應(yīng)用酶來改善水質(zhì)和塘底

畜牧人市場部1

應(yīng)用酶來改善水質(zhì)和塘底

ElisabethMayer, 百奧明奧地利公司

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，水質(zhì)和底質(zhì)的惡化日趨嚴(yán)重和普遍。本文著重于改善水質(zhì)和底質(zhì)的可行方法。更好的養(yǎng)殖環(huán)境必然會提高養(yǎng)殖魚、蝦的整體生產(chǎn)表現(xiàn)。

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張與發(fā)展，有幾個(gè)挑戰(zhàn)也逐步凸顯。水產(chǎn)養(yǎng)殖所導(dǎo)致的一個(gè)關(guān)鍵問題是其對環(huán)境的影響。高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘系統(tǒng)產(chǎn)生高有機(jī)物負(fù)載，從而引起水質(zhì)和底質(zhì)的惡化以及有毒化合物如氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫的積累。也因此改變了水和塘底中微生物的菌群構(gòu)成，使得病原菌增多，進(jìn)而很大程度上引發(fā)疾病的發(fā)生。

直接應(yīng)用酶

水產(chǎn)養(yǎng)殖中改善水質(zhì)和底質(zhì)的一個(gè)方法是在養(yǎng)殖塘中直接應(yīng)用酶和有益微生物。這類生物技術(shù)應(yīng)用通常被稱為“生物修復(fù)”，是一種對環(huán)境友好的手段，在塘中應(yīng)用有益微生物來減少病原菌，加強(qiáng)有機(jī)物的礦化，并用特定的酶來除去有害廢物。

在生物修復(fù)過程中，酶起著催化劑的作用，使底質(zhì)和水中的生化反應(yīng)加速。將酶加入水中或潑灑于塘底時(shí)，酶能降解蝦塘、魚塘中通常存在的主要有機(jī)物成分。

每種酶都有其作用機(jī)制，在其催化的化學(xué)反應(yīng)中是特定的。舉例來說，蛋白酶水解不溶性蛋白質(zhì)，淀粉酶水解多糖如淀粉；纖維素酶催化纖維素的分解（纖維素是植物細(xì)胞壁的主要構(gòu)成物質(zhì)）；β-葡萄糖苷酶參與催化存在于植物碎屑中的各種β-葡萄糖苷的水解和生物降解；脂肪酶作用于脂類。

酶類可由某些微生物天然產(chǎn)生和分泌。這些胞外酶如纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶是在微生物對有機(jī)物的有氧發(fā)酵中產(chǎn)生的，例如某些芽孢桿菌。芽孢桿菌常見于塘底沉積物中，也可被加入池塘水中作為生物修復(fù)之用。某些芽孢桿菌還可以降解含氮化合物，它們分泌的各種（胞外）酶有助于加速有機(jī)物和有毒化合物如氨氮的分解。

有些特定的酶能夠在較寬泛的環(huán)境條件下都具有活性。而對于有些微生物來說，能使其增殖的環(huán)境條件（pH、氧氣等）卻較窄。某些酶能在多種環(huán)境下起作用。即便環(huán)境條件發(fā)生劇烈變化，這些酶仍能保持活性，特別是當(dāng)這些酶有載體吸附的情況下。例如蛋白酶能在pH值為4-11，溫度低于20°C和高于70°C時(shí)有效作用。

除此之外，將蛋白酶吸附于載體的另外一個(gè)好處是能夠保留酶活性，因而能被再利用。

近年來酶制劑吸引了很多關(guān)注，盡管其分離、純化和生產(chǎn)成本較高。其中一些產(chǎn)品作為生物修復(fù)制劑已被應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。

生物修復(fù)已被證實(shí)的益處

酶能穩(wěn)定底質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)，能被用來有效管理底質(zhì)和養(yǎng)殖條件。沒有哪一個(gè)特定的酶能在所有情況下都作用效果最佳。將幾種酶組合起來應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖生物修復(fù)可能是最有效的方法。從效率和酶的作用機(jī)制考慮，要求所選的酶具備：

l  催化有機(jī)物質(zhì)的降解（如糞便、殘餌和死藻）

l  能分解開大的淤泥顆粒（反絮凝作用）和減少積淤

l  減少固體物質(zhì)

l  分解植物碎屑

l  減輕塘底的厭氧狀況

l  促進(jìn)某些復(fù)合營養(yǎng)物的降解

l  有助于可消化營養(yǎng)的釋放

酶能強(qiáng)力減少積淤和減輕塘底的厭氧狀況，它們促進(jìn)塘底積累的有機(jī)物質(zhì)更快地降解，特別是在高密度養(yǎng)殖條件下。這些有機(jī)物包括殘餌、死藻、礦化泥、糞便和底泥中的病原微生物，而塘底通常是處于厭氧的狀況。然而對于所有這些由酶催化的生物修復(fù)過程，有益微生物的存在也十分重要。酶通過分解開大的淤泥顆粒來使微生物的作用進(jìn)程加速，進(jìn)而產(chǎn)生更大的表面積提供給微生物吸附和進(jìn)行發(fā)酵。這種積淤和死亡有機(jī)物的減少不僅能通過更好的水質(zhì)反映出來也能通過更好的底泥狀況確實(shí)可見。

菌與酶的組合

為測試有益菌和酶的組合在實(shí)際土塘養(yǎng)殖條件下對底泥的作用效果，應(yīng)用已上市產(chǎn)品（2x109 CFU/g，百底消，奧地利百奧明公司），產(chǎn)品中含有酶的混合物（淀粉酶、木聚糖酶、纖維素酶、蛋白酶）在中國的珠海，在集約化養(yǎng)殖條件下進(jìn)行了凡納濱對蝦的田間試驗(yàn)。

土塘（10-12畝/塘）水深為1 – 1.2米，放養(yǎng)標(biāo)粗后的蝦苗（約為1.4克/只蝦）密度為50只蝦/平方。試驗(yàn)進(jìn)行了57天。益生菌產(chǎn)品百水凈每5天用一次，用量為40克/畝。益生菌與酶的組合產(chǎn)品百底消每個(gè)月用一次，用量為33克/畝。試驗(yàn)組和對照組各兩個(gè)蝦塘，所投喂飼料完全一致。

結(jié)果表明試驗(yàn)組的蝦日均增重（0.15克/天）比對照組（0.11克/天）高36%。試驗(yàn)組的飼料系數(shù)（FCR為0.91）相比于對照組（FCR為0.99）改善了8%。照片中試驗(yàn)組的塘底底泥為黃色，而對照組的底泥為暗黑色，顯示出有機(jī)廢物的累積。

應(yīng)用百水凈和百底消的試驗(yàn)組蝦塘底泥  

圖1 試驗(yàn)塘206底泥圖片

對照組蝦塘底泥

圖1 試驗(yàn)塘206底泥圖片

結(jié)果表明聯(lián)合應(yīng)用益生菌和酶可將含有黑色、膠狀有機(jī)淤泥的塘底轉(zhuǎn)化為更潔凈的黃色底泥。對于動物來說，酶通過平衡蝦的周邊環(huán)境來改善生長和生產(chǎn)表現(xiàn)。

對于養(yǎng)殖密度和投餌率更高的塘，在養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中水質(zhì)和底質(zhì)惡化程度更大，應(yīng)用酶的改善效果可能會更為明顯。

應(yīng)用前景

在高密度養(yǎng)殖條件下改善水環(huán)境，將益生菌和酶的組合應(yīng)用作為有效的管理工具似乎很有前景。酶在池塘養(yǎng)殖中起到生物控制劑的作用，特別是改善水質(zhì)和底質(zhì)，以及養(yǎng)殖魚、蝦的生產(chǎn)表現(xiàn)。

研究已證實(shí)在養(yǎng)殖塘中應(yīng)用益生菌和酶能改善底質(zhì)條件并提高蝦的生產(chǎn)表現(xiàn)。添加特定的酶（蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、木聚糖酶）和/或產(chǎn)酶益生菌如芽孢桿菌，促進(jìn)某些復(fù)合營養(yǎng)物的預(yù)消化，有助于可消化營養(yǎng)物質(zhì)的釋放。這有利于減少積淤和有機(jī)物的累積，也可減輕塘底的厭氧狀況，從而改善養(yǎng)殖魚、蝦的養(yǎng)殖條件。