应用与环境生物学报 1999, 5(Suppl :204~206 C hin.J.A ppl.Environ.Biol.1999 10 05 收稿日期:1999 05 19 接受日期:1999 06 04 光合细菌在水产养殖中的应用[综述] 张 明 史家樑
(华东师范大学环境科学与技术系 上海 200062 关键词 光合细菌; 水产养殖中图法分类号 S917.1 APPLICATION OF PHOTOSYNTHETIC BACTERIA IN AQUATIC REARING ZHANG Ming &SHI Jialiang (De partment o f Environme ntal Scie nce and Tec hnology , East China Normal U ni versity , Shanghai 200062 Abstract This paper reviews the present and ongoing researches and application of photosynthetic bacteria in aquatic rearing in China and abroad.It shows that photosynthetic bacteria will be wildly used in aquatic rearing in future.Keywords photosyn thetic bacteria (PSB ; aquatic rearing 光合细菌(Photosynthetic Bacteria , 以下简称PSB 是地球上最早出现的一大类能以光作为能源, 以CO 2和有机物作为光合作用碳源, 以有机物、氢气或硫化物为供
氢体而营养繁殖的原核生物的总称; 除蓝细菌外都能在厌氧光照条件下进行不产氧的光合作用.PSB 分布广泛(见表1 , 类型多样, 根据 伯杰细菌鉴定手册 (第九版 PSB 可分为六个类群, 27个属(见表2.其中的红色非硫细菌由于其分解利用有机物能力强、营养丰富, 因而得到广泛的应用.表1 各种环境下PSB 数量(n (PSB /g -1 Table 1 The quanti ty of PSB in di fferent environ ments 沟Di tch ( BOD =250mg/L 106~107湖Lake ( BOD =10mg/L 102~103河River ( BOD
主要是红色非硫细菌(PNB .其菌体营养丰富, 富含蛋白质(其与一些物质的营养 成分比较见(表3 , 多种维生素(见表4 和生理活性因子(如辅酶Q 等, 见表5.PSB(PNB 不仅极富营养, 而且对所有动
物无毒性, 可用作禽畜和鱼虾类饵料的添加剂.表3 PSB 与一些物质营养组成比较w /% Table 3 The di fferences of nutri tional i ngredients among PSB and other mas ses (w /% 粗蛋白Coarse protein 粗脂肪Coarse fat 可溶性糖类Soluble sacchari de 粗纤维Coars e fibre 灰分Ash content PNB 65.457.1820.312.784.28小球菌M icrococcus 53.766.3119.2810.331.52大米Rice 7.480.9490.600.350.72大豆Soybean 38.99 19.33 30.93 7.11 5.68 2 PSB 在水产养殖中的作用 2.1 改善水质
在养殖池中, 鱼虾鳖等水产的养殖密度通常达到自然界的数百倍, 大量的鱼虾排泄物和残饵滞留在养殖
表4 PSB 的B 族维生素组成(w /10-6 Table 4 The differences of vitamine B group
among PSB and other maes (w /10-6 V B PNB 单细胞蛋白Single cell protein 圆酵母Round yeas t 啤酒酵母Bre wers ! yeas t B 11211~132~2050~360B 250110~13030~6036~42B 654.8~7.640~5025~100B 12 210.11~0.17∀∀
Nicotinic acid 125165~200200~500310~1000Pantothenic acid 3014~2330~200100Folic aci d 601.8~2.4∀3Bioti n 65 0.1~ 1.6 ∀ ∀
表5 PSB 与酵母中辅酶Q 及V K 的含量(w /10-6 Table 5 The differences of CoQ &V K between PSB and yeast(w /10-6 菌种Stains CoQ 类型kinds 含量
Contents V K Rhodosp.rubrum UQ1020690Rhodob.sphao roides UQ1033990Rhodops.palustris UQ1017740Chromatium strai n D UQ72143588Yeas t
UQ6 259--- 水体中并会沉入养殖池底部, 在腐败菌的作用下产生各种有毒物质、恶臭物质(如氨、硫化氢、胺等[1] 和各种低分子的有机酸, 水体严重污染, 养殖生物生长受到阻碍, 甚至死亡.通常采取适当换水和水循环过滤
的方法解决此问题.但换水不仅增加了养殖成本, 而且常会破坏水中的最适饵料微生物群落[3].研究表明[1]:PSB 对各种有机物质、氨、胺、硫化氢等有极强的利用能力, 能有效降低这些污染物质的浓度, 在污染水体的自然净化过程中起到重要作用.在养殖水体中虽然存在着PSB, 但少量天然PSB 远远满足不了高密度养殖水体净化的要求.因此, 有必要在养殖水体中投入PSB.投加PSB 对残饵、排泄物, 特别是这些物质的初始分解物(小分子物质, 如低级脂肪酸等 的分解利用能力增强, 有效降低水中的COD、BOD, 提高DO.同时, 水体中的氨氮、硫化物、胺的浓度明显降低, 从而有效地改善水质, 大大减少养殖池换水量和换水次数, 降低能耗, 提高经济效益[4~7].另外, 刘双江等[8]筛选得到得到的PSB S 菌株(Rhodobacter sp.S strain 能有效地
去除水中的NO -2.在养殖池中施用该菌株制成的菌剂, 池中亚硝酸盐浓度降低了50%~80%.这对预防一些因NO -2引起的疾病是十分有利的.2.2 预防、减少疾病, 提高存活率
PSB 对养殖生物疾病的预防和治疗作用可以从以下两方面得到解释和证明.第一, 如2.1中所述, PSB 能有效地改善养殖池的水质, 降低其COD、BOD、氨氮、亚硝氮, 提高DO.一方面
使有害因子对养殖生物的毒害作用大大降低(如, NO -2是草鱼出血热和鲢、鲂、鲫等爆发性鱼病的重要诱发因子[8] , 同时, 由于PSB 数量的增加, 形成了对养殖生物最有利的微生物群落, 使一些致病性或条件致病性的微生物数量和发病条件得到了有效的控制, 大大减少了养殖生物发病的可能.据研究, 夏天常发生鲤鱼鳃腐病主要由一种粘液细菌Chon drococcus columnaris 的寄生引起的.若在发病前或发病初期即投加PSB, 鱼池中非病原性微生物大量繁殖, 形成对鱼虾生长的有利的微生物群落, 即可有效地预防和抑制鳃腐病的发生和漫延[3].第二, PSB 本身对养殖生物疾病的预防和治疗作用.PSB 富含蛋白质、多种维生素和生理活性物质, 鱼虾摄食后, 可以提高机体的免疫能力, 减少疾病发生的种类和次数.例如, 1965年日本静冈县因发生鳗鱼#贫血病∃, 使养鳗业损失惨重.而少数投加PSB 的鳗池鳗鱼生长正常, 未染此怪病.后来的研究表明, 可能是PSB 中所含的多量叶酸(folic acid 起到了防止鳗鱼贫血病的作用[2].PSB 对一些鱼虾疾病也有明显的治疗作用.日本曾进行过PSB 对对虾镰刀霉菌的拮抗试验.结果表明, PSB 液(n (PSB =109mL -1 的3000倍稀释液可将镰刀霉菌杀灭[2].另外, 鲫鱼、鲤鱼、红鲤鱼等发生的#穿孔病∃亦可以先在PSB 液(n (PSB =109mL -1 的5倍稀释液中药浴, 再放入500倍稀释液的水槽中放养5~7d, 从而得到有效治疗[2].2.3 促进生长, 改善品质
如1.2中所述, PSB 菌体营养价值高, 其不仅含有大量促进鱼虾生长的活性因子, 而且, PSB 所含的生物素为具有生理活性的D 异构体, 而人工合成的生物素均为无生理活性的L 异构体, 可明显促进养殖生物的生长发育, 缩短养殖周期[9].另外, PSB 富含能决定鱼虾体色浓淡的类胡萝卜素, 用于金鱼、锦鲤、鲷和日本对虾养殖, 可使鱼虾体色艳红, 大大提高养殖生物的品质; PSB 可使成鳗的体色更接近于天然鳗, 且起捕率和增重率较高[3].近年来, PSB 还被大量作稚鱼和小型甲壳动物的发生饵料.由于PSB 个体较小, 一般只有小球藻的1/20, 因而最适宜作刚孵化不久尚不能捕食轮虫的稚鱼如真子蝶、香鱼、泥鳅等的开口饵料[2,3].特别是泥鳅, 在自然条件下, 从孵化到会捕食轮虫阶段的存活率仅1%, 而用PSB 作开口饵料, 可使泥鳅的存活率提高到60%以上, 且幼苗规格整齐[3].另外, PSB 可以作为饵科生物的枝角类和
轮虫的优良开口饵料.投加PSB 的养, [10].205Suppl 张 明等:光合细菌在水产养殖中的应用
酵母、小球藻培养的2~4倍, 品质也更加接近于天然生长的浮游动物[2].综上所述, 在水产养殖中PSB 通过这三方面紧紧有机结合着的有益作用(见图1 , 有力地推动了水产养殖业的发展.2.4 适应范围广
PSB 对水产养殖业具有普适性特点, 据统计PSB 的应用已涉及鱼类[2, 3,8](如鲢、鲂、鲫、鳅、鳗、鲷、鲤、鳙、草鱼、金鱼等、虾类[9, 11]、爬行类[12](如鳖等、养殖饵料[2, 3](枝角类、轮虫等 , 以及它们的幼体培养.从PSB 所具功能可以推测, 其应用范围尚有更广阔的前景, 有待进一步推广和开发.此外, PSB 的类型虽有6类27属, 而得到研究和应用的种类尚属少数, 这里似有不少新的课题有待研究.3 存在的不足和改进方法
目前, PSB 在水产养殖方面的应用中还有一些不足之处, 需进一步深入研究, 着手解决
.图1PSB 在水产养殖中的综合效果Fig.1Application of PSBin aquatic reari ng 3.1 应推广使用合格的PSB 浓缩产品
由于PSB 菌液中会残留部分培养基带入的化学物质和生长代谢废物.菌液中的这些物质对养殖生物的影响还有待进一步的深入研究.但部分报道表明[5], PSB 菌液(非菌体 对夏花, 特别是对鲢鱼、鳙鱼、草鱼的生长有一定的影响.为减少和避免这种影响, 较为合理方法之一是使用PSB 浓缩制品.在PSB 浓缩制品中, PSB 有效成分浓度高, 使用时剂量小, 带入培养基和代谢废物量少, 其负面影响就相对小得多.因此, 养殖生产上应推广使用PSB 的浓缩制品.3.2 使用方法有待进一步优化完善
在水产养殖中使用PSB 的主要方法有两种:全池范围的泼洒和作为饲料添加剂在饵料中投加.但在具体的生产实践中, PSB 使用的剂量、浓度、时间等还没有统
一的规范.针对不同的养殖生物品种、不同的生长时期, PSB 的使用方法应有所不同, 以使PSB 的作用得到充分发挥.这方面还有许多应用研究工作需要进一步深入进行.例如在养殖水体发生缺氧时投加PSB, 非对增加DO 没有效果, 甚至会加剧缺氧.另外, 由于在水产养殖中使用的化学消毒药剂会将PSB 等有益微生物和病原微生物同时杀灭, 所以PSB 的投加与治疗预防鱼虾疾病的一些化学消毒药剂的使用不宜同时进行, 应合理安排.原则上, 在使用消毒药剂后应补充投加PSB 活菌制剂, 以尽快在水体中形成对养殖生物有利的微生物群落.投加PSB 作为水产养殖中的一项新兴技术, 还有许多需要在实践中不断完善的地方, 但其对水产养殖提高产量、改善水产品品质的显著作用正越来越得到广大养殖业的欢迎.随着PSB 水产养殖应用研究的深入开展, 我们有充足的理由相信, PSB 在我国的水产养殖中的应用前景必然是十分广阔的.参考文献
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