光合细菌在水产养殖中的应用

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楼主 2020-09-15 13:08:57
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供稿单位:广东正大生物科技有限公司


 摘要 

光合细菌是一类能在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌,同时具备固碳、固氮、消除硫化氢等功能,近几十年来受到世界的广泛关注。正大集团经过多年的技术研究、临床应用和市场推广,已实现了水产用光合细菌的规模化生产。本文着重介绍光合细菌在水产养殖中的应用,说明了光合细菌用于改良水质、水产动物疾病预防、提高水产动物成活率以及作为饲料添加剂等方面的重要优势和发展前景。


光合细菌( Photo Synthetic Bacteria,简称PSB) 是地球上最早出现具有光能合成体系的原核生物, 是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。广泛分布于地球生物圈的各处, 无论是江、河、湖、海, 还是农田、旱地, 都有光合细菌存在。属于细菌门、真菌纲、红螺菌目。红螺菌目可分为二个亚目、三个科和十八个属。PSB在不同来源的有机废水净化处理、畜禽饲养、水产养殖、农作物种植和园艺等活动的增产增质方面均起到明显作用, 同时在提取食用色素、无公害食品生产加工和中药制剂研制中也将有更广泛的用途。


一、光合细菌的生理作用


光合细菌虽然个体极小,约为小球藻的5%左右,但却是自然界中重要的微生物类群,它与其他光合生物一起构成了自然界生态系统中的原始生产者。在厌氧光照条件下,光合细菌以氢或有机物为供氢体,固定二氧化碳进行光合作用,也利用低级脂肪酸、醇、醣类及某些芳香族化合物作碳源进行光合作用;同时光合细菌具有固氮、氧化分解硫化物和胺类等有毒物质的生理生态特性。光合细菌在其所处环境的碳素循环和物质的转化中起着重要作用,因此光合细菌在农业上的应用已成为近年研究利用微生物资源的重要内容。


光合细菌由于含有细菌叶绿素, 因此能像藻类一样进行光合作用,但并不产生氧气,且光合细菌的吸收光谱与藻类却大不相同。


光合细菌所含的细菌叶绿素的吸收波长在700nm以上, 即须吸收715 -1050nm的长波才得以生长, 而藻类所含叶绿素吸收的波长在700nm 以下。由于细菌体内的光合色素的组成和数量不同, 使得光合细菌在光合作用中, 各自吸收的光线波长不同, 所以光合细菌培养液呈现出各种鲜艳的颜色。光合细菌在自然界中常与固氮菌共生, 起着固氮的重要作用, 另外还有部分菌株, 具有有脱氮功能, 并和上述的固定CO2 及土壤中硫循环配合在一起, 充当地球上不可缺少的大循环的主角。



二、光合细菌规模化生产



正大集团是国内最早开展光合细菌、芽孢杆菌等微生态制剂规模化生产和应用的跨国企业集团之一,具有国际领先的菌种筛选、纯化和规模化的生产技术和制造工艺,经过多年的临床应用和市场推广,产生了巨大的经济效益和社会效益,在促进我国水产养殖行业健康发展、推动水产动物无抗养殖、保障水产食品安全领域做出了重要的贡献。


三、在水产养殖生产中的应用



光合细菌具有固碳、固氮、消除硫化氢等功能,能够改善植物营养、增加土壤肥力、抑制病原微生物的生长,其菌体还富含多种氨基酸、丰富的维生素、辅酶Q10以及多种促生长因子,能促进动物的生长发育,提高动物的免疫力,能调整动物肠道菌群的平衡,促进饲料的消化和吸收,提高饲料利用率。


1.有效改善养殖水体状况

随着我国水产养殖业的迅猛发展和集约化养殖程度的不断提高,在养殖生产的中后期,随着饵料投入量的不断加大,水体中残留的粪便、残饵和有机物质的累积,这些有机物质不断消耗着水体中的溶氧,并且产生大量氨氮、硫化氢、亚硝酸盐等对水生动物有毒有害的物质。这些有毒有害物质可使水生动物缺氧、生产性能下降,严重时可造成鱼虾等水生动物的大量死亡。


这时往往通过换水来加以解决,但仅仅采取换水的方法不能彻底解决问题,残存在底部的有机质不去除,造成水质恶化的根源就还在,所以治标不治本。光合细菌由于其独特的能量获取方式,参与有机物的降解过程,消除水中的有机物、三态氮及硫化氢等有害物质,对稳定水质具有显著的效果]。广东正大生物科技有限公司生产的水产养殖专用水质调节制剂“水净宝”具有活菌含量高、繁殖迅速的特性,能有效降解硫化氢、有机物,显著增加养殖水体的溶氧含量。同时还能有效抑制对水产动物危害较大致病性弧菌等有害菌体的生长和繁殖。


                                   (图片来自网络,与内容无关)


2.调节养殖水体微生态结构和增加鱼虾抗病能力

水产养殖水体中,水域微生态系统是由病原微生物、条件致病微生物和非致病微生物组成,这些微生物彼此之间互相协作,处于相对稳定的动态平衡状态。然而养殖的高密度和人工饵料的加入,使得养殖生态系统成为一个不稳定的生态系统,任何一个环节的波动都可能造成生态失衡。平衡一旦被打破,那么有害菌就会转化为致病菌。我国水产养殖病害控制以药物防治为主,加上技术相对单一,与养殖人员文化和专业素质良莠不齐,生产上会盲目用药,从而导致水体的重复污染,另一方面大量且频繁的使用药物易使病原微生物产生抗药性,同时造成严重的水产食品药物残留。


养殖水体中投加光合细菌,不仅可以降解有机物,转化其它有害物质,而且通过营养竞争、空间竞争或分泌抗生素、细菌素等毒素抑制有效抵制病原微生物的繁殖,从而降低弧菌、发光菌、霉菌等病原微生物的浓度,使其低于发病临界点从而达到防治病害优化水质的作用。


PSB可有效防止细菌、真菌类感染, 能抑制其它有害菌群及病毒的生长, 防治虾类疾病。将PSB拌入饵料喂虾, 结果对虾的酚氧化酶(PO)活力, 超氧化物岐化酶(SOD)活力、溶菌活力和抗病活力分别比对照组高14.0%-102.2%,血细胞数目高67.2%;用PSB防治斑节对虾病害, 由于PSB能净化水质、抑制病原体繁衍,因而增强对虾抗病能力, 有效预防斑节病害, 并对早期轻病对虾有一定的治疗作用。



3.提高鱼虾育苗成活率

光合细菌在育苗生产上的应用, 一般对促进幼体生长、变态和提高成活率有明显效果, 从而提高产量。其主要有两个方面, 一是净化水质, 改善幼体的环境条件, 另一是作为饵料被幼体摄食。育苗成败的关键在于充足的开口饵料,在育苗池中施用光合细菌可被浮游动物捕食,而浮游动物又作为各种鱼虾的开口饵料,从而大幅度提高育苗的成活率。


4.作为成鱼成虾的饲料添加剂

光合细菌是营养价值很高的菌类, 其蛋白质含量约为菌体干质量的65%(比小球藻高,与螺旋藻相当), 粗脂肪约7 %, 可溶化糖类约20%, 粗纤维约3% (较小球藻的10%为低)。菌体B族维生素的种类与含量不低于酵母, 其中VB12的含量是酵母的200倍,小球藻的20倍。其脂质成分中除色素外, 还含有生理活性物质辅酶Q,含量是酵母的13倍, 此外还富含叶酸、类胡罗卜素, 并能释放抗病性的胰蛋白分解酶和18 种人体必需的氨基酸, 不同菌株其菌体内氨基酸组成大体相似, 含量一般占干质量的50%-60%。PSB是一种很有开发利用价值的单细胞蛋白源。


PSB作为对虾饲料之所以可以增产增重,主要原因是PSB 营养丰富, 蛋白质含量高,18 种氨基酸成分齐全,且富含生物活性物质, 这些物质能显著促进动物生长发育, 如B族维生素,其中B6能提高动物对蛋白质的消化率和对氨基酸的吸收率,B12与叶酸能促进胆碱与核酸的合成,这些都能促进虾体生长。



四、光合细菌应用的前景



光合细菌的培养及其在水产上的应用有着广阔的发展前景。自70 年代开始, 光合细菌在水产养殖上的应用, 迄今为止, 光合细菌的生产和应用均已进入商品化阶段, 在对虾养殖中,养殖者已将光合细菌的使用作为调整养殖水体环境、提高饲料消化吸收率,提高养殖成功率和效益的有效方法。此外, 已有人开始对光合细菌作为饲料添加剂刺激动物体内免疫系统,提高养殖动物抵抗外来疾病的作用进行了研究。


中国是全球水产养殖产量最大的国家,但是近年来,养殖环境却逐渐恶化,大部分养殖品种受到疾病的困扰,养殖形成了对抗生素的严重依赖,在病害高发的情况下,为了避免过多的经济损失,养殖户对于抗生素超量超范围使用,药残问题也多有发生,食品安全形式严峻,而光合细菌、芽孢杆菌等微生态制剂的使用,无疑为水产养殖的无抗养殖奠定了很好的基础,具有广阔的应用前景。


(本平台编辑整理)


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