光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,因具有细菌叶绿素和类胡萝卜素等光合色素,而呈现一定颜色。PSB菌广泛存在于地球生物圈的各处,在水产养殖中,能够降解水体中的亚硝酸盐、硫化物等有毒物质,实现充当饵料、净化水质、预防疾病、作为饲料添加剂等功能,光合细菌适应性强,能忍耐高深度的有机废水和较强的分解转化能力,对酚、氰等毒物有一定有忍受和分解能力等特点,它的诸多特性,使其在无公害水产养殖中具有巨大的应用价值。
光合细菌的生物学特性
光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。光合细菌的适宜水温为15—400C,最适水温为28—360C。PSB菌体营养丰富,它的细胞干物质中蛋白质含量高达到65%以上,其蛋白质氨基酸组成比较齐全,细胞中还含有多种维生素,尤其是B族维生素极为丰富,Vb2、叶酸、泛酸、生物素的含量也较高,同时还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质。因此,光合细菌具有很高的营养价值,这正是它在水产养殖中作为培水饵料及作为饲料添加成分物质基础。
光合细菌在有光照缺氧的环境中能进行光合作用,利用光能进行光合作用,利用光能同化二氧化碳,与绿色植物不同的是,它们的光合作用是不产氧的。光合细菌细胞内只有一个光系统,即PSI,光合作用的原始供氢体不是水,而是H2S (或一些有机物),这样它进行光合作用的结果是产生了H2,分解有机物,同时还能固定空气的分子氮生氨。光合细菌在自身的同化代谢过程中,又完成了产氢、固氮、分解有机物三个自然界物质循环中极为重要的化学过程。这些独特的生理特性使它们在生态系统中的地位显得极为重要。
在水产养殖中运用的光合细菌主要是光能异养型红螺菌科(Rhodospirillaceae)中的一些品种,例如沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris);
在自然界淡、海水中通常每毫升含有近百个PSB菌,光合细菌的菌体以有机酸、氨基酸、氨和醣类等有机物和硫化氢作为供氧体,通过光合磷酸化获得能量,在水中光照条件下可直接利用降解有机质和硫化氢并使自身得以增殖,同时净化了水体。
光合细菌培育生产技术
光合细菌,是地球上最古老的具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行光合作用且不产生氧气的一类细菌的总称,这是与绿色植物、藻类及其他光合作用生物的不同之处。光合细菌广泛分布于沼泽、池塘、湖泊、河流、水沟、海洋及土壤中,忍耐高温、高盐及低温、低盐的能力特别强,甚至在90℃高温的温泉中,在含30%盐分的盐湖里,在深达2000米的深海里,在南极冰封的海岸上,都能找到光合细菌的踪迹。
光合细菌的应用性研究和生产性研究已有三四十年的历史。日本研究得较早,20世纪60年代,日本科学家观测了高浓度的粪便污水自然放置时菌数的变化,首先揭示了自然界的有机污水是通过微生物的生态学演替而被净化的。经过进一步的研究,又发现了光合细菌的菌体对家禽、家畜及鱼、虾、蟹、贝的幼体具有明显的促进生长和提高成活率的作用,从而为光合细菌菌体的综合利用开拓了新的领域。以后星野八洲雄(1976年)、小林正泰(1981年)、小川静夫(1985年)等人对光合细菌进行了多方面的研究。我国对光合细菌的研究起步较晚,最初仅限于菌种的分离和用于高浓度污水处理,后来许多专业人员又进行了其他方面的应用研究,取得了大量的成果。1987年上海水产大学张道南等人将其应用到虾类育苗上,结果试验组较对照组成活率提高了19.3%,变态率提高了18.5%。现在,光合细菌作为一种具有特殊营养、促生长、抗病因子和高效率净化养殖污水及对环境和水产动物无毒无害的特殊细菌而受到了人们的普遍重视与喜爱。因此,它在水产养殖、畜禽养殖及水处理有关的领域中被广泛应用。
光合细菌主要用于海水养殖、淡水养殖、以及家禽,蛋禽饲养,农作物抗病增产等。其中主要以水产养殖的效果尤为突出,是一种无公害,生态绿色产品,近年来得到了国家科委和农业部的重视。国家计委,经贸委最近发布了《当前国家重点鼓励发展的产业,产品和技术目录》中,在畜牧水产中就包括了"水产养殖中的生态养殖"这一项。
一、水产养殖中原来传统的消毒杀菌方法利少弊多。如用生石灰消毒,生石灰含氯、产酸、产硫、影响有机质分解。用漂白粉,水温越高效果越差,PH越高效果越 差。用高锰酸钾,如在碱性及微酸性环境下使用,二氧化锰褐色沉淀易沉积,对鱼虾鳃部有影响,易发生呼吸道感染。 总之,使用化学药物杀菌消毒,对鱼虾生长和发育均有影响,对防病抗病效果并不佳,同时有害细菌也会产生抗药性,使 化学药物的杀菌效果越来越不理想,也越来越难治理。
二、光合细菌在水产中的作用 : 光合细菌是有益细菌,具有促进动物消化吸收,刺激生长发育,提高免疫功能,抑制各种病菌浸入的特效。光合细菌对改善水质有奇效,将光合细菌撒入污染严重的池塘中,一般在3小时后,水质开始转清,第二天去看,与周围没撒光合细菌的池塘相比,水质有天壤之别,一看便知。若鱼病很严重,每天均有死鱼浮面的话,则用了光合细菌后 ,第二天去看,浮面的死鱼显著减少,直到消失,与周围形成鲜明对比。用了光合细菌,还可有效地帮助鱼虾安全越冬,冬季不但不减产,反而有增产。用了光合细菌的水产品,颜色鲜艳,个体整齐,鱼肉鲜嫩!用光合细菌稀释10倍后,对鱼虾进行药浴,可使鱼虾成活率达到90%以上,发粘细菌病、烂鳃病、打印病、成活率达 60~100%,水霉病、赤鳍病、擦伤病成活率达近100%,比其它化学药物相比,更加安全可*,无任何药浴副作用。用了光合细菌一般亩产提高15-23%,饵料系数下降18-23%,成活率提高20-60%,个体增重15%,投入产出比达1:10以 上。每亩增效益达800元以上。
三、在肉禽蛋禽中的应用:在禽类的饮水中加入光合细菌2%。对蛋禽而言,可降低死亡率12-32%,提高增重率20%左右,提高了抗病力,免疫力。提 高产蛋率4-15%,降低碎壳蛋的数量5-15%,提高蛋品哈氏单位3%,达到82.22以上,提高蛋黄色度8%,用罗氏比色扇法测定蛋黄色度可达8.33。对肉鸡,可提高增重12.3%,提高饲料报酬25%,成活率提高5%,经济效益对比提高50%。 同时,可显著降低肉蛋产品中的兽药残留,改善品质,避免出口的绿色检疫关贸壁垒。
四、在农作物生产中的应用:施用光合细菌的农作物土壤中,比施用无机氮肥,更明显地促进土壤细菌、放线菌的增殖,其次促进真菌、固氮菌及光合菌的增殖,从而增加了土壤肥力,更有效地分解和利用土壤有机质,加强土壤中有机质和氮素转化,提高供氮磷能力。 光合细菌对农作物有提高作物抗病毒能力,每亩喷施光合细菌1.5公斤(间隔20天),可增产10%以上。
目前,光合细菌的生产技术的技术转让价非常高,转让费从8000元到10万元不等,如天津市农业科学院 的技术转让费就为10万元。那么,光合细菌的生产技术很难吗?不难!我们向大家传授的生产技术就像生产培育EM一样简单,其产品质量完全可以与工厂生产的光合细菌不分上下!这项技术是我们花费巨大的财力和精力经长时间才完成。今天,我们将毫无保留地免费传授给你。
一、光合细菌的配方 营养元素的全面和合理的搭配,是光合细菌生长条件的关键所在,配方为:①1、七水硫酸镁0.5克,磷酸氢二钾0.5克,蛋白胨5克,甘油5克,硫酸铁微量,水1000毫升;②硫酸镁0.5克,磷酸氢二钾1克,硫酸亚铁0.5克,硫酸铵6克,蛋白胨4克,1公斤水。(以上原材料在市以上化学原料店有售,小型试验可以到化学试剂店购买)
二、光合细菌生长所需环境条件 :有了营养全面的配方,还必须有一个良好的培养环境条件,才能生产出优质产品出来。PSB所需的环境条件有以下几个: 1:培养介质,含杂菌较少的清洁淡水。最好用地下水,硬度低的水更好,选取水源时,最好先做几种水源的对比试验,使用哪里的水源在培养试验中最先变成红色(生长良好),就选用哪里的水作为生产用水。 2:酸碱度,PH值在8~8.5为最好,光合细菌的适应PH范围在6~10之间。 3:温度,以28~~36℃为最适生长温度,其适应的生长温度范围为15~41℃。 4:光照强度,以3000~4000勒克斯(LX)为最佳,即每25公斤菌液需要用相当于60-100瓦的白炽灯作光源,而太阳光照为最好且不要成本。
三、光合细菌生产的操作程序及要点
1:选择容器 :少量生产可用透明度较高的白色或透明塑料桶、玻璃容器。大量生产可用水泥池、水泥船,也可临时开挖土池,垫上双层塑料膜防漏防浑浊,培养液的深度为40公分最佳。
2:选择水源 地下水为最佳水源,清洁的地表水,海水等也可使用,含氯量高的自来水要充分曝气或添加适量硫代硫酸钠中和后亦可利用,蒸馏水及纯净水固然最好,但成本肯定不行。
3:操作方法 ①第一种生产方法:用白色或透明塑料桶装入清洁淡水, 将上述原料溶解入水中。选择颜色鲜紫红色,浓度在30亿/毫升的光合细菌成品为菌种,取2.5公斤加入到上述培养液中,即菌种:培养液比 例=1:10。也即10%的接种量,这是大规模培养必须的接种量,接种量低于10%,则培养的时间长,杂菌多,品质欠佳,故接种量应宜多不宜少。(小规模以饮料瓶为容器的生产中,接种量为1%也能达到较好的培养效果,三天可培养成熟,但即使是小规模生产,接种量最好大一点为好,如可用2~5%)将接种后的培养液,进行光照培养,如果用白炽灯作为光源,应选用60瓦的灯,(小规模生产中以40瓦的即可),将灯泡悬于液面上约10~20公分处,每桶一只灯。如果用太阳作为光源,则只要将桶放于太阳下即可。每天搅拌(摇动)1~2次,使之受光均匀。
在光照的同时,应保持培养液的最佳温度,才能缩短培养时间,取得高产。光合细菌生长和繁殖的最佳温度为28~36度,夏季我国大部分地区自然温度都可达到这个最适温度,不必采取任何措施增温,倒是要注意降温。而在冬、春、秋三季,自然温度较低,达不到最适温度,必须采取一定的增温措施,例如在阳光下搭建透明塑料膜温棚就是一个好办法,它即采光又增温,同时又节约能源成本。冬季温度过低,则应加温到最适温度。夏季气温过高,若用太阳作为光照能源,则应采取部分遮阳(用黑色的遮阳塑料网),通风的降温措施,以防光合细菌快速老化死亡。 光照和温度都适宜后,就进入了培养阶段,每天的颜色、气味、PH、透光度和漂浮物都有不同程度的变化,通过这些变化可以判别光合细菌的生长情况,如下:第一天,前3~5个小时,菌种开始适应培养液,吸水和营养物,细胞膨胀,将要分裂繁殖,液体无大多变化,24小时时,培养液的红色度加深,有臭味产生(光合细菌为臭味的气味,为正常气味),透光度降低,PH值有所升高,如果是敞口培养,液面会出现白色杂菌膜,而在密封培养下,液面的杂菌很少,这些现象表明光合细菌生长繁殖情况良好。第二天48小时时,培养液红色度更深,气味更浓,透光度降得更低,(此时更要摇晃使其受光均匀),菌膜略多,PH值较24小时时有所升高,3~5天后,升到最高9左右就不会再升高了。第三天,72小时后,光合细菌的浓度已经很高了,可作为成品菌,产品浓度可达30亿/毫升以上,颜色深红,有臭味但无刺激性,PH值在9左右,透光率很低,仍有极少量菌膜。 若继续培养几天,光合细菌浓度还会升高,大约在10~15天时达到最高浓度,若再培养下去,就会老化。 以上若在培养过程中,达不到最适的光照和温度,则培养到成熟的时间会相对地延长。