芽孢桿菌在水產養(yǎng)殖中的應用與原理

芽孢桿菌在水產養(yǎng)殖中的應用與原理發(fā)布時間：2011-8-1113:40:05瀏覽量：319字體：隨著水產養(yǎng)殖規(guī)?；?、集約化及精養(yǎng)技術的發(fā)展,池塘中的殘餌、排泄物及其它有機污染物也日趨增多,有機污染物分解需大量消耗溶氧,同時產生大量的有毒有害物質,如氨氮、亞硝酸鹽氮、硫化物等.隨著這些有毒有害物質增加,不僅影響水產動物的生長、繁殖,嚴重的甚至產生中毒死亡.而水體中病原微生物的數量與水體中氨氮、亞硝酸鹽氮、硫化物的濃度直接相關,如淡水魚類細菌性敗血癥的發(fā)病條件之一是水體惡化,氨氮、亞硝酸鹽氮明顯偏高.因此,如何有效地調控養(yǎng)殖水體的水質成為水產養(yǎng)殖業(yè)中一個關鍵的問題.從1980年代起,我國在水產養(yǎng)殖中開始使用微生態(tài)制劑作為水質改良劑,主要使用的微生態(tài)制劑的種類為光合細菌等.雖然光合細菌等在水產養(yǎng)殖生產中已取得了較好的效果,但存在著生產周期長、保質期短、質量不穩(wěn)定等缺陷.芽孢桿菌因為具有穩(wěn)定性好、抗性強、耐高溫、耐酸堿、產酶豐富、抑制病原菌繁殖、促進動物營養(yǎng)的消化吸收、分解有機污染物、凈化水質等優(yōu)點而被廣泛應用于水產動物養(yǎng)殖中,其中枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌是水產養(yǎng)殖中應用較多的菌株,這2種芽孢桿菌被農業(yè)部列為安全使用菌株.1的作用特點水產飼用微生物目前主要采用的是芽孢桿菌Bacil—lus、乳酸菌Lactobacillus、酵母Yeast和光合細菌Photosyntheticbacteria等.乳酸菌、酵母和光合細菌抗性差、貨架壽命短,在飼料加工過程中,經高溫高壓制粒后幾乎全部失活,而芽孢桿菌產品無論在顆粒料還是粉料中都比較穩(wěn)定.芽孢桿菌作為水產微生物飼料添加劑的菌株,在生產中的應用比光合細菌、硝化細菌、乳酸菌等菌株晚.隨著近幾年在水產養(yǎng)殖中的應用實踐,芽孢桿菌類微生物飼料添加劑充分顯示出以下幾方面優(yōu)勢：1穩(wěn)定性好、抗性強,具有耐高溫、耐酸堿、耐擠壓等特點,在工業(yè)生產制粒過程中以及通過養(yǎng)殖動物酸性胃環(huán)境時均能保持高度穩(wěn)定性.芽孢一旦形成,便能耐受各種不利條件,如干熱、濕熱、紫外線、射線、強酸、強堿、有機溶劑、真空干燥、氧化作用等；2能產生維生素等營養(yǎng)物質.芽孢桿菌在生長繁殖過程中能夠產生B1、B2、B6等B族維生素和維生素C、維生素K2,為水產動物提供維生素營養(yǎng).日常食用的納豆芽孢桿菌就能產生大量的維生素K2；3儲藏過程中以休眠孢子形式存在,不消耗飼料的營養(yǎng)成分,保證飼料品質；4芽孢隨飼料進入腸道后,能夠在腸道上部迅速復活,且復活率高,幾乎達到100％；5復活的孢子能夠產生多種酶類,有助于降解植物性飼料中某些復雜的碳水化合物,從而維持養(yǎng)殖動物腸道生態(tài)平衡；6抑制病原菌繁殖,促進有益菌生長；7可作為一種水質調節(jié)劑,凈化養(yǎng)殖水環(huán)境.2芽孢桿菌在水產養(yǎng)殖中的應用2.1減少病害發(fā)生,促進動物生長病害問題是困擾水產養(yǎng)殖的主要問題.在養(yǎng)殖過程中控制病害的發(fā)生主要可以從以下兩方面考慮：一方面抑制致病菌的增加,減少疾病發(fā)生的機會；另一方面提高養(yǎng)殖動物的免疫力,增強對疾病的抵抗能力.芽孢桿菌在這兩方面均表現(xiàn)出一定的效果.拮抗是微生物之間普遍存在的自然現(xiàn)象.在同一生態(tài)位中微生物通過營養(yǎng)競爭、空間競爭或分泌抗生素、細菌素等抑制其他微生物生長,當有益菌在消化道內占優(yōu)勢形成致密的膜菌群時,就可以抑制消化道粘附的病原菌,從而有助于建立正常的有益微生物區(qū)系,排除或控制潛在的病原體.芽孢桿菌的益生作用就是基于這個機制產生的.Sugita等從近海魚類體內分離出1株具有較強抗菌活性的芽孢桿菌,進一步研究發(fā)現(xiàn)其能產生一種熱不穩(wěn)定鐵載體與病原菌競爭鐵.Gatesoupe等研究認為芽孢桿菌可以通過釋放抗生素抑制病原菌生長.芽孢桿菌還可以提高機體的細胞免疫和體液免疫,如提高干擾素和巨噬細胞的活性,刺激產生非特異性免疫因子等.大量的研究表明,飼用芽孢桿菌具有拮抗腸道病原菌、提高防病能力的作用.芽孢桿菌在其生長過程中能夠產生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸,這些酸類能降低動物腸pH值,可有效抑制病原菌生長,同時通過生物奪氧消耗腸道內的氧氣造成厭氧環(huán)境,有利于腸道原籍優(yōu)勢菌繁殖,維持腸道正常生態(tài)平衡.Rengpipat等用含芽孢桿菌S11的飼料投喂斑節(jié)對蝦,飼養(yǎng)100d后,將蝦放入含有蝦病原Vibrioharveyi的水體中浸泡10d,結果表明,用含芽孢桿菌飼料喂養(yǎng)的蝦成活率為100％,而對照組的成活率僅為26％.潘康成等報道,在水體中潑灑枯草芽孢桿菌能顯著地提高南美白對蝦Penaeusvannamei育苗成活率,降低病死率,試驗組的平均成活率比對照組提高了31.05％.2.2產生多種酶類,提高動物消化酶活性能產生多種酶類,具有較強的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性；同時還能降解飼料中復雜化合物的酶,如果膠酶、葡聚糖酶、纖維素酶、半纖維素酶、葡萄糖異構酶等.許多研究表明,在飼料中添加芽孢桿菌可以顯著提高養(yǎng)殖動物體內消化酶的活性.劉小剛等在飼料中添加0.2％芽孢桿菌,異育銀鯽腸道和肝胰臟的蛋白酶活性分別比對照組提高466.2％和85.4％；添加0.1％芽孢桿菌,腸道和肝胰臟的淀粉酶活性分別比對照組提高83.7％和129.5％.在飼料中添加芽孢桿菌制劑,試驗組凡納濱對蝦的蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶顯著高于對照組,對蝦的成活率和增重率均優(yōu)于對照組.劉波等在飼料中添加地衣芽孢桿菌投喂異育銀鯽,結果表明,添加2O0mg／kg和300mg／kg地衣芽孢桿菌均顯著提高了食糜蛋白酶、淀粉酶活性和腸道組織蛋白酶活性以及魚體增重率和干物質、粗蛋白及磷的表觀消化率,并降低了餌料系數.可見,消化酶活性在一定程度上可以反映機體對飼料養(yǎng)分的消化利用程度.2.3改善養(yǎng)殖環(huán)境芽孢桿菌能迅速降解進入養(yǎng)殖池的有機物,包括魚的排泄物、殘余飼料、浮游藻類尸體和池底淤泥,使之生成硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等無機鹽類,有效降低水中COD、BOD的含量,使水體中的氨氮NH4+-N與亞硝酸氮NO2--N、硫化物濃度降低,從而有效地改良水質,避免有機物在養(yǎng)殖池的沉積,維持良好的養(yǎng)殖水域生態(tài)環(huán)境.李卓佳等用芽孢桿菌對海底堆積物、魚池的淤泥進行分解凈化,收到很好的效果.張慶等向羅非魚養(yǎng)殖水體中每隔25d添加1次以芽孢桿菌為主的微生物復合菌劑,能明顯改善水質條件,有效降低氨氮和亞硝酸鹽,營造良好的水色,促進羅非魚的生長.2.4改善水產養(yǎng)殖動物的商品性能芽孢桿菌能改善養(yǎng)殖動物的肉質與體色,提高其耐受力與抗應激力.張慶等以芽孢桿菌為復合菌劑投喂斑節(jié)對蝦,對蝦的肉質與體質得到改善,蝦體水分降低,粗蛋白質含量升高,呈味氨基酸顯著增加.3影響芽孢桿菌作用效果的因素3.1使用時間動物的生長時期不同腸道正常菌群不同,因此動物在不同生長階段應有專用的微生態(tài)制劑.一般說來,剛孵化的魚苗腸道菌群較少,使用微生態(tài)制劑效果較明顯,因為新生動物正常菌群還處于連續(xù)變化的階段,體內微生態(tài)平衡尚未完全建立,抵抗疾病的能力較弱,此時引入有益菌,可較快地進入體內,占據附著點,效果最佳.Ringoe1999研究表明,魚是否在幼體飼喂乳酸桿菌是影響其在腸道定植能力的重要因素.在動物運輸、飼料改變、天氣突然變化等應激時引入微生態(tài)制劑,也有利于在腸道形成優(yōu)勢菌群,糾正被擾亂的腸道菌群.另外活菌制劑隨著時間的推移,菌劑活菌數量會不斷地減少,故應長期連續(xù)飼喂才能保證效果.3.2與抗生素等其他藥物使用抗生素、抗菌藥物、化學消毒藥物等的使用能殺死或抑制有益菌群,造成腸道菌群的紊亂,降低微生態(tài)制劑的效果.若必須使用抗生素清理腸道,則需要有一定的間隔時間.若必須使用消毒藥,養(yǎng)殖水體在使用消毒劑后幾天應補加首次使用的劑量.3.3與其他營養(yǎng)成分間的相互關系芽孢桿菌制劑能凈化養(yǎng)殖水環(huán)境,促進動物的生長,但是與其他營養(yǎng)成分如肽類、寡糖、抗生素、中草藥、酶制劑等的關系研究較少,還待研究.3.4水環(huán)境因素一般在環(huán)境差的地方,芽孢桿菌易形成優(yōu)勢菌群,利于維持水質、病原菌、水生生物之間的微生態(tài)平衡.3.5營養(yǎng)水平及存貯在營養(yǎng)水平較低時使用芽孢桿菌效果明顯,對營養(yǎng)水平已較高時效果不顯著.存放的溫度、濕度、通風等均可影響芽孢桿菌的活性,提高水分含量菌活力明顯降低.4展望芽孢桿菌具有促進養(yǎng)殖動物生長、減少病害發(fā)生、改善養(yǎng)殖環(huán)境等作用,其研究和發(fā)展前景十分廣闊.然而,芽