光合细菌在水产养殖中的应用

中国水产门户网报道    光合细菌(Phot0 SYnthetiCBacteria，简称PSB)，是地球上最早出现并具有原始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总称。它能以光作能源并以二氧化碳或小分子有机物作碳源，以硫化氢等作供氢体，是完全自养性或光能异养性生长但不产氧的一类微生物，是细菌中最为复杂的菌群之一。光合细菌属于水圈微生物的一种，在自然界分布极广，几乎遍布于土壤、泥炭、沼泽、淡水、海水、水生植物根系，甚至在90℃的温泉、冰天雪地的南极海岸、以及含30％盐的水体中也能找到它的踪迹。光合细菌在不同的自然环境下，具有多种异养功能(固氮、脱氢、固碳、硫化氢氧化等)，与自然界中的氮、磷、硫循环有密切关系，在自然环境的自净过程中担任重要的角色。目前国内外学者对光合细菌的研究主要集中在其净化水质、预防疾病、作为优质饲料和饵料等方面，并取得了显著成就。
  一、光合细菌的特性及在水产中应用现状
  1．光合细菌的特性
  光合细菌在分类上属于原核生物界(Procaryots)、真细菌亚界(Peubacteria)、薄壁菌门(Gracilicutes)、红螺菌目(Rhodospirillales)中的红螺菌亚目(Rhodospirillineae)和绿螺菌亚目(chlorobineae)，分为红螺菌科、着色菌科、绿杆菌科和绿色丝状菌科等4科，23属，80多种。光合细菌是革兰氏阴性菌，菌体有球形、椭圆形、半圆形，也有杆状和螺旋状。有些菌种的细胞形态还会随培养条件和生长阶段的不同而发生变化。光合细菌在10℃-45℃范围内均可生长繁殖，最佳温度在30℃～40℃。适合绝大多数光合细菌生长的最佳pH值范围在7．0-8．0之间。钠、钾钙、钴、镁、铁等是光合细菌生理代谢中的必需元素。
    不产氧光合细菌是代谢类型复杂、生理功能最为广泛的微生物类群。光合细菌从营养类型看包括光能自养型、光能异养型、及兼性营养类型;从呼吸类型看包括好氧、厌氧和兼性厌氧型。
    2．光合细菌在水产养殖中的应用现状
    (1)净化水体在养殖过程中常因养殖对象排泄物及残饵等有机物的积累造成水体污染，NH3一N浓度高，导致水质败坏，有害菌大量生长，从而导致水产动物缺氧、生病、乃至死亡。生产上一般采用换水的解决办法，但存在一些弊端，如难以保持养殖水体适当肥度及增加养殖成本。通过施用光合细菌，利用其独特的生理特点消耗养殖水体中有机物、氨氮及硫化物等，通过反硝基化作用去除水体中的亚硝酸盐等，从而促进水体中养殖对象排泄物及残饵加速分解并被光合细菌利用，大大降低水中有机质、化学耗氧量、氨氮、硫化物等含量，使溶解氧含量增加，郑耀通等研究表明，用固定化光合细菌净化养鱼水质，发现其对去除水环境中的氨态氮、有机质、降低COD和增加溶解氧等方面有明显的优越性。
    (2)预防疾病研究表明，光合细菌可提高养殖对象免疫力，从而减少疾病的发生。张梁等通过在饲料中的添加水平为2．5％的光合细菌时，草鱼肝脏及血清中碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)和超氧化物歧化酶(SOD)等三种免疫酶的活性有明显提高；王有基等在鲤鱼的饲料中添加质量浓度2．5g／m³、5．0g／m³、10．g／m³的光合细菌，以血液白细胞吞噬活性和血清溶菌酶活性等为指标，发现光合细菌可以提高鲤鱼白细胞的吞噬活性，增强血清溶菌酶活力，鲤鱼的非特异性免疫功能随着光合细菌制剂浓度的增加和泼洒时间的延长呈现增强趋势。
    除了提高养殖对象免疫力，光合细菌通过抑制病原微生物的作用减少养殖对象疾病的发生，有人发现在凡纳滨对虾中添加光合细菌和芽孢杆菌能促进对虾生长，有效地抑制了对虾疾病的发生，显著提高了对虾的产出率。贺蓉等研究了光合细菌(PSB)对团头鲂细菌性败血症的防治效果，结果表明，PSB大大降低团头鲂死亡率，其机理为光合细菌利用光能，在无氧条件下有极旺盛的生长力，在与其他细菌竞争营养物质中处于优势地位，进而抑制病菌
的生长从而达到对水产养殖动物的疾病的防治目的。
    (3)营养光合细菌不仅可以直接作为养殖饵料使用，也可以充当饲料添加剂。通过鱼类摄食到肠道里。进入肠道里的微生物制剂形成优势菌群，产生多种酶并提高体内消化酶的活性等。有助于养殖动物对饲料的消化吸收，促进动物的生长和发育。陈鹏飞等试验结果显示，饲料中添加光合细菌后，对西伯利亚鲟鱼消化道内的蛋白酶活性、淀粉酶活性和脂肪酶活性均有明显地提高作用，这是光合细菌促进鱼类生长的根本原因。但当添加光合细菌的量增加过高时(3．0％)，对上述酶活性的提高作用开始减弱，而不影响对鱼类的促生长作用。作者认为与光合细菌自身含粗蛋白质65％左右(干菌体中)，氨基酸品种齐全(达16种)，比例适宜以及可合成B族维生素、维生素Q、类胡萝卜素、氨基酸、生物活性物质辅酶R和某些未知促生长因子而参与物质代谢有密切的关系。
  浮游动物是多数水产动物的开口饵料，也是滤食性鲢鳙鱼的主要饵料。养殖池塘的水体中含有多种浮游生物，其中的浮游动物可以PSB为食，PSB的增殖可促进浮游动物的大量繁殖，从而为鲢、鳙鱼的生长提供丰富的饵料，促进其陕速生长。可以说PSB促进了有机物向浮游生物转化，进而向鱼类生长方面转化，使养殖综合成本显著降
低。
    浮游动物是多数水产动物的开口饵料，也是滤食性鲢鳙鱼的主要饵料。养殖池塘的水体中含有多种浮游生物，其中的浮游动物可以PSB为食，PSB的增殖可促进浮游动物的大量繁殖，从而为鲢、鳙鱼的生长提供丰富的饵料，促进其陕速生长。可以说PSB促进了有机物向浮游生物转化，进而向鱼类生长方面转化，使养殖综合成本显著降低。
   二、光合细蕾在水产养殖中的使用方法及注意事项
    作为改善养殖水体用，采用全池泼洒法，稀释50～100倍，每月一次，0．2 kg／m²～0．3kg／m²；如欲消除池底污染，一般0．07kg／m²～0．1 kg／m²均匀拌入泥沙中，重点播撒在池底污泥较多处，作为饲料添加剂使用，添加量为饲料的0．2％～2％，稀释后拌入饵料中，隔2至3天投喂一次。在使用时应注意以下问题：
    1．PSB为活菌制剂，使用时水温宜在20℃以上，低温及阴雨天不宜使用。药物对PsB有杀灭作用，不可与消毒剂同时使用，水体消毒经一周后药性消失后方可使用。
  2．水肥时使用PSB可促进有机污染物转化，避免有害物质积累，水瘦时应先施肥再使用PSB，这样有利于保持PSB的活力和种群优势。酸性水体不利于PSB生长，此时应先施用适量的生石灰调节，待水体pH值达标后方可使用。
  3．PSB应室温见光保存，每天最好光照2小时以上，以保持PSB的活力。保存不得使用金属器皿，菌液分层或少量沉淀属正常，使用前摇匀即可，不影响使用效果。
  4．在养殖对象发病时使用，PSB的用量必须增加，否则效果不明显。使用时应注意生产日期，菌体活力失效菌液变质应禁止使用，尤其是作为饲料添加剂使用的。
  三．光合细菌在应用中有待解决的问题
    1．PSB的质量有待提高
    目前市场上销售的PSB大多是菌体和培养液的混合物，在运输过程中菌种宜发生死亡，有效成分含量降低。另外，混合菌液中某些化学成分和代谢物会对水生动物生长产生不利影响。研制使用适应能力强的菌种，降低培养液中的有害物质是PsB生产中急需解决的问题。
  2．PSB的使用有待规范
  水产养殖中所使用的PSB的剂量、浓度、时间没有统一规范，各生产厂家使用方法各有不同。不同的养殖品种、不同的生长期其使用方法应有所不同，应分别制定相应的标准。   
    四、光合细菌的应用前景
    二十一世纪将是生物技术全面发展、广泛应用，对人类生存产生巨大影响的世纪，而PSB则属于生物工程中最具前景的领域。PSB在水产养殖业的作用可总结为：清污、防病、营养、高效、环保。PSB以其独特的生理功能和高营养价值在水产养殖业势必有着广阔的应用前景。