饲料添加剂中的万能精灵—光合细菌

   日期:2019-12-03     来源:互联网    作者:admin    浏览:6    评论:0    
核心提示:作者:罗萌光合细菌是一类能将光能转化成生物代谢活动的原核微生物,是地球上最早的光合生物,是进行不放氧光合作用的一大类细菌
作者:罗萌光合细菌是一类能将光能转化成生物代谢活动的原核微生物,是地球上最早的光合生物,是进行不放氧光合作用的一大类细菌的总称,英文名称为photosyntheticbacteria,简称pSB。广泛分布在海洋、江河、湖泊、沼泽、池塘、活性污泥及水稻、水葫芦、小麦等根际土壤中。光合细菌的种类较多,与生产应用关系密切的主要有:
视紫红假单胞菌(phodopseudomonas)
球形红假单胞菌(Rps.Globiformis)
血色红假单胞菌(沼泽红假单胞菌)(Rps.palustris)
嗜硫红假单胞菌(Rps.Sulfidophila)
绿色红假单胞菌(Rps.Viridis)
紫菌红螺菌(Rhodospirillum)
黄红螺菌(Rp.Fulvum)
深红红螺菌(Rp.rubrum)
盐场红螺菌(Rp.Salinarium)
红假单胞菌(Rhodopscudomonas)
胶状红长命菌(胶状红环菌)(Rubrivivaxgelatinosus)
在自然界的淡水、海水中通常每毫升含有103~104个pSB菌,因其具有光合色素,包括细菌叶绿素和类胡萝卜素等,而呈现淡粉红色,在光照条件下可进行不产氧的高效光合作用,是一类以消耗小分子有机物(有机酸、氨基酸、氨和酸类等)、氨态氮和硫化物等环境中的污染物而生长繁殖的微生物。
据测定光会细菌是营养成份很丰富的菌类之一,蛋白质含量高达65%,其氨基酸组成接近轮虫和枝角类蛋白;光会细菌含有丰富的维生素,特别是动物幼体发育所必需的B族维生素,其B12、叶酸、生物素的含量相当高,是啤酒酵母和小球藻的20至60多倍,此外还含有多种微量元素、促生长因子、促免疫因子和辅酶Q等生理活性物质,是一类高营养的微生态制剂。增殖的pSB还是某些水生生物的饵料。因此可以说光会细菌是一种高营养成份并具有很强保健功能的新型微生物类饲料添加剂。同时,由于其具有较强净化污水功能;还是十分难得的优良水质改良剂。
下表为国外某光合细菌企业产品成份指标(见表1、2)。
表1氨基酸(g/100g干重)
赖氨酸2.86
组氨酸1.25
精氨酸3.34
天冬酰胺酸4.56
苏氨酸2.70
谷氨酸5.34
脯氨酸&n

bsp;2.80
氨基乙酸2.41
丙氨酸4.56
缬氨酸3.51
蛋氨酸1.58
亮氨酸4.50
酪氨酸1.71
苯丙氨酸2.60
表21L光合细菌含维生素mg
维生素B10.21
维生素B20.25
维生素B60.025
维生素B120.105
尼克酸0.025
维生素B30.15
叶酸0.30
维生素H0.325
光合细菌由于细胞内细菌叶绿素、胡萝卜素的组分不同,可分为红螺细菌、红硫细菌、绿硫细菌三大科,其形态和生理性状,见表3。
光合细菌人工培养技术的研究,始于20世纪60年代的日本,我国起步在80年代末,目前已取得长足进展。中科院微生物研究所、中科院研究生院实用技术研究所及部分省微生物研究所均取得一定研究成果。李东风等就沼泽红假单胞菌p3.9菌株的主要培养条件进行了初步研究。p3.9菌株在厌氧光照条件下能利用多种类型的有机碳原物质;其细胞生长的最适pH值为6.5~8,最佳光照强度2000~3000lx;培养基中添加酵母膏能明显促进细胞生长。在适宜的培养条件下,菌液细胞数可达48亿个/mL。
另一项中科院微生物研究所的报道,使用红色无硫细菌(purplenonsulfurbacteria)培养液,培养沼泽红假单胞菌种,每毫升菌液含菌体50亿个左右。
表3光合细菌形态和生理性状菌别红螺细菌红硫细菌绿硫细菌
形态球状,卵形,杆状或螺旋状、环形球

卵圆、杆、弧、螺旋球、卵圆或杆状、弧形
繁殖二分裂或芽殖二分裂二分裂或二分裂加三分裂
游动+,极生或周生鞭毛+或-+或-
光合作用膜系统顶囊状、片状、管状顶囊状、片状或管状绿硫细菌泡囊
光系统1+++
光系统2---
气泡-+或-+或-
好氧性微好氧严格厌氧严格厌氧
CO2同化用的还原剂H2S,H2,或有机化合物硫化物,硫或H2H2S,H2
光合作用的碳源CO2或有机化合物CO2CO2或有机化合物
细菌叶绿素A或ba或bc或d
类胡萝卜素类群1,2和41,3和45
DNA碱基例(G+C)克分子(%)61.2~72.445~70.448.5~58.1
固氨++-+
生境普遍微好氧或好氧厌氧,存在有硫化物厌氧,存在有硫化物

1饲料添加剂中光合细菌制剂的作用
光合细菌制剂属营养保健类饲料添加剂,其营养保健作用的发挥,主要有以下几个方面:
1.1平衡消化系统微生态环境
正常情况下,饲养动物胃肠道内大量有益菌群作为一个统一整体存在,彼此之间相互依存、相互制约、优势互补,既起着消化、营养的生理作用,也能抑制病原菌等有害菌的侵入和繁殖,从而发挥其预防感染的保健作用。当饲养动物受到饲料更换、断奶、运输、疾病及抗菌药物长期大量使用等应激作用时,会引起消化道内这些有益菌群平衡的破坏而产生病态。光会细菌制剂随饲料、饮水进入消化道后,证其内定居、繁殖,建立起有益的优势菌群,可使破坏了的微生态环境得以恢复。
1.2增加营养,帮助消化
光合细菌制剂可产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素分解酶、果胶酶、植酸酶等,和胃肠道固有的酶一起共同促进饲料的消化吸收,提高其利用率;合成B族维生素、维生素K、类胡萝卜素、氨基酸、生物活性物质辅酶Q及某些未知促生长因子而参与物质代谢,促进饲养动物生长。这不仅能起到很好的营养作用,且对预防矿物质、维生素、蛋白质代谢障碍等营养代谢病的发生,提高畜产品的产量和品质也极为重要。
1.3抑制杂菌,保障健康
光合细菌在饲养动物肠道粘膜大量定居和增殖,使病原菌及有害菌无立足之地。与此同时,光合细菌产生的抗病毒物质等,都对病原微生物有抑制作用。也就是说,这些有益菌及其代谢不仅使病原菌难以在消化道立足,即使立足也难以繁衍生存,从而起到预防感染的保健作用。实践证明,光合细菌制剂对大肠杆菌、沙门氏杆菌等多种病原微生物的感染均有很好的防治作用。
1.4减少肠道有害产物和圈舍臭味
圈舍里的臭味主要由氨、硫化氢、吲哚、尸胺、腐胺、组胺、酚等有害物质而来。这些都是大肠杆菌使蛋白质腐败分解所致。光会细菌可提高蛋白质的消化吸收率,并将肠道中非蛋白氮合成氨基酸、蛋白质供动物利用。与此同时,它还可产生分解硫化氢的酶类,从而抑制大肠杆菌等有害菌的腐败作用,降低粪便中的氨、硫化氢等有害气体的浓度,使臭味等有害物质减少,从而起到保护养殖环境、减少饲养动物呼吸道和眼病的发生等功效。与此同时,光合细菌制剂对饲料内某些毒素和抗营养因子还有一定的降解和去毒作用。
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p;光合细菌制剂与绿色养殖
我国肉、蛋的总产量已居世界之首,但其出口量仅占总产量的1%左右。其所以如此,主要是产品的质量差、加工技术落后,在国际市场上缺乏竞争力;产品的卫生合格率低、药物残留指数偏高。这一切,主要由于饲料原料、加工手段、饲喂方法、圈舍环境、疾病防治、屠宰加工工艺等环节的卫生条件差,致使畜产品被污染,细菌总数(含大肠杆菌)超标,甚至还有其他病原菌,因而使产品的卫生标准合格率低。欧盟国家之所以对我国畜产品贸易限制,药物残留是主要问题之一。要改变这种情况,必须发展“绿色养殖”,大力推行光合细菌饲料添加剂。
有试验结果表明:饲料中添加光合细菌制剂,可显著提高畜禽的成活率,增加饲料报酬,从而使经济效益得以提高。凡是在饲料中添加了光合细菌产品的,2~3d后,最引人注目的感觉是,畜禽圈舍内的臭味明显降低,连用一周之后基本无臭味,蚊蝇很少,粪稀者恢复正常,即使在火热的夏季也不例外。
据研究结果证明,用光合细菌对60周龄蛋鸡经30d对比试验,其蛋重不仅明显增加,而且品质与对照组相比,蛋白质、氨基酸和有益微量元素含量增加,脂肪和胆固醇含量减少,尤其以有益微量元素增加33.4%和胆固醇降低36.97%为甚。
另一项研究表明,奶牛饲料中添加3d光合细菌后,其泌奶量便明显增加,奶中蛋白质、氨基酸及有益微量元素含量比对照组也有显著提高,奶香明显浓于对照组。试喂半个月后,牛的毛色明显增亮,乳头有炎症者也迅速好转。牛舍气味焕然一新,奶牛精神面貌明显趋于活跃。经检测,饲喂光合细菌后,停止用抗生素治疗奶牛的乳腺炎,因而所产奶均为无
抗奶,完全符合国际国内市场对乳制品“无抗”的要求。饲喂一个月光合细菌后,比对照组泌奶量增加17%,蛋白质含量增加9.8%,微量元素增加32.6%,胆固醇降低34.l%。可见,光合细菌对奶牛饲养具有非常理想的功效。
据江苏某养猪场试验报告,饲料中添加光合细菌制剂后,猪舍很快消除了恶臭,猪的食欲增强,下痢溏便现象完全消失,毛色日渐明亮,精神日渐活泼,增重明显加快。30d后,比对照组增重提高19.8%。猪舍四周原来污水排放坑里施用光合细菌后,也很快变污为清,环境卫生明显改善。

3光合细菌制剂在水产养殖中的应用
地球有生命以来,光合细菌在天然水域中维持适宜的水环境方面起着重要作用。大自然水质屡被污染,而始终能维持一定的清洁状态,主要靠的就是光合细菌及其同类微生物的存在。而在人工养殖水环境中,水生生物的密度大,是自然界的几十倍至数百倍,人工施肥投饵及鱼虾排泄而造成的污染相当严重,这使水中的有机物质增多,水质的各项理化指标严重恶化。在这种情况下,只靠天然存在的少量pSB远远满足不了养殖环境净化的要求。因此有必要在养殖水体中人工投入光合细菌,使其数量足以与有机污染物相对抗,起到改良水环境的作用。
光合细菌制剂用于水产养殖具有多方面的综合效应,主要作用表现在以下几个方面:1.形成优势菌群,抑制有害菌的繁殖;2.吸收利用水体中氨氮等有害物质,改善养殖环境,随时降解养殖过程中产生的有机污染物,将其转化为CO2、无机盐等;3.改善水养生物机体代谢,强化其免疫系统,提高其免疫力;4.促进水养生物消化道的吸收能力,同时光合细菌自身又能在水体形成生物团,增加基础饵料数量,达到促进养殖动物生长的目的。概括起来,其在水产养殖上用途包括

作为改善水环境的水质调节剂、控制病原微生物的有害杂菌抑制剂以及提高动物抵抗力增进健康的饵料添加剂等三大方面。
3.l对虾、白节虾养殖
中科院研究生院应用技术研究所(1993)在校内和山东两地建成中试车间,进行了中试及试生产,成功开发了以红假单胞菌为主要成份的光合细菌制剂(饲宝),并在河北和山东两地进行了对虾养殖应用试验,取得了很好的效果。试验结果表明:光合细菌是对虾养殖的一种非常优良的饲料添加剂,可实现大幅度增产,提高虾苗成活率,增加养殖密度和加快虾体生长速度。这一切主要依赖光合细菌的如下作用:改善水质,提高虾体免疫能力和全面增加营养。由于使用光合细菌后的增产幅度很大,虽然因使用光合细菌增加了养殖成本,但仍实现很大的增收,经济效益明显。
中科院研究生院应用技术研究所的主要操作要点是:在虾苗放养前3~4d投放1次光会细菌,以后每隔7~10d天加施1次,用量都为75kg/hm2。为改善底质,可将光合细菌和沙土拌和,撒于池底污物积累较多的池角、投饵区等处。还可在配合饵料中添加适量的光合细菌,促进对虾生长。使用光合细菌时应选择合适的菌种,目前水产养殖中使用的光合细菌主要为红螺菌和红硫菌。前老蛋白含量丰富,饵料效果明显;后者能利用硫化氢、氨氮改善水质效果明显。因此,最好使用复合菌。投放虾塘的光合细菌密度应在每毫升10亿个以上。投放方法必须得当,用量要足,每次间隔使用期限还应根据换水情况而定。换水以后需补施,以确保光合细菌的浓度,否则效果会降低。
大量试验证明,采用光合细菌制剂用于对虾、白节虾育苗,可提高出苗量10%~15%每周1次,用于池水(共计3次),由病毒引起的虾病时间可推迟到15d后发生;总体产量可增加40%。
3.2温室养鳖
田晓琴等(1998)选择了3个温棚中不同规格的中华鳖为3个试验组,与对照组比较,投光合细菌制剂的试验组,溶解氧指数较高而化学耗氧量、氨量、硫化物指数则较低。水质测定结果,试验组与对照组相比,稚鳖组氨氮降低了0.9~1.07mg/L,幼鳖组降低0.07~0.24mg/L,成鳖组降低了0.44~1.03mg/L。在稚鳖生长阶段,与对照组比较,可提高增生率最高达75%,幼鳖和成鳖的重量也较对照组高,分别提高20.2%~22.2%,16.4%~18.7%同时,使用光合细菌作为饵料,不但能促进鳖的生长,而且使鳖健壮,提高了抗病能力和成活率。
3.3河蟹养殖
陈锡时筛选优化,成功培养出沼泽红假单胞菌B9的菌株。能有效净化水质,提高水体透明度和水体的氧溶解能力,还可显著改善河蟹的生长状态。可被河蟹增产29.6%,净化水质作用一次可维持20d,减少换水1/3以上,节水效果十分明显。从1998年试验至今,推广面积已超过0.93万公顷,增加经济效益6000多万元。
综上所述,光合细菌能有效地改良池塘水质,加速营养物质循环,保护水生环境,从而提高水养生物产量和养殖经济效益。
目前,市场出售的光合细菌,含有高浓缩的光合细菌的休眠孢子。主要是光能异养型红螺细菌科(Rhodospirilaceae),特别是其中的红假单细胞属的种类。这种光合细菌在不同的环境条件下,能以不同的代谢方式,有效地净化水质。能够在遇到污染物质的时候,重新被活化并恢复生长和繁衍。而其一旦在水中活跃起来之后,可以将

水质中的氨、硫化氢、亚硝酸盐以及各种有害的有机氯化物完全消除,再转化为水生植物的养分,促进水生植物顺利生长,对水质的净化实是善莫大焉。
一般情况下,瓶装的光合细菌生产日起有效储藏期为1年。在新水时期添加的效果并不显著,因为光合细菌只能生存于污水中,所以只有水质中的污染源达到一定浓度的时候,它们才会被活化,在海水中使用添加剂量应加倍。使用前摇均匀,使用后冷藏可延长有效使用期。
3.4常规使用剂量
(1)育苗用量:100~200mg/L,间隔5~10d1次。
(2)成鱼、虾、蟹池用量:首次10~20mg/L,第2次用量减半,间隔10~15d用1次。
(3)饲料添加量:苗种饲料5%、成鱼饵料3%,现拌现喂。
3.5必须注意的问题
(l)为了避免光会细菌被杀灭,切记勿与消毒杀菌药剂同时使用,如果必须使用杀菌药剂或治疗鱼病的药剂,需等使用药物水体消毒后至少一星期以后再进行使用光合细菌。
(2)光会细菌在23~29℃的范围内均能正常生长繁殖,当水温低于23℃时,它们的生长逐渐减缓,因此23℃以上时使用效果较好。
(3)拌入饵料后应于当天投喂完毕。
(4)光合细菌在水体中只有形成优势群落才能发挥最大作用,所以应灵活掌握使用的连续性与用量,使其保持应有的群体优势。
(5)若要同时施用不同的净水细菌应该注意细菌之间的共容性。例如:硝化细菌和光合细菌并不适合同时放养在同一水池内,因为它们净化水质的过程互有抑制作用,可能会降低其净化效果。

 
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