1、分解养殖生物排泄物、残饵以及浮游动植物残体等有机物，净化了环境，同时微生物在水质净化中通过氧化、还原、光合、同化、异化等把有机物转变为简单的化合物，保证水质的正常功能，从而保持水生生态系统中水生生物、病原、水质间的平衡24。郭平等25研究了对虾养殖池水域环境细菌的动态变化，结果表明，对虾养殖池水中异养菌和弧菌的数量变化与水温的变化趋势相同；67月末，细菌增长比较缓慢；8月初开始，细菌数量增长较快，8月中旬达到全年的最高值，异养菌为3.4105cell/ml，弧菌为1.9105cell/ml，而后随着水温的下降，水中细菌逐渐减少。高尚德等26研究了中国对虾养成期间虾池水体和底质中细菌含量的变化时
2、指出，细菌代谢可以减少养殖池塘有机碳的积累、加速营养元素的再生、促进浮游植物的繁殖、保持良好的水质。刘国才等对虾池细菌的研究时指出附着细菌数与水体总悬浮颖粒数关系最为密切，与水温及总细菌数也具有显著相关性；但与水层POC及DOC含量却未呈现显著的相关性。实验期间每个围隔浮游细菌的呼吸量、生产量及对腐质碳分解量分别为底泥细菌的2.08倍、2.49倍及2.20倍。浮游细菌、底泥细菌合计分解围隔收入总有机碳的30%（浮游细菌20%，底泥细菌10%），其中10%转为细菌碳，20%用于细菌呼吸消耗27，28。申玉春等研究了凡纳滨对虾高位池的细菌数量变化，结果表明，试验虾池水层细菌总数变化在2.31106
3、87.2106cfu/mL之间，平均为29.72106cfu/mL。异氧菌数变化在0.4810461.2104cfu/mL之间，平均为12.18104cfu/mL。水层中细菌的水平和水层分布有一定的差异，但不十分显著，水层中细菌数量有明显的昼夜变化29。细菌对维持养殖生态系统水质稳定起着关键作用，对此方面的研究有望进一步了解人工生态系统的结构和功能。2 微生态制剂的研究进展2.1 微生态制剂的定义微生态制剂，又称益生菌、利生菌、活菌制剂或益生素。Park等(1974)首次将微生态制剂定义为有助于肠道菌群平衡的微生物和物质(可能含有抗生素) 30；1989年Fuller将其定义是通过维持肠道内微
4、生态平衡而有效影响宿主动物的活微生物31；Gram等在1999年32拓宽了定义范围，认为是一种活的微生物辅助剂，可以通过改善宿主微生态平衡对宿主产生有益的影响。Kozasa(1986)首次将微生态制剂应用于水产养殖，用一株从土壤中分离的芽孢杆菌处理日本鳗鲡而降低了由爱德华氏菌引起的死亡后，微生态制剂的研究便得到迅速发展33。到2004年邱宝生等34对益生菌在水产养殖中的应用进行综述时总结，微生态制剂一般具有以下特点：对动物和人无毒害；对消化道内的酸和胆汁有较强的耐受力；发酵中能产生抑菌物质；容易培养增殖；加工成饲料后有较高的存活率；不与病原菌杂交。2.2 微生态制剂在水产养殖中的应用目前，微生
5、态制剂在水产养殖中得到广泛应用，主要涉及到微生态制剂中的芽孢杆菌、枯草杆菌、光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、EM菌等。随着水产养殖业的日益发展，微生态制剂因其环保优点备受人们重视，在水产养殖上主要应用于净化水质，饲料添加剂和病害防治。2.2.1 用于净化水质2.2.1.1 芽孢杆菌芽孢杆菌(Bacillus sp)具有稳定性好、抗逆性强、存活率高等优点。目前，芽孢杆菌在我国水产养殖业中的应用主要有以下三途径：净化水质；防治病害；饲料添加剂35。张庆等36每隔25d向罗非鱼养殖水体中添加以芽孢杆菌为主的微生物复合菌剂能明显改善水质条件，有效降低氨氮与亚硝酸盐，营造良好的水色，促进罗非鱼的生长。这
6、是由于益生菌进入养殖水体后，发挥其氧化、氨化、反硝化、解磷、硫化、固氮等作用，把养殖动物的排泄物、残存饲料、动植物残骸等有机物迅速分解为二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐等，为单细胞藻类生长繁殖提供营养。单细胞藻类的光合作用又为有机物的氧化分解、微生物及养殖动物的呼吸提供溶解氧，构成一个良性的生态循环，使养殖池内的菌藻趋于平衡，维持良好的水质条件。芽孢杆菌对亚硝酸盐氮的降幅与用量有关，其中以32g/m3和40g/m3两个剂量组的降解效果最佳，施放菌剂48小时后，亚硝酸盐氮含量从起始浓度0.301mg/L降低到0.067mg/L，有效去除亚硝酸盐氮0.234mg/L37。最近几年，枯草芽孢杆菌制剂开始应用
7、于水产养殖上，并且取得良好效果。在养殖水体中加入特定的枯草芽孢杆菌，能迅速而有效的降低水中亚硝酸盐的含量，并对水中溶氧的影响较小，能够有效地改善养殖水体的水质状况38。同时有学者研究称枯草芽孢杆菌能显著净化水质，但使用后会暂时性增加耗氧39。陈静等研究结果也指出，添加枯草芽孢杆菌后，池水的氨氮和亚硝酸盐浓度比对照池显著降低40。孙冬岩等在枯草芽孢杆菌对水质净化作用的研究结果中也表明，在水样中加入枯草芽孢杆菌，氨氮含量迅速降低，NO2-N得到较彻底的分解，溶解氧呈现下降趋势，但影响不大41。王玉堂35在2009年对芽孢杆菌的作用机理总结为以下几个方面：能产生营养物质，促进动物生长；产生多种酶类，
8、提高动物消化酶活性；提高动物免疫力，防病治病；促进有益菌群增殖，拮抗动物病原菌；分解有机污染物，净化水质；改善养殖动物产品的品质，提高其耐受力和抗应激能力。2.2.1.2 光合细菌光合细菌(Photosynthesis bacteria，简称PSB)在厌氧光照或好氧黑暗的不同条件下，能利用水中的小分子有机物，并迅速分解水中的氨态氮、亚硝酸、H2S等有毒物质，能完全分解水中的饵料残渣和粪便，对水环境起到水质调节的作用42。目前,光合细菌以其独特的生理功能和菌体丰富的营养在水产养殖、畜禽生产、饲料添加剂和环境保护等诸多领域得到了广泛的应用43。薛恒平等(1996)44将用芽孢杆菌、光合细菌、蛭弧菌
9、等制成的“益生菌王”，按1mg/kg投入养虾池内，每星期1次，共计3次，结果试验池对虾病毒病发病时间较对照组延迟10天，产量提高40%，用于文蛤的3个池塘均未发病，而对照组的3个池塘发病率为30%50%。这是因为PSB具有独特的光合作用，能直接消耗利用水中有机物、氨态氮，还可以利用硫化氢，并可通过反硝化作用除去水中的亚硝酸铵等污染物；PSB还能将池内的残饵，粪便等完全分解并加以吸收利用，避免沉淀池底发酵而产生有害物质。沈锦玉等45利用光合细菌改善池塘水质的研究结果表明，光合细菌对池塘水的溶解氧、pH没有影响；降低水中氨氮、亚硝态氮、有机物(COD)。赵亮等认为施用光合细菌实验组比对照组可以分别
10、使氨氮下降41.5%、亚硝态氮下降41.4%，并可使幼体成活率、单位产量和总出苗量提高20%以上46。郭秒等的试验结果证明，添加光合细菌后，水族箱水体的COD、氨氮和总磷显著降低，pH略有上升，溶解氧含量提高，水质得到显著净化47；张信娣等也认为光合细菌可稳定养殖水体pH，去除氨氮、亚硝基氮、总氮，降低COD，改变水体氮磷比，并能有效控制异养细菌、弧菌、气单胞菌数量，对真菌的增殖也有一定抑制作用，避免养殖水体水质恶化48。付保荣等研究指出，在鲤鱼养殖水体中投放一定量的光合细菌，能明显去除水中有机物和NH4+-N，增加DO的含量，稳定pH值，且对水中藻类也有明显影响，0.50%、1%剂量组中藻类
11、明显增加，其中硅藻在所有藻类中所占比例可达26%以上，绿藻所占比例达60%左右，而以蓝藻为主的杂藻则下降到10%左右49。李金亮，周玲等37也有一致看法，光合细菌对亚硝酸盐氮具有一定的降解作用，相对降解效率随光合细菌用量增多而增加，其中以32ml/m3剂量组水体中亚硝酸盐氮的降解效果较好，作用48小时后，亚硝酸盐氮从初始浓度的0.301mg/L下降到0.271mg/L，降幅约0.030mg/L，其相对降解率为9.97%。李宁等50在2009年总结PSB在水产养殖业的作用：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。2.2.1.3 硝化细
12、菌从广义上讲，凡是能使土壤或水中的氨氮氧化成亚硝酸或硝酸盐的细菌，可称为硝消化细菌，但硝化细菌严谨定义是指利用氨或亚硝酸盐作为主要生存能源，以及能利用二氧化碳（CO2）作为碳源的细菌，因此，硝化细菌可分为亚硝化细菌及硝化细菌两大类；其实，狭义上的硝化细菌在氮的循环中起到重要的作用，它能把亚硝酸盐转化为硝酸盐，而被藻类利用，起到净化水质的作用。硝化细菌虽然在自然中广泛存在，因为其繁殖时间很长但其繁殖时间很长，从而限制了亚硝酸盐的降解。所以，就需要人为地不断向池中添加硝化菌来加快氮的循环进度，起到真正意义上的改良水环境51。在PH、温度较高的情况下，分子氨和亚硝酸盐对水生生物的毒性较强，而硝酸盐对
13、水生生物无毒害。硝化细菌能将水中有毒的化学物质(氨和亚硝酸)加以分解去除，达到净化水质的作用52。目前，硝化细菌已经比较广泛地应用于水产养殖中，人们普遍利用硝化细菌来降低养殖水体中或养殖废水中氨态氮和亚硝酸氮的含量，从而达到改善养殖水体水质和净化养殖废水的目的5355。李长玲，黄翔鹄等56通过人工引入硝化细菌于罗非鱼鱼苗培育环境中，检测主要水质因子，并测定罗非鱼对主要环境因子抗逆性，研究微生态调控对水质改善和对罗非鱼抗逆性的影响。结果表明，引入不同浓度硝化细菌能显著改善罗非鱼鱼苗培育环境的水质，提高罗非鱼鱼苗的抗逆性。硝化细菌浓度在100cfu/L时，氨氮含量相对于对照组降低了25.05%，亚
14、硝酸氮含量降低了45.16%，COD值降低了12. 33%，显著低于对照组(P0.05)；鱼苗培育成活率相对于对照组高7.58%，体长增长22. 18%，体重增加46.15%，显著高于对照组(P0.05)；在氨氮、亚硝酸盐氮、pH、盐度、温度、耐氧抗逆性试验条件下，幼鱼成活率分别为80%、100%、80%、80%和82.5%，缺氧死亡一半的时间为601s，均显著高于对照组(P0. 05)。总之，硝化细菌因其绿色、无残留而将会逐步取代水产养殖中常用的高残留药品，已被众多养殖者所接受，硝化细菌在水产养殖业中的应用前景广阔。2.2.1.4 反硝化细菌反硝化细菌(Denitrify bacteria)
15、是指一类能将硝态氮(NO3-N)还原为气态氮(N2)的细菌群，它们分散于10个不同的细菌科中,已知有50属以上的微生物能够进行反硝化作用，根据已有的研究结果，反硝化细菌的反硝化作用分4步进行，即: NO3NO2NON2ON2，分别由硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、NO还原酶、N2O还原酶催化57。传统观点认为反硝化作用的一个重要条件是厌氧环境，在O2和NO3同时存在时，反硝化菌首先利用O2作为最终电子受体，只有溶解氧浓度接近零时才开始发挥反硝化作用58。反硝化细菌主要处于养殖池底的污泥中，在鱼虾池底层溶解氧低于0.5mg/L，pH值89条件下，反硝化细菌能利用池底淤泥中有机物作为碳源，将池底淤泥中硝
16、酸盐转为无害的氮气排入大气中。反硝化过程消耗了大量的底层发酵产物和沉积于底层的有机物，底层污泥中有机物和硝酸盐的含量迅速减少，这样，可有效预防因气候突变引起水质剧变对鱼虾的影响59。李平等60对一株好氧反硝化细菌的鉴定及其在废水处理中的应用进行研究。任延丽,靖元孝研究了反硝化细菌在污水处理作用中61。吴桂时等研究结果表明，在试验的过程中，不同亚硝酸含量的水体所需的反硝化细菌用量不一样，一般情况下，0.7ppm的用量在72h后可以将亚硝酸盐含量从0.3降到0.1以下。pH值对反硝化细菌的反硝化作用影响不太大，当pH值在67之间其脱氮率最大，但pH值在89之间时仍有较高的去除率，说明反硝化细菌对水
17、样pH值变化有很强的耐受力，有利于各区域的实际运用。温度变化对亚硝酸盐氮的去除率存在一定的影响，在一定的范围内，温度越高，反硝化作用的效果更明显，在(2535)之间脱氮率达到90%以上，当水温15以下，反硝化作用的效果不是很明显62。张小玲，梁运祥63从土壤中分离出一株高活性反硝化菌DNF409，经生理生化分析和16S rDNA序列分析，初步判断隶属于芽孢杆菌属(B acillus sp. )，在天然养殖水体中碳与氮的物质的量比达到81、菌体浓度达到108cfuL-1时，其反硝化活性即可充分发挥，硝态氮和亚硝态氮的降解率可分别达到94.79%和99.94%。吴美仙，李科等报道我国淡水渔业用水标
18、准规定，养殖水体中的亚硝酸盐含量应控制在0.2mg/L以下，河虾、对虾育苗水体中的亚硝态氮含量应控制在0.1mg/L以下，控制水体中亚硝态氮是集约化养殖技术成功的关键，反硝化细菌因能还原硝酸盐和亚硝酸盐成为氮气而得到重视。目前影响反硝化细菌在水产养殖业上发挥作用的几种情况大体如下：一是水质清瘦；二是重金属离子浓度较高；三是消毒剂的使用；四是增氧剂和反硝化细菌同时使用64。在集约化、规模化养殖日益成为养殖业发展主要趋势的今天，养殖水体污染现象严重，尤其是水体中的亚硝酸盐已成为阻碍养殖业发展的重要因素。细菌的反硝化过程是一种环保、经济、有效的亚硝酸盐去除方法。不同反硝化细菌的生物学特性不同，对环境
19、的适应能力也不同，对养殖水体而言，从养殖水体污泥中有针对性地筛选、培养和驯化高效土著反硝化细菌，对水质改良和水体治理具有重要的应用价值65。2.2.1.5 EM菌EM(Effective Microbes)是有益微生物群的英文缩写，是由日本比嘉照夫发明，它是复合微生态制剂，主要由光合细菌类、乳酸菌类、酵母菌类、放线菌类、醋酸杆菌类等5科10属80多种有益微生物复合培养而成。EM菌不含任何化学有害物质，无毒副作用，具有较强的净化和改善环境的功能，应用于水产养殖，对改善水质，提高成活率和相对生长率，降低发病率，提高水产品品质，有明显作用66。黄永春等67研究了EM菌对建鲤生长和水质变化的影响，结果
20、表明，使用EM菌后的实验组氨氮含量比对照组分别下降1.72%，6.69%和3.03%；COD值降低14.90%，19.27%和17.28%。EM菌在养虾水体中同样起到降低此类有毒因子的效用68，69。华荣生，葛莉莉等研究表明，泼洒EM后，pH值无明显变化，水体透明度有所改善。35d内溶解氧平均增加48%，最佳时段在泼洒EM后的两星期，试验池溶解氧比对照池增加75%，氨氮平均下降57%，降幅最大值在后期，35d时试验池仅为对照池的六分之一70。黄永春等71研究了EM在水泥池封闭、半封闭式生态养虾中的应用，结果表明，EM能改良水质条件，促进对虾生长，全封闭和半封闭实验组成活率分别比对照组提高了48
21、.7%，24.1%；饵料系数则降低了21.2%，14.1%；全封闭和半封闭实验组DO含量与对照组相比分别提高了9.4%，12.6%；COD含量与对照组相比分别降低了0.25%，0.48%；NH4+-N含量与对照组相比分别降低了19.2%，19.2%；NO2-N量与对照组相比分别降低了15.2%，21.1%。EM菌有效降低了海参育苗水体中的COD，使水体中氨氮与亚硝酸盐降低，降低率达40%72。黄培铃等73研究表明：，使用EM菌后氨氮下降范围0.0670.05mg/L，亚硝酸盐下降范围0.0400.066mg/L，化学耗氧量平均下降了94.5%，下降效果较为明显。2.2.2 用于饲料添加剂2.2
22、.2.1 芽孢杆菌芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，可降解饲料中某些抗营养因子，提高饲料的转化利用率，促进养殖动物的生长。Pan等74研究发现，添加芽孢抱杆菌制剂的鲤鱼实验组肠道蛋白酶、淀粉酶活性分别比对照组提高20.5%和61.9%，这些研究结果证明：，饲料中添加芽孢抱杆菌制剂，可以提高水产养殖动物消化酶活性，促进生长。丁贤，李卓佳等75研究了芽孢杆菌对凡纳对虾生长和消化酶活性的影响，选用豆粕、鱼粉、植物油、淀粉等原料配制基础料为对照组，在基础饲料中分别添加0.5%、1.0%、3.0%、5.0%芽孢饱杆菌制剂为实验组。实验结果显示，凡纳对虾生长的2个阶段，实验组均大于对照组；生长第1阶段，组1与组2差异显著(p0.05)，但各实验组之间差异均不明显(p0.05)；生长第2阶段，组1与组2之间差异极显著(p0.05)，但各实验组间:组2与组4差异显著(p0.05)，而与组5差异极显著(p0.0
