芽孢杆菌在水产养殖中的应用与原理

芽孢杆菌在水产养殖中的应用与原理

发布时间：2011-8-11 13:40:05 浏览量：319 【字体：】随着水产养殖规模化、集约化及精养技术的发展，池塘中的残饵、排泄物及其它有机污染物也日趋增多，有机污染物分解需大量消耗溶氧，同时产生大量的有毒有害物质，如氨氮、亚硝酸盐氮、硫化物等。随着这些有毒有害物质增加，不仅影响水产动物的生长、繁殖，严重的甚至产生中毒死亡。而水体中病原微生物的数量与水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硫化物的浓度直接相关，如淡水鱼类细菌性败血症的发病条件之一是水体恶化，氨氮、亚硝酸盐氮明显偏高。因此，如何有效地调控养殖水体的水质成为水产养殖业中一个关键的问题。从1980年代起，我国在水产养殖中开始使用微生态制剂作为水质改良剂，主要使用的微生态制剂的种类为光合细菌等。虽然光合细菌等在水产养殖生产中已取得了较好的效果，但存在着生产周期长、保质期短、质量不稳定等缺陷。芽孢杆菌因为具有稳定性好、抗性强、耐高温、耐酸碱、产酶丰富、抑制病原菌繁殖、促进动物营养的消化吸收、分解有机污染物、净化水质等优点而被广泛应用于水产动物养殖中，其中枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌是水产养殖中应用较多的菌株，这2 种芽孢杆菌被农业部列为安全使用菌株。

1 的作用特点

水产饲用微生物目前主要采用的是芽孢杆菌（Bacil—lus）、乳酸菌（Lactobacillus）、酵母（Yeast）和光合细菌（Photosynthetic bacteria）等。乳酸菌、酵母和光合细菌抗性差、货架寿命短，在饲

料加工过程中，经高温高压制粒后几乎全部失活，而芽孢杆菌产品无论在颗粒料还是粉料中都比较稳定。

芽孢杆菌作为水产微生物饲料添加剂的菌株，在生产中的应用比光合细菌、硝化细菌、乳酸菌等菌株晚。随着近几年在水产养殖中的应用实践，芽孢杆菌类微生物饲料添加剂充分显示出以下几方面优势：

（1）稳定性好、抗性强，具有耐高温、耐酸碱、耐挤压等特点，在工业生产制粒过程中以及通过养殖动物酸性胃环境时均能保持高度稳定性。芽孢一旦形成，便能耐受各种不利条件，如干热、湿热、紫外线、射线、强酸、强碱、有机溶剂、真空干燥、氧化作用等；

（2）能产生维生素等营养物质。芽孢杆菌在生长繁殖过程中能够产生B1、B2、B6等B族维生素和维生素C、维生素K2，为水产动物提供维生素营养。日常食用的纳豆芽孢杆菌就能产生大量的维生素K2；

（3）储藏过程中以休眠孢子形式存在，不消耗饲料的营养成分，保证饲料品质；

（4）芽孢随饲料进入肠道后，能够在肠道上部迅速复活，且复活率高，几乎达到100％；

（5）复活的孢子能够产生多种酶类，有助于降解植物性饲料中某些复杂的碳水化合物，从而维持养殖动物肠道生态平衡；

（6）抑制病原菌繁殖，促进有益菌生长；

（7）可作为一种水质调节剂，净化养殖水环境。

2 芽孢杆菌在水产养殖中的应用

减少病害发生，促进动物生长

病害问题是困扰水产养殖的主要问题。在养殖过程中控制病害的发生主要可以从以下两方面考虑：一方面抑制致病菌的增加，减少疾病发生的机会；另一方面提高养殖动物的免疫力，增强对疾病的抵抗能力。芽孢杆菌在这两方面均表现出一定的效果。拮抗是微生物之间普遍存在的自然现象。在同一生态位中微生物通过营养竞争、空间竞争或分泌抗生素、细菌素等抑制其他微生物生长，当有益菌在消化道内占优势形成致密的膜菌群时，就可以抑制消化道粘附的病原菌，从而有助于建立正常的有益微生物区系，排除或控制潜在的病原体。芽孢杆菌的益生作用就是基于这个机制产生的。Sugita等从近海鱼类体内分离出1株具有较强抗菌活性的芽孢杆菌，进一步研究发现其能产生一种热不稳定铁载体与病原菌竞争铁。Gatesoupe等研究认为芽孢杆菌可以通过释放抗生素抑制病原菌生长。芽孢杆菌还可以提高机体的细胞免疫和体液免疫，如提高干扰素和巨噬细胞的活性，刺激产生非特异性免疫因子等。

大量的研究表明，饲用芽孢杆菌具有拮抗肠道病原菌、提高防病能力的作用。芽孢杆菌在其生长过程中能够产生乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，这些酸类能降低动物肠pH值，可有效抑制病原菌生长，同时通过生物夺氧消耗肠道内的氧气造成厌氧环境，有利于肠道原籍优势菌繁殖，维持肠道正常生态平衡。Rengpipat等用含芽孢杆菌S11的饲料投喂斑节对虾，饲养100d后，将虾放入含有虾病原

Vibrio harveyi的水体中浸泡10d，结果表明，用含芽孢杆菌饲料喂养的虾成活率为100％，而对照组的成活率仅为26％。潘康成等报道，在水体中泼洒枯草芽孢杆菌能显着地提高南美白对虾（Penaeus vannamei）育苗成活率，降低病死率，试验组的平均成活率比对照组提高了％。

产生多种酶类，提高动物消化酶活性

能产生多种酶类，具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性；同时还能降解饲料中复杂化合物的酶，如果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、葡萄糖异构酶等。许多研究表明，在饲料中添加芽孢杆菌可以显着提高养殖动物体内消化酶的活性。刘小刚等在饲料中添加％芽孢杆菌，异育银鲫肠道和肝胰脏的蛋白酶活性分别比对照组提高％和％；添加％芽孢杆菌，肠道和肝胰脏的淀粉酶活性分别比对照组提高％和％。在饲料中添加芽孢杆菌制剂，试验组凡纳滨对虾的蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶显着高于对照组，对虾的成活率和增重率均优于对照组。刘波等在饲料中添加地衣芽孢杆菌投喂异育银鲫，结果表明，添加2O0 mg／kg和300 mg／kg地衣芽孢杆菌均显着提高了食糜蛋白酶、淀粉酶活性和肠道组织蛋白酶活性以及鱼体增重率和干物质、粗蛋白及磷的表观消化率，并降低了饵料系数。可见，消化酶活性在一定程度上可以反映机体对饲料养分的消化利用程度。

改善养殖环境

芽孢杆菌能迅速降解进入养殖池的有机物，包括鱼的排泄物、残余饲料、浮游藻类尸体和池底淤泥，使之生成硝酸盐、磷酸盐、硫酸

盐等无机盐类，有效降低水中COD、BOD的含量，使水体中的氨氮（（NH4+-N）与亚硝酸氮（NO2--N）、硫化物浓度降低，从而有效地改良水质，避免有机物在养殖池的沉积，维持良好的养殖水域生态环境。李卓佳等用芽孢杆菌对海底堆积物、鱼池的淤泥进行分解净化，收到很好的效果。张庆等向罗非鱼养殖水体中每隔25d添加1次以芽孢杆菌为主的微生物复合菌剂，能明显改善水质条件，有效降低氨氮和亚硝酸盐，营造良好的水色，促进罗非鱼的生长。

改善水产养殖动物的商品性能

芽孢杆菌能改善养殖动物的肉质与体色，提高其耐受力与抗应激力。张庆等以芽孢杆菌为复合菌剂投喂斑节对虾，对虾的肉质与体质得到改善，虾体水分降低，粗蛋白质含量升高，呈味氨基酸显着增加。

3 影响芽孢杆菌作用效果的因素

使用时间

动物的生长时期不同肠道正常菌群不同，因此动物在不同生长阶段应有专用的微生态制剂。一般说来，刚孵化的鱼苗肠道菌群较少，使用微生态制剂效果较明显，因为新生动物正常菌群还处于连续变化的阶段，体内微生态平衡尚未完全建立，抵抗疾病的能力较弱，此时引入有益菌，可较快地进入体内，占据附着点，效果最佳。Ringoe （1999）研究表明，鱼是否在幼体饲喂乳酸杆菌是影响其在肠道定植能力的重要因素。在动物运输、饲料改变、天气突然变化等应激时引入微生态制剂，也有利于在肠道形成优势菌群，纠正被扰乱的肠道菌群。另外活菌制剂随着时间的推移，菌剂活菌数量会不断地减少，

故应长期连续饲喂才能保证效果。

与抗生素等其他药物使用

抗生素、抗菌药物、化学消毒药物等的使用能杀死或抑制有益菌群，造成肠道菌群的紊乱，降低微生态制剂的效果。若必须使用抗生素清理肠道，则需要有一定的间隔时间。若必须使用消毒药，养殖水体在使用消毒剂后几天应补加首次使用的剂量。

与其他营养成分间的相互关系

芽孢杆菌制剂能净化养殖水环境，促进动物的生长，但是与其他营养成分如肽类、寡糖、抗生素、中草药、酶制剂等的关系研究较少，还待研究。

水环境因素

一般在环境差的地方，芽孢杆菌易形成优势菌群，利于维持水质、病原菌、水生生物之间的微生态平衡。

营养水平及存贮

在营养水平较低时使用芽孢杆菌效果明显，对营养水平已较高时效果不显着。存放的温度、湿度、通风等均可影响芽孢杆菌的活性，提高水分含量菌活力明显降低。

4 展望

芽孢杆菌具有促进养殖动物生长、减少病害发生、改善养殖环境等作用，其研究和发展前景十分广阔。然而，芽孢杆菌制剂在水产养殖中的应用还处于初级发展阶段，在实际应用过程中缺少成熟的理论指导，许多问题有待进一步研究。虽然芽孢杆菌有许多优点，但是作

为单一菌种，必定有其自身的局限性，因此应该注意与其他益生菌配合使用，实现优势互补，对机体内外微生态环境进行整体调节。此外，芽孢杆菌与中草药、寡糖、酶制剂等联合使用具有一定的协同作用。这方面的报道还很少，需要进一步研究。