光合细菌范文10篇

时间:2023-03-20 12:30:08

光合细菌

光合细菌范文篇1

1材料与方法

1.1供试材料

以水稻品种龙庆稻1号为供试材料。光合细菌菌株BYND1是从八一农垦大学旧址鱼塘水中经富集、分离纯化获得,经初步鉴定为沼泽红假单胞菌。BYND1菌株在缺氧、光照条件下培养,在固体平板上,菌落圆凸形,表面湿润光滑,边缘整齐,紫红色;液体培养物的颜色在培养初期浅粉红色,逐渐变为红色,最后到紫红色。革兰氏染色反应阴性。BYND1菌株在黑暗好氧、光照好氧下均能生长并形成叶绿素和类胡萝卜素,培养物呈红色。光合细菌菌液采用改良71#培养基,30℃、2000Lx光强光照、厌氧培养,培养时间为48h,光合细菌菌数约为1010/mL,其检测方法为平板菌落计数法。

1.2试验方法

试验设5个处理,分别为PSB发酵液、用水稀释10倍的发酵液、用水稀释100倍的发酵液、改良的71#培养基和蒸馏水,处理号分别为A、B、C、D、E,其中D和E为对照。选取均匀饱满的种子,分别用各处理菌液浸种24h后,将种子置于铺有滤纸的培养皿上萌发,每个处理5个皿,每皿100粒种子,萌发7d。

1.3测定项目与方法

从第2天开始,每天测定种子发芽率。种子发芽率=发芽种子数/总种子数×100%;淀粉酶测定方法取剩余种子中胚乳1g,采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定α-淀粉酶、β-淀粉酶、(α+β)淀粉酶活性[16];采用考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白含量[17];采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法测定丙二醛(MDA)含量[17]。

1.4数据处理

采用DPS软件进行数据处理分析。

2结果与分析

2.1光合细菌浸种对水稻发芽率的影响

由表1看出,光合细菌对水稻发芽有很大影响,随时间推移水稻发芽率逐渐增加,第1~3天,蒸馏水处理的水稻种子发芽率最高,光合细菌原液处理的种子发芽率最低,不同处理间差异达到极显著水平,说明光合细菌对种子发芽有抑制作用;但从第4天开始,稀释100倍的光合细菌处理C发芽率最大,高于对照D和E,说明一定浓度的光合细菌菌液能够提高种子发芽率。

2.2光合细菌浸种对水稻芽长的影响

由表2看出,水稻芽长随天数增加逐渐增长,从第5天开始光合细菌菌液稀释10倍和100倍的水稻芽长处理要长于对照处理,第7天各处理均高于对照,稀释100倍的水稻芽长最长,达到3.38cm,不同处理间水稻芽长未达到显著水平。

2.3光合细菌浸种对水稻种子淀粉酶活性的影响

由表3看出,不同处理α-淀粉酶活性从种子发芽第1天开始呈逐渐升高趋势,水稻萌发前3d,原液处理的α-淀粉酶活性低于对照,到萌发后期,光合细菌处理的水稻种子α-淀粉酶活性高于对照,各处理中以光合细菌稀释100倍处理的α-淀粉酶活性最高,从第2天开始各处理间差异达到极显著水平。由表4看出,种子萌发前3d,各处理间β-淀粉酶活性差异较小,从第4天开始,各处理间β淀粉酶活性差异较大,稀释10倍和100倍的光合细菌液处理的种子β-淀粉酶活性要高于对照。从淀粉酶总体活性来看,在种子萌发过程中,不同处理间差异达到显著或极显著水平。水稻种子从萌发第1天开始,淀粉酶活性最低,随着萌发时间延长,淀粉酶活性逐渐升高,光合细菌处理的总淀粉酶活性要高于对照,总淀粉酶活性随种子萌发率的升高而升高,在萌发第4天,总淀粉酶活性与种子萌发率相关性达到显著水平(r=0.895*),说明种子萌发与淀粉酶活性呈正相关,淀粉酶活性越高越利于种子萌发,这与冉景盛的研究一致[18]。

2.4光合细菌浸种对水稻种子可溶性蛋白含量的影响

表6可以看出,稀释100倍处理的水稻种子萌发过程中,可溶性蛋白含量在水稻萌发前3d高于对照组,差异达到极显著水平;之后对照组的可溶性蛋白含量高于光合细菌处理,差异也达到极显著水平,说明适当浓度的PSB浸种会提早水稻种子萌发过程中酶的积累,进而加速物质代谢和转化。

2.5光合细菌浸种对水稻种子MDA含量的影响

表7可以看出,在种子萌发过程中,MDA变化趋势是随着培养时间的延长,各处理MDA含量都呈先缓慢上升,第4天开始迅速上升,第7天有下降的趋势,不同稀释度的PSB菌液浸种后,MDA含量均低于对照组,尤其是第6天和第7天,各处理组极显著低于对照组,说明经PSB浸种后在种子萌发过程中降低了脂膜氧化程度,在一定程度上起到了保护和修复细胞膜的作用。

3讨论

光合细菌范文篇2

论文摘要:采用正交实验设计,对一种富集光合细菌的培养基进行优化,试验结果表明:酵母膏和NaHCO3在培养基中的浓度对富集红螺菌科的光合细菌有显著的影响。若以达到相同生长量(OD660值)做指标,应用优选出来的培养基进行富集比原培养基要提前5~6d。

光合细菌(PSB)是一大类能进行光合作用的原核生物的总称。研究应用的实践表明,光合细菌中的红螺菌科能利用多种硫化物和有机物作为其光合作用的供氢体和有机碳源,在高浓度的有机废水处理与资源化、水产养殖的水质调控与促进健康生长、在农业中作为高效活性菌肥等方面,发挥着十分有益的和令人瞩目的作用[1]。光合细菌的推广和应用,需要合适的培养基质,但目前经典的用于富集红螺菌科光合细菌的培养基(小林达治1977)[2]平均富集的时间为2~8周,且存在培养基成分种类多,成本较高的缺点。为此,笔者在教学实践中,对其进行应用型优化设计,旨在为高活性光合细菌的推广应用提供一定的帮助。

1材料和方法

1.1样品和菌种来源

光合细菌样品来自湛江港岸潮间带表层沉积物、湛江湖光岩附近奶牛养殖场和鸭塘的污水和底泥中。共分离出3种红螺菌科菌株:沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)、荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonascapsulata)、红螺菌(Rhodospirillumsp.),沼泽红假单胞菌为优势菌群,故选沼泽红假单胞菌为本试验菌种。

1.2培养基

富集培养基采用《微生物学实验教程》[2]中配方:氯化铵0.1g,碳酸氢钠0.1g(5%水溶液,过滤除菌取2ml加入),磷酸氢二钾0.02g,乙酸钠0.1~0.5g(取0.3g),七水硫酸镁0.02g,氯化钠0.05~0.2g,(取0.2g)生长因子1ml,微量元素溶液1ml,蒸馏水97ml,pH7.0。

1.3方法

1.3.1富集培养基的初步优选

1.3.1.1NaHCO3利用试验在试验过程中发现:适当的提高NaHCO3浓度,可缩短富集的时间。为探索其中量的关系,笔者做如下试验设计:取灭菌的富集培养基以250ml/瓶装入医用点滴瓶中,上铺一层无菌液体石蜡,NaHCO3过滤除菌后依比例0.1%,0.15%,0.2%,0.25%,0.3%加入。每种培养条件做2个重复。沼泽红假单胞菌(7.4×108个/ml)接种量为2%,30℃,3000lx光照强度下连续培养6d,每天在660nm处测定其光密度OD值,以不加碳酸氢钠的培养基接种做对照。

1.3.1.2酵母膏对光合细菌生长的影响红螺菌科光合细菌生长需要硫胺素、生物素等生长因子。为此,在培养基中添加一定量的酵母膏能促进光合细菌生长。将富集培养基中的生长因子和微量元素溶液分别用蒸馏水替代,酵母膏分别以0.01%,0.05%,0.1%,0.15%,0.2%,0.25%添加。同1.3.1.1接种培养3d后,测定其OD660值。

1.3.2改良培养基组成成分的正交试验设计[3]为研究NaHCO3和酵母膏浓度对富集培养基的综合效应及和作为氮源的NH4Cl有无交互作用,采用L8(27)正交试验设计(如表1),富集培养基100ml,去除其中的生长因子和微量元素溶液

1.3.3优化培养基的确立分别从湛江港岸潮间带表层、湛江湖光岩附近奶牛养殖场及鸭塘取淤泥、污水若干。50g淤泥及100ml污水装入500ml具塞磨砂广口瓶,每个样品4瓶。2瓶添加200ml改良的富集培养基,另外2瓶添加原富集培养基。搅拌均匀后,加入灭菌的液体石蜡以隔绝空气。25~35℃下用5000~10000lx(距40W白炽灯15~50cm)的光照强度连续培养18d,观察记录两种富集培养基富集培养过程中光密度(OD660)变化。

2结果与分析

2.1富集培养基的初步优选结果

2.1.1NaHCO3利用试验

随着NaHCO3浓度的增加,菌株到达稳定生长期的时间缩短。NaHCO3浓度<2%时,菌体生长浓度随NaHCO3浓度增加而增大。2%时,光密度值最大。说明此时光合细菌的生长条件最为适合(见图1)。

2.1.2酵母膏利用试验

随着酵母膏浓度的增加,光合细菌菌体生长浓度逐渐增大。当培养基中酵母膏的浓度为0.1%时,其菌体生长浓度和添加0.15%酵母膏时的生长浓度无显著性差异,从经济角度考虑,选择0.1%酵母膏较好(见图2)。

2.2正交实验结果

从方差分析表结果可以看出:A因素(NaHCO3)和C因素(酵母膏)的主效应是主要影响因素。酵母膏的含量对富集试验结果的影响要更大一些。NaHCO3作为添加的碳源,和作为氮源的酵母膏、NH4Cl之间的交互作用都很小。培养基合适的C/N是微生物进行正常生长繁殖的前提,从极差分析很容易选出最优水平是A2B1C2,即改良培养基的NaHCO3含量为2.0g,酵母膏含量为1.0g,其他条件不变。从以上分析得出优选培养基:氯化铵0.1g,碳酸氢钠0.2g(5%水溶液,过滤除菌取4ml加入),磷酸氢二钾0.02g,乙酸钠0.1~0.5g(取0.3g),七水硫酸镁0.02g,氯化钠0.05~0.2g(取0.2g),酵母膏0.1g,蒸馏水96ml,pH7.0。

2.3优化培养基的验证结果

两种富集培养基富集培养结果见图3~图5。由图可见:海滩污水样品中光合细菌使用改良富集培养基12d培养液转红色(OD660=0.321),而原富集培养基富集培养液转红色(OD660=0.329)在第18d出现;鸭塘污水中光合细菌使用改良培养基富集11d培养液转红色(OD660=0.326),而原富集培养基富集培养液转红色(OD660=0.329)则在第16d出现;奶牛场污水中光合细菌使用改良培养基富集11d培养液转红色(OD660=0.339),而原富集培养基培养液转红色(OD660=0.339)则在第16d出现。使用改良培养基从3个地点(海滩、奶牛场、鸭塘)样品中富集光合细菌比原培养基提前5~6d。

3讨论

NaHCO3在富集光合细菌过程中有很大的作用。①用于调整培养液的pH。对于异养型光合细菌,一般使用5%的NaHCO3把pH调节到7.0~8.0。②NaHCO3产生的CO2在细菌营养代谢中具有重要作用。首先,CO2能与有机酸结合,生成多羧基酸,在三羧酸循环中起重要作用[4]。其次,CO2能促进荚膜细菌荚膜的形成,推测其可促进荚膜红假单胞菌的增殖[5]。③富集培养相对于分离培养所用的时间较长,加大作为碳源的碳酸氢钠的用量能延续增长光合细菌的数量,这点对于第一次富集培养尤为重要;但是NaHCO3不能加得过多,这是因为NaHCO3会导致培养液碱化而不利于光合细菌的生长;NaHCO3是富集螺旋藻等其他藻类的主要营养成分。加量过多,促进藻类繁殖,光合细菌富集会受到影响。

酵母膏对光合细菌的生长有明显的刺激作用。这主要是由于酵母膏的营养丰富,含有光合细菌所需要的各种生长因子。酵母膏浓度在0.25%以内对菌体繁殖速度有很大的影响,但浓度过高,容易染菌,不利于分离[6]。

光合细菌是国内外致力于开发的微生物资源,在水产养殖业中具有去除NH4+和NO2-,改善水质,提高鱼饲料营养,促进鱼、虾生长发育的功效。光合细菌的推广应用需要合适的培养基质,本试验根据细菌的生长速度和产量来看,改良培养基效果良好。但能否是最佳方案,还需进一步研究。

参考文献:

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光合细菌范文篇3

[关键词]光合细菌废水处理光合产氢水产养殖应用

光合细菌((photosyntheticbacteria,PSB)是一类以光为能源,以CO2或有机物为碳源,通过光合作用而进行营养繁殖的水圈微生物。广泛存在于自然界中,在腐败有机物质浓度高的水域中更为常见。光合细菌是厌氧菌,本身含有多种营养物质和生理活性物质,具有进行光合作用、发酵以及固氮、产氢等功能。VanNile于1931年提出了光合作用的共同反应式,用生物化学统一性的观点解释了光合成现象,为现代光和细菌的研究奠定了基础。

1光合细菌的特性

光合细菌都富含菌绿素和类胡萝卜素,在光照下能利用硫化氢、硫代硫酸盐、分子氢或其他还原剂,把二氧化碳还原成有机物,经细菌型光合作用,将CO2还原成有机营养物,并能固定大气中的氮。目前所知,所有的厌氧性光合细菌都能光合自养生长。同时这些细菌也能利用有机物进行异养生长。

PSB含有较高的优良蛋白质,维生素和生物素含量也比较丰富;菌体的脂类成份含有大量的叶绿素、类胡萝卜素和辅酶Q。叶绿素和类胡萝卜素对养殖生物的健康生长,增强对疾病的抵抗力有很大的益处。辅酶Q是与生命活动有重大关系的生理活性物质,PSB中的含量特高,是酵母的13倍。

2光合细菌应用现状

光合细菌由于其生理类群的多样性,碳、氮代谢途径和光合作用机制的独特性而受到人们的关注。多年来,光合细菌被作为研究光合作用以及生物固氮作用机理的重要材料。近一二十年中,对光合细菌的应用研究也获得了很大的进展。研究表明,光合细菌在环保、农业、水产养殖、医药等方面均有较高的应用价值。下面着重就光合细菌目前的开发应用动态作一概述。

2.1利用光合细菌处理高浓度有机废水

光合细菌在污水处理中的应用始于1960年代。当时,日本科学家小林正泰等人发现高浓度有机废水在自然界的自净过程是不同营养级的微生物群生态演替的结果,光合细菌在此过程中起着十分重要的作用[1],并首先开展了用光合细菌法处理有机废水的研究。近些年来发展起来的光合细菌处理法,则是一种以红假单胞菌为主,管理简单,降解率高的废水处理系统。

PSB能以不同的有机酸和醇类等有机化合物作为光合作用的供氢体和碳源,并具有较强的分解和去除有机物的生理特性。与目前广泛应用的生物处理废水系统如活性污泥法、生物膜法和厌氧法相比,PSB在自然光照和微量好氧条件下,可以直接对各种高浓度有机废水进行高效率的处理,并且在处理前不需对废水进行稀释。具有节约电能、水源、设备及运转费用等优点,菌体污泥可综合利用,作为鱼和家畜的饵料,不造成二次污染。

2.2光合细菌在食品、医药保健中的应用

一般而言食品着色剂广泛使用焦油类的合成色素,由于这类色素有微毒性和致癌性,世界各国控制该种合成色素的使用,并迫切希望以天然色素取而代之。光合细菌的色素无毒,易提取,色彩鲜艳,有光泽,且具有防水性。除黄色外,特别是红色素等则缺乏有用的色素资源。光合细菌富含类胡萝卜素,是天然红色素的重要来源,目前已经广泛用于油脂类、豆制品、蔬果类以及饮料等的着色。

光合细菌在医学业中也具广泛应用前景。光合细菌内富含类胡萝卜素和B族维生素及活性物质,具有许多生理活性:抗氧化作用、调脂作用、抗肿瘤作用、免疫活性;光合细菌没有毒性,对生殖生长有促进作用。研究者对光合细菌制药方面进行了不少的研究。刘继彪等用PSB菌液发酵中药,制成了口服液、冷冻干燥产品等中药制剂,该制剂能够纠正机体内环境微量元素平衡紊乱,促使癌细胞向正常细胞转化并最终全部恢复成正常细胞,对恶性肿瘤治疗有较显著的疗效,并申请了国家专利[2]。

2.3光合细菌应用于水产畜牧养殖

日本是最早将光合细菌应用于水产养殖的国家。由于光合细菌的菌体无毒,营养丰富,具有固碳、固氮的功能,且在自然界的硫循环中担任重要角色,因此在农业上,能够改善植物根基土壤的营养,提高土壤肥力,增强植物的抗病力。夏清等人研究指出光合细菌菌液可增强甜椒光合速率和过氧化氢酶活性,增加叶绿素含量,进而增产[3]。

在禽畜饲养上,光合细菌富含辅酶Q10,能够促进动物的生长,可提高畜禽出肉率和产蛋率,以及强健体质、提高抗病能力。薛志成等通过添加光合细菌使不同生理时期及患胃肠病奶牛症状消失,恢复产奶,经济效益明显[4]。光合细菌还可以提升种子发芽率、成苗率;改良作物品质、修复土壤;防治病虫害等。

在水产养殖上,光合细菌可作为养鱼饲料添加剂,作为养鱼和小型甲壳动物的饵料,防治鱼病、净化养殖水质。光合细菌作为养殖水质净化剂在国内外已经进入生产性应用阶段。付保荣等研究表明鲤鱼养殖水中投放一定量的光合细菌,能明显去除水中有机物和NH4+-N,增加DO的含量,稳定pH值,同时使杂藻和有害菌含量减少[5]。若将光合细菌固定,则抑制水体富营养化效果更好。

2.4光合细菌应用于新能源

早在1937年,Nakamura最早报道了PSB在黑暗中释放氢气的现象。1949年,Gest在“Science”上首次报道了光合细菌具有在光照厌氧条件下转化有机物产生氢气的特性。目前研究较多的是深红螺菌,它可用有机废料作原料进行光合产氢,又由于其细胞含有大约65%的蛋白质和大量必需的氨基酸和维生素,所以在光合产氢的同时,还可以得到单细胞蛋白,也可结合有机废水的处理,所以,可谓一举三得,具有重要的经济价值。随着能源危机的进一步持续,美、德和日等国相继制订了氢能发展规划。我国也把光合生物产氢研究纳入国家“863”计划和“973”计划。随着其研究及相关学科的迅速发展,光合生物产氢技术作为一种极具潜力的生物产氢技术必将走向应用化[6]。

光合细菌范文篇4

关键词:光合细菌;有机废水

光合细菌(PhotosyntheticBacteria,简称PSB)是地球上出现最早、普遍存在、以光作为能源、有机物为供氢体,还原CO2合成有机物的一类原核微生物的总称。光合细菌在厌氧光照或好氧黑暗条件下,均可生存。代谢方式具有多样性。依据《伯杰细菌鉴定手册》(第九版),光合细菌可分为6个类群,27个属。光合细菌均为革兰氏阴性细菌,形态多样,有球形、杆状、半环状、螺旋状等;有以鞭毛运动,亦有滑行运动或不运动者。光合细菌因其所含色素的不同而呈现不同的颜色[1].光合细菌菌体无毒,在环境治理方面表现出很大的优越性。目前,光合细菌已成功地运用到多种行业有机废水的处理中,但多数停留在实验室研究阶段,已成功投产的行业并不多。

1光合细菌处理有机废水的应用现状

20世纪80年代,韩国已建成了日处理600t,BOD高达20000~30000mg/L的酒精废水处理场,并成功投产运行。近年来,国内外学者在利用光合细菌处理有机废水方面也取得了一些成果。王剑秋等人发现紫色非硫光合细菌法(PNSB-SBR工艺)能有效处理高浓度淀粉废水,并同时有效地积累菌体蛋白。在一定的环境条件下,CODcr去除率可达到70%~90%,处理效果稳定[2]。范铮等人研究表明,采用光合细菌能有效处理对硝基苯胺溶液。当对硝基苯胺的初始质量浓度100mg/L、通气量0.6m3/(m3•min)、温度35℃、pH=7.5、光照度4800lx,经72h处理后,降解率可达100%[3]。王玉芬等人采用驯化后的光合细菌球形红细菌,在光照厌氧条件下,对氯代苯进行生物降解,并对降解途径进行了研究。结果表明,球形红细菌厌氧降解氯代苯是在适宜碳源存在下,由氯代苯诱导产生诱导酶以共代谢的方式进行,降解途径是先打开苯环生成小分子的氯代烷烃、再还原脱氯[4]。丁成采用不同浓度的含酚废水对光合细菌驯化后,然后对光合细菌进行扩大培养,并用海藻酸钠-壳聚糖-活性炭微胶囊法对光合细菌进行固定,使其在不同温度和接种量条件下对含酚废水进行降解[5]。常会庆等人经研究发现,固定化光合细菌可以有效改善富营养化水体的质量,并对水体中的COD、TN、NH4-N、硝酸盐和TP都有较明显的去除效果[6]。王慧荣等人采用光合细菌和活性污泥的组合技术来处理高盐染料废水,并考察了其除污效果以及PSB池在流程中的位置对去除污染物的影响。结果表明,PSB/活性污泥工艺对COD和色度具有很好的去除效果,适合处理高盐染料废水[7]。孔秀琴等人首先通过在高含盐废水中对光合细菌进行驯化,驯化后的菌群能有效处理高含盐有机废水。在一定条件下,COD的去除率可达77%,保证出水水质[8]。胡筱敏等人利用光合细菌降解2-氯苯酚,培养7d后,降解率可达57.26%[9]。席淑琪等人采用生物接触氧化槽连续处理工艺,利用光合细菌对制革废水中的高浓度有机废水进行处理。通过试验,确定了最佳的工艺条件[10]。孔秀琴等人研究了光合细菌及活性污泥法联用工艺处理明胶生产过程中产生的高浓度有机废水的可行性。结果表明,“活性污泥+PSB”工艺有较强的去除钙质和耐冲击负荷的能力,该工艺适合处理此种含高钙、高氯、高碱明胶的废水[11]。任小玉经研究发现,高浓度有机废水在自然净化过程中会出现微生物生长演替。首先是异氧细菌大量繁殖,它把高分子有机物分解成低级脂肪酸等低分子物质,然后光合细菌通过降解低分子有机物,迅速增殖。一段时间后,光合细菌逐渐减少,并被活性污泥微生物和藻类取代[12]。实际生产中,可以充分利用自然净化过程中微生物的生长演替顺序来人为地控制有机废水的降解过程,从而使各微生物在不同阶段发挥自身的优势。除此之外,还有众多学者通过试验,证明了光合细菌对味精废水、酒糟废水和TNT废水等多种有机废水,均具有明显的去除效果。

2光合细菌法处理有机废水的优缺点

光合细菌在厌氧及微好氧条件下都能生长,并具有以下优势[13]:1)可以耐受相当高的有机负荷,可用于高浓度有机废水的处理;2)脱氮除磷效果好;光合细菌利用废水中的氮、磷作为营养元素合成细胞物质;另外,光合细菌能过量摄取废水中的磷酸盐,从而达到脱氮除磷的效果。3)光合细菌相较于甲烷菌,不产生沼气,便于管理,且受温度影响小;4)设备占地少,动力消耗低,节省前期投资;5)光合细菌菌体无毒无害,蛋白质含量高,并富含多种维生素,还含有辅酶Q10,抗病毒物质等。光合细菌处理高浓度有机废水,也存在着以下不足:1)需定期添加新鲜菌体,以弥补流失和老化的菌体;2)由于光合细菌个体小,依靠重力不易沉降,因此需用离心机或化学絮凝剂等方法来收集,增加了运行成本;3)在利用光合细菌处理高浓度有机废水时,还需要联用活性污泥法等其他方法,方能达标排放。

3应用前景

今后,光合细菌有关技术的主要研究方向为[1]:1)通过研究改进处理设备结构或工艺流程,使设备利用率和处理效率提高;如:采用光合细菌柱式生物膜法连续处理废水工艺、利用固定化细胞技术等。王兰等人研究发现,固定化大大提高了光合细菌的生长速率,并提高了对养殖水的净化能力[14]。毛雪慧等人研究发现,光合细菌固定化能够显著提高油脂的降解效率[15]。2)通过紫外线诱变或化学物质诱变等方法,筛选出优良菌种;3)由于单一光合细菌菌种不具备广谱性,因此研究出以光合细菌菌种为主的混合菌剂,将会获得更好的净化效果;4)综合开发副产品菌体蛋白的利用途径,如饲料添加剂等,实现其经济价值。5)光合细菌的产氢机制,将会是今后的研究热点,势必推动新能源规模化应用的实现。随着光合细菌技术的发展,光合细菌在有机废水处理方面将会展现出巨大的应用潜力,必将带来可观的社会、经济和环境效益。

作者:柴春镜 单位:中北大学

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光合细菌范文篇5

关键词:光合细菌大棚富集培养液体培养基淡水养鱼

引言

光合细菌简称PSB是一种在厌氧条件下进行非放氧型光能异氧的水圈微生物,在水中光照条件下可直接分解利用有机物、氨基酸和糖类,在自身增殖的同时起到净化水质,防治鱼病的作用。营养丰富,菌体含蛋白质60%以上,富含维生素,尤其是B族维生素,及生理活性物质(辅酶Q)等物质,可用为一种饲料添加剂在水产养殖中广泛应用。

一、PSB的培养

1.1PSB的原液引种

引进PSB原液,然后在塑料大棚内建造水池,放入液体培养基,采用厌氧富集扩大培养的方法将原液扩繁成PSB培养液。

1.2培养基的配制

培养基配方:将1.0gNH4Cl、0.5gK2HPO4、0.2gMgCl2、2.0gNaCl、0.1g酵母膏溶于500mL的清水中,加入麦麸和玉米面过滤液400mL,另加10%NaHCO3溶液50ml及2mL无水乙醇,补水至1000mL(不用灭菌),按此配方配制成液体培养基,用磷酸调pH值至7.0后将其置入水池中。

1.3建塑料大棚和水池

塑料大棚可以按蔬菜大棚方式建造,也可以按临时可移动框架大棚建造。大棚位置东西走向,这样采光好,保温。大棚内有水源和电源。在大棚内建大小2000—5000L的水池。水池的建造既可以完全采用砖混结构,也可以从地面直接下挖成坑,铺垫塑料,建成简易水池。

1.4PSB培养方法

将PSB原液按2%浓度加入水池内的液体培养基中,搅拌均匀后用地膜覆盖在液体培养基表面密封,使其厌氧发酵富集扩大培养。培养过程中,在发酵池内安放温度计,监测池内温度。池的四周用的白炽灯均匀对称照射,光照强度在2000lx以上,每天更换1次灯光位置,白天也可采用自然光,温度控制在30~37°C,这样经过10~15d即可获得棕红色光合细菌培养液。经镜检计数,培养液中含PSB活菌数可达5*106个/mL以上,说明PSB培养液扩繁成功,可以直接使用。

二、PSB培养液在淡水养鱼中的应用

2.1净化鱼塘水质

由于PSB能进行独特的光合作用,能直接消耗利用水中的有机物、氨氮及硫化物,并通过反硝化作用除去了水中的亚硝酸铵等,因而能使池塘内的残饵及鱼虾贝等生物排泄物完全分解并加以吸收利用。从而大大降低了水中有机物的含量,因此水中溶解氧得以提高而化学耗氧量、氨氮、硫化物则降低。

2.2作为浮游动物的饵料

PSB的菌体细胞营养丰富,是浮游动物的优质饵料,水体中的越多,浮游动物生长也就旺盛,以浮游动物为食的鱼类增产效果也就越明显。公务员之家

2.3作为饲料添加剂

PSB菌体细胞含有大量的生理活性物质,这些物质对鱼类不仅具有增加营养,降低饲料系数的作用,而且还具有调节免疫系统,增强抗病力和促进生长的作用。

2.4间接增氧作用

PSB生长繁殖时,既不需要氧气,也不释放氧气,但是它可通过吸收水体中的耗氧因子而间接地起到增加氧气的作用,这种作用是非常明显的。

2.5鱼病防治

使用PSB预防鱼病,完全可以克服杀菌剂的缺点,它既可降解和清除水体中包括鱼药在内的有害化合物质,又可与病原微生物争夺营养空间使病原微生物无法进行大量生长繁殖,尤其是不存在耐药性,因此鱼类也就不易发病。

PSB代谢过程产生和释放的酶含有消炎和抗病因子,可防治养殖鱼类的烂鳃病、肠道穿孔病、水霉病、赤鳍病等多种疾病。同时PSB还含有丰富的B族维生素、辅酶和未知促生长活性物质等,这些物质具有提高鱼体免疫力的作用。此外PSB还能与水中益生菌形成有益菌群抑制病菌繁殖,也可起到预防鱼病的作用。如把鱼苗或病鱼放入PSB中药浴后可提高其成活率,并且无任何药浴副作用。

光合细菌范文篇6

关键词:生物饵料;水产养殖;综合应用

1光合细菌的综合应用

光合细菌是一种原核生物,因其具有原始的合成光能的能力,因此将这一类能在厌氧条件下进行不释放氧光合作用的生物统称为光合细菌。光合细菌的分布十分广泛,尤其是在一些光能充足且氧含量较低的水域中分布更为广泛。光合细菌往往营养丰富且均衡,是良好的饲料。光合细菌菌体中含有氨基酸、维生素B12、叶酸等水产养殖对象所必需的营养物质,还含有较为丰富的生理活性物质辅酶Q。因此,通过投喂这类生物饵料,养殖对象往往能发育得更好,抗病性也更强。通过投放光合细菌可以起到净化水质的作用。光合细菌的适应性较强,能分解水体系中亚硝酸盐、硫化物、氰化物、酚类有机物等,达到净化水质的作用,使得养殖户实现无公害养殖。在水产养殖中,光合细菌作为饲料添加剂起到辅助膳食的作用,还具有预防疾病的功能,应用价值巨大。

2单细胞藻类的综合运用

单细胞藻类是一类单细胞真核生物,广泛分布在各个水域中,是绝大多数养殖对象的天然饲料。这类生物具有繁殖快、基数大等特点,用作水产养殖饵料具有营养丰富均衡、成本低等优势。在水产养殖中育苗是一个极为重要的环节,而单细胞藻类正是这些苗种的优良饲料。这是因为单细胞藻类在一定程度上影响着受精卵孵化的成功率,单细胞藻类能够帮助鞘磷脂的合成并对其营养强化,而鞘磷脂是苗种发育过程中必不可少的一种营养物质。单细胞藻类对环境的变化有很强的适应能力,世代时间很短,通过较小的遗传变异,在一定时间内即可适应较大的盐度变化。

3轮虫的综合运用

轮虫是一种多细胞游泳目浮游动物,分布较广,且人工培养技术较为成熟、培养方便,是绝大多数鱼类生物和甲壳类生物的天然饵料。它具有适口性好、成本低等特点,因此在水产养殖行业中被作为一种生物饵料广泛运用。除了作为天然饵料之外,轮虫也被广泛运用在育苗阶段。但轮虫的营养较为单一,与其他生物饵料相比,缺少许多养殖对象生长发育所必需的不饱和脂肪酸,所以在运用轮虫进行育苗时,需要对其营养进行强化。强化剂要根据养殖对象的特点进行合理控制。如果营养强化做得不到位,就有可能造成苗种的大量死亡。一般而言,强化剂的用量与养殖环境水温、养殖生物的种类以及养殖的密度等密切相关。目前主要采用多种强化剂配合使用的形式,达到良好的营养强化效果。强化剂在一定程度上会污染水源,因此在强化剂的用量上要加以严格控制。一旦出现水质污染的情况就需要做出及时的应急补救措施,防止苗种的大量死亡。

4枝角类的综合运用

枝角类就是俗称的蚤类,水蚤就是枝角类中的一种。这种生物的数量和种类虽不及轮虫,但是在生物量上却表现出绝对的优势。这种饵料的营养较为均衡,富含多种蛋白质、碳水化合物、氨基酸等等,是天然优质的活饵料来源。由于这类饵料的适口性极好,且在一定的温度条件下生长繁殖速度快,因此可以作为养殖对象的直接饵料,既不污染水质,还能保障养殖对象营养较为均衡。

5结束语

目前我国水产养殖产业中生物饵料的种类繁多,因其对养殖对象的效果好、成本低、便于定向筛选,且对水质与环境的污染较小等优势,是目前水产养殖行业中应用最为广泛的饵料之一。不同的生物饵料种类有其不同的应用价值,水产养殖过程中可以划分成多个不同的发展阶段,不同的生物饵料作用的最佳阶段也因其特性而不同。在我国大力倡导绿色生产的大背景下,生物饵料发展潜力巨大,可以给水产养殖户带来更大的经济效益。了解每一种生物饵料的功效,并对其加以综合运用,可以获取最大的经济与社会效益。

参考文献:

光合细菌范文篇7

常用的生物活性改良剂有下列6种:

1、光合细菌高密度鱼虾池水中所含的大量粪便和残饵,腐改后产生氨态氮、硫化氢等有害物质,污染水体和底质,造成鱼虾生长缓慢甚至中毒死亡。同时,水体富营养化后病原微生物滋生,鱼虾会感染发病,光合细菌能吸收水体中有的有毒物质,长成自己有效力的细胞,并形成优势群落,抑制病原微生物生长,净化水质。施用光合细菌,苗池每次用10-50毫克/升;成鱼、虾、蟹池首次用5-10毫克/升,以后用量减半,每次间隔7-10天。

2、硝化细菌在水环境中,硝化细菌可将由腐生菌和固氮菌分解或合成的氨或氨基酸转化为硝酸盐和亚硝酸盐,使水体和底泥中的有毒成分转化为无毒成分,净化水质。成鱼、虾、蟹池每次施用硝化细菌2-5毫克/升。

3、乳酸菌群乳酸菌属嫌气性菌群,靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有杀菌作用,能抑制有害微生物活动,致病菌增殖和无机物腐败;并能使木质和纤维素有机物发酵分解,有利于动植物吸收。

4、酵母菌群酵母菌属好气性菌群,它能利用植物根部分泌及其他有机物质产生发酵力,合成促根系生长及细胞分裂的活性物质。酵母菌能为乳酸菌、放线菌等提供增殖基质,为动物提供单细胞蛋白。

5、革兰氏阳性放线菌群革兰氏阳性放线菌属好气性菌群。它能从光合细菌中获得基质,产生各种抗生素及酶,直接抑制病菌,并能提前获取有害霉菌和细菌的增殖基质,促进有益微生物增殖。放线菌和光合细菌混合使用效果更好。它还能将木质素、纤维素、甲壳素物质降解,有利于动植物吸收。

光合细菌范文篇8

关键词:水产养殖;菌种;混合培养

使用微生态制剂整治养殖生存环境,成本低且没有抗药性以及药物遗留等问题,因此成为21世纪养殖业的未来走向。当前,光合细菌、肠球菌等一些单一菌剂和复合菌是我国水产养殖中较为常用的菌剂。但从当前常用到的水产养殖菌剂来说,出现了多菌种菌剂种类少、菌剂耐盐性能不理想等问题。单一菌剂限制了水产养殖水体的生物修复作用,因此在实践应用过程中采用有一定耐盐性能的多菌种制剂非常具有实践性[1-3]。本文主要研究混合培养的条件与它们之间的生长关系。

1材料方法

1.1材料。1.1.1试验材料在次试验过程中选取的菌种有:英膜红假单胞菌(Rspcapsulata)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)和假丝酵母菌(Candida)。1.1.2试剂Na2HP04•12H20、KH2P04、MgSO4•7H20、NaCl、NaOH、葡萄糖、3,5-二硝基水杨酸、酒石酸钾钠、亚硫酸钠、苯酚;蛋白胨、酵母粉、牛肉膏39、琼脂粉、蒸馏水;结晶紫液、95%的乙醇、0.5%的番红水溶液;PER引物、PER常规操作使用试剂和酶均购自TaKaRa公司。1.1.3仪器SPX智能生化培养箱,SW-CJ-IF超净工作台,YXQ-LS-75SII立式电热压力灭菌锅,ZHWY211B回转式摇床,eppendoff5417R高速离心机,578BR0349PCR扩增仪,UnitedGK-3300凝胶成像系统,CHZOBIMF200光学显微镜,V1TEK-32梅里埃微生物全自动鉴定仪,UV-2550紫外分光光度仪等。1.2方法。1.2.1三种功能菌的接种时间前后将地衣芽孢杆菌、假丝酵母菌与荚膜红假单胞菌通过不同的接种时间前后融合到接种于光合细菌基础培养基中,设置30℃、100r•min-1摇床下培养后利用分析其细胞生长数量筛查出3种功能菌混合培养的比较理想的接种时间前后顺序。1.2.2三种功能菌混合培养的培养基优化在光合细菌基础培养基条件下,分析不同碳源、氮源和无机盐对3种功能菌混合培养的影响,在此期间利用因素轮换法进行。3种功能菌的最佳培养基方案是采用正交实验进行筛查。1.2.3三种功能菌混合培养的条件优化利用正交实验法,根据最佳培养基方案分析各种温度、pH、溶氧等环境状态下3种功能菌混合培养受到的影响,进而提出最优混合培养的理想条件。1.2.4三种功能菌混合培养的生长关系检测3种功能菌通过混合培养以及纯培养状态下细胞生长数量,对其中2种培养条件中的细胞对数生长期时的繁殖代数(n)、生长速率常数(R)与世代时间(G)的区别,进而建立3种功能菌混合培养的生长关系。1.2.5生长量测定利用平板菌落计数法。在光合细菌培养基中对英膜红假单胞菌进行培养,在营养琼脂培养基中对衣芽孢杆菌进行培养,假丝酵母菌利用酵母菌培养基进行培养。1.2.6计算公式繁殖代数(n)=3.322(lgx2-1gx1);生长速率常数(R)=n/(t2-t1);世代时间(G)=1/R。式中,t1、t2为菌种进人对数生长期初期与末期的培养时间;x1、x2为菌种进人对数生长期初期与末期的细胞数量。

2结果与分析

2.1各类培养基对功能菌株生长的影响。实验过程中,以光合细菌培养基作为对3种功能菌在培养过程中的伊始基,这也是为了研究由光合细菌为主的复合型微生态制剂。利用测定地衣芽孢杆菌在细菌肉汤培养基和光合细菌基础培养基和假丝酵母菌在酵母菌培养液和光合细菌基础培养基中的细胞生长量,进而掌握每个菌种中营养所需的重要区分。实验结果表明,地衣芽孢杆菌以上两种培养基中的生长状态大致相同,都是以最快的速度生长,同时到9h实现最高生长数量;而假丝酵母菌在各种培养基状态中的生长区别较为明显:处于酵母菌培养基过程中进入到生长过程中非常快,同进在24h后处于最大生长量(1.41×l09CFU•mL-1),当放到光合细菌基础培养基时,通过12h之后菌体渐入到生长过程中,同时48h之后才达到最大生长量(4.7×107CFU•mL-1)。由此表明,假丝酵母菌和地衣芽孢杆菌相比下,地衣芽孢杆菌更适合在光合细菌基础培养基中生长。2.2.3种功能菌混合培养的微生态关系地衣芽孢杆菌、假丝酵母菌与荚膜红假单胞菌3种菌体间没有拮抗关系。利用3种菌混合培养和自身纯种培养的长征特点分析了将3种菌混合到一起进行培养,试验结果显示:地衣芽孢杆菌和另外两株功能菌之间并不存在共栖关系,假丝酵母菌与荚膜红假单胞菌之间有利于对方生长的作用。这是由于在进行混合培养过程中,英膜红假单胞菌生长所需要的营养假丝酵母菌为其提供了小分子产物,反之英膜红假单胞菌代谢也为其提供了生长所需的营养成分。对3种功能菌进行混合培养过程中,其细胞生长数量分别是3%~4%,明显低于各纯种培养过程中的接种量10%,3种功能菌的生长量荚膜红假单胞菌生长量接近于纯培养数值,另外两种功能菌生长量不佳,呈现下降趋势。由此可以看出,3种菌种之间对于一些物体可能有着竞争关系存在,也不排除是因为培养基pH的因素所致。2.3不同的接种时间前后对三种功能菌混合培养的影响。在此次实验中分别设置3个实验组:实验1,在光合细菌的培养基中将3种菌株一起放入培养基中;实验2,在光合细菌基础培养基中先对荚膜红假单胞菌与假丝酵母菌进行培养到48h时时再放入地衣芽孢杆菌;实验3,先将荚膜红假单胞菌培养到24h和48h时,再将假丝酵母菌以及地衣芽孢杆菌分别连接。在试验过程中实时检测以上3种功能菌各个接种顺序下的细胞生长速度,检测结果如图1、图2、图3所示。实验2的接种前后时间,3种功能菌在培养过程中都生长优良,同时培养时间到60h时都到达到了生长数量的最高值;但是使用实验1的接种前后时间,地衣芽孢杆菌通过混合培养过程后,还没有到72h时就已经进到了死亡过程,菌体大面积死亡;根据接种前后时间,假丝酵母菌在实验3中的生长状态不佳。生长曲线由图3所示,夹膜红假单胞菌在进行培养之后由于生长速度几乎处于零,因为致使培养基中的pH呈快速上升状态直到出现偏碱性,由于假丝酵母适合在偏酸性状态下生存,因此阻碍了假丝酵母菌的生长。

参考文献:

[1]谢航.水产养殖功能微生物的筛选与多菌种混合培养条件的研究[D].福州:福州大学,2005.

[2]尹苗.益生性微生物饲料添加剂的研究[D].济南:山东师范大学,2000.

光合细菌范文篇9

关键词:益生菌;水产养殖

从上个世纪40年代开始,抗生素在医学领域作为抗菌药物得到了非常广泛的应用,在水产养殖方面也备受人们青睐,但是经过几十年的应用,人们发现抗生素具有一定的副作用,比如在水产养殖中,它会破坏水生动物肠胃里面的菌群,还会抑制有益微生物的生长,让水生动物体内产生抗药性,降低抵抗力,还会由于药物的残留而引起中毒反应,中毒反应会给人类的身体带来极大的威胁。在漫长的探索与实践中,益生菌的发现给人类带来了新的曙光。

1益生菌的概念

益生菌(英文名probiotic)这一概念最早来源于希腊语,意思是“对生命有益”。联合国粮农组织和世界卫生组织将益生菌定义为“活微生物,当适量使用时,对宿主的健康有益”。益生菌按照用途可以分为改善水质的调节剂、控制病菌感染的控制剂以及促进生长的饲料添加剂。益生菌能净化并改善水质,减少养殖水里面的总菌群数量或者孤菌数量,减少细菌感染,进入水生动物体内不仅不会破坏原有的有益菌群,还会促进有益微生物的繁殖,补充体内缺少的一部分微生物,使水产动物及水环境达到生态平衡的状态,并且不会让水产动物体内产生药物残留,还会促进水产动物的生长。

2益生菌的作用机理

由于应用在水产养殖中的益生菌不同于人类和动物体内的益生菌,所以一些科学研究人员建议将应用于水产动物的益生菌称为“一种活的微生物辅佐剂”。2.1益生菌在水生动物体内的作用。2.1.1提高水生动物的免疫力。益生菌是特别好的免疫系统激活剂,能够很有效的提高巨噬细胞和干扰素的作用性,通过产生免疫调节因子,刺激了水生动物的免疫系统,增加了吞噬作用,从而增强机体的免疫力。益生菌中还含有大量的矿物质、维生素、亚麻酸等,这些物质对激活免疫系统有直接的作用[1]。益生菌在人类和动物身上的作用研究表明,人类和动物的免疫指标如免疫球蛋白、白细胞、抗体等都和益生菌有千丝万缕的联系。2.1.2减少有害菌群。益生菌进入水生动物的消化道以后,首先占据了对它有利的上皮细胞,产生了一个对有害病菌不利的生长环境,逐步形成一个优势菌群,与有害病菌竞争的同时释放出特殊的抗菌素,抗菌素能够有效地抑制或杀害有害病菌群。有研究发现,益生菌分泌物的最大功能就是抑制有害病菌的附着能力,使益生菌本身竞争的时候处于非常有利的地位。从菌体分泌方面来研究益生菌的作用机理是现在比较热门的方向。2.1.3提供水生动物生长需要。益生菌不仅可以合成消化酶,帮助水生动物进行食物消化,提高饵料的。利用率。它本身也含有很高的营养物质,如光合细菌、乳酸菌等,含有丰富的矿物质、维生素等营养物质,能提供水产动物的生长需要。2.2益生菌在养殖水体中的作用机理当养殖水体因为天气或各种原因,水质变得较为浑浊时,使用相应的益生菌就可以使水体变得清澈,有相关研究表明,使用了益生菌的养殖水体要比从未使用益生菌的养殖水体水的透明度增加10cm-20cm。当养殖水体比较浑浊的时候,使用光合细菌就可以改善养殖水体环境[2]。光合细菌在光照和氧气提供的不同条件下,都可以利用水中的有机物,很快分解水中的有毒物质,并能完全分解水质中饵料的残留,从而起到调节水质的作用,此外它还含有多种抑制病毒和促进免疫系统的因子,在水产养殖中是一种多功能的添加剂。

3现有的益生菌品种

3.1水生动物体改良剂。3.1.1酵母菌:酵母菌是一种喜欢生长在偏酸环境中的需氧菌,利用糖分和氨基酸等其他有机物产生发酵,可以在消化道内大量繁殖,为其他有益的菌种提供良好的生长环境,酵母菌含有大量动物所需要的矿物质、维生素等物,能促进消化酶的活性,让水生动物体的消化系统和免疫系统发挥更好的作用。3.1.2芽孢菌:芽孢菌是一种以孢子的形态生存在消化道中的益生菌,它是所有益生菌中最稳定的一种,具有抗酸、抗碱、抗高温、抗挤压的特点,它能产生大量的维生素C、维生素B还有大量的淀粉酶和蛋白酶,促进水产动物对营养物质的吸收。同时还能分解木聚糖等,提高水生动物自身的抵抗力。3.1.3乳酸菌:乳酸菌可以通过分解碳水化合物生成包括乳酸在内的各种有机酸,将肠道内环境的PH值降低,从而将其他有害菌群或杂菌的生长抑制,使得肠道内的菌群达到平衡。乳酸菌合成的维生素B族等有效物质,能中和水产动物体内的有毒物质。到目前为止。乳酸菌是应用最早且范围最广的益生菌[3]。3.2养殖水体改良剂。3.2.1光合细菌:光合细菌是一种功能较全面的独立营养菌,在光合作用的时候,光合细菌可以利用水中的光和热,将乳酸当成基础,吸收大量的有害物质。同时还能分泌出大量的维生素、生物活性激素等有利于水生动物生长的物质,还可以对水质的调节起一定作用。3.2.2气单胞菌:通过大量分泌一些活性物质,比如抗甲藻因子,从而抑制养殖水体中藻类的生长。

4不足及展望

现阶段,能应用在水产养殖过程中的益生菌种类太过于单一,如果投放在污染严重的水质中,效果并不理想。除了稳定性极高的芽孢菌外,其他的益生菌都存在加工过程中失活的现象。众所周知,益生菌的活性是检验益生菌质量的指标,它作为饵料的添加剂,必须拥有一定的活性。今后希望应用最先进的基因技术,在了解益生菌在最佳使用方法的前提下,培育出耐酸、耐碱、耐挤压、耐高温的优良益生菌种,利用各种探针技术,探讨益生菌的计量、周期及最佳搭配使用方法与禁忌,解决益生菌在生产及运输过程中失去活性的问题。希望以后在大量的实验和实践下,优良的益生菌种能够大量生产并投入应用。

参考文献:

[1]李冰玉,侯双迪.益生菌在水产养殖生产中的应用[J].南方农机,2017,48(14):160-160.

[2]陈研.益生菌在水产养殖中的研究进展[J].农家参谋,2017(19):60-60.

光合细菌范文篇10

关键词:微生物制剂;水产养殖;养殖水体;微生物修复

水产养殖环境修复技术包括物理修复、化学修复和生物修复,其中物理修复和化学修复通常会引入新物质,生物修复因其具有较高的安全性而且操作简单受到广泛关注。例如冷水鱼养殖水体净化中的生物修复法可依靠浮游植物、水培植物(金鱼藻、轮叶黑藻、千屈菜、眼子菜等水草品种,或在简易泡沫板浮床或网片浮床上栽种水芹菜、河菜)和微生物等实现[1],尤其是以微生物修复技术为主的生物修复方法被广泛应用于养殖水体修复中。随着我国水产养殖污染治理工作的全面开展,强化养殖水域环境修复能够有效推进现代渔业建设,实现渔业绿色发展。

1水产养殖水体污染概述

当前,水产养殖水体污染主要分为内源性污染和外源性污染两种。前者包括:①营养物污染。施肥投饵过量和养殖动物排泄物等含有的氮、磷、耗氧有机物及硫化物等导致水体富营养化,降低了养殖水体的自净能力;②水产养殖过程中长期大量使用环境改良剂、杀寄生虫药物和抗菌药物等导致药物污染;③随着养殖动物的排泄物、分泌物和残饵不断增加,在水体底部沉积形成淤泥,底泥中的有机物发酵分解产生恶化养殖环境的甲烷、硫化氢和氨等物质。后者包括生活污水污染、工业废水污染以及农业生产活动中的农药、肥料及其他污染物进入养殖水体造成的面源污染。

2微生物制剂在养殖水体净化中的作用

一方面,微生物制剂中的活菌能够分解水体中的有机物质,降低养殖水体中的有害物质含量,同时微生物能够通过微生物酶的作用将有害物质转化为对水产养殖生物和环境无害的物质。另一方面,微生物能够显著减少水产动物肠道中有害微生物(沙门氏菌、大肠杆菌)的含量,优化其消化道的菌群结构,抑制致病菌滋生,避免氨与其他腐败物质大量产生。在水产养殖环境修复中长期应用微生物制剂,能够重构养殖水体的生态系统,维持养殖水域的生态平衡,提高水体的自净能力。

3水产养殖环境修复中常用的微生物制剂菌种

3.1光合细菌。光合细菌是指一类可以在无光有氧或有光无氧条件下繁殖的微生物类群。例如,当前水产养殖中广泛应用的红假单孢菌能够在厌氧光照条件下进行光合作用[2],其不仅能够快速消除养殖水体中的有害物质(有机酸、硫化氢和氨氮)、有效调节水质和稳定水体pH值,而且可以增加养殖水体中的溶解氧含量,促进水产动物健康生长。3.2芽孢杆菌。枯草芽孢杆菌主要应用于水产养殖中浮游生物残体、残饵和排泄物等水体有机物的降解,防止有机废物在水体淤积。同时能够营造适宜水产动物生长的养殖水质,增强其免疫功能,减少病害发生。3.3硝化细菌和EM菌。在水产养殖中施用硝化细菌能够均衡有益菌群,降解亚硝酸盐,提高水质;EM菌由醋酸杆菌、酵母菌、乳酸菌和光合细菌等多种微生物复合培养而成,对于提高水中溶解氧、降低有毒物质(硫化氢、氨)、改善水质以及调节水体生态平衡具有良好的效果。3.4其他有益菌。酵母菌能够对水体中的糖类进行有效分解,减少水中生物耗氧量,而且繁殖的酵母菌能够作为水产动物的饲料蛋白被利用。高温季节应用蛭弧菌和嗜热放线菌对于降解水体中的氨氮、平衡pH值和增加溶氧效果显著。同时,为了增强养殖水体的综合净化能力,可以在水产养殖中合理搭配芽孢杆菌和光合细菌等制成复合型菌剂。

4展望

养殖水体净化中微生物修复技术的应用具有诸多优势,同时也有不足之处。例如水中多种环境因素对微生物制剂的活性影响较大,养殖水体的流动极易导致游离微生物的流失,所以采用传统的喷洒和混合饲料投喂等方式净化水体效果不佳。近年来,微生物固定化技术在水产养殖环境修复中的应用与研究日益成熟,能够克服非固定化状态下微生物修复的缺点。固定化微生物技术指的是游离的微生物被定位在有限空间内,使其未在水中悬浮状态下依然具有生物活性而且能够被反复利用[3]。该技术的优点是高效发挥微生物作用,显著增强微生物的耐受力,可以长期多次利用微生物。固定化微生物技术今后的研究应当趋于开发成本低、可重复利用而且固定化简单的载体,筛选、培育高效微生物菌剂,改进固定化方法以及探究与高等水生植物净化法等其他水体修复技术的联用。

参考文献:

[1]陈力,王圆圆,武艳丽,等.河北省冷水鱼养殖尾水治理技术初探[J].河北渔业,2019(12):54-57.

[2]罗国武,翁如柏.水产养殖水体污染的生物修复技术[J].海洋与渔业,2017(7):74-76.