2 芽孢桿菌對水質淨化的作用機理
芽孢桿菌類淨水微生物的使用,使養殖者在不中斷養殖過程的情況下,清除長時間殘留於養殖水域底部廢物,尤其是老蝦池底部積累的大量殘餘餌料、排洩廢物、動植物殘體以及有害氣體(氨,硫化氫等),使之先分解為小分子(多肽、高階脂肪酸等),後分解為更小分子有機物(氨基酸、低階脂肪酸、單醣、環烴等),最終分解為二氧化碳、硝酸鹽、硫酸鹽等,有效降低了水中的cod、bod,使水體中的氨氮(nh4+-n)與亞硝酸氮(no-2-n)、硫化物濃度降低,從而有效地改善水質。同時還能為以單細胞藻類為主的浮游植物提供營養物質,促進繁殖。這些浮游植物的光合作用,又為池內底棲水產動物的呼吸、有機物的分解提供氧氣,從而形成乙個良性生態迴圈(圖1)。
由於芽孢桿菌大量繁殖,在池內形成優勢種群,可抑制病原微生物的繁殖,減少疾病發生。
3 芽孢桿菌對水生生態系統作用效果
3.1 去碳功能
芽孢桿菌具有豐富的蛋白酶、脂肪酶、澱粉酶、纖維素酶、脫氫酶、脫羧酶、氧化酶等,能強烈的分解碳系汙染物,分解蛋白質和複雜多醣,對水溶性有機物分解也有重要的作用。
養殖池塘內的懸浮物(簡稱「絮團」)和底泥嚴重惡化了水環境,引起動物發病。其中懸浮物由有機碎屑、細菌、藻類和礦物質等細微顆粒組成的膠粘狀物;底泥由有機碎屑、細菌和藻類組成,含纖維素15%~60%,半纖維素10%~30%,木素5%~30%和蛋白質2%~15%,還含有可溶性物質如糖、氨基糖、有機酸和氨基酸,佔幹物質重的10%。而芽孢桿菌通過其酶的作用,能分解懸浮物和底泥,從而維持水生生態環境平衡。
把芽孢桿菌(菌液濃度≥1010個/g)投入養殖池,能降低水中cod、bod,有效改善水質和周圍環境。
3.2 去氮、去硫功能
高密度集約化養殖給養殖池塘生態環境帶來了嚴重的汙染,研究表明,池塘每生產1噸虹鱒,池塘總磷和總氮的負載分別為25.6 kg和124.2 kg。
過量的n、p排入水體引起池塘富營養化,在池塘內也易形成對水產動物有毒性的nh4+-n、h2s,影響動物的生長,甚至死亡。而芽孢桿菌可利用其豐富的酶,強烈分解氮系、硫系汙染物,淨化養殖水體。應用芽孢桿菌為主導菌的復合微生態製劑,含活菌數為109個/g,首次用量為1.
5~5.0 mg/l,結果增加溶解氧(do),降低nh4+-n、no2--n及h2s,改善了養殖環境,池水和底沙中的異養細菌數量明顯增加。
3.3 分解淤泥
用芽孢桿菌為主的微生物復合製劑,其活菌數為109個/g,用量為1.5~4.5 ml/m3,經1個月試驗表明,池底淤泥被分解了3~5 cm。
利用芽孢桿菌製劑改良底質的應用實驗結果表明,有機碳未出現積累,芽孢桿菌降解有機碳效果顯著;總氮出現積累現象,處理組與實驗組之間差異不顯著;碳氮比在底質中呈下降趨勢。
3.4 絮凝作用
芽孢桿菌有很好的絮凝作用,且復合芽孢菌株比單株芽孢桿菌的絮凝效果好。這種絮凝作用可以將水體中的有機碎屑互相粘連在一起,構成菌膠團,擔負氧化分解的任務,將有機物結合成絮狀,使重金屬離子、p元素沉澱,水體淨化。
3.5 硝化作用
no3-在芽孢桿菌作用下,經no2-,no,n2o被還原為n2,即芽孢桿菌是好氧菌和兼性厭氧菌,以分子氧為載體,在供氧不充分的時間與空間,可以利用硝酸鹽為最終電子載體產生no2--n和n2,而起反硝化作用,將硝酸鹽移出系統外,提高ph。
總的來說,芽孢桿菌具有強烈的分解碳系、氮系、磷系、硫系汙染物,分解蛋白質、複雜多醣、水溶性有機物的能力,已被廣泛應用。
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