢物綜合利用為一體的綜合技術(shù)，應用前景十分廣闊[2]。黃翔峰等發(fā)現(xiàn)光合細菌能高效利用廢水中的低分子脂肪酸、醇，并具有多種代謝途徑，因此在高濃度有機廢水的處理中具有很大的優(yōu)勢[3]。何劍丹等利用光合細菌處理污水，PSB-污泥處理生活污水時，在黑暗好氧條件下處理效果最好，CODCr和BOD5去除率分別為85.65%和81.03%，CODCr和BOD5值分別為32.46和19.68 mg·L-1，達到我國污水綜合排放標準（GB8978-1996）中一級排放標準[4]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域由于施肥、投餌及水生動物排泄物造成的污染相當嚴重，從而導致水產(chǎn)動物缺氧、生病乃至死亡，不但對環(huán)境造成了污染，也造成了養(yǎng)殖戶的直接經(jīng)濟損失。光合細菌是一種光能異養(yǎng)菌，能快速分解有機物，并能利用水中的氨態(tài)氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質(zhì)，起到保護和凈化養(yǎng)殖水體的作用[5]。付保榮等在鯉魚養(yǎng)殖水中使用光合細菌，證明光合細菌能顯著降低水中有機物和游離態(tài)氨（NH4+-N），增加溶解氧（DO）的含量，穩(wěn)定pH（P＜0.05）[6]。劉慧玲等向羅非魚魚苗的養(yǎng)殖水體中投入光合細菌，水體中引入光合細菌濃度為4.5×102～4.5×106cfu·mL-1時，各試驗組的氨氮和亞硝酸鹽氮含量都顯著低于對照組；當濃度為4.5×104cfu·mL-1時，羅非魚魚苗的抗病力增強，表現(xiàn)在魚苗體內(nèi)的組織過氧化物酶（POD）、堿性磷酸酶（AKP）、超氧化物歧化酶（SOD）、溶菌酶（LSZ）和抗菌活力都顯著高于對照組（P＜0.05）；羅非魚魚苗存活率也提高了6.67%，適宜濃度的光合細菌能有效改善魚苗養(yǎng)殖水體的水質(zhì)，提高魚苗免疫力和成活率[7]。王怡平等在中華絨螯蟹人工育苗中，在50 m3育苗池中一次性投入固定化光合細菌19 kg，10 d蟹苗存活率為40.6%，比潑灑相同濃度游離光合細菌的對照池提高11.2%，多產(chǎn)大眼幼體15.75萬個[8]。

2 作為飼料添加劑

隨著生活水平的提高，人們對養(yǎng)殖產(chǎn)品的要求也越來越高，不僅僅需要食品，而且需要健康安全的食品，這與飼料中添加有害促生長添加劑（如抗生素、激素等）形成了不可調(diào)和的矛盾，隨著禁用有害促生長添加劑的呼聲越來越高，尋找健康無公害的飼料添加劑成為學者和養(yǎng)殖從業(yè)者的迫切需求。光合細菌是營養(yǎng)價值較高而其營養(yǎng)組分又較齊全的細菌。干菌體中不僅蛋白質(zhì)含量＞60%并含有16種比例適宜的氨基酸，而且富含各種B族維生素、促生長因子、輔酶Q、抗病毒因子和色素等生理活性物質(zhì)，是一種營養(yǎng)豐富的飼料添加劑[9]。劉磊等在飼料中添加光合細菌進行仔豬養(yǎng)殖試驗，結(jié)果表明，在全價飼料中加入光合細菌添加劑，顯著提高了養(yǎng)殖效率，可能是由于活性較好的新鮮菌液在動物腸道內(nèi)的定植能力更強[10]。劉磊等在鯉魚飼料中添加光合細菌，試驗組腸道中光合細菌量顯著增加（P＜0.05），最高可達4.78±0.75 logn·g-1腸道內(nèi)容物，且不因為飼喂?jié)舛鹊脑黾佣黾樱c道中有害菌如大腸桿菌和擬桿菌數(shù)量顯著低于不添加光合細菌組（P＜0.05），而乳酸桿菌量顯著提高（P＜0.05），同時證明光合細菌可改善淀粉酶和蛋白酶活性[11]。孫然等在體重為18.0 g的異育銀鯽魚養(yǎng)殖水體中添加不同濃度的光合細菌、芽孢桿菌或1:1的光合細菌混合菌，結(jié)果表明，水體中投放芽孢桿菌或光合細菌對異育銀鯽魚體腸道和肝臟、胰臟脂肪酶作用不顯著（P＞0.05），芽孢桿菌和混合細菌對異育銀鯽魚體腸道和肝臟、胰臟脂肪酶活性具有一定的促進作用[12]。

3 防病及治病

光合細菌具有改善動物腸道微生物菌群環(huán)境進而提高動物抗病能力，凈化養(yǎng)殖環(huán)境，抑制有害菌生長等功能，已有大量研究證明，光合細菌具有較好防病效果。光合細菌預防疾病在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域報道較多。陳軍在水溫15～17℃的池塘使用光合細菌，有效地控制了水體中病原菌的滋生，使病原菌的生長繁殖受到抑制；以10 g·m-3濃度的光合細菌治療黃顙魚爛鰓病、充血病，治愈成活率顯著提高（P＜0.05）；10、15 g·m-3濃度的光合細菌能預防魚鲺病的發(fā)生[13]。楊紹斌等將光合細菌原液加入由河水配制的液體培養(yǎng)基中，用白色礦泉水瓶在厭氧光照條件下進行富集擴大培養(yǎng)，可獲得棕紅色光合細菌培養(yǎng)液，然后將其投入到觀賞魚的魚缸中，結(jié)果表明，隨著光合細菌培養(yǎng)液投放量的增加，爛尾魚病治愈率呈現(xiàn)上升趨勢，當投放量達到4%時，可使病魚全部治愈；觀賞魚水霉病的治愈率也隨著光合細菌培養(yǎng)液投放量的增加而提高，但是與防治爛尾病相比需要的投放量小，當投放光合細菌培養(yǎng)液3%時即可使病魚全部治愈[14]。劉慧玲等向羅非魚魚苗的養(yǎng)殖水體中投入光合細菌，研究不同濃度光合細菌對羅非魚魚苗養(yǎng)殖水體水質(zhì)和魚苗免疫力、成活率的影響，結(jié)果表明，水體中引入光合細菌濃度為4.5×102～4.5×106cfu·mL-1時，各試驗組的氨氮和亞硝酸鹽氮含量都顯著低于對照組（P＜0.05）；當濃度為4.5×104cfu·mL-1時，羅非魚魚苗的抗病力增強，表現(xiàn)在魚苗體內(nèi)的組織過氧化物酶、堿性磷酸酶、超氧化物歧化酶、溶菌酶和抗菌活力都顯著高于對照組（P＜0.05），羅非魚魚苗的存活率也提高了6.67%，適宜濃度的光合細菌，能有效改善魚苗養(yǎng)殖水體的水質(zhì)，提高魚苗免疫力和成活率[15]。

4 生產(chǎn)單細胞蛋白

光合細菌可用來生產(chǎn)單細胞蛋白（SCP），因具有營養(yǎng)價值高、生長速度快等優(yōu)點，成為生產(chǎn)單細胞蛋白質(zhì)的重要菌種之一。邱宏端等采用釀造醬渣培養(yǎng)光合細菌，3 d后測定醬渣光合細菌飼料中粗蛋白質(zhì)含量為21.3%～22.7%，較原料醬渣提高35%，用醬渣光合細菌飼料喂養(yǎng)魚苗，魚苗成活率提高，不僅開辟了新的飼料蛋白源，而且利用了工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢渣、廢水，改善了環(huán)境[16]。

5 小 結(jié)

光合細菌是一種有益菌，其對畜禽養(yǎng)殖具有重要的應用價值，在提高畜禽養(yǎng)殖成效、降低畜禽糞便的處理成本、解決畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境污染、作為飼料添加劑、合成菌體蛋白等方面具有很好的應用前景。但光合細菌的應用也存在問題，如在大量研究結(jié)論中雖然已證明光合細菌的效果，但由于研究者們所使用的光合細菌種類不同，因此造成使用量不能統(tǒng)一，效果也不一致，如何在眾多光合細菌中篩選出適用于不同領(lǐng)域的光合細菌是未來研究的重要方向。

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