1、微生態制劑在水產養殖中的作用近二十年來水產養殖業迅猛發展,集約化高密度養殖規模日益擴大,與此同時,未經處理的養殖廢水和工業、生活污水的排放使水體受到嚴重污染,養殖生態環境遭到破壞,導致病原微生物種類增多和傳播速度加快,養殖生物病害發生日趨嚴重,給水產養殖業造成嚴重損失。據不完全統計,每年全國發生中等程度以上的養殖病害面積占養殖總面積的15% 20%,產量損失超過100萬噸。目前,主要使用藥物來控制病害的發生,一些嚴重威脅養殖動物的病害,由于藥物的使用而得到不同程度的控制,但是也應該看到藥物防治存在的弊端也越來越明顯,比如過度使用抗生素藥物不僅使細菌耐藥性增加,破壞和干擾養殖環境的正常微生物區系

2、,導致微生物的生態失調,產生二重感染,還使抗生素在生物體內殘留、富集,最終將會對人體構成危害。根據可持續發展的觀點,建立清潔養殖模式,是保持水產養殖健康、穩定發展的重要手段,其中微生態制劑無毒、無副作用,無殘留污染,不產生抗性,能有效的改善養殖生態環境,提高養殖動物的免疫能力,減少疾病的發生,增進健康、促進生長,維持養殖生態平衡。1 微生態制劑的概述微生態制劑(Microbial eco-logical agent又稱為微生態調節劑(Microecological modulator、益生素(Probiotic等。它是從天然環境中篩選出來的微生物菌體,經培養、繁殖后制成的含有大量有益菌的活菌制

3、劑。1.l 微生態制劑的由來20世紀初人們開始利用細菌來治療人類和動物腸道疾病,早在1907年Metchnikoff使用酸牛奶(乳酸桿菌來治療幼畜腹瀉,此后有關微生態制劑的研究逐漸引起了人們的關注。Hidu1963年發現有益細菌可改善養殖水體環境,促進動物生長。Parker1974年首次使用“Probiohc(s”一詞來描述給動物使用的有益微生物,其定義為:有助于腸道菌群平衡的微生物和物質。在1994年的德國漢堡研討會上,學者們將Probiotics狹義地定義為“改善微生物和酶的平衡,或刺激特異性和非特異性免疫機制的活菌和(或死菌(包括組分和產物”。Austin等用細菌、光和細菌、酵母菌和微藻

4、來改善水產動物內外環境的微生物平衡,刺激特異性和非特異性免疫機制,促進生長,也將它們稱為“Probiotics”。因此廣義的說,用于水產養殖的微生態制劑應該包括細菌、真菌、藻類及其代謝產物在內,旨在改善動物腸道環境和水生態環境的微生物平衡,增強免疫防御能力,抑制病原微生物,促進動物生長。1.2 作為微生態制劑的菌株所必須具備的條件篩選作為微生態制劑的菌株,主要應從以下三個方面展開工作:(1進行體外實驗,判斷后選菌是否表現出對致病菌的拮抗作用;(2研究后選菌在相關宿主消化道根殖的可能性;(3完成人工感染實驗,以確定后選菌確能提高宿主的抵抗力。理想的微生態制劑的菌株,應具有以下幾個特點:(1必須對

5、宿主無害,不與病原微生物雜交;(2對膽汁及強酸具有強耐受性;(3發酵過程中能產生抑菌物質及乳酸等代謝產物;(4在培養中及在體內容易增殖;(5加工處理后尚有高生存率;(6即使混合在飼料中室溫也能存活很久等。1.3 微生態制劑的作用機理微生態制劑的作用機理主要表現在微生物的生理代謝特點與微生物的生長繁殖方式兩方面。通過有益菌群的正常代謝,產生乳酸、乙酸、丙酸等降低機體內環境的pH值;產生過氧化氫殺滅一些潛在病原菌;產生一些代謝產物使腸道內氨和胺的濃度下降;產生酶素促進物質分解;合成B族維生素、產生抗菌物質;產生非特異性免疫調節因子,提高動物抗體水平和巨嗜細菌活性,其作用前提是有益菌成為系統中的優勢

6、菌。同時微生物的奪氧和屏障作用也是其作用方式。1.3.1 抑制有害微生物微生態制劑在動物消化道內產生有益菌群,與致病菌間就生存和繁殖的空間、時間、定居部位以及營養素等展開競爭,抑制致病菌的生存、繁殖、定居以及附著。有益菌與宿主粘膜上皮緊密結合生成致密性菌膜,形成生物屏障;附著于動物的消化道、呼吸道及皮膚上的有益菌,在代謝過程中產生揮發性脂肪酸和乳酸,降低生境內的pH等,產生過氧化氫,抑制病原菌;有的細菌產生抗生素和細菌素,殺死病原菌。1.3.2改善機體代謝,補充機體營養成分,促進生長有益細菌和真菌可作餌料添加劑,隨著它們在動物消化道內的繁衍,產生動物生長過程中必需的營養物質,如氨基酸、維生素、

7、膽鹽等。許多腸道有益菌具有較強的淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等,可提高飼料轉化率,促進動物生長和提高體重。1.3.3刺激機體免疫系統,提高機體免疫力很多微生態制劑中的有益菌是良好的免疫激活劑,能有效提高干擾素和巨噬細胞的活性,通過產生非特異性免疫調節因子等激發機體免疫,增強機體免疫力和抗病力。1.3.4參與生物降解,消除有機污染物,凈化環境微生態制劑中的有益菌如假單胞菌、枯草芽抱桿菌、硝化細菌等,它們能發揮氧化、氨化。硝化、反硝化、解硫、硫化、固氮等作用,將動物的排泄物、殘存餌料、浮游生物殘體、化學藥物等迅速分解為CO2、硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等,為單胞藻類生長繁殖提供營養,而單胞藻類的光和作用又為

8、有機物的氧化分解及養殖生物的呼吸提供了溶解氧,構成一個良性的生態循環,維持和營造了良好的水質條件。2 微生態制劑在水產養殖中的作用對微生物生態學的研究使人們認識到水體中存在著大量的有益菌群,這些微生物可直接影響水質和水產養殖,因而人們開始研究利用環境中的有益菌群來改善養殖生態環境,防治魚蝦疾病以提高養殖產量。如研究利用藻類病毒“嗜藻體”、粘細菌、蛙弧菌和芽孢桿菌等來防治有害藻類形成赤潮;利用光和細菌處理有機廢水等。在眾多的研究中,以光和細菌在集約式養殖中的應用研究進行得最早,研究得較多。1965年,日本開始光和細菌(PSB在水產養殖中的應用研究;與此同時,我國臺灣也開展了微生物在水產業應用的研

9、究。70年代,微生態制劑開始應用于水產養殖,微生態制劑在集約式水產養殖中主要用于水體環境改良、疾病防治、水產免疫佐劑以及作飼料添加劑等。2.l抑制病原菌,刺激免疫系統,提高免疫力有益細菌產生抗菌物質,和有害細菌競爭生態位,從而抑制病原微生物,改善動物的腸道內環境和水體外環境,保護動物免受病原菌的侵害。有益細菌還是良好的免疫激活劑,能有效提高干擾素和巨噬細胞的活性,通過產生非特異性免疫調節因子等激發機體免疫功能,增強機體免疫力。特別是對于甲殼類動物,其免疫系統與脊椎動物不同,沒有淋巴組織,缺乏常規免疫球蛋白,防御機制主要依靠各種血細胞產生的非特異性物質(凝集素、溶菌酶、C反應蛋白等。孟凡倫等(1

10、998抑菌試驗表明,微生態制劑對對蝦致病菌一弧菌,有較強的抑制作用。李健等(2001用微生態制劑GMA抑制養殖水體的有害微生物,顯著提高了蝦蟹幼體成活率,促進生長。這些微生態制劑中的菌是養殖水體的有益菌群,不危害養殖動物、正常水體中的微藻和其他生物,其機制是分泌抑菌性物質來競爭生態位,抑制病原菌。桂遠明等從正常鯉魚腸道中分離出Jy1o(節桿菌和Jy13(乳桿菌,制成微生態制劑添加到飼料中,用該飼料投喂鰱魚,其白細胞吞噬率和吞噬指數、巨噬細胞吞噬率和E玫瑰花環形成率均高于對照組。感染致病源后實驗組成活率和特異性抗體校價等均明顯高于對照組。吳垠等(1996研究了微生態制劑對雜交鯉魚越冬能力的影響,

11、結果使雜交鯉魚在低溫條件下死亡率明顯低于對照組,血清總蛋白一球蛋白、血糖量、血脂量、紅細胞脆性、腦膽堿酯酶活性及白細胞吞噬功能均高于對照組。吳垠等(199對于微生態制劑提高中國對蝦抗病力的研究表明,微生態制劑能明顯提高中國對蝦感染后的成活率,使死亡高峰時間延遲,投喂微生態制劑的試驗組與對照組經感染致病后,其血液指標與健康蝦比較,試驗組蝦血液指標變化幅度小于對照組。田景波等(1998用光合細菌改善微生態環境培育健康蝦苗的研究表明,光合細菌能建立有益微生態環境,增強幼體的抗病力,提高幼體的變態率,使幼體成活率顯著提高。2.2 提供營養,改善機體代謝,促進動物生長很多微生態制劑中的細菌。真菌、微藻及

12、其產物含有豐富的蛋白質和氨基酸、維生素,是動物幼體和活餌料必需的營養;動物消化道的微生物菌群主要有乳酸桿菌、雙歧桿菌、芽孢桿菌、擬桿菌等,這些菌群的存在及它們與宿主之間的平衡,保證了宿主正常的代謝,為機體的生長發育提供了豐富的維生素等營養物質,也促進了消化道內多種氨基酸、維生素等一系列營養成分的有效合成和吸收利用,從而促進生長。如光合細菌(PSB富含蛋白質、多種維生素、鈣、磷和多種微量元素等。芽抱桿菌還產生淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等消化酶類,協助動物消化餌料。定植在魚類腸道的酵母菌可被消化吸收利用,酵母菌細胞壁表面有一種磷脂酸,是魚類消化道粘膜的特異性受體,因此能大量定植于消化道,同時對魚沒有副

13、作用.酵母菌還能產生乙醇和酸,使pH下降,抑制殺鮭氣單胞菌。王斌等(1996用微生態制劑(乳酸桿菌和節桿菌復合制劑投喂鯉魚,結果試驗組鯉魚生長狀態明顯優于對照組,增重率比對照組高31.71%;該微生態制劑提高了鯉魚的消化能力,促進了營養物質的吸收,改善了整個鯉魚的生理狀態。王祥紅(1997報道中國對蝦腸道菌能增加不同發育階段幼體的變態率和成活率,抗病力和低鹽耐受力有所提高,體重和體長顯著增加,研究還發現腸道菌產生許多降解餌料的蛋白酶、淀粉酶、脂酶、纖維素酶。另外,微生態制劑中的細菌對活餌料一輪蟲的生長和繁殖有重要影響。乳酸桿菌、光合細菌、糞鏈球菌、溶藻弧菌可使輪蟲生長率大大提高,但并非所有的溶

14、藻弧菌都能促進輪蟲的生長。王夢亮等(2001向鯉魚生態系統添加光合細菌,研究結果表明,隨著光合細菌的增殖,水體中的輪蟲和枝角類也大幅度增加。微生態制劑中的細菌、真菌和微藻是生物降解的主要成員,可清除有機廢物,改善水體環境。其中研究最多,應用最廣的是光合細菌(PSB。光合細菌具有獨特的光合作用,它能比藻類更廣泛的利用光能,能直接消耗利用水中有機物、氨態氮,還可以利用硫化氫,并可通過反硝化作用去除水中的亞硝酸氫等污染物,它雖然不產生氧氣,但可以通過降低水中的COD間接增加水中溶氧。鄭耀通等(1999在固定化光合細菌凈化養魚水質試驗中得出,固定化光合細菌對去除水環境中的氨氮、有機質、降低COD和增加

15、溶解氧等方面有明顯的優越性。丁愛中等(2000對于光合細菌調控水產養殖業水質的研究發現,光合細菌在水產養殖中具有良好的水質調節作用,既能調節水體的pH值在適宜的范圍內,增加水中的溶解氧含量,又能降低水中對魚蝦有害的氨氮等物質。張慶等（1993）每隔 25 天向羅非魚養殖水體中添加以芽抱桿菌為主的微生態制劑，能 明顯改善水質條件，有效降低了水體氨氮與亞硝酸鹽，良好的水質促進了羅非魚的增長。李 健等（2001）向幼蝦養殖池添加微生態制劑，能顯著降低養殖池的 COD，增加水體透明度。 3 微生態制劑的使用方法 3.1 注射或浸浴生物體 將微生態制劑直接與動物接觸，能在較短時間內刺激動物免疫系統產生反

16、應。這種方 法適合于大的動物， 而對體型小的動物劑量不好掌握， 同時注射造成的損傷會使病原菌有機 可乘。此法應注意使用劑量和濃度劑量適宜才能最大限度的刺激動物的免疫機制。 3.2 作為飼料添加劑 作為飼料添加劑，隨同飼料一起進入機體內發生作用。這一方法目前應用較多，其優 點是操作簡單、勞動強度小、效果顯著。但作為添加劑的微生態制劑，其成分必須具有較好 的穩定性和耐受性，要求在飼料制粒過程中不使其生理活性喪失。 33 直接加入水環境 將微生態制劑直接加人養殖地要注意環境是否適合有益菌的生存和繁殖。 如水體加人了 抗生素等化學物質， 就會降低微生態制劑的作用效果。 微生態制劑的加入量要求使有益菌成 為優勢菌，在養殖水體才能發揮最大的作用，因此如果中間換水和使用消毒劑，應在換水后 或使用消毒劑幾天后補加首次使用的劑量。 4 展望 微生態制劑