全面了解光合细菌,你才能更好地调控水质!

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  光合菌是一类能进行光合作用的特殊微生物,Bergey’s 细菌学分类手册将光合菌分为7科,水产养殖中使用较多的沼泽红假单胞菌在分类学上属于外硫红螺菌科。光合菌只含有类似植物叶绿体的双层膜结构,上面主要有细菌叶绿素和类胡萝卜素,不同种类光合细菌因双层膜结构中所含色素种类和组成不同而显示不同菌体颜色。光合菌是集约化水产养殖中应用研究进行得最早、研究成果最多的益生菌。本文就光合菌的营养方式、生态位及在水产养殖中的具体应用作简单阐述,期望为养殖户更好地使用光合菌提供参考信息。

  营养方式

  根据营养方式不同,光合细菌分为光能自养菌和光能异养菌。光能自养菌利用光能作为能量来源,在光合反应中以H2S、S2O32-为电子供体,以 CO2为碳源,能将简单的无机物( 如CO2和 N2) 合成自身生长所需有机物,而不能利用外界有机物。光能异养菌则能利用光能,将外界小分子有机物作为主要供氢体,以有机物或CO2为碳源,将小分子有机物转化成自身有机物。这类小分子有机物主要指还原性丙酮酸、琥珀酸、氨基酸、低级脂肪酸等。在自身同化代谢过程中,光合细菌能吸收分解水中氨氮、硫化氢等有害物质,完成产氢、固氮、分解有机物三个自然界循环中极为重要的化学过程。

  水体生态位

  基于光合菌的营养特点,其主要分布于水生环境中光线能透射到的厌氧区,且主要是厌氧层上部。以下层的硫酸还原菌和细菌发酵生成的H2S作为营养源,进行光合作用,生成的化合物转换成其自身化合物,其中一部分还原回到厌氧层。光合细菌通过这种作用阻止厌氧层下部生成的有毒有害物质移向好氧层,起着生物滤器的作用,使生活于好氧层中的水生生物(水生动物和水生植物)得以正常生长繁殖。

  在水产养殖中的应用

  1、净化水质,增加溶氧

件下进行光合作用吸收利用硫化氢、氨氮等有毒物质合成有机物,起到减少有毒有害物质的作用。而光能异养菌通过参与水体有机物的降解过程,利用一些小分子有机物合成自身有机物,在某种程度上起到降解有机物作用。但由于光能异养菌不能利用水环境中的大分子有机物,水体中的大分子有机物(如蛋白质、脂肪、糖)必须先由一般异养菌(如枯草、乳酸菌、酵母等,以及水体土著菌)分解成小分子有机物(如氨基酸、低级脂肪酸、小分子糖等)后才能被光能异养菌分解利用。通过不同代谢类型光合菌协同作用,起到净化水质作用。此外,光合菌减少水体耗氧因子,降低化学耗氧量(COD)和生物耗氧量(BOD)间接增加溶氧,另一方面光合菌参与的水体有机物降解过程产生的盐类可为单细胞藻类生长繁殖提供营养,藻类的光合作用又补充了水体的溶氧。因此,光合菌在水产养殖上的应用首先是净化水质,间接增加溶氧。

  2、作为饵料参与水体物质循环

  光合菌营养丰富,且迄今尚未见有毒菌株的报道。其干物质中蛋白质含量高达65%(与螺旋藻相当),粗脂肪约占7%,可溶性糖类约占20%,粗纤维约占3%,此外还含有大量促生长物质和生理活性物质,如B12、生物素、泛酸、叶酸等。光合细菌个体小,可直接作为浮游生物(例如轮虫、枝角类、丰年虫等)饵料,而这些浮游生物又是水产品幼体的开口饵料,所以光合菌在水体简单食物链中具有最佳平衡作用。水体光合菌越多,浮游生物生长越旺盛,水产品增产效果越明显。从这个角度讲,向养殖水体投放光合菌,不仅起到水质净化作用,还通过饵料形式参与水体物质循环,形成对人类有益处的有机物,减少菌体在水体的残留。

  3、减少应激源,预防疾病

件,减少病原菌的滋长。

  此外,光合菌含有抗病毒因子等多种免疫促进因子,可活化机体免疫系统,增强机体抵抗力,还可通过释放活性物质(如酵素胰凝乳蛋白酶等)抑制水体有害菌(主要是弧菌)生长,以此达到预防疾病,减少抗生素及消毒药物的使用。

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