聚合帖9 | 養(yǎng)殖中你愛用“光合細菌”，它究竟好在哪？

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光合細菌

定義


　　光合細菌(PhotosyntheticBacteria,簡稱PSB)是地球上出現最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成體系的原核生物，是在厭氧條件下進行不放氧光合作用的細菌的總稱，是一類沒有形成芽孢能力的革蘭氏陰性菌，是一類以光作為能源、能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自然界中的有機物、硫化物、氨等作為供氫體兼碳源進行光合作用的微生物。光合細菌廣泛分布于自然界的土壤、水田、沼澤、湖泊、江海等處，主要分布于水生環(huán)境中光線能透射到的缺氧區(qū)。

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生長環(huán)境


　　在水產養(yǎng)殖中，能夠降解水體中的亞硝酸鹽、硫化物等有毒物質，實現充當餌料、凈化水質、預防疾病、作為飼料添加劑等功能。光合細菌適應性強，能忍耐高濃度的有機廢水，對酚、氰等毒物有一定有忍受和分解能力，具有較強的分解轉化能力。它的諸多特性，使其在無公害水產養(yǎng)殖中具有巨大的應用價值。

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作用原理


　　光合細菌在有光照缺氧的環(huán)境中能進行光合作用，利用光能進行光合作用，利用光能同化二氧化碳或其他有機物，與綠色植物不同的是,它們的光合作用是不產氧的。光合細菌細胞內只有一個光系統(tǒng)，即PSI，光合作用的原始供氫體不是水，而是H2S（或一些有機物），這樣它進行光合作用的結果是產生了H2，分解有機物，同時還能固定空氣的分子氮生氨。光合細菌在自身的同化代謝過程中，又完成了產氫、固氮、分解有機物三個自然界物質循環(huán)中極為重要的化學過程。這些獨特的生理特性使它們在生態(tài)系統(tǒng)中的地位顯得極為重要。[1]


　　除此之外，細胞內還含有碳素儲存物質糖原和聚β一羥基丁酸、輔酶Q、抗病毒物質和生長促進因子，具有很高的飼料價值，在養(yǎng)殖業(yè)上有廣闊的應用前景。PSB在厭氧光照條件下，能利用低級脂肪酸、多種二羧酸、醇類、糖類、芳香族化合物等低分子有機物作為光合作用的電子受體，進行光能異養(yǎng)生長。在黑暗條件下能利用有機物作為呼吸基質進行好氧或異養(yǎng)生長。光合細菌不僅能在厭氧光照下利用光能同化CO2，而且還能在某些條件下進行固氮作用和在固氮酶作用下產氫。另外，有些菌種在黑暗厭氧條件下經丙酮酸代謝系統(tǒng)作用也可產氫。光合細菌還能利用許多有機物質如有機酸。醇、糖類轉化某些有毒物質如H2S和某些芳香族化合物等。PSB通過生物轉化，可合成無毒、無副作用且富含各類營養(yǎng)物質的菌體蛋白，不僅改善了生態(tài)環(huán)境，還為養(yǎng)殖業(yè)提供了高質量的飼料原料。PSB菌體中對動物生長有促進作用的維生素B12、生物素、泛酸、類胡蘿卜素、葉綠素以及與造血、血紅蛋白形成有關的葉酸的含量遠高于一般微生物，尤其含有人工不能合成的生物素D一異構體。這些物質在動物機體內都具有顯著生理活性在水產養(yǎng)殖中，養(yǎng)殖池按水中溶解氧含量的大小由表層向底部可分為好氧區(qū)和厭氧區(qū)。表層生物繁殖旺盛，水質一般較好；底層則積累了魚蝦的排泄物和未消耗盡的食物殘料，有機質豐富，造成微生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧氣，導致地底層形成無氧環(huán)境，硫酸鹽還原菌大量繁殖，產生對魚蝦有毒害作用的硫化氫、酸性物質等。養(yǎng)殖地底層的這種環(huán)境正好是適于光合細菌生存的條件一是具有厭氧條件，二是光線通過上面覆蓋的有氧水層這個光線過濾器，使光合細菌可以吸收到適宜生長的450－550nm波長光。光合細菌利用地底的魚蝦排泄物、食物殘料以及有毒有害的硫化氫、酸性物質作為基質大量繁殖，提高水體中溶解氧含量，調節(jié)pH，并使氨氮、亞硝酸態(tài)氮、硝酸態(tài)氮含量降低，池底淤泥蓄積量減少，有益于藻類和微型生物數量的增加，使水體得以凈化。PSB可進行光合成、有氧呼吸、固氮、固碳等生理機能，且富含蛋白質、維生素、促生長因子、免疫因子等營養(yǎng)成分，在功能上可與抗生素相媲美，并且更具有安全性，是生物工程具有前景的研究領域之一。光合細菌制劑還具有獨特的抗病、促生長功能，大大提高了生產性能，在應用方面顯示了越來越巨大的潛力。其它在凈化水質、魚蝦養(yǎng)殖、畜禽飼養(yǎng)、有機肥料及新能源的開發(fā)方面有著廣闊的應用前景。

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      特性


　　光合細菌


　　光合細菌


　　值得注意的是，光合細菌有葉綠素等光合色素，但無葉綠體。[2]


　　光合細菌廣泛分布于自然界的土壤、水田、沼澤、湖泊、江海等處，主要分布于水生環(huán)境中光線能透射到的缺氧區(qū)。光合細菌的適宜水溫為15—40℃,最適水溫為28—36℃。它的細胞干物質中蛋白質含量高達到60%以上，其蛋白質氨基酸組成比較齊全，細胞中還含有多種維生素，尤其是B族維生素極為豐富，VB2、葉酸、泛酸、生物素的含量也較高，同時還含有大量的類胡蘿卜素、輔酶Q等生理活性物質。因此，光合細菌具有很高的營養(yǎng)價值，這正是它在水產養(yǎng)殖中作為培水餌料及作為飼料添加成分物質基礎。

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     分類


　　自然界中能以光合作用產能的細菌根據它們所含光合色素和電子供體的不同而分為產氧光合細菌(藍細菌、原綠菌)和不產氧光合細菌(紫色細菌和綠色細菌)。

藍細菌

　　藍細菌


　　藍細菌(Cyanobacteria)的光合作用與傳統(tǒng)的光合細菌不同，而與綠色植物更為相近。首先藍細菌是產氧型光合細菌，碳源只有二氧化碳。它具有兩個光系統(tǒng)，PSI及PSII，光合作用的原始供氫體是水，光合作用的結果是產生氧氣。


　　這是一類含有葉綠素a、以水作為供氫體和電子供體、通過光合作用將光能轉變成化學能、同化CO2為有機物質的光合細菌。由于它們具有與植物相同的光合作用系統(tǒng)，歷史上曾被藻類學家歸為藻類，稱為藍藻。對藍細菌細胞結構的研究表明，藍細菌的細胞核不具有核膜，沒有有絲分裂器，細胞壁由含有二氨基庚二酸的肽聚糖和脂多糖層構成，革蘭氏染色陰性，分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，細胞內含有70S核糖體，雖具有葉綠素的光合色素，但不形成葉綠體，進行光合作用的部位是含有葉綠素a、β-胡蘿卜素、類胡蘿卜素、藻膽素(包括藻藍素和藻紅素)的類囊體(thylakoids)。


　　藍細菌的這些與原核生物相近的特征，使它們成為細菌家族的一員。[2]以藻藍素占優(yōu)勢的色素使細胞呈現特殊的藍色，故而得名為藍細菌。按形態(tài)可分為5大類群，包括29個屬。藍細菌的細胞大小差異懸殊，最小的聚球藍細菌屬(Synechococcus)其直徑僅為0.5-1μm,而大顫藍菌屬(Oscillatoria)可超過60μm。藍細菌在自然界中的分布極廣，河流、湖泊和海水等水域中常見。藍細菌的營養(yǎng)極為簡單，不需要維生素，以硝酸鹽或氨作為氮源，多數能固氮，在水稻田中培養(yǎng)藍細菌可保持和提高土壤肥力。一些實驗證明將藍細菌作為食物和輔助營養(yǎng)物，可用于治療肝硬化、貧血、白內障、青光眼、胰腺炎等疾病。對糖尿病、肝炎也有一定的療效。藍細菌有別于真核生物的放氧光合作用，可能是地球上生命進化過程中第一個產氧的光合生物，對地球上從無氧到有氧的轉變、真核生物的進化起著里程碑式的作用。

　　紫色細菌

　　紫色細菌


　　紫色細菌是一群含有菌綠素和類胡蘿卜素、能進行光合作用、光合內膜多樣、以硫化物或硫酸鹽作為電子供體、沉積硫的光能自養(yǎng)型細菌。因含有不同類型的類胡蘿卜素，細胞培養(yǎng)液呈紫色、紅色、橙褐色、黃褐色，故稱為紫色細菌。紅螺菌屬(Rhodospirillum)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)和紅微菌屬(Rhodomicrobium)，曾被認為不能利用硫化物作為電子供體以還原CO2構成細胞物質，所以一直稱它們?yōu)榉橇蜃仙�細菌。后來發(fā)現，這些細菌的大多數尚可以利用低濃度的硫化物，現歸為紫色硫細菌。多分布在淡水、海水和高鹽等含有可溶性有機物和低氧壓的水生環(huán)境中，也常見于潮濕的土壤和水稻田中。

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生產應用


　　凈化水質


　　隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，水產養(yǎng)殖單位產量大幅度提高，但水質污染嚴重，特別是飼養(yǎng)后期，水中有機物、氨及亞硝酸鹽含量偏高，嚴重影響了魚的生長。光合細菌施入水體后，它可降解水體中的殘存飼料、魚類的糞便及其它有機物；同時，還能吸收利用水體中的氨、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質。施用光合細菌，能有效避免固體有機物和有害物質的積累，起到凈化水質的作用。[3]


　　在水產養(yǎng)殖中運用的光合細菌主要是光能異養(yǎng)型紅螺菌科(Rhodospirillaceae)中的一些品種，例如沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudanonaspalustris)；

       在水產養(yǎng)殖中運用的光合細菌主要是光能異養(yǎng)型、紅螺菌科中的一些品種，市場上通用的光合細菌品種是沼澤紅假單胞菌。根據農業(yè)部1126號公告（2008），準許沼澤紅假單胞菌以飼料添加劑的方式使用于養(yǎng)殖動物。


　　沼澤紅假單胞菌生長的適宜水溫15~40℃,最適水溫為30~36℃。是兼性厭氧菌，是革蘭氏陰性菌，以小分子有機物、二氧化碳等作碳源，以氨、銨鹽、硝酸鹽或亞硝酸鹽作氮源。菌體無毒無害，蛋白質含量高達65%，并含有大量促進魚蝦生長的活性因子，如生物素、維生素、β-類胡蘿卜素、輔酶等生物活性物質和微量元素，可明顯促進養(yǎng)殖生物的生長發(fā)育，縮短養(yǎng)殖周期。并具有適應性強，能耐受高濃度的有機廢水和較強的分解轉化能力，對酚、氰等毒物也有一定的耐受力和分解能力等特點。在養(yǎng)殖水體及飼料中施加光合細菌能改善水質，減少耗氧，促進魚蝦生長，提高產量10%～30%，對推動健康養(yǎng)殖和發(fā)展無公害水產品生產具有重要意義。


　　在自然界淡、海水中通常每毫升含有近百個PSB菌，光合細菌的菌體以有機酸、氨基酸、氨和醣類等有機物和硫化氫作為供氧體，通過光合磷酸化獲得能量，在水中光照條件下可直接利用降解有機質和硫化氫并使自身得以增殖，同時凈化了水體。

　　飼料添加劑


　　光合細菌是一種營養(yǎng)豐富、營養(yǎng)價值高的細菌，菌體含有豐富的氨基酸、葉酸、b族維生素，尤其是維生素b12和生物素含量較高，還有生理活性物質輔酶Q。光合細菌的體積為小球藻的二十分之一，特別適合作為剛孵出仔魚的開口餌料。使用光合細菌作為開口餌料，可大幅度提高魚苗成活率。光合細菌還可作為飼料添加劑添加在飼料中，光合細菌所含的酶類，可以促進魚類對飼料的消化吸收，提高飼料利用率，降低餌料系數，同時還可顯著提高魚的生長速度。


　　減少魚類病害


　　光合細菌施入水體后，迅速繁殖成為水體中的優(yōu)勢細菌種群，既改善了水質，又抑制了有害病菌的生長和繁殖，降低了有害病菌數量，從而減少了魚類病害的發(fā)生。光合細菌的防病效果非常有效。


　　培養(yǎng)有益藻類


　　水體中施入光合細菌后，硅藻、小球藻等魚類喜歡攝食的藻類成為優(yōu)勢藻類，而藍藻等有害藻類受到抑制。光合細菌能大量利用水中的氨氮，能有效避免“水華”的產生，如藍藻的大量繁生。

      魚蝦苗種培育的保護神

　　光合細菌應用于魚蝦蟹貝的育苗中，可促進幼體生長,提高成活率。因為光合細菌可通過凈化水質，來改善幼體的發(fā)育環(huán)境，再者可直接被幼體作為適口餌料而增加營養(yǎng)源。

      消除耗氧因子，間接增氧。

　　底質中的有害物質在分解轉化中，要消耗氧，而光合細菌吸收了耗氧物質后，起到間接增氧的作用。

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      使用方法

　　水體噴灑

　　水體噴灑適合改良水質、防治魚病和培養(yǎng)優(yōu)良藻類時使用。選擇晴天上午或下午，將光合細菌用池水稀釋后，全池均勻潑灑。因本品含菌量高，每毫升菌液應含光合細菌的數量為100億以上，所以每畝施用量為1.5公斤－3公斤。施光合細菌的次數根據水質情況確定，水質好可每隔15天施一次；水質較肥，水質較差，特別是飼養(yǎng)后期的高產池，應每隔7—10天施一次。

    由于光合細菌厭氧、利用H2S供氫、利用水生動物呼吸及底泥、水呼吸產生的二氧化碳作為碳源，利用氨氮、亞鹽等含氮有機物為氮源達到生長繁殖的效果，所以通過使用光合細菌可以有效去除氨氮、H2S等水體及底泥中的有毒有害物質；而且可以與分解大分子有機物的芽孢桿菌混合使用，效果更佳！氨氮太高引起魚蝦浮頭時可以先解毒（有機酸或解毒1號）+光合菌+抗應激產品，有效緩解癥狀；

　　飼料添加

      光合細菌作為飼料添加劑使用時，可將光合細菌菌液噴灑于飼料中拌勻即可，菌液用量為投喂飼料量的1%，現配現用。

      內服

　　光合細菌含有葉綠素和類胡蘿卜素，是很好的著色劑，對于有體色要求的水產品如鯰魚、塘鲺魚、黃顙魚、觀賞魚等，中后期可以長期添加光合細菌內服，有助于體色鮮亮！

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     使用 注意事項

      1、光合細菌可在魚苗池、魚種池、成魚池、親魚池、垂釣池和越冬池使用。除養(yǎng)魚池可以使用外，養(yǎng)蝦池使用更是事半功倍。培育魚苗時，在苗種入池前7天全池潑灑，以利于浮游生物生長。


　　2、如果水體已使用消毒劑，應在48小時以后再使用光合細菌。實際上，堅持使用光合細菌，比頻繁使用消毒劑效果要好得多。


　　3、光合細菌與糞肥配合使用效果更直接、更明顯，特別是在魚苗、魚種培育池使用，增產增效特別顯著。


　　4、擴繁好的光合細菌應盡早使用，常溫貯存不宜超6個月。


　　5、光合細菌禁止使用金屬容器存放。


　　6、使用前，將菌液光照10小時以上，使用效果更好。


　　7、應靈活掌握用量和使用的連續(xù)性，定期、定量投放，因為光合細菌必須達到一定量，才能在水體中只有形成優(yōu)勢群落后，發(fā)揮最大的作用。


　　8、光合細菌在25-30℃時生長最好，溫度低于10℃則生長緩慢，高于40會受到抑制，故宜選擇在水溫適宜時施用，晴天水溫20℃以上時使用效果較好。


　　9、養(yǎng)殖池塘水中浮游藻類少，枝角類，輪蟲等浮游動物偏多，一般此類水質即所謂的“水瘦”，往往表現為pH值偏高，氨氮偏高，造氧因素減少而耗氧水生物大量繁殖，魚類易浮頭。此時潑灑光合細菌效果不明顯，應先適當潑灑殺蟲劑，殺滅水中浮游動物，再引入或培養(yǎng)有益藻類。否則，潑灑入池的光合細菌很大部分作為浮游動物的餌料，起到增殖浮游動物的作用，殺滅水中浮游動物為光合細菌生長繁殖提供更有力的空間。


　　10、水體呈堿性時施用效果最好。酸性水體易使魚類生病，應常用生石灰調節(jié)pH值至中性或偏堿程度。



      11、陰雨天勿用，以免影響使用效果，其次，防止因光合細菌的施用，導致浮游動物大量繁殖，增加池塘氧耗，導致水產養(yǎng)殖動物浮頭死亡，給養(yǎng)殖戶帶來經濟損失。

李穎聰

此前出現過沒有規(guī)范使用光合菌導致魚缺氧大量死亡的新聞，大家使用要注意天氣情況

漁歌子

延伸

更多的關于光合細菌（沼澤紅假單胞菌）的精彩內容，請點擊：【在線交流】湖北生物科技職業(yè)學院老師周鑫軍：沼澤紅假單胞菌的擴培及應用（10-18樓）

     我們目前應用在水產養(yǎng)殖業(yè)中的光合細菌主要是光能異養(yǎng)型的紅螺菌科中的一些品種，所以目前我們看到的光和細菌無論是哪個廠家生產的，主要以紅色的為主，我們這里主要介紹的是沼澤紅假單胞菌，根據農業(yè)部1126號公告，2008年發(fā)的公告，準許沼澤紅假單胞菌以飼料添加劑的方式適用于養(yǎng)殖動物。

　　而目前沒有一個相關國家的規(guī)定說，我們水產養(yǎng)殖業(yè)當中用于外環(huán)境中的微生物給它一個具體的要求，說哪些能用，哪些不能用，因此目前這個區(qū)域來說還處于一個不太監(jiān)管的狀況。

　　我們說的沼澤紅假單胞菌，它的名字比較繞口，我解釋一下，它首先是一個假的單胞菌，然后它的顏色是紅色的，另外一個它的最初發(fā)現是在沼澤地的水源地發(fā)現的，所有科學家就以沼澤紅假單胞菌命名了，它的適宜的生長水溫是15-40度，指的是適宜水溫，并不是說它的上限或下限，最適宜的水溫是30-36度，它屬于兼性厭氧菌，屬于革蘭氏陰性菌，它以小分子有機物、二氧化碳等作為碳源，以氨、氨鹽、亞硝酸、硝酸鹽作為氮源。

　　沼澤紅假單胞菌菌體蛋白質含量高，并且含有大量的促進魚蝦生長的活性因子，比如說生物素、維生素、β類的胡蘿卜素，可以明顯的促進養(yǎng)殖生物的生長發(fā)育，縮短了養(yǎng)殖周期，這個用在畜禽飼料中已經是驗證過了，相關的文獻大家可以在網上查一下，而且這個菌的特點它具有適應性強，能夠耐受高濃度的有機廢水、較強的分解轉化能力，對酚、氰等毒物也有一定的耐受和分解能力，因此我們經常用于生活污水、工業(yè)污水包括畜禽飼料水的處理當中。

　　沼澤紅假單胞菌最開始是用在污水處理上，我們目前把它用在畜禽養(yǎng)殖和水產養(yǎng)殖業(yè)上，效果也是相當不錯。

　　菌種的來源和大家說一下，菌種的來源是我們農業(yè)微生物學國家重點實驗室，這個實驗室就設在位于武漢的華中農業(yè)大學，在我們校園內，一級擴培是通過生命科學技術學院來完成的，我們做的是二級擴培，做的是成品，也就是說我們把菌種做成商品，當然我們做的都是原種。

漁歌子

      首先它消除臭味的物質直接的吃掉氨氮、硫化氫，當然還有很多種。我們說的吃掉大家可以這樣去理解，這就是一種通俗的理解方式。之前我們說過了它對氨、氨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽都可以把它利用掉，所以它可以間接或直接減少一部分亞硝酸鹽的產生。另外通過進水的作用，它還可以間接的產生增氧的效果。這個增氧的效果是如何產生的呢？因為它消耗掉了很多物質之后，能夠提供代謝產物，又能讓浮游植物間接的大量繁殖，而浮游植物產生氧氣，所以我們叫間接的增氧，它本身是不產氧也不耗養(yǎng)的。


　　另外一點顯著的降低BOD和COD，這也是污水處理過程中大量使用的原因。


　　它有一個顯著的特征，就是當你打開蓋子的時候獨特的氣味就是一股尿騷味，非常像廁所里面的尿騷味。


　　菌體的蛋白質含量可達到60%以上，拌料內服可以作為養(yǎng)殖動物的優(yōu)良蛋白源，但是我們通常不建議大家用這個菌拌料內服，因為蛋白源很容易獲得，而且沼澤紅假單胞菌獨特的氣味可能會導致飼料的適口性下降。


　　防控藍藻水華


　　它還有一個功能就是抑制藍藻水華，這個是在實踐當中摸索出來的。原本我們沒有意識到沼澤紅假單胞菌和藍藻之間能夠產生一個什么樣的競爭，到目前為止仍然也不能夠完全說清楚他們之間的關系到底是如何，競爭到底是如何發(fā)生的？因為我們沒用辦法做一個這樣的實驗，目前還不能夠得到一個準確的數據，但是通過實踐當中大量的例子它可以抑制藍藻水華。我們在藍藻水華發(fā)生的初期，不是盛行的時候，剛剛發(fā)現一個角，比如十畝的水面可能發(fā)現下風處幾十個平方有藍藻的聚集。這時我們使用這個菌和過磷酸鈣10-20公斤一畝水面，它能夠有效的抑制藍藻的數量，不讓它繼續(xù)上升，但并不是說把藍藻殺死掉了，而只是說不讓它繼續(xù)發(fā)展成為更厲害的水華，所以應該準確的說形成了一定得生物競爭。


　　但我們不能寄希望于使用一次就能夠成功，而且投入磷肥一定要是水溶性高的，如果水溶性不夠高的話或者你投入的過磷酸鈣當中可溶性磷比較低的話，那么這個辦法成功的幾率可能比較低，所以大家以后在使用過磷酸鈣過程當中，也要搞清楚你拿到的過磷酸鈣產品它的可溶性磷到底有多高，而不是看含磷14%、16%還是12%，要去檢測一下可溶性磷有多高。

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海綿麥

guanghexijunhaodongxi

承...

想問個問題，要加多少量的菌才比原塘土著菌多

奇驥微生態(tài)

第一張圖是我們公司的產品圖

wuzefeng

非常強大。非常好

漁歌子

承... 發(fā)表于 2016-9-8 12:19
想問個問題，要加多少量的菌才比原塘土著菌多

這個可能要專業(yè)人士才可以回答。我請馬青山博士來給你回答哈。

漁歌子

奇驥微生態(tài) 發(fā)表于 2016-9-16 17:43
第一張圖是我們公司的產品圖

借用了哈。謝謝！

漁歌子

wuzefeng 發(fā)表于 2016-9-19 22:21
非常強大。非常好

多逛論壇，發(fā)現寶藏！

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值得收藏，好資料