固定化微生物技術對日本對蝦高位養(yǎng)殖池水環(huán)境影響

田海軍 呂 瑛 陳志勤

1.固定化微生物技術

固定化微生物技術是在固定化酶技術的基礎上研究發(fā)展起來的，采用生物活性高的分子載體通過固定、誘導出穩(wěn)定的特殊菌群，提高其耐受性。

1.1 固定化微生物的制備

微生物的固定方法，常用的有包埋法、吸附法、共價結(jié)合法和交聯(lián)法。

包埋法：將微生物限制在能讓基質(zhì)滲入和產(chǎn)物擴散出來的微膠囊或凝膠的小格子內(nèi)。包埋法對微生物的活性影響不大，顆粒硬度高，是用的最多最廣的方法。

吸附法：用的最早，技術也相對較為成熟些，一般有物理吸附和離子吸附兩類。優(yōu)點是操作簡單，對細胞活性影響小，條件相對溫和。缺點是穩(wěn)定性和重復性較差，對載體的要求高。

共價結(jié)合法：利用微生物細胞表面功能團和載體形成化學鍵，起到固定細胞的作用。優(yōu)點是穩(wěn)定性好。缺點操作復雜，結(jié)合時反應激烈難控制。

交聯(lián)法：通過微生物與官能基團的試劑反應，從而使微生物互相連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式存在，達到固定化微生物的目的。優(yōu)點是穩(wěn)定性很好，經(jīng)得起pH值和溫度的等劇烈變化。缺點是對細胞活性影響較大，成本也相對較高。

1.2 微生物制劑的優(yōu)點

傳統(tǒng)藥物如抗生素，長期使用的話會產(chǎn)生抗藥性，效果會越來越不理想，加上現(xiàn)在人們環(huán)保觀念的增強和國家對養(yǎng)殖藥物的限制，微生物制劑是水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中改善和維持水環(huán)境的不二選擇。相比傳統(tǒng)藥物，微生物制劑安全無毒副作用，成本相對低廉，而且不會產(chǎn)生抗藥性，更主要的是維持生態(tài)平衡。

2.日本對蝦養(yǎng)殖

2.1 養(yǎng)殖模式

日本對蝦俗稱竹節(jié)蝦、花蝦，中國東南沿海一帶多養(yǎng)殖。日本對蝦屬于大型甲殼動物，喜好棲息泥沙底部，具備有較強的潛沙特性，晚上出來覓食。

對環(huán)境的要求：①鹽度在15‰-30‰，適宜溫度25～30℃。日本對蝦在8～10℃是不吃食的，5℃以下無法生長。對溶解氧要求嚴格，不能低于2mg/L，過于高也不行，易發(fā)氣泡病。pH值在7.8～9之間為宜。

2.2 養(yǎng)殖池水環(huán)境問題

日本對蝦現(xiàn)在基本采用高位池養(yǎng)殖，由于養(yǎng)殖密度大，水質(zhì)更易更快變壞，從而打破蝦塘的生態(tài)平衡，使對蝦的發(fā)病率、死亡率大大提高。因此科學養(yǎng)殖日本對蝦，提高日本對蝦的成活率和產(chǎn)量，就要從根源入手，治理對蝦高位養(yǎng)殖池水環(huán)境問題。

日本對蝦對水質(zhì)有較高要求。主要面臨的問題有：①水體氨氮超標。高密度的放養(yǎng)，水體富營養(yǎng)化，水體中有機質(zhì)過多，以及殘餌、糞便的分解都會造成氨氮超標。②亞硝酸鹽超標。水體中菌類含量低，是導致亞硝酸鹽過高的主要原因。亞硝酸鹽過高，會破壞對蝦的呼吸系統(tǒng)，出現(xiàn)厭食、緩游等現(xiàn)象，造成中毒。③硫化氫問題。近年來水體中硫化氫問題越來越得到大家的關注，每年因硫化氫問題造成日本對蝦死亡的例子不在少數(shù)。產(chǎn)生的途徑主要有兩個：一是有機硫化物分解產(chǎn)生的，二是泥土中的硫酸鹽被厭氧性細菌還原成硫化氫。

3.實驗方法

選取一個問題養(yǎng)殖池，取池水分成1號，2號。

1號為對照組，不做任何處理。2號為實驗組，做微生物制劑處理。

觀察并記錄同時間點1號和2號要測物質(zhì)的含量讀數(shù)。

4.固定化微生物對環(huán)境的影響

微生物具有修復水體的功能。日本對蝦養(yǎng)殖池本身就有一定的自凈能力，這是其中的“土著”微生物所發(fā)揮的作用。但到養(yǎng)殖中后期，投料量加大等原因嚴重破壞養(yǎng)殖地水環(huán)境的自凈能力，這時就需要向水中投放針對性強的分解菌來幫助和恢復養(yǎng)殖池的凈化能力，達到修復水體的目的。微生物在生長過程中，其新陳代謝過程就是吸收分解有機物的過程，微生物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)主要有碳素營養(yǎng)源、氮素營養(yǎng)源、無機鹽等。微生物通過這些物質(zhì)來生長繁殖，有效地降低這些物質(zhì)在養(yǎng)殖池中的含量。從而恢復養(yǎng)殖池水環(huán)境的碳循環(huán)和氮循環(huán)，達到凈化水質(zhì)的目的。

微生物代謝過程：將有機污染物氧化分解為CO2和H2O等穩(wěn)定有機物，并提供合成新細胞所需要的能量。

4.1 處理氨氮水

在日本對蝦高位養(yǎng)殖中，氨氮是很常見很頭疼的問題。氨氮對日本對蝦的毒性很大，所以控制水體氨氮含量十分重要。在浙江寧波某日本對蝦高位池進行實驗。根據(jù)本論文前面的實驗方法，得到數(shù)據(jù)如圖1。

圖1 微生物制劑對氨氮水的影響

4.2 處理亞硝酸鹽水

亞硝酸鹽超標易造成日本對蝦蛻殼不遂，軟殼和“偷死”。亞硝酸鹽會破壞日本對蝦的血液循環(huán)，造成缺氧和中毒。微生物對亞硝酸鹽的處理結(jié)果如圖2。

圖2 微生物制劑對亞硝酸鹽水的影響

4.3 處理硫化氫水

硫化氫是近幾年來備受關注的一個問題，能夠破壞日本對蝦的呼吸系統(tǒng)、血液循環(huán)，危害性之強，尤勝亞硝酸鹽。根據(jù)實驗，發(fā)現(xiàn)微生物對硫化氫的含量也能起到一定的作用，如表1。

表1 微生物制劑對硫化氫的影響

4.4 對殘餌、糞便和有機底質(zhì)的處理研究

針對性得進行了為期一個月的對照實驗。我們選擇了三個相鄰的10畝日本對蝦高位池A、B和C來進行研究。A池每10天用一次微生物制劑（糞鏈球菌、光合細菌、芽孢桿菌等）來調(diào)節(jié)修復水質(zhì)和底質(zhì)。B池每10天用一次化學制劑來處理底質(zhì)。C池不做任何微生物制劑處理。經(jīng)過一個月的觀察，發(fā)現(xiàn)A池水質(zhì)十分健康，底質(zhì)干干凈凈，沒有任何污質(zhì)殘留。B池水質(zhì)不好，粘稠，水體有機污染物多，底部在剛用藥時有效果，但反彈快，維持時間短，而且有殘渣。C池水質(zhì)氨氮、亞硝酸鹽都嚴重超標，底質(zhì)有機污染物很多，不能達到日本對蝦的生活條件。

結(jié)果表明微生物制劑對殘餌、糞便、有機底質(zhì)的處理，有明顯的效果。能夠徹底地分解殘餌、有機物，轉(zhuǎn)化為藻類能夠吸收的養(yǎng)料，保持蝦池的養(yǎng)殖環(huán)境健康。

5.結(jié)果與分析

通過為期兩個月的實驗研究，發(fā)現(xiàn)微生物制劑在日本對蝦高位池水環(huán)境的應用中效果顯著。在氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等問題的處理上，都能起到很好的效果。而且沒有任何毒副作用和殘留。微生物制劑能夠修復水體，維持養(yǎng)殖池的生態(tài)平衡和碳循環(huán)、氮循環(huán)，從本質(zhì)上解決了氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等問題，有著很好的發(fā)展研究和應用前景。

（通聯(lián)：464000，1.信陽農(nóng)林學院水產(chǎn)學院，信陽市水生動物病害防控工程技術研究中心；2.信陽市羅山縣水產(chǎn)局）