光合细菌

光合细菌（Photosynthetic bacteria，简称PSB）是具有原始光能合成体系的原核生物的总称，它广泛存在于自然界的水田、湖泊、江河、海洋、活性污泥及土壤内，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。

第一节光合细菌的生物学和营养价值

一、光合细菌的生物学

光合细菌包括产氧光合细菌（蓝细菌）和不产氧光合细菌两大部分，在实际中应用的大部分是不产氧型光合细菌。不产氧光合细菌包括紫细菌、绿细菌和日光杆菌属、红色杆菌属等总共 27个属 66个种。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。各种光合细菌获取能量和利用有机质的能力不同，它们的代谢途径随环境变化可以发生改变。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。

光合细菌是革兰氏阴性菌，在10～45℃范围内均可生长繁殖，最佳温度在30～40℃。绝大多数光合细菌的最佳pH值范围在7～8.5之间。钠、钾、钙、钴、镁和铁等是光合细菌生理代谢中的必需元素。

二、光合细菌的营养价值

光合细菌的菌体无毒，营养丰富，蛋白质含量高达65%，而且氨基酸组成齐全，含有机体需要的8种必需氨基酸，各种氨基酸的比例也比较合理。PSB还含有丰富的B族维生素，尤其是B12、叶酸、生物素的含量相当高是啤酒酵母和小球藻的20到60多倍。PSB 菌体内含有较高浓度的类胡萝素，而且种类繁多，迄今已从光合细菌中分离出80种以上的类胡萝卜素。除此之外，细胞内还含有碳素储存物质糖原和聚β一羟基丁酸、辅酶Q、抗病毒物质和生长促进因子，具有很高的营养价值。

光合细菌在虾、贝类的幼体培育中应用非常广泛，其一方面能净化水质，改善幼体的环境条件，另一方面作为饵料被幼体摄食（贝类幼体相对虾幼体的蚤状阶段都能直接摄食光合细菌），对促进幼体生长、变态和提高成活率有明显效果。

第二节光合细菌的培养方法

一、培养方式

光合细菌的大量培养通常采用全封闭式厌气光照培养和开放式微气光照培养两种方式。

（一）全封闭式厌气光照培养

全封闭式厌气光照培养是采用无色透明的玻璃容器或塑料薄膜袋，消毒后装入消毒好的培养液，接入20％～50％的菌种母液，使整个容器均被液体充满，加盖（或扎紧接口），

造成厌气的培养环境，置于有阳光的地方或用人工光源进行培养，定时搅动，在适宜的温度下，一般经过5～10天的培养，即可达到指数生长期高峰，此时可采收或进一步扩大培养。

（二）开放式微气光照培养

开放式微气光照培养一般采用容量为l00～200升的塑料桶为培养容器。在桶底部装一气石，培养时微充气、使桶内的光合细菌呈上下缓慢翻动。在桶的正上方距捅面30厘米左有装一有罩的白炽灯泡，使被面照度达2000 lx左右。培养前先把容器消毒，加入消毒好的培养液，接入20％～50％的菌种母液，照明，微充气培养。在适宜的温度下，一般经7～10天的培养，即可达到指数生长期高峰，此时，进行采收或近一步扩大培养。

两种培养方式相比，以厌气培养方式较为理想，微气培养方式虽然设备比较简单，易于大量培养，但杂菌污染程度大，培养达到的菌细胞密度低。

二、菌种分离、保藏

培养光合细菌首先要有菌种。目前，应用于水产养殖业的光合细菌，主要是红螺菌科即紫色非硫细菌中的一些种类。它们共同的特征是具鞭毛，能运动，不产生气泡，细胞内不积累硫磺。光合细菌分离成功的关键在于选择适宜的富集、分离培养基，和提供适于光合细菌生长需要的厌气环境及适宜的温度、光照条件。

（一）采样

红螺菌科细菌可用有机物作为光合作用的供氢体兼碳源，广泛分布在被有机物污染的地方，如河底、湖底、海底、水田、沟渠和污水塘的泥土以及豆制品厂、淀粉厂和食品工业

等废水排水沟处呈橙黄色或粉红色的泥土中。浅水处直接用杯舀取少量泥土作样品，深水处借用采水器和采泥器采样。

（二）富集培养

富集培养均采用液体培养基。将采回的样品(土壤或水)装入玻璃圆筒或大型试管或具塞的磨口玻璃瓶中，倒入配制好的培养液，充分搅拌。为造成厌气环境，在玻璃圆筒或大型

试管中加入液体石蜡以隔断空气。然后在温度为25～35℃，光照为5000～10000 lx的条件下进行富集培养，经过2～8周的培养，在玻璃瓶壁上出现光合细菌菌落，或整个培养液长成红色。如果培养的光合细菌是海水种，因其生长缓慢则需要更长的富集时间。

如果富集培养初步获得成功，就用吸管插入菌液中或光合细菌大量繁殖的泥层中，将菌液吸入具塞的磨口玻璃瓶中，加入培养液继续进行光照；厌气培养。反复多次后，光合细菌

压倒其他细菌而占绝对优势，培养液吴深红色．这时富集培养成功。为了避免培养液中藻类和绿杆菌科细菌的生长繁殖，可用滤光片，使波长为800nm或更长波长的光透过，可以更有效地达到富集紫色非硫细菌的目的。

此外，培养紫色非硫细菌时，用含氯化物的培养基比用合硫酸盐的培养基效果好。

（三）分离方法

富集培养成功后可进行分离培养。淡水生长的紫色非硫细菌生长速度较快，在1周左右移植比较合适，而海水生长的紫色非硫细菌生长速度较慢，培养3周以上才能移植。先配制固体培养基，灭菌后浇成平板。将富集培养成功的菌液适当稀释，在平板划线，然后在厌气、光照条件下培养。培养温度为25～35℃，光照为2000～3000 lx，培养2～7天左右，就能长出光合细菌菌落。仔细挑取单菌落，继续用上述方法分离培养。反复多次，便能得到紫色非硫细菌的纯培养物。

三、培养方法

光合细菌的培养，按次序分为容器、工具的消毒，培养基的制备，接种和培养管理四个步骤。

（一）容器、工具的消毒

参考微藻培养方法部分，此处从略。

（二）培养基的制备

1．培养用水

如果培养的光合细菌是淡水种，菌种培养可用蒸馏水，生产培养可用消毒的自来水（或井水）配制。如果培养的光合细菌是海水种，则用天然海水配制培养基，注意在海水中加入磷元素时，不能用磷酸氢二钾，应用磷酸二氢钾，不然会产生大量沉淀。

2．灭菌和消毒

菌种培养用的培养基应连同培养容器用高压蒸气灭菌锅灭菌。小型生产性培养可把配好的培养液用普通铝锅或大型三角烧瓶煮沸消毒。大型生产性培养则把经沉淀砂滤后的水用漂白粉（或漂白液）消毒后使用（具体方法参考微藻培养方法部分）。

3．培养基配制

根据所培养种类的营养需要选择合适的培养基配方。按培养基配方把所需物质称量，逐一溶解，混合，配成培养基。也可先配成母液，使用时按比例加入一定的量即可。

（三）接种

培养基配好后，应立即进行接种。光合细菌生产性培养的按种量比较高，一般为20％～50％，即菌种母液量和新配培养液虽之比为1∶4～1∶1，不应低于20％，尤其是微气培养，接种量更应高些，否则光合细菌在培养液中很难占绝对优势，影响培养的最终产量和质量。

（四）培养管理

光合细菌的培养过程中，管理工作包括日常管理操作和测试，生长情况的观察、检查以及出现问题的分析处理等三个方面。

1．日常管理和测试

（1）搅拌和充气：光合细菌培养过程中必须充气或搅拌，作用是帮助沉淀的光合细菌上浮获得光照，保持菌细胞的良好生长。

小型厌气培养常用人工摇动培养容器的方法使菌细胞上浮，每天至少摇动三次，定时进行。大型厌气培养则用机械搅拌器或使用小水泵使水缓慢循环运转，保持菌体悬浮。微气培养是通过充气帮助菌体上浮，因为培养液中溶解氧含量增加，光合细菌繁殖受到抑制，产量下降，所以必须严格控制充气量。一般采用定时断续充气，充气量控制在1～1.5升／（升•h）之间，溶解氧量保持在1×10-6以下。

（2）调节光照度：培养光合细菌需要连续进行照明。在日常管理工作中，应根据需要经常调整光照度。白天可利用太阳光培养，晚上则需要人工光源照明，或完全利用人工光源培养。人工光源一般使用碘钨灯或白炽灯泡。不同的培养方式所要求的光照强度有所不同。一般培养光照强度应控制在2000～5000 lx之间。如果光合细菌生长繁殖快，细胞密度高，则光照强度应提高到5000～10000 lx。光照强度可通过调整培养容器与光源的距离或使用可控电源箱调节。

（3）调节温度：光合细菌对温度的适应范围很广，一船在23～39℃的范围内均能正常生长繁殖，可不必调整温度。在常温下培养也可通过调整，将温度控制在光合细菌生长繁殖最适宜的范围内，使光合细菌更好地生长。

（4）酸碱度的测定和调整：在培养光合细菌的过程中，必须注意酸碱度的变化。由于光合细菌的大量繁殖，菌液的pH值上升，这意味着光合细菌正处于指数生长期。但当pH值超过最适范围甚至生长的适应范围时，光合细菌的生长达到顶点，随后生长下降。如果能及时调整菌液的酸碱度，使pH值保持在最适范围，则光合细菌能继续生长繁殖。为了延长光合细菌的指数生长期，提高培

养基的利用率和单位水体的产量，测定和调整PH值是非常重要的。一船采用加酸的办法来降低菌液的酸碱度，醋酸、乳酸和盐酸部可使用，最常用的是醋酸。

在日常的管理工作中，必须每天或隔天测定菌液的pH值，当pH值上升超出最适范围，即加酸调整。如果在培养过程中不测定、调整酸碱度，当光合细菌的生长达到一定密度后pH值也上升到9以上，细菌生长受阻，此时应采收或再扩大培养。在培养过程中不调整PH值，获得的最终产量低。

2．生长情况的观察和检查

光合细菌生长情况的好坏是培养成败的标准。在培养过程中，可以通过观察菌液的颜色及其变化来了解光合细菌生长繁殖的大体情况，菌液的颜色是否正常，接种后颜色是否由浅变深，均反映光合细菌是否正常生长繁殖以及繁殖速度的快慢。必要时可通过显微镜检查，了解情况。

3．问题的分析和处理

通过日常管理、检测、检查，了解光合细菌的生长情况，就可以结合当时环境条件的变化进行分析，找出影响光合细菌生长繁殖的原因，采取相应的措施。影响光合细菌生长的原因很多，内因是菌种是否优良，外因是光照、温度、营养、敌害和厌气程度等。温度、光照和pH值都能影响着光合细菌的生长，而且温度、光照和pH值之间是互相制约的，温度与光照的强弱是对立统一的，所以光合细菌生长的最适条件应是互应的，即温度高，光照应弱；温度低，光照应强。如果是温度高，光照强，pH值就会迅速升高，培养基产生沉淀，抑制光台细菌的生长；如果温度低，光照弱，光合细菌得不到最佳能源，生长速度也慢。经试验得出光合细菌生长的最适条件是：①温度15～20℃时，光照30000～50000 lx，培养基pH值为7.0；②温度25～30℃时，光照为3000～5000 lx，培养基的pH值为7.0。

光合细菌在水产养殖中的应用技术

一、光合细菌在水产养殖中的应用：PSB是生物制品，无毒无副作用，无耐药性，无污染，并且能降解鱼药的污染，是优良的水产环境改良剂和饲料添加剂。用于水产养殖方面在我国才是近两年的事，由于最早使用PSB的用户因此取得了很好的效果和较大的经济效益，所以目前它倍受水产养殖场的推崇，那么PSB在水产养殖中究竟能起什么作用呢？

1、净化水质由于高密度水产养殖的水体中含有大量的鱼类粪便和残饵，以及鱼药的残留物，它们腐败后产生的氨态氮、硫化氢和一些有害物质，直接污染水体和底泥。轻度污染可造成鱼类生活不适，饵料系数增高，生长缓慢，积累到一定程度后，可使水体底部缺氧的情况下，PSB能有效地将氨态氮、硫化氢等有害物质吸收，组成菌体本身，同时，形成优势群落后，鱼类中毒甚至死亡。水体的富营养化亦可滋生大量的病原微生物，使鱼类感染发病。施用PSB后，在还能抑制其它病原菌的生长，从而达到净化水质，使鱼类健康生长的目的。

2、维护水体微生态平衡

水产养殖场的水体中存在着各种各样的微生物，有些是有益的，有些是有害的；也有些是处于中间状态的叫“条件致病微生物”，即正常情况下，这类微生物不致病，遇水质污染，鱼类免疫功能下降时，它们便大量繁殖危害鱼类。

通常人们采用消毒杀菌剂来控制，但随着施用次数的增加，病原微生物的耐药性也相应地增强，为了达到预防和治疗的效果，每次施用的剂量不得不逐渐加大，这不仅增加了用药成本，而且还污染了水体，造成水产品质量下降，甚至不能食用。宜春专利中心提供光合细菌发生剂。

如何控制病原微生物的生长繁殖，又不使其不产生抗药性，不污染水体呢？答案是现成的，用光合细菌预防鱼病，完全可克服消毒杀菌剂的缺点，它不仅可降解或清除水体中包括鱼药在内的有害化学物质，占绝对优势的光合细菌还可与病原微生物争夺营养、空间，使其无法进行大量生长繁殖，同时还不存在耐药性，从而不易形成致病的环境条件，鱼类也就不易发病。鱼类的病害防治原则是：防重于治。只有在日常的渔业生产中，维持水体中微生态系统平衡，使有益微生物始终点绝对优势，尽量不给病原微生物有大量生长繁殖的机会，才是健康养殖的出路之一，如果平时不有效地预防，到了出现症状再去治疗，包括鱼药成本在内的重大生产损失将是不可避免的。

3、培养蜉蝣动物作饵料。PSB的菌体细胞营养很丰富，这正好是蜉蝣动物的优质饵料，实践证明，水体中的PSB越多，蜉蝣动物生长也就越旺盛，以蜉蝣动物为食的鱼类增产效果也就越明显。

4、作为饲料添加剂PSB的菌体细胞营养丰富，并含有大量的生理活性物质，可直接拌入饲料中投喂，除增加营养，降低饲料系数外，还可起到刺激动物免疫系统，增强消化和抗病能力，促进生长的作用。

5、间接增氧作用 PSB生长繁殖时，不需要氧气，也不释放氧气，它是通过吸收水体中的耗氧因子，而产生了间接地增加氧气的作用。而这种作用也是非常明显的。

光合细菌培育生产技术

光合细菌，是地球上最古老的具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行光合作用且不产生氧气的一类细菌的总称，这是与绿色植物、藻类及其他光合作用生物的不同之处。光合细菌广泛分布于沼泽、池塘、湖泊、河流、水沟、海洋及土壤中，忍耐高温、高盐及低温、低盐的能力特别强，甚至在90℃高温的温泉中，在含30％盐分的盐湖里，在深达2000米的深海里，在南极冰封的海岸上，都能找到光合细菌的踪迹。

光合细菌的应用性研究和生产性研究已有三四十年的历史。日本研究得较早，20世纪60年代，日本科学家观测了高浓度的粪便污水自然放置时菌数的变化，首先揭示了自然界的有机污水是通过微生物的生态学演替而被净化的。经过进一步的研究，又发现了光合细菌的菌体对家禽、家畜及鱼、虾、蟹、贝的幼体具有明显的促进生长和提高成活率的作用，从而为光合细菌菌体的综合利用开拓了新的领域。以后星野八洲雄（1976年）、小林正泰（1981年）、小川静夫（1985年）等人对光合细菌进行了多方面的研究。我国对光合细菌的研究起步较晚，最初仅限于菌种的分离和用于高浓度污水处理，后来许多专业人员又进行了其他方面的应用研究，取得了大量的成果。1987年上海水产大学张道南等人将其应用到虾类育苗上，结果试验组较对照组成活率提高了19.3％，变态率提高了18.5％。现在，光合细菌作为一种具有特殊营养、促生长、抗病因子和高效率净化养殖污水及对环境和水产动物无毒无害的特殊细菌而受到了人们的普遍重视与喜爱。因此，它在水产养殖、畜禽养殖及水处理有关的领域中被广泛应用。

光合细菌主要用于海水养殖、淡水养殖、以及家禽，蛋禽饲养，农作物抗病增产等。其中主要以水产养殖的效果尤为突出，是一种无公害，生态绿色产品，近年来得到了国家科委和农业部的重视。国家计委，经贸委最近发布了《当前国家重点鼓励发展的产业，产品和技术目录》中，在畜牧水产中就包括了“水产养殖中的生态养殖”这一项。

一、水产养殖中原来传统的消毒杀菌方法利少弊多。如用生石灰消毒，生石灰含氯、产酸、产硫、影响有机质分解。用漂白粉，水温越高效果越差，PH越高效果越差。用高锰酸钾，如在碱性及微酸性环境下使用，二氧化锰褐色沉淀易沉积，对鱼虾鳃部有影响，易发生呼吸道感染。总之，使用化学药物杀菌消毒，对鱼虾生长和发育均有影响，对防病抗病效果并不佳，同时有害细菌也会产生抗药性，使化学药物的杀菌效果越来越不理想，也越来越难治理。

二、光合细菌在水产中的作用：光合细菌是有益细菌，具有促进动物消化吸收，刺激生长发育，提高免疫功能，抑制各种病菌浸入的特效。光合细菌对改善水质有奇效，将光合细菌撒入污染严重的池塘中，一般在3小时后，水质开始转清，第二天去看，与周围没撒光合细菌的池塘相比，水质有天壤之别，一看便知。若鱼病很严重，每天均有死鱼浮面的话，则用了光合细菌后，第二天去看，浮面的死鱼显著减少，直到消失，与周围形成鲜明对比。用了光合细菌，还可有效地帮助鱼虾安全越冬，冬季不但不减产，反而有增产。用了光合细菌的水产品，颜色鲜艳，个体整齐，鱼肉鲜嫩！用光合细菌稀释10倍后，对鱼虾进行药浴，可使鱼虾成活率达到90%以上，发粘细菌病、烂鳃病、打印病、成活率达 60~100%，水霉病、赤鳍病、擦伤病成活率达近100%，比其它化学药物相比，更加安全可靠，无任何药浴副作用。用了光合细菌一般亩产提高15-23%，饵料系数下降18-23%，成活率提高20-60%，个体增重15%，投入产出比达1：10以上。每亩增效益达800元以上。

三、在肉禽蛋禽中的应用：在禽类的饮水中加入光合细菌2%。对蛋禽而言，可降低死亡率12-32%，提高增重率20%左右，提高了抗病力，免疫力。提高产蛋率4-15%，降低碎壳蛋的数量5-15%，提高蛋品哈氏单位3%，达到82.22以上，提高蛋黄色度8%，用罗氏比色扇法测定蛋黄色度可达8.33。对肉鸡，可提高增重12.3%，提高饲料报酬25%，成活率提高5%，经济效益对比提高50%。同时，可显著降低肉蛋产品中的兽药残留，改善品质，避免出口的绿色检疫关贸壁垒。

四、在农作物生产中的应用：施用光合细菌的农作物土壤中，比施用无机氮肥，更明显地促进土壤细菌、放线菌的增殖，其次促进真菌、固氮菌及光合菌的增殖，从而增加了土壤肥力，更有效地分解和利用土壤有机质，加强土壤中有机质和氮素转化，提高供氮磷能力。

光合细菌对农作物有提高作物抗病毒能力，每亩喷施光合细菌1.5公斤（间隔20天），可增产10%以上。

目前，光合细菌的生产技术的技术转让价非常高，转让费从8000元到10万元不等，如天津市农业科学院的技术转让费就为10万元。那么，光合细菌的生产技术很难吗？不难！我们向大家传授的生产技术就像生产培育EM一样简单，其产品质量完全可以与工厂生产的光合细菌不分上下！这项技术是我们花费巨大的财力和精力经长时间才完成。今天，我们将毫无保留地免费传授给你。

一、光合细菌的配方营养元素的全面和合理的搭配，是光合细菌生长条件的关键所在，配方为：①1、七水硫酸镁0.5克，磷酸氢二钾0.5克，蛋白胨5克，甘油5克，硫酸铁微量，水1000毫升；②硫酸镁0.5克，磷酸氢二钾1克，硫酸亚铁0.5克，硫酸铵6克，蛋白胨4克，1公斤水。（以上原材料在市以上化学原料店有售，小型试验可以到化学试剂店购买）

二、光合细菌生长所需环境条件：有了营养全面的配方，还必须有一个良好的培养环境条件，才能生产出优质产品出来。PSB所需的环境条件有以下几个： 1：培养介质，含杂菌较少的清洁淡水。最好用地下水，硬度低的水更好，选取水源时，最好先做几种水源的对比试验，使用哪里的水源在培养试验中最先变成红色（生长良好），就选用哪里的水作为生产用水。 2：酸碱度，PH值在8~8.5为最好，光合细菌的适应PH范围在6~10之间。 3：温度，以28～~36℃为最适生长温度，其适应的生长温度范围为15～41℃。 4：光照强度，以3000～4000勒克斯（LX）为最佳，即每25公斤菌液需要用相当于60-100瓦的白炽灯作光源，而太阳光照为最好且不要成本。

三、光合细菌生产的操作程序及要点

1：选择容器：少量生产可用透明度较高的白色或透明塑料桶、玻璃容器。大量生产可用水泥池、水泥船，也可临时开挖土池，垫上双层塑料膜防漏防浑浊，培养液的深度为40公分最佳。

2：选择水源地下水为最佳水源，清洁的地表水，海水等也可使用，含氯量高的自来水要充分曝气或添加适量硫代硫酸钠中和后

亦可利用，蒸馏水及纯净水固然最好，但成本肯定不行。

3：操作方法①第一种生产方法：用白色或透明塑料桶装入清洁淡水, 将上述原料溶解入水中。选择颜色鲜紫红色，浓度在30亿/毫升的光合细菌成品为菌种，取2.5公斤加入到上述培养液中，即菌种：培养液比例=1：10。也即10%的接种量，这是大规模培养必须的接种量，接种量低于10%，则培养的时间长，杂菌多，品质欠佳，故接种量应宜多不宜少。（小规模以饮料瓶为容器的生产中，接种量为1%也能达到较好的培养效果，三天可培养成熟，但即使是小规模生产，接种量最好大一点为好，如可用2~5%）将接种后的培养液，进行光照培养，如果用白炽灯作为光源，应选用60瓦的灯，（小规模生产中以40瓦的即可），将灯泡悬于液面上约10~20公分处，每桶一只灯。如果用太阳作为光源，则只要将桶放于太阳下即可。每天搅拌（摇动）1~2次，使之受光均匀。

在光照的同时，应保持培养液的最佳温度，才能缩短培养时间，取得高产。光合细菌生长和繁殖的最佳温度为28~36度，夏季我国大部分地区自然温度都可达到这个最适温度，不必采取任何措施增温，倒是要注意降温。而在冬、春、秋三季，自然温度较低，达不到最适温度，必须采取一定的增温措施，例如在阳光下搭建透明塑料膜温棚就是一个好办法，它即采光又增温，同时又节约能源成本。冬季温度过低，则应加温到最适温度。夏季气温过高，若用太阳作为光照能源，则应采取部分遮阳（用黑色的遮阳塑料网），通风的降温措施，以防光合细菌快速老化死亡。

光照和温度都适宜后，就进入了培养阶段，每天的颜色、气味、PH、透光度和漂浮物都有不同程度的变化，通过这些变化可以判别光合细菌的生长情况，如下：第一天，前3~5个小时，菌种开始适应培养液，吸水和营养物，细胞膨胀，将要分裂繁殖，液体无大多变化，24小时时，培养液的红色度加深，有臭味产生（光合细菌为臭味的气味，为正常气味），透光度降低，PH值有所升高，如果是敞口培养，液面会出现白色杂菌膜，而在密封培养下，液面的杂菌很少，这些现象表明光合细菌生长繁殖情况良好。第二天48小时时，培养液红色度更深，气味更浓，透光度降得更低，（此时更要摇晃使其受光均匀），菌膜略多，PH值较24小时时有所升高，3~5天后，升到最高9左右就不会再升高了。第三天，72小时后，光合细菌的浓度已经很高了，可作为成品菌，产品浓度可达30亿/毫升以上，颜色深红，有臭味但无刺激性，PH值在9左右，透光率很低，仍有极少量菌膜。若继续培养几天，光合细菌浓度还会升高，大约在10~15天时达到最高浓度，若再培养下去，就会老化。以上若在培养过程中，达不到最适的光照和温度，则培养到成熟的时间会相对地延长。

②第二种生产方法：用白色或透明塑料桶装入25公斤水。取配好的原料250克，溶解入上述水中。取颜色鲜紫红，浓度为30亿/毫升的光合细菌成品菌作菌种，接种量30%。

本法同上法的不同在于，接种量增加了几倍。

③第三种生产方法（常用方法）：即小规模生产方法，由于一瓶的量小，瓶子透明度好，又密封，所以培养环境好，需要的接种量也少，比较简单。(用1.25升的饮料瓶生产)。

1：设备为，光照箱，用一个大的纸箱，放一个40瓦的白炽灯悬挂在箱子的空中（注意防火），纸箱内壁四周，围绕着灯泡，堆放着已装好了接了种的培养液的饮料瓶，这样，既达到了保温到30-40度的效果，又达到了光照的效果。较大的箱子要用60-100瓦的白炽灯，一般一个箱子，可放这种饮料瓶15个以上，即一次可生产约20公斤/箱。灯泡与瓶子的距离不超过20厘米。

夏天，可撤去纸箱，以防温度过高，春秋天，也要在纸箱四周钻孔以散热。春秋天也可放于太阳下晒，只需注意温度不要过高即可。

2：接种：接种量为2-5%，注意水源必须干净卫生，最好用地下水，自来水不可用，第一次做试验时，要多选择几种水源同时

做，以确定哪种水源最好，最先转成红色的水源最好，可确定为今后的生产用水。

3：菌种：一般来说，您生产出的光合细菌产品，就可当做下一批产品的种子用，无限循环下去，所以以后不需要购种。

4：培养：在箱子内，打开白炽灯，照几天即可，一般温度可达到在40度，所以要密切注意温度不要过高，

第一次培养可能需要5天以上，菌种适应了当地的水源后，一般只需要2天即可。

5：扩大规模，只需用大量的饮料瓶即可。收获:光合细菌的生长曲线呈"S"形，即增殖最快的是指数生长期，而且质量最好。指数生长期之后，虽然数量还在缓慢增长，但质量已明显下降，因此收获时最好选择在指数生长期之末。

四、光合细菌固态产品的生产：将高浓度光合细菌用蛭石粉或沸石粉吸附后，阴干或风干粉碎即得粉状固体光合细菌产品。可包装出厂，便于运输和售卖。也更象一个产品了。一般售价可达到2元/公斤以上，光合细菌︰沸石粉=1︰3～4。也可用其它载体来做干燥吸附剂，如草炭、硅藻土等。

我场的学员：山东省鱼台县王鲁镇大李庄村李卓光（邮编272352），培育使用光合细菌多年，取得了较好的经济效益，他的培育和使用光合细菌经验是：

一、培养方法：培养容器可用玻璃缸、透明塑料桶、塑料袋等透明容器，把食用水(或自然水)的PH值用氢氧化钠(烧碱)调到7.5～

8.5。按1.4∶100(即1公斤水用14克培养基)溶于水中，再接种相当于水量五分之一的菌种，用60～100瓦白炽灯连续照射(如果气候适宜，也可利用日光直接照明)每天搅动二次，使其受光均匀，保持30～34℃，一般一周内可培育成熟。

成熟的光合细菌30天内使用效果最好，如果放置时间过长，菌体老化，菌液浓度降低，使用效果变差。低温阴凉处保存的时间相对延长(不需阴暗)。

二、使用方法：光合细菌是益菌，对各种水产养殖动物都有益，尤其育苗阶段效果明显，量多一些无任何负作用。水温20℃以上使用效果较好。

育苗用量：一般施用100-200PPM，随换随补充。

成鱼用量：每亩5～8公斤，将菌液稀释后泼于水中，15天施一次，水质严重恶化时7天一次。

饲料添加：按3%～5%添加于饲料中，现拌现喂。注意：不得同时使用杀菌药物。

光合细菌（Photosynthetic Bacteria）研究，应用和进展

光合细菌（PSB）是地球上最早出现的原核生物，具有原始不产氧的光能合成体系，它的生态学研究始于十九世纪中叶，100多年来取得了许多成果。

光合细菌分布广泛，几乎遍布于土壤、泥炭沼泽、淡水、海水、水生植物根系，以及含硫黄的泉水之中，是一类水生的革兰氏阴性细菌，由于其生理类群的多种多样，故是目前细菌当中最为复杂的菌群之一。该菌群用途广泛涉及到经济建设和日常生活的各个方面，具有净化有机废水的能力；亦可作为家畜、家禽、鱼类的饲、饵料添加剂以及果树、蔬菜、食用菌、水稻的生物肥料。我国对于光合细菌的基础研究已有30—40年历史：应用研究近十多年才开始，已日益引起人们的关注和重视。本专题仅就光合细菌的一些重要性质和内容进行引述，俾重视其综合效益的开发和利用。

一、光合细菌的类别

1．依据光合细菌所具有的色素体系分之，可分成绿色和紫色光合细菌两大类群。

绿色光合细菌的属别和特征列如表1。紫色光合细菌（色硫菌科）的属别和特征列如表2。红螺菌科的属别和特征列表3。Truper （1976年）将Chloroflexus（滑行性丝状绿色硫黄细菌）属列为一独立的新科，提出将全体光合细菌分列为4科的提案。依拟此分类法，现已知光合细菌目包括2亚目、4科、18属约45种。

2．PSB由下述四个科组成，它们的生理生态学特征彼此有差异：

2.1红色非硫黄细菌Rhodospirillaceae科

惯用名为Purple nonsulfur bacteria，这个科的细菌利用各种有机物作为光合反应的氢供体，以此进行光合异养生长。因而，它们生长在含有多量有机物的厌气水层中：不过，有一部分红色非硫黄细菌也能生长在含氧水层中以靠呼吸进行生长。因此，它们是兼性光养微生物。另外它们不能利用硫化物，但最近研究表明它们仍能利用低浓度硫化物的。

2.2红色及绿色硫黄细菌Chromatiaceae科和Chlorobiaceae科，惯用名分别为Purple Sulfur bacteria，Green Sulfur bacteria

这两科细菌都利用CO2作为碳源，H2S作为光合成反应的氢供体，以此进行光合自养生长。它们常常生长在含有CO2和H2S 的厌气水层中。同样要指明很多红色硫黄细菌也能进行光合异养生长。

2.3滑行性丝状绿色硫黄细菌Chloroflexaceae科惯用名Gliding filamentous green sulfur bacteria

本科细菌能利用各种有机物作为碳源和光合反应的氢供体；也能利用CO2和H2S来生长。此科细菌于1971年才由B pierson 和K castenholtz发现，是一种含有滑行丝状细胞的高温菌，密集地附在含有H2S的碱性温泉水（45~60C）流经的岩石表面。这个科的细菌能营光能异养和兼性化能异养生长。

3．光合色素的种类及其在菌体中的分布

3.1光合细菌的细胞体内含有细菌叶绿素（菌绿素）和类胡萝卜素的光合色素，随光合色素的组成和数量不同，形成了菌种所呈颜色的差异。在培养液呈现的颜色中，反映极为清晰。迄今已经纯化分离的细菌叶绿素计有5种，它们都是含镁的卟啉衍生物，分别称为细菌叶绿素a、b、c、d、e。各具有固定的光吸收波长（图1）。光在水中的透过度随其波长而变，深水层中生长的菌种，类胡萝卜素的含量高。

3.2类胡萝卜素的可分为开环结构和闭环结构两种。依据其生物合成途经和化学结构而分为5类，大约有30多种。

类胡萝卜素的作用是将光能传递给菌绿素免受强光伤害，并以其组成和数量不同影响吸收光譜的波长，在菌体所呈颜色方面起着决定性作用。例如，使色硫菌科中的细菌呈现出褐色、粉红、褐红色、紫红色到紫色或橙色；使绿硫菌科中的细菌呈绿色；红螺菌科中细菌呈黄色到紫色的各种鲜艳之色。

3.3光合色素是复杂内膜系统中的一部分，接于质膜之上并从质膜分枝，常常占据细胞内的大部分，其含量多少受光强度的影响。其次O2对光合细菌色素的合成具有明显的抑制作用，随着环境中O2的消除，而又能得到恢复，是一种可逆性的改变。所以一般来说，颜色还不是用来识别光合细菌类型的一个好的标准。

4．各种自然水体中的光合细菌

光合细菌是水域微生物的一个特殊生理类群，广泛生长在富营养化的水体中，即含有某种营养源（H2S等）的厌气层，具有能透过光的水深。现将主要水域引述如下：

不混湖：这种湖上下水层不对流不混合，常年有含H2S的厌气停滞层，是最适宜光合细菌生长发育的湖，一年四季生长着红色硫黄细菌，绿色硫黄细菌：

循环湖：湖水全都是循环着的，难以形成水中的厌气层，光合细菌不太能生长，只有在夏季由于温度的关系在下层形成含有H2S 的厌气停滞层，其中有大量的红色或绿色硫黄细菌繁殖。（图2）

在厌气层中生长的光合细菌种类受这水中H2S浓度、光强度、盐浓度、温度、PH值、氧化还原电位的影响。

4.2 氧化池和活性污泥糟

均是生物处理废水的系统，氧化池不太暴露于空气，硫酸还原菌等生长而产生H2S，促使厌气氧化池中红色硫黄细菌生长密度为10 Cells/ml，豆制品废水处理水也达到10 Cells/ml（星野等1975）。是兼性厌氧的。

4.3 下水道

极少数种类的光合细菌生长于下水道沉淀物中（水深1—2米）。其优势生长的种类随季节性不同而不同，底层呈现的颜色也随之不同。夏季红色非硫黄细菌占优势呈现红色；冬天红色硫黄细菌占优势呈红褐色。

4.4 海

海岸、海水湖的厌气层中生长着各种光合细菌，有时由于这些细菌的大量繁殖，致使海水呈现红色、绿色。这类菌种均有一定的耐盐性，与淡水分离的菌种在生理特性上多少有些差别。

4.5 其它水域

光合细菌在池、沼、硫黄泉、水田或灌水的土壤中生长。

综上引述光合细菌能生长在广泛的自然环境中，不仅能进行光合成作用，也能进行呼吸、发酵或脱氨，如此多样化的生长能力，正在吸引人们对它进行发掘和研究。

光合细菌存在于自然水域的厌气层的上部，它们以下层的硫黄还原菌，发酵细菌所生成的H2S、CO2为营养源进行光合成而生长，也就是利用从厌气层下部产生出来的化合物，籍助光能，使其变换成其它化合物，在厌气层下部再还原其中的一部分化合物。从另一角度说，光合细菌是一种能防止厌气层下部产生的物质原封不动地大量转移到好气层去的生物。这种细菌能去除H2S的氧化作用，才可能防止厌气层中有毒的还原性H2S向好气层扩散，从而确保在好气层中生活的水生动物和水生植物的健康生长，这在生态学上具有特别重要的意义。

5．光合细菌在物质循环中的作用

5.1 碳源

光合细菌一般都能以混合营养而得到生长繁殖，以Chromafiacea科和Chlorobiaceae科的细菌而言，是以H2S作为进行光合反应的供H2体，利用水体中厌气层下部的CO2为其主要碳源。Rhodosprillaceae科的细菌，则以各种有机物作为供H2体，同时亦以各种有机物作为碳源。Chloroflexaceae科的菌种，能将CO2和有机物一起，同时很好的加以利用。当以CO2作为碳源时，其固定途经随菌种不同而各异。

Rhodosprillaceae科的细菌，能利用低级脂肪酸、醇类、碳水化合物和氨基酸等有机物作碳源，其利用范围因菌种而异，各有其特征。因而，可以依据对有机物的利用能力，而作为分离菌株的简易的鉴定方法。

红色硫黄细菌和绿色硫黄细菌能把水层下生成的H2S氧化以硫黄颗粒的形式，并以某种比例堆积在水底。

5.3 氮源

以氮源而论，一般均可利用铵盐、氨基氮、甚至N2气，依据菌种不同也有能利用硝酸盐和尿素的菌种。光合细菌各菌种对氮化合物的利用范围问题，尚未见有系统的研究报导，可作为今后分类学研究的课题。根据固氮酶固定氮素的能力，可以看出这是这类细菌群的最大特征。将具有固氮酶同时具备氢化酶活性的菌种，置入无氮培养基中培养生长时，即会产生大量氢气。

在自然水域的厌气层和好气层都发生有光合生成物参加的碳素循环；在厌气层中光合细菌参与了碳素循环，在碳素循环的同时还进行着硫黄循环。另一方面好气层中，绿藻、蓝藻参与了碳素循环，在碳素循环的同时还进行着氧循环图3。

二、光合细菌的分离、培养及鉴定法

光合细菌一般出现于水生环境的缺氧区，该区常有H2S积累，构成了一个适宜的自然萌发地带。在实验室或生产中可用人工仿制生境的方法，使之收集、培养和增殖这种细菌。

Winoradsky column 方法（1880年）

池子底泥+玻璃圆筒+纤维素、CaCO3加水灌满、装上塞子窗边或光照培养

Molish.Van Niel 方法（1930年）

对上述方法加以改良，选用适合于各种菌种生长的培养基，有目的地选择性地富集培养菌种。

Pfennig（1960年）等方法

在富集培养法的基础上对纯化方法加以改良，从而使多数菌种得以分离，现已知涉及4个科22个属61种。Carra（1969），Kondratieva （1965），Pfennig（1967），Van Niel（1971）及Whitten bury（1971）等学者都有论述。

1．富集培养法

a）分离源

使用采水器取营养丰富的厌气层水、一年四季从各地不断采集样品。

b）生长培养基

光合细菌四个科的培养基至今已有各种配方，许多有关书籍如上海交大编著“光合细菌的研究及其应用”，俞毓馨、吴国庆等编著的“环境工程微生物检验手册”以及北村博教授编著的“光合成细菌”均有详细的描述兹不复赘。

在营养中以碳、氮、磷营养因素为主的基础培养基，使光合细菌具备生命活动的能源和建造有机体的物质基础。还需要一定量的镁、钙、钠及有关微量元素，以保证其生理代谢的正常进行。

c）接种

接种样品的量以20ml生长培养基中加入1—2滴样品就行了。接种量太大会使培养基条件变化，也就不能有目的地增殖菌种。d）培养

接种样品培养基通常在室内放置几小时到一昼夜（在暗处），以后再放在光照下进行光合成培养。其时间根据条件从一周到一个月。

e）光源

选用白炽灯，具有类胡萝卜素吸收的短波长光（450~550nm），也有被菌叶绿素吸收的长波长光（715~1050nm）。

光强度以500~2000lux为适宜。培养物离灯（40~60w）15—50cm。

F）阻止藻类生长

培养基中加入光化学系阻害剂（Swoager1971）。

使用700nm以上的波长作为光源，菌叶绿素能生长（700 nm以上）而藻类含有的叶绿素吸收波长在700nm以下故不能生长见表4。

g）PH值、温度

PH值范围为6—8，培养温度为20—30度

2．分离法

为了分离纯化增殖培养的光合细菌，一般使用琼脂培养基，产生这些菌的单克隆。

琼脂平板培养适用于红色非硫黄细菌科的分离。

琼脂振荡培养适用于红色硫黄细菌和绿色硫黄细菌的分离。

3．保存法

光合细菌一般以液体培养状态保存，10—20度温度，弱光照明（约30lux）保存（Van Niel,1971）。也可保存于琼脂斜面。4．鉴定法

依据光合细菌科及属水平的鉴定检索表进行。

光合细菌的各种菌种细胞形态见图片4。

三、近十年来我国对光合细菌研究文件查新

题目作者单位刊物（年）备注

紫色非硫细菌光系统作用中心电子传递及质子运转机理吴梦中科院上海植生所微生物学报（1994年）

光合细菌产氢条件的研究孙琦等浙江大学生物科学系微生物学报（1995年）筛选13个菌株

绿色红假单胞菌和绿硫红假单细胞菌的分离与鉴定杨素萍、张肈铭山西大学同上

镧与铷对红假单细胞的生长，类胡萝卜素的生成及固氮活性的影响陈声明等浙江农业大学同上

浑球红细菌谷氨酸合成酶基因（glt）的克隆和图譜分析鲁涛等中科院上海植生所同上（1996年）863计划

浑球红细菌谷氨酸合酶大亚单位基因（gltB）的序列分析同上同上863计划

浑球红假单胞菌在暗处发酵生长时的固氮酶，吸氢酶以及放氢机制的研究同上微生物学通报（1991年）

处理柠檬酸发酵废水的高活性PSBP4菌株的分离鉴定杨大庆等上海交大生物所同上乙酸钠为C源50小时进入稳定期72小时后废水COD 去除率达85. 3%

第二届全国海洋与淡水微生物学。海洋生物工程学学术讨论会同上光合细菌方面,选育了一些优良菌株,将开发为饲饵料添加剂采用tlungalte厌氧培养技术分离纯化光合细菌的方法于温旭等山东大学微生物所同上（1992年）快速、准确、简便

产氢紫色非硫光合细菌的分离与筛选刘双江等中科院微生物所同上（1993年）产氢高的菌株

铜绿假单胞菌PIC-N荼降解基因的研究王岳五等南开大学生物系同上（1994年）降解荼等多环芳香烃并产生水杨酸和其它化工

产品的工程菌株

红假单胞菌H菌株生长细胞光照放氢条件的研究中科院微生物所微生物学通报（1994年）对光合细菌光照放氢现象的认识已有40多年的历史，但真正从获取氢能角度去研究则是近十年内的事。日本进展很快，已完成了利用淀粉废水生产氢能的研究。据悉国内也有进行从废水中产氢的尝试，至今未取得满意结果

厌氧微生物研究的新进展凌代文中科院微生物所同上（1995年）

紫色非硫黄细菌光合基因表达调控研究进展吴大庆等山东大学微生物所同上（1996年）近年研究最多最深入的领域之一。

假单细胞菌产脂肪酶条件的初步探索高修功等无锡轻工业大学同上（1997年）

筛选一株具有一定脂肪酶能力的假单胞菌菌株同上同上

丙酮酸对浑球红假单胞菌突变株固氮酶活性的调节吴永强等中科院植生所植物生理学报（1992年）

四、光合细菌在废水处理中的应用

利用光合细菌净化高浓度有机费水，是废水生物处理法中的一个新发展。它具有有机物负荷高、占地面积小、投资废用少、动力消耗低、除氮效果好和耐盐能力强等优点，而产生的菌体又有可能作为重要的原料进行综合利用。因此正受到人们重视。

光合细菌是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。目前用于有机废水净化的光合细菌主要是红螺菌种（Rhodospirillaceae）中的红假单胞菌属（Rhodopseudomonas）。目前已在人粪尿、家畜粪尿、食品、纤维、皮革、有机化学工业等废水的高负荷处理中获得很高的评价。

1．利用光合细菌净化废水的作用原理，六十年代日本科学家观测了高浓度的粪便污水自然放置时的菌数变化见图5-1、5-2。他们发现在BOD值高达10000毫克/升以上的污水中，异氧细菌首先大量繁殖，把高分子的碳水化和物、脂肪、蛋白质分解，产生小分子物质、单糖、挥发酸和氨基酸。接着异氧细菌渐渐减少，光合细菌则利用小分子有机物而迅速繁殖，使污水的BOD值逐渐降低到1000毫克/升以下。约二星期后，光合细菌渐渐减少，由活性污泥微生物和绿藻所代替，并进一步把污水净化到BOD值30毫克/升以下。

这一发现，揭示了自然界的高浓度有机污水是通过微生物的生态学演替而被净化的。

2．利用光合细菌净化废水的方法：一般处理流程如下图6—1 6—2 6—3。

PSB处理法应用成功的关键在于基质的可溶化和保持处理系统中光合细菌的优势。还要注意加大接种量，经常补充菌体和适当加入锰、铁等重金属离子，以及尽可能地减少处理过程中的杂菌量。

3．试验及运转实例：

a)南通发酵厂（1987年）处理柠檬酸发酵废水；

b)上海交大俞吉安等（1987）应用光合细菌处理牛粪尿的工艺研究；

c)华东师大史家梁等利用光合细菌处理上海粪便污水；

d)太原工业大学吴国庆等利用光合细菌处理印染厂废水；

e)美国（1984）利用猪粪水作为红色硫黄细菌的生长基质，蛋白产率达1.8克/升（猪粪水）；

f)意大利（1987）利用养猪场废水在不同类型光合反应器中，于户外大量培养光合细菌的三年试验结果：

六十年代日本微生物学家北村博教授和光合细菌处理法的创始人小林正泰先生在实验室水平做成废水处理的模型，用豆腐工场废水

（BOD约8000PPM）作为处理对象逐渐扩展，处理废水种类增多；并且先后成功地建立了一批日处理达几十、几百乃至数千吨高浓度有机废水的大中型实用系统，效果良好。再如朝鲜建设处理量600立方/日车间，1981年春正式开工，原废水BOD为30000PPM 经处理后流放水BOD100PPM左右。

与活性污泥法相比有许多长处，但也有缺点，一是需要不断的添加新鲜菌体；二是菌体细胞自然沉降困难；三是有效最终BOD值在200毫克/升左右尚需活性污泥法或培养藻类等方法加以进一步处理。

针对上述三个缺点，我国也有许多单位已经研究解决了或正在研究解决，例如固定化培养光合细菌就可以解决不断地添加菌体细胞。

五、光合细菌菌体的利用

七十年代中期日本京都大学小林达治教授进行了光合细菌菌体作为鱼类饵料，产卵鸡的饲料以及柿子、密柑、西红柿、水稻等使用，不仅产量增加，而且产品质量显著改善；八十年代又研究了低分子的有机物质能被植物直接吸收，并指出连作障碍是由于土壤中有益微生物与有害微生物的不平衡引起的，大量农药、化肥的施用导致有益微生物密度降低，提出了有机营养、有机栽培的新学说。利用的原理主要是增加有益微生物密度。因为光合细菌具有一定的固氮能力，并能促进与其共生的微生物增殖及浮游生物增殖；利用芳香醇类苯环碳元素作为能源的能力；菌体富含蛋白质、维生素、氨基酸、矿物质、类胡萝卜素以及活性物质；光合细菌新陈代谢是一个微产碱性的系统工程。

1．菌体分成见表5—1、5—2、5—3和6—1、6—2

a）一般成分及氨基酸的组成

b）色素及维生素的含量；色素随着光照强度、CO2浓度、基质种类，以及其它培养条件状况而在明显地变动。维生素含量丰富特别是VB12含量之多，受人关注。

上述组成成分含量均表明光合细菌富含营养物质，B族维生素的种类及含量不低于酵母，以利于提高存活率、促进生长以及改善品质的良好作用。

2．作为水产饵料的利用

据观测自然界水域中，当光合细菌生长增多后动物性浮游生物也随之发生增多，有着相关性；光合细菌被浮游生物捕食利用，较之绿藻更具有相当大的增殖力，成为仔鱼丰富的开口饵料，生存率大大增加，几乎很少死亡，体重亦有所增加（见表7）。

再者目前公害中，首先令人苦恼的是池沼中发生的H2S，倘有红色和绿色硫黄细菌，H2S是它们利用的最佳物质，池水得以净化。浙江省上虞县水产养殖场于1991年使用光合细菌鱼苗成活率可提高5--28%，亩产可提高15--30%，饵料系数下降20--23%。光合细菌添加用量占饵料量的2%的较好的经济效益。

江苏吴县水产养殖总场饲养金鱼施用光合细菌（1990-1991年），对其促长、增色、防病均有明显效果，其中使金鱼的转色率提高3个百分点。

中国水产科学院淡水渔业中心于1989--1991年进行了鱼塘和虾塘试验，均有明显的效果。

鱼塘施用：

a)以DO平均值计净增氧0.5mg/L--0.8mg/L，增幅达18.0%--28.3%，COD去除率为26.1%--33.5%，BOD去除率为2.7%--14.7%，大肠菌群数量下降32.0%--44.6%，总氮去除率为21.3%--30.0%，总磷去除率为28%--38%；

b)藻类的结构组成上，光合细菌对有害的兰藻水花种群有明显的控制作用；浮游生物方面主要为原生动物和大型水蚤，而未施用的

主要为轮虫等；

c)增产和经济效益，增产22.0%--31.8%，按平均鱼价4元/kg，计净增效益494元--876元/亩。

虾塘施用：

1990年20亩虾塘共使用光合细菌120kg，共收获对虾4200kg，亩产210kg，产量提高121%，平均亩产盈利1725元，取得显著的经济效益。

江苏太湖地区农科所养鳗场1992年施用光合细菌：

a)池水PH值均为8.4左右呈微碱性；b)溶解氧平均含量达溶氧饱和度的94.12%；c)10天不换水时化学耗氧量明显递增高达13.44毫克/升；d)铵态氮明显上升，最高达到0.935mg/L；e)亚硝态氮含量减少；f)透明度为30cm.

鳗鱼增重16%、节约用水75%、饵料利用提高22%。

厦门生物有限公司自94年以来光合细菌销量每年100吨以上，主要供于厦门漳州、三明及邵武等市郊罗非鱼养殖场，产品取名“罗肥宝”。罗非鱼是这些地方居民餐桌上主要淡水鱼种，市科委说近几年罗非鱼又大又肥可能与施用光合细菌有关。

另外山东海洋学院在海水养殖、沈阳农业大学在养螃蟹上施用均有一定的面积，据悉获益匪浅。

最近召开的第二届全国海洋与淡水微生物学，第二届全国海洋生物工程学联合学术讨论会总结报告中提及：“光合细菌方面，选育了一些优良菌株，将开发成为饵料和饲料添加剂”。

3．利用作为畜产饲料

光合细菌菌体中有多量维生素及其它活性物质，在产蛋鸡饲料中仅加1/10000，产蛋率就增加15--20%，在气候不顺的季节，产卵的效果显得尤为显著。其次菌体中类胡萝卜素较多因此能提高卵黄的色度和对照相比卵黄中类胡萝卜素及维生素A含量提高了20%，因此提高蛋的质量（表8）。苏州市职业大学分校王应铨、杨雪南、许福康等于1988--1990年在蛋鸡、肉鸡及鹌鹑应用效果；肉鸡增重9--12%、提高饲料利用7--9%、按1989年价格计（鸡价6元/kg、饲料0.9元/kg、菌液0.08元/升）每只鸡多收入0.20元至0.51元，具有较好的经济效益。

鹌鹑成活率提高3%--9%，体重增6%--8%，产蛋重量增4.7%--8.7%。个体比较均匀、羽毛发亮、毛色较深、目光有神、活泼好动。蛋鸡通过126天产蛋对比，提高产蛋数7.16%、产蛋重10-13%、饲料报酬10.34-13.06%。

上海市新杨种畜场2250只蛋鸡試验蛋数多3.91个/只，碎蛋数少1.56个/只共多5.47个/只，蛋重、蛋黄色素、蛋形指数等都达显著。PSB用量：31-56日令为0.4ml/只天，140--500日令为0.8ml/只天，可以在广大农村用户和大中型现代鸡场推广应用。4．作为有机肥料使用

a)用作柿子肥料如表9所示，不仅产量增加，而且糖度上升，味色都变好，品质极佳

b)增强密柑耐儲藏性，栽培的各种温州密柑，12月10日收获果实，施用化肥的自然存放到次年2月几乎全部腐烂；而收获前7月、8月、9月施用过三次光合细菌悬浮液自然存放到4月完全不发生腐烂，儲藏力显著增加，可向消费者提供耐儲藏，不腐烂的优质果实。

c)西红柿施用后果实增重10—34%，维生素B、C含量增加8—33%见表10。

d)应用于水稻，表11—1、11—2

江苏太湖地区农科所水稻试验：

1）促进稻田土壤微生物增殖见图7—1

放线菌与真菌比值以及固氮菌的增殖

2）对稻田土壤NH4-N的影响见图7—2

促进土壤氮素矿化

3）对水稻产量及农艺经济性状的影响见表12

山西农科院报道（1993年）玉米施用光合细菌增产7.9—10.3%。中科院沈阳生态所用人参栽培增产12%以上。

e)其它方面应用：（色素、产氢、口服液、作为中药剂的防腐剂）

日本的光合细菌在基础研究，应用基础研究方面具有较高的水平；对高浓度、低浓度有机废水的处理，先后成功地建造了一大批大、中、小性的实用系统；又在农作物、水产、蚕桑、果树、蔬菜、食用菌、畜禽、园艺花卉等有着广泛的推广应用。近十多年以来又在产品的升级换代，提高效益，开拓新的研究和应用领域，并向国外拓展。之所以有这样的发展本人认为有几个方面：

1）很多高等学校和研究所开展，出了一大批研究成果和研究生，在日本私立的研究所、研究会以及协会各地均有，科研投入大成果多、人才多。

2）众多制造商搭桥每个研究单位和每位光合细菌专家周围都有一批制造商相随，一方面需要研究成果；另一方面依据市场情况提出改进产品的设想。

3）有一定的群众监督，经过70—80—90年代的推广应用确有一定的效果，加之“环保法”强力贯彻执行和市场调剂例如使用光合细菌鸡所生之蛋是未施的6倍，金鱼施用光合细菌色泽越红价格越高，加之人们生活提高以后健康食品越来越受到人们的关注和欢迎。4）广泛宣传，尽力向外开拓利用各种研讨会、商贸会、设摊位，将包装十分精美的样品展示，并且通过广播、电视、资料等宣传，并且积极去国外投资建厂。而我们很小的一个摊位展示要8—10万元，电视广告也很贵，对于农业商品利润很小难以承担。

5）降低成本利用处理有机废水进一步培养光合细菌进行应用；开发复合系列产品应用。

光合细菌在食品、化妆品、医药保健业中的应用

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光合细菌富含类胡萝卜素，为重要的微生物来源的天然红色素。迄今已发现光合细菌的类胡萝卜素有80多种，该色素无毒，色彩鲜艳、亮泽，并具防水性，因而很适用于食品、化妆品等工业中作为着色剂，在医学业中也具广泛应用前景。利用光合细菌发酵生产类胡萝卜素的研究已普遍引起重视。日本学者用球形红杆菌（Rhodobacter spHaeroides）发酵生产高浓度红色素作为食品添加剂，色素含量为干菌体的6％，新鲜菌体的1．5％左右。国内也有用球形红杆菌发酵生产类胡萝卜素，每升发酵液可提取色素312mg 左右的报道。

光合细菌微生态制剂的异军突起更引人注意。经动物试验表明，光合细菌保健食品具有延缓衰老、抑制肿瘤、免疫调节、调节血脂的显著功效。这与其细胞内富含类胡萝卜素是分不开的。类胡萝卜素的抗氧化能力、抗感染作用以及抗癌变作用已有许多研究报道和专门评述。光合细菌细胞中富含的B族维生素及活性物质，也成为提取天然药物的良好素材之一。据报道，我国已成功研制

出了光合细菌抗癌药。

光合细菌在开发新能源中的应用

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氢作为一种理想而无污染的未来能源日益受到人们的关注。生物制氢是开发新能源的一个方向，欧美、日本等均在研究和开发生物制氢技术。我国近几年也有这方面的报道。

光合细菌的许多种类在代谢过程中都能释放氢气。目前研究较多的是深红红螺菌（Rho-dospirillum rubrum），其产氢量高达65ml ／h．L（培养液），比蓝细菌产氢量高1倍多。利用该菌固定化细胞产氢量高达20ml／g．h，气体组成中H2占70％～75％。可见光合细菌具有产氢速率高、产生的氢气纯度高等特点。

对光合细菌的研究在逐渐深入，其应用领域在逐渐拓宽。目前的研究表明，光合细菌的应用效果显著、确切，某些方面的应用研究已具有一定的推广价值。例如作为饲料添加剂在养殖业中的应用，作为“微生物净化剂”在废水治理中的应用等。但在许多方面的应用研究，还只能说处在初级阶段，还有大量的、深入的研究工作要做。但是，目前的研究已显示出光合细菌作为重要的微生物资源，其开发应用的前景是广阔的，必将具有不可替代的应用市场，在人类活动中必将发挥越来越大的作用。

合细菌在有机废水处理中的应用

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20世纪70年代日本小林正泰等提出了用光合细菌处理有机废水的工艺，并成功地对粪尿和食品、淀粉、皮革、豆制品加工的废水进行处理。南朝鲜已建成了日处理600t的酒精废水处理场。近年来，澳大利亚、美国等也相继进行了这方面的开发研究。国内这几年在光合细菌处理废水研究方面也取得了一些成绩。对高浓度合成脂肪酸废水、肉类废水、豆制品、洗毛、牛粪尿废水以及柠檬酸废水的处理均取得了良好效果。例如，有试验表明，用光合细菌对CODcr为52800mg／L的豆制品废水进行12h处理，去除率达92.7％；CODcr为3 864 mg／L的淀粉废水进行72h处理，去除率达99.5％；处理柠檬酸二次有机废水，CODcr、BOD5总去除率分别达到97％和99％。

高浓度有机废水在自然净化过程中会出现以下微生物群落的生长演势：有机营养型微生物群落的生长繁殖→光合细菌的生长繁殖→藻类的生长繁殖。为使高浓度有机废水尽快达到净化，可用人工模拟方法，加入光合细菌。综合各方面来看，光合细菌处理法应是目前环保治理的一个最经济、最有效的手段。其优点在于：（1）有机物负荷高，可以处理高浓度有机废水。（2）设备规模小，动力消耗低，投资费用少。（3）易管理，受季节影响小，在10～40 ℃温度范围内均可处理。（4）产生的菌体可综合利用，在养殖业与种植业中作为饲料或肥料。

光合细菌在种植业中的应用

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由于大量无机肥料与化学农药的使用，造成土壤残留农药的毒害，土壤盐化、板结严重，土壤肥力趋于衰竭。因此，有识之士都大力提倡使用有机肥料和“生物农药”。而光合细菌已被证明既是一种优质的有机肥料，又能增强植物的抗病能力。光合细菌可作为

底肥、或以拌种和叶面喷施等方式应用。

光合细菌在种植业中的应用研究也有许多报道。河北晋州利用光合细菌进行试验取得的各种数据颇能说明问题：小麦平均亩产提高16％，玉米提高13％，棉花提高14％，甘蔗、大白菜提高40％，甜瓜增产15％～24％。

光合细菌能使农作物增产增质的原因，似可归纳为以下2个主要方面：（l）光合细菌能促进土壤物质转化，改善土壤结构，提高土壤肥力，促进作物生长。光合细菌大都具固氮能力，能提高土壤氮素水平，通过其代谢活动能有效地提高土壤中某些有机成分、硫化物、氨态氮，并促进有害污染物（如农药、化肥）的转化。同时能促进有益微生物的增殖，使共同参与土壤生态的物质循环。此外，光合细菌产生的丰富的生理活性物质如脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶、维生素、辅酶Q、类胡萝卜素等都能被植物直接吸收，有助于改善作物营养，激活植物细胞的活性，促进根系发育，提高光合作用和生殖生长能力。（2）光合细菌能增强作物抗病防病能力。光合细菌含有抗细菌、抗病毒的物质，这些物质能钝化病原体的致病力以及抑制病原体生长。同时光合细菌的活动能促进放线菌等有益微生物增殖，抑制丝状真菌等有害菌群生长，从而有效地抑制某些植病的发生与蔓延。由于光合细菌具有抗病防病作用，有人

还试验将其作为瓜果等保鲜剂。

光合细菌在水产、禽畜养殖中的应用

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在水产养殖中，光合细菌可被用于鱼虾以及特种水产品如贝类、蟹、蛙类等的饵料或饲料添加剂。光合细菌在促进鱼虾等的生长，提高成活率，提高产量等方面，所有的报道均给出了肯定的结果，无论是成活率或是产量的提高均可达10％～40％以上。而且还具有防治鱼虾疾病，净化养殖池水质等方面的功能。

光合细菌具有上述作用的确切原因尚待进一步研究。但与以下几方面因素不无关系：（l）光合细菌的营养丰富，含有大量类胡萝卜素、辅酶Q、抗病毒物质和生长促进因子。（2）光合细菌在水产养殖水域的物质循环中起重要作用，能将被异养微生物分解活动形成的有机物如有机酸、氨基酸等作为基质加以利用，促进养殖池底有机物的循环，使水质得到净化，病原菌难以发展，改善养殖环境。许多试验表明，光合细菌能使水产养殖池水体中的氨、氮、硫化氢下降50％以上，溶氧提高14％～85％。（3）施用光合细菌的池塘，其放线菌／细菌的比例会明显增大，推测其原因认为是由于光合细菌促进了放线菌的生长，而放线菌抑制了病菌的活动，从而达到防病的目的。（4）光合细菌在水中繁殖时，能释放出一种具有抗病性的酵素──胰凝乳蛋白分解酶，该酶能防止疾病的发生。（5）由于光合细菌能分泌大量的叶酸，长期使用光合细菌也可避免鱼类贫血症的发生。

光合细菌的营养价值极高，消化率好，作为禽畜饲料的营养添加剂已有20余年的历史。有研究认为，饲料中光合细菌含量达10-4便可充分发挥效果。它在提高禽畜产品的产量、质量方面同样具明显作用。例如，使用光合细菌的家禽，成活率提高5％～7％，肉鸡增重15％～17％，料肉比降低33％左右，产蛋率提高12．7％且所产蛋的蛋黄颜色明显趋红、亮泽，卵黄中类胡萝卜素和维生素C含量提高20％左右。

光合细菌在养殖业中的使用方法有：直接作为饵料投喂，或作为添加剂拌于饲料中，或混于饮水中饲喂。

光合细菌的营养价值

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光合细菌营养丰富。细胞干物质中蛋白质含量高达60％以上，比目前生产的单细胞蛋白酵母的含量高。与牛奶、鸡蛋蛋白相比，其蛋白质氨基酸组成齐全，因而被认为是一种优质蛋白源。光合细菌还含有多种维生素，尤其是B族维生素极为丰富，VB12、叶酸、泛酸、生物素的含量远高于酵母。此外，还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质。因此，光合细菌具有很高的营养价值，在水产和畜禽养殖上有着很高的应用价值。

光合细菌的主要用途

最近更新时间：2010年5月20日

提供商：研域(上海)化学试剂有限公司资料大小：0K

详细介绍：

光合细菌是一类水圈微生物，含有丰富的营养和具有独特的生理功能，引起了国内外科学家的高度重视，对光合细菌进行了广泛的研究，取得了令人振奋的成果。科学家预言，光合细菌将对人类生存环境产生广泛的、巨大的影响。

1、光合细菌在水产上的应用：我国广东、海南、福建等沿海水产养殖普遍应用光合细菌有下列作用：①净化水质，增加溶氧，提高养殖密度；②营养丰富，促进生长，缩短养殖周期；③增强免疫，防治病害，提高成活率。

2、光合细菌在农业上的应用：试验结果表明，光合细菌在农业上施用具有独特功效，与其他微生物肥料相比，更具有综合效应。①作种肥使用，可增加生物固氮作用，提高根际固氮效应，增进土壤肥力；②叶面喷施，可改善植物营养，增强植物生理功能和抗病能力，从而起到增产和改善品质的作用。

3、光合细菌在畜禽上的应用：①作饲料添加剂光合细菌富含蛋白质、维生素、辅酶Q以及色素，添加到饲料里，可显著提高动物的存活率增长率和抗病力；②用于禽畜饲料，可迅速增重，并且肉质优良，减少疾病，同时还可减少粪臭，净化环境。

4、光合细菌在环保上的应用：由于光合细菌能利用光能和有机废物合成自身菌体蛋白和其他无害物质(变有害物质为无害物质)，所以光合细菌是当今世界上最具发展前景的净化环境的生物制剂。①用作大范围污染的净化处理，美化环境；②用作废水处理剂；③用于人粪尿、畜禽粪尿的集中处理和综合利用；④广泛用于大型垃圾场，生活垃圾的现场处理。

5、光合细菌在保健品上的应用：把光合细菌添加到食品里去，可丰富食品的营养并增强食品的保健功能。据报道，1992年美国保健食品中6.5％加有光合细菌。

饲料添加剂中的万能精灵——光合细菌

文章来源：饲料研究更新时间：2002-10-15点击数：1364评论本文

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中图分类号：S816.7 文献标识码：B 文章编号1002－2813（2002）10－0018－04 光合细菌是一类能将光能转化成生物代谢活动的原核微生物，是地球上最早的光合生物，是进行不放氧光合作用的一大类细菌的总称，英文名称为photosynthetic bacteria，简称PSB。广泛分布在海洋、江河、湖泊、沼泽、池塘、活性污泥及水稻、水葫芦、小麦等根际土壤中。光合细菌的种类较多，与生产应用关系密切的主要有：

视紫红假单胞菌（ Phodopseudomonas）

球形红假单胞菌（Rps．Globiformis）

血色红假单胞菌（沼泽红假单胞菌）（Rps.palustris）

嗜硫红假单胞菌（Rps．Sulfidophila）

绿色红假单胞菌（Rps．Viridis）

紫菌红螺菌（Rhodospirillum）

黄红螺菌（Rp．Fulvum）

深红红螺菌（Rp．rubrum）

盐场红螺菌（Rp．Salinarium）

红假单胞菌（ Rhodo Pscudomonas）

胶状红长命菌（胶状红环菌）（Rubrivivax gelatinosus）

在自然界的淡水、海水中通常每毫升含有103～104个PSB菌，因其具有光合色素，包括细菌叶绿素和类胡萝卜素等，而呈现淡粉红色，在光照条件下可进行不产氧的高效光合作用，是一类以消耗小分子有机物（有机酸、氨基酸、氨和酸类等）、氨态氮和硫化物等环境中的污染物而生长繁殖的微生物。

据测定光会细菌是营养成份很丰富的菌类之一，蛋白质含量高达65％，其氨基酸组成接近轮虫和枝角类蛋白；光会细菌含有丰富的维生素，特别是动物幼体发育所必需的B族维生素，其B12、叶酸、生物素的含量相当高，是啤酒酵母和小球藻的20至60多倍，此外还含有多种微量元素、促生长因子、促免疫因子和辅酶Q等生理活性物质，是一类高营养的微生态制剂。增殖的PSB还是某些水生生物的饵料。因此可以说光会细菌是一种高营养成份并具有很强保健功能的新型微生物类饲料添加剂。同时，由于其具有较强净化污水功能；还是十分难得的优良水质改良剂。

下表为国外某光合细菌企业产品成份指标（见表1、2）。

表1 氨基酸（g/100 g干重）

赖氨酸 2.86

组氨酸 1.25

精氨酸 3.34