一、前言
最近这几年以来，水族专用微生物制剂在消费市场似乎变得相当热络，许多消费者在这股风潮的吹拂下，也纷纷赶着搭上这班列车，每当到水族馆消费之余，总忘不了顺便购买一瓶微生物制剂来使用。虽然他们很可能不知道，究竟瓶子中是否装着货真价实的产品，但只须看到产品所标示的功能，就足以打动消费者的购买欲与信心，仿佛许多有关水质管理上的问题，只要使用这类产品之后都可以迎刃而解。
记得曾经有一位厂商来公司拜访，言谈之间，他私下透露每个月可以销售「硝化细菌」至少十万瓶，销售区域广达海内外，这种耀眼的业绩，真令人欣羡。事后不久，有一次我陪同柯老师到高雄某家大水族馆参访，尚未踏进大门之前，远远即看到在入门处，刚好整齐地摆着一大堆他批货的产品，上面还贴着斗大的标题「硝化细菌」、「买一送一」、「本店销售排行榜第一名」。柯老师趋前观看，并顺手拿起一瓶打开瓶盖检视，马上传来一阵扑鼻的臭味。柯老师轻轻地对我说，如果这种产品的销路真有那么好，倒是令人感到有些意外。
果不其然！我们在该水族馆停留期间，亲眼目睹许多消费者二话不说，每人一次拿二瓶随即至柜台结帐，这种热络的情景，似乎多少印证了那位厂商所言不虚。然而，销售业绩好是一回事，是否消费者买回去使用真的有效又是另一回事。回程中柯老师一直在思考这问题，并表示这事件让他有想要写一本有关硝化细菌的书之冲动，结果一个多月之后，这本书完稿付梓，书名就叫「硝化细菌与水族缸」。记得这已经是二年多以前的一段往事了。如今我们把这段往事当做这次报导的引言，是具有特殊意义的。
二、先从硝化细菌制剂谈起
一般所称的「硝化细菌」，主要是指「好气自营性」的「亚硝酸菌」或「硝酸菌」而言，非指「异营性硝化细菌」。硝化细菌具有分解氨或亚硝酸之能力，其重要性不言可谕。这类细菌虽然普遍存在自然界水域，但要想将它制成制剂却极为不易。
在所有的微生物制剂当中，以硝化细菌的生产速度最慢且最难制造，究其原因，主要是硝化细菌繁殖速度慢，以及在不适生存的环境中，无法形成内孢子而呈现真正的休眠状态，因此始终未能解决菌种长久保存的问题，这是制造硝化细菌制剂所面临的最大技术瓶颈。
虽然亚硝酸菌能以「假休眠状态」在毫无生存资源下，仍然能存活一段很长时间，但是其先决条件必须在好气状态下才能达到目的。理由是，尽管处于「假休眠状态」下的菌株，它们的代谢作用几乎完全处于停顿状态，但是仍然需要进行有氧呼吸，若保存环境缺乏氧气，想藉「假休眠状态」渡过难关，会遭遇极大的困难。不过硝酸菌连「假休眠状态」的能力都没有，更遑论长久保存的问题了。
液体硝化细菌制剂仅以亚硝酸菌为主，这是因为硝酸菌无法以「假休眠状态」被密封保存之故。制剂中的菌液不能含有任何能引起异性细菌分解的有机物，否则瓶封中的空气将很快被耗尽，而形成厌气状态，使亚硝酸菌也难以存活。从这也说明，为何具有臭味的产品，无法保存硝化细菌的原因，因为菌液已经被大量异性细菌污染，且形成厌气状态。
粉状硝化细菌制剂主要是透过「急速冷冻干燥」技术，将硝化细菌干燥，然后再使之分散于粉状稀释剂（亦作担体）中制成。这种产品仍以亚硝酸菌制剂为主，因为亚硝酸菌在急速冷冻干燥之后活化率较高，而硝酸菌则不易被活化。
三、EM制剂又是什么
EM是英文「Effective Microorganisms」的简称，翻译成中文是「有益微生物」或「有效益性的微小生物」。在这些微小生物族群之中，只要是对养殖环境有益或有其它利用价值，便可以统称它为有益微生物（EM），因此硝化细菌也称得上是EM之一，不过一般所称之EM制剂主要是指「异营性细菌或真菌」而言。
EM不仅种类繁多，而且新品种陆继被发现，但只要利用其中几种少数强势品种，甚至只需一种关键性品种，就可能足以发挥很大的功能，因为它能协助清除水产养殖环境普遍存在的有机污染问题，因此这类的制剂最多，在水产养殖中的应用也最广。当然它也能用于改善水族缸的有机污染问题，所以目前在水族馆能买到的EM制剂，几乎都是来自于水产养殖产品「挪作它用」的结果。
EM制剂有许多不同的商业名称，依厂牌或菌种不同而异。无论如何，它们的使用目的都是相同的，即应用于改善水质，藉以促进水产物的生长发育，提高产量，增加抗病力。在水族缸的应用，还能防治某些水质浑浊问题。然而，这项生物科技产品是否也能应用于水族缸，应该要看实际需要而定，而非全数移植，例如一些厌气性EM制剂（如脱氮细菌制剂）在水族缸的好气环境中，可能无作用的空间。
EM制剂的商业化趋势远比硝化细菌制剂容易的多，因为许多EM都可以形成内孢子而被长久储存，包括好气、厌气或兼气性种类，都可以轻易制成液体或粉状制剂。孢子是一种微生物真正的休眠状态，它们能在瓶封中长久被保存，而且的活化率极高。许多EM制剂都不是单一种类，它们都是混合产品。
EM制剂具有结构复杂、性能稳定、功能广泛、使用方便、制造及保存容易、价格便宜，且能促进动植物生长，增强抗病能力，去除粪便，改善养殖环境，提高成活率等优点，所以自然成为微生物制剂的主流。然而，有些EM制剂是挂牌「硝化细菌」贩卖，我们宁愿认为它们不是有意「鱼目混珠」，其实仅是「商品名称」而已，而非真正相对应名称的微生物制剂。
EM制剂不宜过量滥加，尤其是液体EM制剂中的菌液，可能含有大量培养EM的「母液」，它们都是溶解性的蛋白质、脂肪、醣类等。此种产品加太多，反而会给水族缸带来「添加式有机污染来源」，可能因此造成混浊问题及氨值剧增的危险。使用EM制剂的目的，只是希望把优良的菌株引进我们的水族缸，它们的繁殖力相当强，只需少量添加，就能产生很大的效果。
四、光合细菌是否适用于水族缸
光合细菌极少有粉末状产品，它们都是液态产品，因为液态产品远比粉末状产品更容易生产，而且效果也大得多。因此没有人愿意以较高花费的方式，来生产低效果的产品。更何况光合细菌一旦经过冷冻干燥之后，存活率偏低，更谈不上商业化应用了。
光合细菌在不同的自然环境下，具有多种不同功能，例如，固氮、脱氮、固碳、除硫化氢等作用，与自然界的物质循环有密切的关系，在环境自净过程中，担任着重要的生态角色，因此在水产养殖中，自然会被选用为微生物制剂之一。
光合细菌的种类不少，不过它们都具有能在厌气和光照条件之下，进行不产氧的光合作用之共同特征。以自营性的光合细菌而言，它可以利用光能把二氧化碳及硫化氢合成醣类。以兼营性（又称混合性，意指同时具有自营及异营双重特性者）的光合细菌而言，它可以利用光能把二氧化碳及某些有机物或硫化氢合成醣类。这两种光合细菌在光合作用中主要的差异在于「供氢体」不同。
自营性的光合细菌在光合作用过程中，系以硫化氢或其它无机硫化物作为唯一供氢体，并及以二氧化碳或碳酸盐类等无机碳为碳源。兼营性的光合细菌则优先以环境中的既存的有机物作为供氢体，如果缺乏这种资源，亦可改以硫化氢作为供氢体，但效率较差；在碳源方面，以有机碳（如环境中的既存的有机物）为主，或无机碳（如二氧化碳）为辅，所以兼营性的光合细菌在厌气环境中，可以利用光合作用消耗环境中的某些有机污染、二氧化碳或硫化氢等。
自营性光合细菌只能生存于有光及厌气环境，由于水族缸中的光照区都属于好气环境，因此这类制剂很难应用于一般水族缸作为净水剂。兼营性光合细菌既可以生存于好气环境中，也能生存于厌气环境中，所以对环境的适应能力较强，可以应用于一般水族缸作为净水剂，不过其效能可能会受限制。
无论是那一种光合细菌，在厌气条件下，都能利用硝酸盐呼吸，因此具有脱氮的作用，亦可以归类为脱氮菌的种类。不过它们所需要的氮源通常不是来自硝酸盐本身，而是其它含氮物质。以自营性光合细菌为例，它可以直接吸收利用铵盐，或藉由固氮作用摄取水中的氮气获得氮源。而兼营性光合细菌主要以摄取含氮有机物作为氮源。
由于自营性光合细菌在生长过程中会吸收铵盐作为氮源，因此可以间接降低氨的浓度，有些商品把它称为「光合硝化细菌」，其实它根本不会进行硝化作用，这样的称呼就如同把水草称为「光合硝化植物」一般可笑。也有人说这是一种由光合细菌与硝化细菌混合的复合制剂，同样也是说不通的，因为二者的生态完全不同，无法共存于同一储藏环境中。
在水族缸中能应用到的光合细菌主要是兼营性种类，其中又以红螺菌科（俗称光合红菌）为代表。这类细菌的培养相当容易，只需给予菌种适当的有机培养液，则不管在厌气或好气，以及在有光或无光的条件下，均能进行光合生长，或像异营性细菌一般进行营性生长。
使用光合红菌做为水族缸的净水剂，主要是利用它的异营性，而非它的自营性，因为它的自营性必须在「有光无氧」的条件下才能发生作用，水族缸缺乏此种环境。由于许多EM的异营能力远比光合红菌强许多，因此，如果为了除去水体中的有机污染，宁可选用EM制剂，而非光合红菌制剂。在厌气的环境中，它的菌液会有发臭的现象，在水族馆所购买的光合红菌主要是这一种。
五、复合微生物制剂
复合微生物制剂是近年来国内外兴起的一类新产品，其特点是通过复合两种（类）或两种（类）以上的微生物菌种，加以组合而制成的制剂。由于水质污染问题非单一种类微生物所能彻底解决的，因此使用复合制剂将具有更强大的分解有机污物能力，而能产生更有效率的净水作用，是目前微生物制剂中最理想的产品。
目前利用急速冷冻的干燥方法，已经能成功地把两类不互相隶属的微生物制成复合制剂。例如，本所的「速可净」产品，就是利用此种方法，由具有强力分解能力的好气异营性细菌与硝化细菌的干燥菌株，混合于干燥的稀释剂中制成。它具有活化能力，活化后即能同时担负起消除有机污染及氨的双重作用。
另外，利用各种细菌的孢子，混合于稀释剂中，亦可制成同时具有好气、兼气及厌气性复合制剂。使得不同呼吸种类的菌株，能同时进入水体内，在不同环境中各自发挥特有的净水作用。它们在制剂中虽然处于休眠状态，但投入养殖水体后，能立即活化并迅速发挥作用及繁殖成优势种群，因而能表现出更强而有力的净水功能，目前已应用或开发中的产品不少，对改善水产养殖生态环境有不小的助益。这类产品以粉末制剂为主，在水族界也有广泛应用。
六、结语
作为一种活性微生物制剂，它的目的主要是用来改善养殖生态环境，提高养殖动物的免疫力，抑制病原微生物，从而减少疾病的发生。不过，若期望使用这些制剂能达到预期的目的，只有在使用环境和使用对象符合其生理及生态特性时，才能发挥其作用，否则很难获得预期的效果。换言之，微生物制剂并非解决水质污染的「万灵丹」，您除了选对产品之外，还必须给它一个能发挥作用的环境或空间才行。
