海水養殖專用微生物淨水劑及其製備方法與使用方法與流程
2023-09-18 21:35:00 3
本發明屬於養殖水體淨化領域，涉及一種海水養殖專用微生物淨水劑及其製備方法與使用方法。
背景技術：
養殖環境的惡化已經成為制約我國海水養殖業健康持續發展的關鍵因素。因此，急需尋求一種高效、無汙染、操作性強的修復海水池塘養殖環境的方法和技術。傳統的物理或者化學法主要採用吸附、沉澱、過濾以及藥物消毒等形式，利用物理或者化學方法不僅存在著淨化不徹底、重複利用率差、投入成本大等缺點，還存在著抗生素等藥物殘留和水生動物體內耐藥菌株的產生，最終引發水產品食用安全性問題。近年來，利用微生物來降解海水養殖池塘汙染物，進行海水養殖池塘水體修復的方法被廣泛利用，並取得了顯著的效果。
微生物在自然界的生物類群中具有重要的作用和地位，它既是生產者能利用光能或簡單的無機物生產有機物質，構建細胞，又是消費者、分解者，是生態系統中物質循環和能量轉換的主要推動者，對於海水養殖池塘環境的修復起著非常重要的作用。此外，許多微生物的代謝產物和細胞成分具有特殊的營養成分和生理功能，能夠促進魚蝦和藻類、水生植物的生長發育；部分有益微生物還可以抑制病原菌的繁殖，減少魚蝦病害的發生。因此，我們可以充分利用海水養殖池塘中的微生物，通過環境條件的改變增加水體中有益微生物的相對數量，從而改善水質，促進養殖動物的健康生長、發育，推動水產養殖業的可持續發展，現代微生態製劑在水產養殖上的應用就是在這一基礎理論上發展起來的。
目前在水產養殖上應用廣泛使用的微生物及其微生態製劑有芽孢桿菌、光合細菌、硝化細菌和反硝化細菌等。芽孢桿菌為革蘭氏陽性菌，該類細菌能產生抗逆性內生孢子，因而對溫度、酸鹼和鹽具有廣泛的適應性。芽孢桿菌不僅能夠迅速分解養殖水體中的過剩餌料、排洩物等，同時還能降低氨氮、亞硝酸鹽氮和硫化氫等有害物質含量，因此在水產養殖業池塘水質淨化上得到了一定的應用。但是目前的研究集中在游離芽孢桿菌，由於其在流水條件下易被水流衝走，在靜水條件下易被其他生物攝食，而且游離芽孢桿菌無法自然沉降到養殖池塘水體的水-沉積物交界面，限制了其修復海水養殖池塘底質的能力。實際上這已經成為影響芽孢桿菌應用效果的一個重要因素。
由於池塘底質不僅是各種化學物質的儲存庫，還是植物、動物和微生物的棲息地以及營養素再循環中心，所以池塘底質與水的相互作用會強烈地影響水質，因此要想保持良好的養殖水質，就必須從池塘底質改良著手，必須充分重視池塘底質的管理。沸石是一種矽酸鹽礦物，包括天然沸石和人造沸石兩大類。其中，天然沸石不僅具有吸附汙染物的特性，而且在我國儲量豐富、價格低廉，是用於作為固定化載體的合適選擇。
技術實現要素：
本發明的目的在於針對現有技術中的不足，提供一種成本低廉、操作簡便且可實現規模生產的海水養殖專用微生物淨水劑，旨在均勻投入海水養殖池塘後，可沉降於池塘底質，淨化修復海水養殖池塘水-沉積物交界面汙染物。
為了達到上述目的，本發明提供了一種海水養殖專用微生物淨水劑，包括固定有地衣芽孢桿菌的活化天然沸石顆粒，其中所述天然沸石主要選用常見且吸附性較好的鈣沸石、鈉沸石、方沸石等；
所述活化沸石顆粒的製備方法為：將天然沸石與水以1:10～20的質量比攪拌均勻後靜置浸泡24h，使其在水中分散製成懸浮液，過300目篩後靜置，沉降24h，提取液面下10～15cm以下的懸浮液，離心乾燥後得到粒徑小於0.5μm的活化沸石。
本發明採用的這部分沸石符合本發明固定地衣芽孢桿菌的要求，而且能夠穩定懸浮存在於水體中，甚至沉降於水體底部，符合本發明製備的淨水劑的使用要求。
本發明還提供了上述海水養殖專用微生物淨水劑的製備方法，包括以下步驟：
S1、將沸石在水中攪拌均勻後靜置浸泡24h，使其在水中分散製成懸浮液，過300目篩後靜置，沉降24h，提取液面下10～15cm深度以上的懸浮液，離心乾燥後得到粒徑小於0.5μm的活化沸石；
S2、將對數生長期的地衣芽孢桿菌菌液與步驟S1製得的活化沸石以體積質量比為1:1～2ml/g的比例混合，在需氧條件下混合共培養，培養溫度為28～30℃，培養增殖時間為24～48h；經過培養後，收集固相，室溫風乾，得到固定有地衣芽孢桿菌的活化沸石顆粒，即為海水養殖專用微生物淨水劑。
優選方式下，步驟S2所述地衣芽孢桿菌菌液的濃度為1×109～1010cfu/ml。
本發明產品室溫下保存即可。
使用時，將本發明海水養殖用微生物淨水劑均勻地撒在養殖池塘水體的水-沉積物交界面，根據不同養殖期，使用量為50～100g/m2。
相對於現有技術，本發明的優勢在於：
1、本發明海水養殖專用微生物淨水劑採用活化沸石作為固定化載體，以地衣芽孢桿菌為固定化對象，通過同培養增殖，固定化菌量大，富集效率高。
2、本發明地衣芽孢桿菌經固定化後不僅仍可保持較高的活性，還可受到活化沸石保護免受其他生物攝食，並能迅速沉入池塘水底水-沉積物交界面發揮作用淨化水質，不易流失，延長了修復作用周期。
3、本發明採用活化後的沸石具有更大的吸附性能，可以更加有效吸附水-沉積物交界面的汙染物，利於固定後的地衣芽孢桿菌對汙染物的降解，提高了吸附降解汙染物的作用效率。
4、本發明所用的材料全部無毒無害，無二次汙染，且成本低廉，便於運輸和儲存，可實現規模生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。本發明的實施例是利用活化的沸石固定地衣芽孢桿菌，進而修復養殖池塘水-沉積物交界面汙染物。
實施例1
活化沸石的製備：按照沸石:蒸餾水＝1:10的重量比將沸石在蒸餾水中攪拌均勻後靜置浸泡24h，使其在水中分散製成懸浮液。過300目篩後靜置，沉降24h，提取液面下15cm深度以上的懸浮液，離心乾燥後得到粒徑小於0.5μm的活化沸石。
按照對數生長期地衣芽孢桿菌菌液:活化沸石＝1:2(體積質量比)的比例，在需氧條件下混合培養，28～30℃培養24h，室溫風乾後得到固定有地衣芽孢桿菌的沸石顆粒，室溫保存。
在刺參養殖初期按照100g/m2的使用量，將上述淨水劑均勻地撒在刺參養殖池塘，淨水劑可以沉到池底的水-沉積物交界面，達到淨化養殖池塘的目的。
實驗表明，以添加游離態的地衣芽孢桿菌做比較，(游離態的地衣芽孢桿菌直接均勻潑灑於養殖池塘中；其添加量與製備微生物淨水劑時所使用的游離態菌量相同，如：使用100ml菌液與100g活化沸石製備出100g微生物淨水劑，添加於養殖池塘中，則游離態的芽孢桿菌也添加100ml於另一池塘中，二者形成對比。)
添加游離態的地衣芽孢桿菌的對照組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了34.4％，亞硝酸鹽氮含量下降了3.8％，硫化氫含量下降了20.6％，總磷含量下降了14.8％，有機碳和有機氮的含量分別下降了21.4％和13.2％。
而添加經活化沸石固定地衣芽孢桿菌實驗組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了54.9％，亞硝酸鹽氮含量下降了4.3％，硫化氫含量下降了23.7％，總磷含量下降了23.7％，有機碳和有機氮的含量分別下降了31.6％和26.4％。
實施例2
活化沸石的製備：按照沸石:蒸餾水＝1:20的重量比將沸石在蒸餾水中攪拌均勻後靜置浸泡24h，使其在水中分散製成懸浮液。過300目篩後靜置，沉降24h，提取液面下10cm深度以上的懸浮液，離心乾燥後得到粒徑小於0.5μm的活化沸石。
按照對數生長期地衣芽孢桿菌菌液:活化沸石＝1:1(體積質量比)的比例，在需氧條件下混合培養，28～30℃培養36h，室溫風乾後得到固定有地衣芽孢桿菌的沸石顆粒，室溫保存。
在刺參養殖後期按照75g/m2的使用量，將上述淨水劑均勻地撒在刺參養殖池塘，淨水劑可以沉到池底的水-沉積物交界面，達到淨化養殖池塘的目的。
實驗表明，與添加游離態的地衣芽孢桿菌比較，添加游離態的地衣芽孢桿菌的對照組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了31.6％，亞硝酸鹽氮含量下降了4.1％，硫化氫含量下降了23.2％，總磷含量下降了13.7％，有機碳和有機氮的含量分別下降了19.6％和25.2％。
添加經活化沸石固定地衣芽孢桿菌實驗組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了43.8％，亞硝酸鹽氮含量下降5.9％，硫化氫含量下降了27.7％，總磷含量下降了21.6％，有機碳和有機氮的含量分別下降了28.2％和33.8％。
實施例3
活化沸石的製備：按照沸石∶蒸餾水＝1:15的重量比將沸石在蒸餾水中攪拌均勻後靜置浸泡30h，使其在水中分散製成懸浮液。過200目篩後靜置，沉降24h，提取15cm深度以上的懸浮液，離心乾燥後得到粒徑小於0.5μm的活化沸石。
按照對數生長期地衣芽孢桿菌菌液∶活化沸石＝1∶2(體積質量比)的比例，在需氧條件下混合培養，28～30℃培養36h，室溫風乾後得到固定有地衣芽孢桿菌的沸石顆粒，室溫保存。
在南美白對蝦養殖期間按照50g/m2的使用量，將上述淨水劑均勻地撒在對蝦養殖池塘，淨水劑可以沉到池底的水-沉積物交界面，達到淨化養殖池塘的目的。
實驗表明，與添加游離態的地衣芽孢桿菌比較，添加游離態的地衣芽孢桿菌的對照組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了18.7％，亞硝酸鹽氮含量下降了2.5％，硫化氫含量下降了16.9％，總磷含量下降了18.8％，有機碳和有機氮的含量分別下降了20.3％和18.4％。
添加經活化沸石固定地衣芽孢桿菌實驗組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了25.9％，亞硝酸鹽氮含量下降了2.7％，硫化氫含量下降了24.1％，總磷含量下降了25.8％，有機碳和有機氮的含量分別下降了26.3％和27.8％。
實施例4
活化沸石的製備：按照沸石∶蒸餾水＝1∶20的重量比將沸石在蒸餾水中攪拌均勻後靜置浸泡36h，使其在水中分散製成懸浮液。過300目篩後靜置，沉降24h，提取15cm深度以上的懸浮液，離心乾燥後得到粒徑小於0.5μm的活化沸石。
按照對數生長期地衣芽孢桿菌菌液∶活化沸石＝1∶1(體積質量比)的比例，在需氧條件下混合培養，28～30℃培養48h，室溫風乾後得到固定有地衣芽孢桿菌的沸石顆粒，室溫保存。
在大菱鮃養殖期間按照50g/m2的使用量，將上述淨水劑均勻地撒在異育銀鯽養殖池塘，淨水劑可以沉到池底的水-沉積物交界面，達到淨化養殖池塘的目的。
實驗表明，與添加游離態的地衣芽孢桿菌比較，添加游離態的地衣芽孢桿菌的對照組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了20.5％，亞硝酸鹽氮含量下降了5.3％，硫化氫含量下降了23.8％，總磷含量下降了21.1％，有機碳和有機氮的含量分別下降了20.9％和17.6％。
添加經活化沸石固定地衣芽孢桿菌實驗組池塘池底的水-沉積物交界面氨氮含量下降了28.5％，亞硝酸鹽氮含量下降了9.2％，硫化氫含量下降了33.2％，總磷含量下降了32.7％，有機碳和有機氮的含量分別下降了30.9％和35.5％。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。