时间:2024-05-23
袁增宝
(西南大学动物科学学院,重庆 荣昌402460)
近些年来,在绿色养殖的大环境背景下,渔业药品的使用监管愈发严格,抗生素类的药物的滥用已经对水产养殖业造成了不小的副作用。人们需要实现可持续改良养殖水体环境,减少鱼类疾病发生,提高鱼体免疫力的目标,微生态制剂成为最有潜力的选项。
微生态制剂是指运用微生态学理论,经过定向筛选的正常微生物群中的有益菌株配合而成的生物制剂,用以调整水产动物肠道微生态平衡、抑制致病菌生长、促进营养物质吸收及改善养殖水域水质[1]。1965年起,日本就开展了光合细菌在水产养殖中的应用研究,我国在20世纪80年代开始在水产养殖业中应用光合细菌作为渔用微生态制剂,进行水质的改良以及提高鱼体自身免疫力。20世纪90年代后期,我国也开始了国内新微生态制剂种类的研发与应用工作。
目前市面上的微生态制剂产品以光合细菌,芽孢杆菌,乳酸菌,反硝化细菌等益生菌为主,近些年来也有多糖,低聚糖等产品的添加应用,作用主要集中在改良养殖水体水质,增强鱼体免疫力,以及作为饲料添加剂提供营养物质3个方面。此外对于观赏鱼养殖而言,还有改良体色,增强观赏价值的作用。
水质条件对于水生动物健康至关重要,尤其是对于观赏鱼品类而言,对其生长发育,体色形成都有着重要影响。在养殖水域的水体中通常含有大量食物残渣,动物排泄物以及腐殖质等,这些物质一方面对于会影响水体中的有害菌,寄生虫数量,水体混杂时有害菌和寄生虫繁殖更快,更易造成疾病的发生。另一方面,水体浑浊,透明度降低,对于水中植物而言,不利于其进行光合作用,从而影响水中溶氧量,严重时造成观赏鱼缺氧死亡。此外,水生植物长期处于浑浊水体中也会发生死亡,植物体分解会产生有害物质,造成水体的进一步恶化。
微生态制剂作为优良的水质改良剂,其通过氧化,硝化,氨化,固氮,硫化等作用快速降解水体中的硫化物,亚硝酸盐等有害物质,分解食物残渣,动物排泄物。目前养殖水环境通常使用微生态制剂进行净化,已报道的具有净化水质的细菌主要是光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌和芽孢杆菌等[2]。王兰等[3]用海藻酸钠固定光合细菌,发现固定化大大提高了光合细菌的生长速率,且固定化菌对养殖水体的净化能力明显优于悬浮态菌,试验结果显示固定化光合细菌的氨氮去除率可达89.7%,化学需氧量去除率达75.3%,而游离菌的氨氮去除率和化学需氧量去除率分别为68.9%和48.9%。曾地刚等[4]通过对比泼洒枯草芽孢杆菌与未泼洒枯草芽孢杆菌的虾池发现,泼洒枯草芽孢杆菌可以显著降低虾池的COD、亚硝酸盐和硫化氢浓度,提高总碱度,这表明枯草芽孢杆菌具有净化水质的作用。毛涛等[5]研究发现固定化枯草芽孢杆菌可以起到良好的调节水质作用,有效时间长,成本低。吴向华等[6]研究光合细菌在暗纹东方鲀养殖上的应用时发现,当光合细菌质量浓度一定比例时,能够使育苗水体的化学需氧量(COD)、生物耗氧量、氨氮和亚硝酸盐浓度下降并保持在正常范围内,有效地改善养殖水质。张庆等[7]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,发现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。
对于水生动物而言,自身免疫力的强弱是决定其健康状况的关键要素。就外部环境而言,在水体大环境中,有害菌和有益菌是共存的,处于动态平衡的状态中。当水体发生恶化,有害菌数量异常,从而会对动物产生危害。对于动物自身而言,其体内环境中有害菌和有益菌也相互竞争,有害菌处于优势地位时,就会造成疾病。微生态制剂通过竞争作用,可与有害菌争夺营养,保护水体环境和动物肠道等内部环境,从而减少疾病发生。此外,微生态制剂还可促进有益菌繁殖,加快观赏鱼虾等的生长。例如酵母菌可以促进锦鲤等鲤科鱼类幼苗的消化吸收能力,从而增强抗病力。
大量研究表明,微生态制剂能有效提高水生动物免疫力,增强抗病力。刘克琳和何明清[8]在鲤的饲料中添加芽孢杆菌,研究发现鲤摄食益生菌后其免疫器官胸腺、脾脏等成熟快,免疫功能明显增强。黄永春等[9]研究发现,微生态制剂饲喂建鲤,能够增加其红细胞数及血红蛋白含量,且耗氧率下降。程远等[10]的试验结果表明,饲料中添加芽孢杆菌水平为0.12%时,罗非鱼幼鱼的免疫力和抗氧化能力都显著提升。卢明淼等[11]在基础饲料中添加果寡糖,草鱼血液中白细胞吞噬活性、血清溶菌酶活性和补体C3、C4含量均显著高于对照组,草鱼的非特异性免疫能力得到了显著提高。桂远明等[12]从正常鲤鱼肠道中分离出y10(节杆菌)和y13(乳杆菌),将它们制成微生态制剂添加到饲料中。用该饲料投喂鲢鱼,其白细胞吞噬率和吞噬指数、巨噬细胞吞噬率和E玫瑰花环形成率均高于对照组。严芳等[13]研究也表明微生态制剂可以增强水产动物的免疫力和抗病力。
微生态制剂包含大量的益生菌,这些益生菌为鱼体提供了多种维生素,如维生素k,B族维生素等,此外大量益生菌还为能动物提供了多种微量元素如钙,磷等。当微生态制剂通过拌饵投喂或者其他途径进入水生动物体内后,益生菌在肠道内繁殖后可产生氨基酸等营养物质提供给生物体。
微生态制剂中的某些菌类,如芽孢杆菌,可产生辅助消化的酶类,从而有效的改善动物体内肠道消化环境,促进其营养吸收。张淑华等[14]使用益生菌种饲养对虾,饲养结果表明对虾的增重、消化率得到提高。刘小刚等[15]在异育银鲫饵料中添加芽孢杆菌,试验表明,添加芽孢杆菌0.2%的异育银鲫,肠、肝、胰脏蛋白酶活性分别比对照组提高466.2%和85.4%,添加芽孢杆菌0.1%的异育银鲫,肠、肝、胰脏淀酶活性分别比对照组提高83.7%和129.5%。袁成玉等[16]研究表明芽孢杆菌可以增强鱼类消化酶活性,提高鱼体对饲料的使用效率,同时提高摄入营养物质的转化率。李维炯等[17]将一定比例的有益微生物原液加糖与饲料均匀混合,装入密封缸中,经各种有益微生物菌群的厌氧发酵,改善了原有饲料的品质结构,提高营养含量。王玲等[18]在探讨合生素对罗非鱼生长性能的影响时发现,饲料中添加合生素可以提高罗非鱼的增重率。
对于观赏水产种类而言,观赏鱼的体色是衡量其品质的一个重要方面。例如金鱼,锦鲤等,其体色斑纹往往决定了观赏价值的高低。观赏鱼绚丽多彩的体色是由有多种色素,如类胡萝卜素,黑色素等色素的组合以及机体调控下共同造就的。微生态制剂的使用在一定程度上能够起到增色,从而提高观赏价值的作用。有研究发现,饲喂富含虾青素的法夫酵母,能改善金鱼体色,提高其观赏及使用价值[19]。张春兰等[20]试验也表明,微生态制剂作为饲料添加剂投喂使用,短时间内对锦鲤体色的影响不明显,但长时间使用可以在一定程度上起到增色的作用,并且不会因停止使用而发生褪色的现象。
我国观赏鱼种类以金鱼,锦鲤,热带鱼为主,近几年也有许多原生观赏鱼品种在不断地被开发出来,如胭脂鱼,中国蓝色斗鱼等。目前我国的观赏水产市场正处于高速发展的阶段,越来越多的新型观赏养殖品种进入人们视野。在这样的大环境趋势下,对于观赏鱼病害防治,养殖环境改良,养殖周期缩短,养殖品质提高等方面而言,都需要一种安全,可持续使用,副作用小的抗生素替代品,微生态制剂也因此就成为了观赏鱼养殖中的热门话题。目前微生态制剂的使用方法主要包含两大方面。一是体外使用,如浸泡生物体,泼洒至养殖水域,其目的以改善养殖水体水质,增加水体透明度为主,如泼洒光合细菌等。另一类是体内使用,如拌饵投喂,鱼体肌肉注射,目的是为动物体提供部分营养元素,改善生物体肠道消化环境,增强免疫力,如饲料中添加果寡糖等。
虽然在水产养殖业中,尤其是观赏鱼养殖中,微生态制剂越来越受到重视,但目前仍存在着诸多问题。主要存在于菌种筛选保存,使用环境,菌种间的协同等方面。
3.2.1 微生态制剂菌种筛选 微生态制剂目前应用在水产养殖领域的产品种类很多,但我国在微生态制剂方面,对于多种益生菌的作用机理,生物特性的研究并不清晰,虽然已经有很多饲料企业都在进行研究开发,在菌种筛选,保存,运输的全产业链上总体而言仍不够完善,技术产业水平也需要不断发展更新。
3.2.2 微生态制剂的使用 微生态制剂含有多种益生菌,这些菌类在运输过程中会存在死亡和活性降低的现象,从而导致微生态制剂在使用中效果减弱。此外,在使用过程中,气温,pH值,水体中的溶氧等环境因素也会影响益生菌的活性。保证适宜的外界环境,充足的使用量,才可保证微生态制剂的效果。目前在诸多观赏鱼养殖地区,都或多或少存在着使用不规范,用量不合标准,保存条件不好等问题,进而影响微生态制剂的使用效果。
3.2.3 菌种间的协同 益生菌的种类繁多,不同益生菌在作用效果和适宜环境上都有着差别,使用过程中对于益生菌的共容性需要准确把握。在观赏鱼养殖中,不同的水质对于鱼体的体色有着很大影响,不同种类观赏鱼对于水体酸碱度,水温要求有着很大差别,微生态制剂在应用于观赏鱼养殖种类时,对于不同条件在不同种类益生菌活性的考虑显得尤为重要。
随着绿色环保养殖理念的深入,健康养殖,无公害化养殖模式成为观赏水产养殖业的必由之路。微生态制剂作为新型的渔业产品,既能满足绿色环保要求,又能保证养殖的经济价值和生产效益。可以预见,在观赏水产养殖业蓬勃发展的风口上,不断加强微生态制剂的开发研究,完善产业链布局,建立好渔用微生态制剂标准体系,做好生产应用技术服务工作,微生态制剂将在观赏鱼养殖业发挥更大的作用。
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