一、我國對蝦養(yǎng)殖發(fā)展趨勢及益生菌應(yīng)用現(xiàn)狀
我國作為世界第一的水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，占據(jù)著世界水產(chǎn)養(yǎng)殖總量的61.7%（印度產(chǎn)量占比為6.3%，越南以及印尼水產(chǎn)養(yǎng)殖量占比為4.6%，圖1）。在2014年的水產(chǎn)品總量已經(jīng)達(dá)到了驚人的6450萬噸，比上一年增長4.5%，其中養(yǎng)殖水產(chǎn)品總量為4762萬噸，占總量的73.8%，同比增長4.9%（圖2）。如此高速增長的背后是沿海水域及沿海灘涂水源環(huán)境的極大污染作為代價，日益增多的蝦塘和魚塘，使得沿海生態(tài)資源持續(xù)的被過度開發(fā)和利用，并反過來使得水產(chǎn)養(yǎng)殖尤其是對蝦養(yǎng)殖在近些年來發(fā)病率居高不下，各種之前聞所未聞的病癥如早期死亡綜合征、傳染性皮下造血組織壞死癥及對蝦腸孢子蟲、白便等。
為了應(yīng)對這些疾病，各種各樣的殺菌、消毒藥物包括抗生素在內(nèi)被大量而廣泛的濫用，不僅對養(yǎng)殖水體造成更深層次的藥物殘留的污染，同時也對對蝦這一產(chǎn)業(yè)的綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展敲響了警鐘。如何能夠保證養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖廢水的可循環(huán)利用或者能夠降低水資源的用量成為擺在廣大水產(chǎn)從業(yè)人員面前的一道難題，因此國內(nèi)外的眾多研究學(xué)者對益生菌在養(yǎng)殖水環(huán)境的調(diào)節(jié)控制方面做了較多的研究，并取得了不錯的應(yīng)用效果。
“有益菌”的概念最早于1974年由Parker提出，認(rèn)為其為對腸內(nèi)生物有益的生物或物質(zhì)。后來經(jīng)過諸多學(xué)者的不斷修正和補(bǔ)充，最終在2000年，世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織將其定義為：在使用量達(dá)到一定水平時，可以對生物的生理健康產(chǎn)生有益作用的活的微生物，并且認(rèn)為其可以通過一種或者多種方式對生物起到有利作用。有益菌已經(jīng)在水產(chǎn)養(yǎng)殖實際生產(chǎn)中得到大規(guī)模的應(yīng)用，在優(yōu)化養(yǎng)殖環(huán)境、促進(jìn)養(yǎng)殖動物生長、提高養(yǎng)殖動物抗病力等方面效果顯著。
當(dāng)前，經(jīng)常用于對蝦養(yǎng)殖中有益菌包括芽孢桿菌，光合細(xì)菌、乳酸菌和硝化細(xì)菌等，每種益生菌由于其不同的作用特點及作用機(jī)理而在水產(chǎn)養(yǎng)殖中發(fā)揮著各自不一樣的“光”和“熱”。
二、四種對蝦養(yǎng)殖常見有益菌的種類及生理特點
| 芽孢桿菌 |
芽孢桿菌，細(xì)菌域，厚壁菌門，芽孢桿菌綱，芽孢桿菌目，芽孢桿菌屬，G+，好氧，生長后期能產(chǎn)生內(nèi)生孢子，是一類具有高活性消化酶系、耐高溫、抗逆性強(qiáng)的異養(yǎng)菌群。
目前可利用水產(chǎn)養(yǎng)殖中的芽孢桿菌種類有:
1.強(qiáng)抗逆性，其在環(huán)境不適時形成內(nèi)生孢子，抵抗高溫、高壓及強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的外部環(huán)境，因此應(yīng)用范圍廣、使用方法多種多樣，可以外用潑灑還可以拌料內(nèi)服，耐唾液、胃酸及膽汁的侵蝕。
2.營養(yǎng)特性，產(chǎn)生多種消化酶類，包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶及糖化酶等，個別芽孢桿菌如枯草芽孢桿菌及環(huán)狀芽孢桿菌還可以分泌果膠酶、纖維素酶等，有助于水產(chǎn)動物對飼料進(jìn)行徹底的降解、消化和吸收。
3.活化后方可使用，一般市售成品中芽孢桿菌處于休眠狀態(tài)，使用前需要活化（加紅糖、曝氣），海聯(lián)科101升級后可以不需外部活化，入塘后可以自行活化、增殖。
4.使用后注意增氧，多數(shù)芽孢桿菌為好氧菌，其在繁殖過程中利用和分解池底有機(jī)沉積物過程中需要消耗較多的氧氣，一些積淤較深的池塘，塘底基本處于亞缺氧狀態(tài)，初次使用芽孢桿菌時，塘底氧氣被進(jìn)一步消耗，極易造成養(yǎng)殖生物的缺氧浮頭等。為了避免此類事故的發(fā)生，通常建議使用芽孢桿菌后配合使用一些化學(xué)增氧劑，效果會比較好些。
作用機(jī)制：
1.凈水機(jī)制：芽孢桿菌在繁殖過程中分泌大量的淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，魚、蝦殘留的餌料和排泄物得以及時和有效的降解，避免塘底有機(jī)質(zhì)的積累。同時，分解有機(jī)質(zhì)釋放出來的無機(jī)鹽如氨鹽、磷酸鹽等是藻類生長繁殖的良好營養(yǎng)來源，如此一來對蝦養(yǎng)殖水體中的氮、磷去除也得以順利進(jìn)行，水體自凈能力得到大大提高。
2.抑菌機(jī)制：
第一，芽孢桿菌屬有益菌，進(jìn)入蝦體以后可在對蝦的腸道內(nèi)有效定植并進(jìn)行繁衍，形成優(yōu)勢性有益菌群，競爭性的抑制腸道病原菌繁殖，提高對蝦抵抗力。
第二，芽孢桿菌繁殖過程中可以產(chǎn)生一些次級代謝產(chǎn)物如桿菌肽、多粘菌素等，可以有效殺滅進(jìn)入腸道內(nèi)的弧菌及其他有害病原體。
第三，李卓佳等研究表明，經(jīng)常施用枯草芽孢桿菌的蝦塘底泥中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生改變，好氧細(xì)菌數(shù)量大大增加，弧菌及發(fā)光細(xì)菌的數(shù)量則大大減少，對蝦感染致病菌患病的幾率得以下降，對蝦的成活率及產(chǎn)量得到明顯的提升。
3.免疫機(jī)制：
對蝦不同于其他的脊椎動物，沒有特定的免疫系統(tǒng)，主要依靠非特異性的免疫能力的提高來抵御疾病的侵襲，其中，血細(xì)胞數(shù)、溶菌酶及酚氧化酶活力是反映對蝦免疫能力的一個重要指標(biāo)。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，有潑灑或者拌喂芽孢桿菌的池塘對蝦的血細(xì)胞數(shù)、溶菌酶、學(xué)清酚氧化酶、血清超氧岐化酶及血清總抗氧化能力均有不同幅度的增加和提升。作用機(jī)理推測可能是因為菌體本身或者其胞內(nèi)代謝產(chǎn)物的某種成分對對蝦的非特異性免疫系統(tǒng)功能的提升發(fā)揮了重要作用，具體原因目前仍在研究之中。
| 光合細(xì)菌 |Photosynthetic bacteria
G-，是地球上出現(xiàn)最早的具有原始光能合成體的原核生物，是一類在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱。根據(jù)其所含光和色素和電子供體的不同分為產(chǎn)氧光合細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌、紫細(xì)菌）和不產(chǎn)氧光合細(xì)菌（紫色細(xì)菌和綠色細(xì)菌），水產(chǎn)中常用以不產(chǎn)氧紫色細(xì)菌為主。
紫色細(xì)菌通常含有菌綠素和類胡蘿卜素，進(jìn)行光合作用時以硫、硫化氫及硫酸鹽作為電子供體，還原二氧化碳、氨氮等合成菌體物質(zhì)，包含紅螺菌屬、紅假單胞菌屬及紅微菌三個菌屬。
1.適應(yīng)性強(qiáng) 水產(chǎn)常用光合細(xì)菌基本在有氧和無氧條件下均能生長，尤其適宜于含氧量不足的水體。大多數(shù)光合細(xì)菌的最適pH值在7-9之間，適宜作用溫度15-40℃，最適溫度為30℃，在海淡水中均可正常生長。
2.需要良好的光照環(huán)境 光合細(xì)菌光合作用的完成需要充足光照作為能量來源，一般情況下光合細(xì)菌對水體中可見光或光能可見度較高的水體表層（30-50cm），具有較好的水質(zhì)改良效果，而對水體中光能見度較低的深水池以及水體渾濁的魚蝦池塘，由于光合細(xì)菌生長困難，故很難達(dá)到預(yù)期的改良效果。
3.搭配其他異養(yǎng)細(xì)菌使用 由于光合細(xì)菌不能利用溶解于水環(huán)境中的一些大分子有機(jī)物如蛋白質(zhì)、脂肪及多糖等，這些大分子有機(jī)物必須先由其他的微生物（枯草桿菌、芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、硫化菌等）先分解成小分子有機(jī)物（例如氨基酸、低級脂肪酸、單糖等）后才能被光合細(xì)菌吸收利用，因此在利用光合細(xì)菌凈化水質(zhì)時最好配合其他有益菌一起使用效果會更好。
作用機(jī)理：
1.高效的除氨氮、降亞鹽機(jī)制
如圖3所示，光合細(xì)菌在自身繁殖生長過程中能利用小分子碳水化合物做碳源，以硫化氫、供氫體，利用水環(huán)境溶解氮（銨、亞硝鹽、亞硝酸鹽）等氮源合成有機(jī)氮化物，因此可以消耗水中的小分子有機(jī)物、銨、硝酸鹽、亞硝酸鹽、起到水質(zhì)凈化的作用。
2.良好的對蝦蛋白質(zhì)來源
光合細(xì)菌自身菌體蛋白含量高達(dá)65%，各種氨基酸比例適可，尤其是必需氨基酸含量豐富，可作為優(yōu)良的蝦苗（蝦苗蚤狀幼體階段可以直接攝食）開口餌料，對促進(jìn)蝦苗幼體生長、變態(tài)及提高成活率有極大的幫助。其次，其含有豐富的B族維生素，尤其是維生素B12、葉酸和維生素的含量是啤酒酵母和小球藻的20-60倍之多。
3.提高對蝦機(jī)體抗病力
光合細(xì)菌初級、次級代謝過程產(chǎn)生多種抗病毒因子(如胰蛋白酶，酵素-胰凝乳蛋白酶)和促生長因子（活性物質(zhì)輔酶Q等）等生理活性物質(zhì)，能明顯提高對蝦抗病能力。
| 乳酸菌 |Lactic acid bacteria
厚壁菌門，芽孢桿菌綱，乳桿菌目，乳桿菌科，乳桿菌屬，G+，異養(yǎng)厭氧菌，有長桿狀或短桿狀及圓形，不形成芽孢，多不會運(yùn)動，是一類可利用碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌的統(tǒng)稱。
乳酸菌的應(yīng)用歷史最早可以追溯到公元前641年的唐朝，相傳那時已有文成公主進(jìn)藏時利用高原牦牛奶釀制“酸奶”治病的佳話。當(dāng)然，近代有關(guān)人類發(fā)現(xiàn)并研究乳酸菌的歷史則要追溯到19世紀(jì)中葉，法國人巴斯德在查找葡萄酒釀造過程中變酸的原因時發(fā)現(xiàn)了它。此后，英國的lister，俄國的kem及法國的tissier分別在1857年、1882年和1899年先后發(fā)現(xiàn)了乳鏈球菌、乳桿菌和雙歧桿菌，此后有關(guān)乳酸發(fā)酵制品風(fēng)靡全球。在人類使用和研究它的過程中，有關(guān)它的更多功能和用途被連續(xù)不斷的挖掘出來，并逐漸引用到了水產(chǎn)養(yǎng)殖尤其是對蝦養(yǎng)殖過程中來。
目前，根據(jù)乳酸菌的來源對象，大體上可以把乳酸菌分為兩大類：一類是動物源乳酸菌，一類是植物源乳酸菌。相比動物源乳酸菌，植物源乳酸菌更加穩(wěn)定、不易出現(xiàn)動物蛋白排斥反應(yīng)（過敏反應(yīng)）、活力也更強(qiáng)、腸道定植能力也更好。
作用特點：
1.發(fā)酵產(chǎn)酸 乳酸菌是為數(shù)不多的可以發(fā)酵產(chǎn)生乳酸的一類有益菌，在實踐生產(chǎn)中通常還會拿產(chǎn)酸力作為衡量一種乳酸菌生產(chǎn)性能高低的一個重要指標(biāo)。
乳酸菌發(fā)酵按照產(chǎn)物類型可以分為兩類：一類是同型發(fā)酵，其發(fā)酵過程中只產(chǎn)生乳酸（8成以上），常見菌群有鏈桿菌、鏈球菌、德氏桿菌、保加利亞桿菌、酪乳桿菌等。具體發(fā)酵過程為葡萄糖經(jīng)雙磷酸己糖途徑，2次磷酸化得到1-6二磷酸果糖，醛縮酶分解后得到2個三碳化合物，脫氫氧化成為二分子丙酮酸，丙酮酸接受氫離子還原成為乳酸。另一類為異型發(fā)酵，這類乳酸菌在發(fā)酵過程中除了產(chǎn)生乳酸外，還能生成微量乙酸、琥珀酸、富馬酸、丙酮酸等有機(jī)酸以及乙醇、二氧化碳等。這類菌群包括有腸膜狀明珠菌、短乳桿菌、番茄乳桿菌、甘露乳桿菌等。此類菌群利用葡萄糖途徑為葡萄糖經(jīng)單磷酸己糖途徑形成6-磷酸葡萄糖酸，脫羧形成5-磷酸木酮糖，再裂解成為3-磷酸甘油醛和乙酰磷酸；3-磷酸甘油醛經(jīng)丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸，而乙酰磷酸接受氫還原成為乙醇。
2.異養(yǎng)兼性厭氧 利用有機(jī)物在不耗氧情況進(jìn)行厭氧發(fā)酵代謝，釋放乳酸或其他有機(jī)酸，這對于生活在池塘底部的對蝦來說絕對是個好消息，所以在使用乳酸菌的時候不必?fù)?dān)心用量過大造成養(yǎng)殖生物缺氧的問題出現(xiàn)。
作用機(jī)理 ：
1.拮抗其他有害菌 ①形成優(yōu)勢種群抑制其他微生物生長、繁殖。在一個特定的微生態(tài)系統(tǒng)中，對整個微生物種群起決定作用取決于哪種微生物能夠成為優(yōu)勢種群。②根據(jù)以往各個專家學(xué)者們的研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌能夠在對蝦的腸道內(nèi)定植并且形成優(yōu)勢種群。③此外，乳酸菌在代謝過程中還會產(chǎn)生大量的酸性物質(zhì)、二氧化碳、過氧化氫或者細(xì)菌素等物質(zhì)，可以顯著降低對蝦消化道內(nèi)pH值和氧化還原電位，抑制其他有害菌的滋生和繁殖。
2.提供營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)對蝦腸道發(fā)育 對蝦腸道中定植下來的乳酸菌可以利用飼料物質(zhì)合成B組維生素和短鏈脂肪酸，某些必需氨基酸，部分乳酸菌甚至可以提高對蝦腸道礦物元素的生物活性，促進(jìn)對蝦腸道上皮細(xì)胞的生長和發(fā)育，使對蝦腸道看起來更加“粗壯”。
3.改善對蝦免疫力 由于對蝦缺乏像高等動物類似的由免疫球蛋白主導(dǎo)的特異性免疫，但是學(xué)者Smith，Roddriguez等發(fā)現(xiàn)，對蝦的血細(xì)胞在對蝦非特異性免疫反應(yīng)中具有決定性的作用，結(jié)合已有的相關(guān)研究表明，對蝦健康狀況如何可以采用血細(xì)胞總數(shù)作為評價指標(biāo)。中國海洋大學(xué)張玲博士（2007）從對蝦腸道分離得到的一株乳酸菌，然后通過拌喂飼料投喂對蝦一段時間后發(fā)現(xiàn)，添加乳酸菌組對蝦血細(xì)胞數(shù)得以顯著提升。
| 硝化細(xì)菌 | Nitrifying bacteria
在自然界中，N循環(huán)是維持生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三者之間良好運(yùn)轉(zhuǎn)的一個重要有機(jī)組成部分。有關(guān)這個進(jìn)程中的關(guān)鍵微生物即硝化細(xì)菌則是最早由維諾格拉德于1889年率先分離得到，革蘭氏陰性菌，化能無機(jī)自養(yǎng)型微生物，多數(shù)耗氧，pH適應(yīng)范圍為7.5-9.0，最適pH為8.5。它包括兩個共生菌群，分別為氨氧化細(xì)菌（Ammonia oxidizing bacteria,AOB）與亞硝酸鹽氧化細(xì)菌（Nitriteoxidizing bacteria,NOB）。
從分類上來說，氨氧化細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育相對來說比較簡單，均屬于變形菌綱γ亞綱與β亞綱，其中β亞綱又可以分為兩個類群：一為亞硝化單胞菌群（歐洲亞硝化單胞菌、運(yùn)動亞硝化球菌屬），另外一類為亞硝化螺菌群（亞硝化螺旋菌屬、亞硝化弧菌屬和亞硝化葉菌屬）。
再看亞硝酸鹽氧化細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育情況，其4個屬分屬4個不同的綱：硝化桿菌屬為變形菌門α綱，硝化球菌屬則為變形菌門的γ綱，硝化刺菌屬則是屬于變形菌門δ綱，最后一個硝化螺菌屬則是隸屬于消化螺菌門。
作用機(jī)理：
根據(jù)過往諸多科研學(xué)者們的研究發(fā)現(xiàn)，硝化反應(yīng)的過程可以分為2步完成：
第一步 氨氧化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，具體反應(yīng)式如下：
NH4++ 1.5 O2 →NO2- + 2H+ + H20 + 176KJ （氨氧化細(xì)菌）
第二步 亞硝酸鹽氧化細(xì)菌將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽，反應(yīng)式如下：
NO2-+ 0.5 O2 →NO3- + 2H+ + 176KJ （亞硝酸鹽氧化細(xì)菌）
而從酶促反應(yīng)過程來看，其可以表示為：
1.易受外界環(huán)境影響
首先是溫度，大多數(shù)硝化細(xì)菌生長的適宜溫度在20-30℃，最適為25℃左右。水溫低于10度時硝化細(xì)菌的硝化速率顯著下降，而當(dāng)水溫高于35℃時，硝化細(xì)菌則會由于高溫導(dǎo)致的細(xì)菌酶系破壞而開始死亡。其次是pH影響，其最適pH范圍通常為7-8.5，當(dāng)?shù)陀?或者高于9時，硝化細(xì)菌活性顯著減弱，而且硝化細(xì)菌每氧化1g氨氮則會消耗7.14g總堿度（碳酸鈣計），對于一些總堿度較低的水體來說，硝化反應(yīng)的進(jìn)程將會受到嚴(yán)重的抑制。再者，由于硝化細(xì)菌具有避光性，強(qiáng)光照對于硝化細(xì)菌生長有明顯的抑制作用，而且光線中的紫外線還會對其造成直接的傷害，尤其以亞硝酸鹽氧化細(xì)菌最為敏感。
2.代時長，生長慢
硝化細(xì)菌作為典型的化能自養(yǎng)型細(xì)菌，大多數(shù)不利用有機(jī)物獲得能量，因此生長較為緩慢，無法和利用有機(jī)物獲得能量而快速生長的異養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行競爭，因此在有機(jī)物豐富，異養(yǎng)細(xì)菌大量生長的對蝦養(yǎng)殖水體中，硝化細(xì)菌對無機(jī)氮的講解效率往往受到較大的影響，而根據(jù)黃毅等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，在自然條件下一個單純有硝化細(xì)菌主導(dǎo)的功能系統(tǒng)的建立，淡水中需要14-20天，而在海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中則要長達(dá)40-80天之久。但是，如果采用人工施加的情況下，這個時間則可以縮短到14天左右，但是對于一些急需利用硝化細(xì)菌來處理養(yǎng)殖水體中氨氮、亞鹽的養(yǎng)戶來說，這個時間還是顯得有些長了。
三、對蝦養(yǎng)殖常見有益菌作用機(jī)理總結(jié)
綜上所述，我們討論了芽孢桿菌、光合細(xì)菌、乳酸菌及硝化細(xì)菌這4種對蝦養(yǎng)殖中常用的有益菌其功能特點和作用機(jī)理，現(xiàn)將其主要功能機(jī)制總結(jié)如下：
四、實踐生產(chǎn)中使用有益菌制劑的一些注意事項
1、光合細(xì)菌、芽孢桿菌、硝化細(xì)菌宜在20℃以上的水溫條件下使用。
2、光合細(xì)菌及使用EM菌時最好在光照充分條件下使用效果更好。
3、水體藻相豐富程度、有機(jī)物濃度等也是影響微生物制劑的使用效果，比如水瘦時不宜使用光合細(xì)菌，否則更加瘦，同樣在水體有機(jī)物濃度高時使用光合細(xì)菌效果也不好，最好先使用芽孢桿菌制劑降低水體中有機(jī)物濃度，后使用光合細(xì)菌。
4、光合細(xì)菌、芽孢桿菌要求微堿條件，而乳酸、酵母菌喜歡在偏酸環(huán)境中生長的更好。
5、一般情況下，室溫、干燥保存，光合細(xì)菌每天最好光照2小時以上，以保持其活力。
6、硝化細(xì)菌生長緩慢，生態(tài)占位能力較弱，最好優(yōu)先使用，在其他有益菌形成優(yōu)勢菌群前先建立硝化功能系統(tǒng)。
7、菌制劑應(yīng)避免與消毒、殺蟲及強(qiáng)氧化劑、分解劑同時使用。
8、根據(jù)養(yǎng)殖生物健康情況，調(diào)整使用方法，如在養(yǎng)殖動物發(fā)病的情況下，應(yīng)當(dāng)先使用藥品對養(yǎng)殖生物進(jìn)行先行治療，待情況穩(wěn)定后再使用有益菌制劑，避免延誤病情治療時機(jī)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
1.來源：農(nóng)財寶典水產(chǎn)版；
2.作者：廣東海大集團(tuán)動保經(jīng)營部 陳亮亮；
3.農(nóng)財寶典水產(chǎn)版微信號：ncbd0000。
（本文已被瀏覽 2493 次）
