微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控中的應(yīng)用

孫遠(yuǎn)遠(yuǎn) ，管劍峰 ，黃曉慧 ，胡明 ，林艷青 ，尹相涵 ，景福濤 ，史德杰

（1.日照市海洋與漁業(yè)研究院，山東 日照 276800；2.日照市海洋通訊管理服務(wù)中心，山東 日照 276800；3.日照交通能源發(fā)展集團(tuán)有限公司，山東 日照 276800；4.日照市漁業(yè)技術(shù)推廣站，山東 日照 276800；5.山東省漁業(yè)發(fā)展和資源養(yǎng)護(hù)總站，山東 濟(jì)南 250013）

我國(guó)是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，根據(jù)《2019 年中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，2019 年全國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量5 079.07 萬(wàn)t，占全國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量的比重高達(dá)78.38%，水產(chǎn)養(yǎng)殖在保障國(guó)家食品安全、帶動(dòng)就業(yè)和拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等方面發(fā)揮著重要作用。養(yǎng)殖水體是水產(chǎn)動(dòng)物賴以生存的環(huán)境，水質(zhì)的優(yōu)劣直接影響水生動(dòng)物的健康生長(zhǎng)與繁殖。近年來(lái)，隨著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展和高密度集約化養(yǎng)殖模式的普及，大量的剩餌和糞便在養(yǎng)殖池底積累，引起養(yǎng)殖水質(zhì)惡化，病原微生物滋生和病害頻發(fā)，養(yǎng)殖周邊水域生態(tài)環(huán)境受到污染破壞，嚴(yán)重制約著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色健康發(fā)展。改善和調(diào)控水質(zhì)是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題，通過(guò)傳統(tǒng)的換水、倒池或用藥等途徑來(lái)改善養(yǎng)殖環(huán)境，不僅浪費(fèi)水資源，給水產(chǎn)動(dòng)物帶來(lái)機(jī)械損傷，而且導(dǎo)致食品安全等系列問(wèn)題[1]。

微生態(tài)制劑是從環(huán)境中篩選，經(jīng)培養(yǎng)、繁殖后制成的含有大量有益菌的活菌制劑。作為一種綠色的抗生素替代品，微生態(tài)制劑可以分解轉(zhuǎn)化水中有害物質(zhì)，起到調(diào)節(jié)和凈化水體以及改良底質(zhì)的作用，同時(shí)為水產(chǎn)動(dòng)物提供營(yíng)養(yǎng)并提高其免疫力，在促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高養(yǎng)殖產(chǎn)量、防治病害等方面發(fā)揮重要作用。微生態(tài)制劑具有產(chǎn)品種類豐富、成本低、無(wú)毒副作用、安全無(wú)污染等特點(diǎn)，并逐漸代替了抗生素，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)針對(duì)當(dāng)前部分養(yǎng)殖從業(yè)者對(duì)微生態(tài)制劑認(rèn)識(shí)不夠全面以及盲目使用等問(wèn)題，就微生態(tài)制劑的成分和作用原理[2]、使用方法、調(diào)控范圍和效果等方面進(jìn)行探討，以期為微生態(tài)制劑的科學(xué)推廣應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 作用原理

隨著養(yǎng)殖水體中的糞便和剩餌在池底積累，在腐生細(xì)菌作用下，分解產(chǎn)生對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物有害物質(zhì)如氨氮、硫化物等，其通過(guò)呼吸器官進(jìn)入血液，將血紅蛋白分子中的二價(jià)鐵離子（Fe2+）氧化成三價(jià)鐵離子（Fe3+），血紅素含量減少，血液載氧能力降低，分解轉(zhuǎn)化消耗溶解氧，導(dǎo)致溶解氧含量下降，水生動(dòng)物缺氧甚至死亡。微生態(tài)制劑通過(guò)分解轉(zhuǎn)化水中的有害物質(zhì)，抑制產(chǎn)生有害物質(zhì)的細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖，起到改善水質(zhì)的作用。目前用作微生態(tài)制劑的微生物有芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌和光合細(xì)菌等。

1.1 芽孢桿菌

芽孢桿菌屬于革蘭陽(yáng)性細(xì)菌，常用作微生態(tài)制劑的菌株，為枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌，能夠快速降解、轉(zhuǎn)化有機(jī)物，分解水中的氨氮和亞硝酸鹽氮，起到凈化水體的作用。可分泌多種抗菌活性物質(zhì)，廣譜抗菌，對(duì)水中弧菌、異養(yǎng)菌等有害致病菌的生長(zhǎng)繁殖有較強(qiáng)的抑制作用，可有效防治水產(chǎn)疾病。芽孢桿菌可產(chǎn)生芽孢，致死溫度相對(duì)較高，達(dá)100 ℃，耐高溫性強(qiáng)。作為人類發(fā)現(xiàn)最早的細(xì)菌之一，芽孢桿菌制劑是目前應(yīng)用最廣的菌株。

1.2 乳酸菌

乳酸菌是一類通過(guò)降解碳水化合物，產(chǎn)生大量乳酸的陽(yáng)性細(xì)菌。常見(jiàn)種類有嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌等。主要用途為抑菌，通過(guò)產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸、細(xì)菌素等抗菌物質(zhì)，對(duì)養(yǎng)殖水體中的腐敗菌、致病菌等進(jìn)行抑制。乳酸菌還能有效分解水體中的亞硝酸鹽和磷酸鹽，分泌的消化酶可促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的消化吸收功能[3]。乳酸菌耐酸耐堿性強(qiáng)，但無(wú)芽孢，耐高溫性差。

1.3 酵母菌

酵母菌是一類以芽殖或裂殖方式進(jìn)行無(wú)性繁殖的單細(xì)胞真菌，主要菌種為膠紅酵母、海洋紅酵母、釀酒酵母等。富含蛋白質(zhì)、類胡蘿卜素、糖類等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑和開(kāi)口餌料使用。此外，酵母菌能刺激養(yǎng)殖動(dòng)物消化酶的分泌，提高消化吸收能力和抗病性，促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)。有研究報(bào)道[4]，酵母菌可以去除水中亞硝酸鹽氮，凈化水體。酵母菌為抗逆性較強(qiáng)的腐生菌，生長(zhǎng)適宜溫度為22~30 ℃，喜好在偏酸的環(huán)境中生長(zhǎng)，常出現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)匱乏的水體中。

1.4 光合細(xì)菌

光合細(xì)菌是地球上出現(xiàn)最早、分布極廣的具有原始光能合成體系的原核生物，是在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱。能在厭氧光照或好氧黑暗條件下，利用水中的氨氮、硫化物、亞硝酸鹽氮等合成有機(jī)物，從而降低有害物質(zhì)在養(yǎng)殖水體中的含量，穩(wěn)定水體pH 值，抑制水體中致病菌和有害藻類的繁殖，起到改善水質(zhì)的作用。此外，光合細(xì)菌富含粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖類等，適量投喂能夠起到強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)和提高幼體變態(tài)率與成活率的作用。目前在魚(yú)類和蝦蟹類等的養(yǎng)殖中，得到廣泛應(yīng)用。

1.5 硝化細(xì)菌

硝化細(xì)菌是一類好氧菌，可在有氧條件下進(jìn)行硝化作用，將水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮。使用硝化細(xì)菌調(diào)控水質(zhì)，不僅可以降低水中氨氮和亞硝酸鹽氮含量，而且產(chǎn)生的硝酸氮可為水中微藻的生長(zhǎng)繁殖提供營(yíng)養(yǎng)，有助于維持水體藻相穩(wěn)定，避免水質(zhì)惡化和“倒藻”現(xiàn)象的發(fā)生。硝化細(xì)菌環(huán)境適應(yīng)性差，易受溫度、溶解氧、氨氮等因素影響，適宜溫度為20~30 ℃，在缺氧的情況下，硝化細(xì)菌無(wú)法高效吸收氨及亞硝酸鹽氮。

2 使用方法

微生態(tài)制劑分為單一型和復(fù)合型，產(chǎn)品性狀有菌液、粉末和塊狀等多種形式，使用方式包括直接使用型和間接使用型。復(fù)合型微生態(tài)制劑含有2 種及以上微生物，可有效處理水體中的多種問(wèn)題，功能更加全面。直接使用型微生態(tài)制劑，可以直接以菌液形式潑灑到養(yǎng)殖池中[5]，或者以固體形式投放到養(yǎng)殖池中，使用方便。間接使用型，一般經(jīng)過(guò)活化后或者與餌料混合后投灑到養(yǎng)殖池中，可有效提高活菌濃度。微生態(tài)制劑只有達(dá)到有效濃度，在養(yǎng)殖水體中形成優(yōu)勢(shì)種群后，才能發(fā)揮其功能和作用，應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明科學(xué)使用。一般認(rèn)為菌體含量應(yīng)當(dāng)≥3×108CFU/mL，每隔8~10 d 定期添加，可根據(jù)養(yǎng)殖池水質(zhì)情況適當(dāng)增減施用周期。

3 調(diào)控范圍和效果

3.1 適用于不同鹽度的水質(zhì)調(diào)控

微生態(tài)制劑在淡水、海水、重鹽堿地等水質(zhì)調(diào)控中，均取得較好效果，可在不同鹽度的水體中推廣使用。微生態(tài)制劑能快速降低淡水中氨氮和亞硝酸鹽氮含量，提高水體溶解氧，穩(wěn)定養(yǎng)殖水環(huán)境。能夠顯著降解海水中的氨氮、亞硝酸鹽氮以及磷酸鹽，對(duì)養(yǎng)殖尾水有較好的凈化作用。能有效降解鹽堿地水環(huán)境中氨氮、化學(xué)耗氧量和堿度，抑制病原微生物的存活和生長(zhǎng)，提高養(yǎng)殖成活率和產(chǎn)量[6]，為沿黃河低洼鹽堿地養(yǎng)殖營(yíng)造良好水環(huán)境。

3.2 廣泛運(yùn)用于多個(gè)水產(chǎn)養(yǎng)殖品種

水質(zhì)是水產(chǎn)養(yǎng)殖成功的關(guān)鍵，水質(zhì)調(diào)控，是各水產(chǎn)品種綠色健康養(yǎng)殖都必須解決的問(wèn)題。當(dāng)前微生態(tài)制劑已廣泛應(yīng)用于草魚(yú)、鯉、黃顙魚(yú)、加州鱸、南美白對(duì)蝦、刺參等各水產(chǎn)品種的養(yǎng)殖[7]。在水質(zhì)調(diào)控、底質(zhì)改良、促進(jìn)生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益等方面均取得較好效果。

3.3 不同微生態(tài)制劑調(diào)控效果不同

不同微生態(tài)制劑菌種組成不同，調(diào)控原理和效果存在差異，在實(shí)際使用時(shí)，要根據(jù)水質(zhì)調(diào)控需要，選擇合適的菌種。芽孢桿菌可以抑制水體中異養(yǎng)細(xì)菌和弧菌生長(zhǎng)繁殖[8]，促進(jìn)水中微藻繁殖，利于養(yǎng)殖池的自我凈化。光合細(xì)菌可以提高水體中溶解氧和硝酸鹽含量，降低氨氮、亞硝酸鹽氮和化學(xué)需氧量，對(duì)磷酸鹽影響不明顯。硝化菌能夠?qū)⑺w中的氨代謝為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，類球紅細(xì)菌和EM 菌具有較強(qiáng)的降低氨氮含量、穩(wěn)定水體pH 值以及抑制藍(lán)藻等功能。為避免單一種類作用的局限性[9]，可選擇不同種類的微生態(tài)制劑交叉使用。

4 存在問(wèn)題及建議

目前國(guó)內(nèi)外微生態(tài)制劑產(chǎn)品種類繁多，作用機(jī)制不明確，養(yǎng)殖戶為了提高養(yǎng)殖產(chǎn)量以及避免病害發(fā)生，存在盲目跟風(fēng)使用現(xiàn)象[10]。另外，每種微生態(tài)制劑成分不同，調(diào)控效果存在差異，而且其作用的發(fā)揮受外界因素影響。因此，要依據(jù)養(yǎng)殖水質(zhì)特點(diǎn)、養(yǎng)殖模式等實(shí)際情況和需求，正確選擇微生態(tài)制劑產(chǎn)品，在推廣使用前做好試驗(yàn)研究工作，低于16 ℃或高于28 ℃水溫不宜使用微生態(tài)制劑。

使用微生態(tài)制劑改善水質(zhì)的效果，與菌群數(shù)量和活力有關(guān)。只有達(dá)到適宜濃度才能有效改善水質(zhì)，濃度太高或太低都不利于其作用的發(fā)揮。在實(shí)際生產(chǎn)中常有養(yǎng)殖戶，為了見(jiàn)效快，加量使用微生態(tài)制劑，有時(shí)用量甚至翻倍，導(dǎo)致水體微生態(tài)失衡，發(fā)生藥害事故。因此，微生態(tài)制劑在出廠前，應(yīng)做充分的應(yīng)用試驗(yàn)，保證活菌的有效數(shù)量，并標(biāo)注活性成分和活化使用方法等說(shuō)明。另外，微生態(tài)制劑菌群存在于水體中有時(shí)間限制，要想長(zhǎng)時(shí)間保持微生態(tài)制劑高效濃度，需采用適當(dāng)?shù)氖褂瞄g隔周期，多次潑灑。

微生態(tài)制劑中存在耐藥菌，部分生產(chǎn)者將抗生素和微生態(tài)制劑一起或交替使用，導(dǎo)致有益菌株被滅活，而耐藥菌株則保留下來(lái)，對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物和人體健康造成潛在威脅。因此，微生態(tài)制劑嚴(yán)禁與抗生素和消毒劑一起使用，前后用藥中間要有3~5 d 間隔時(shí)間。同時(shí)對(duì)市場(chǎng)上銷售的微生態(tài)制劑開(kāi)展耐藥菌株和治病菌株篩選，避免安全隱患的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

微生態(tài)制劑并非無(wú)所不能。要想徹底改善水質(zhì)，長(zhǎng)久保持水體清新，不能完全依賴于微生態(tài)制劑[11]，應(yīng)結(jié)合換水、合理投餌、及時(shí)清理剩餌和糞便等措施綜合使用。