CN101935105B - 养殖水体用微生物净水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种养殖水体用微生物净水剂，所述养殖水体用微生物净水剂为固定有凝结芽孢杆菌的活化蒙脱石颗粒。本发明还提供了上述养殖水体用微生物净水剂的制备方法。本发明养殖水体用微生物净水剂采用活化蒙脱石作为固定化载体，以凝结芽孢杆菌为固定化对象，通过同培养增值，固定化菌量大，富集效率高；凝结芽孢杆菌经固定化后不仅仍可保持较高的活性，还可受到活化蒙脱石保护免受其他生物摄食，并能迅速沉入池塘水底水-沉积物交界面发挥作用净化水质；活化后的蒙脱石具有更大的吸附性能，可以更加有效吸附水-沉积物交界面的污染物；所用的材料全部无毒无害，无二次污染，且成本低廉，便于运输和储存，可实现规模生产。
Description
技术领域
本发明属于水体净化领域，涉及一种养殖水体用微生物净水剂及其制备方法。
背景技术
养殖环境的恶化已经成为制约我国水产养殖业健康持续发展的关键因素。因此，急需要寻求一种行之有效、操作性强的修复池塘养殖环境的方法和技术。传统的物理或者化学法主要采用吸附、沉淀、过滤以及药物消毒等形式，利用物理或者化学方法不仅存在着净化不彻底、重复利用率差、投入成本大等缺点，还存在着抗生素等药物残留和水生动物体内耐药菌株的产生，最终引发水产品食用安全性问题。近年来，利用微生物来降解池塘污染物，进行养殖池塘水体修复的方法引起了广泛的关注，并取得了显著的成绩。
微生物在自然界的生物类群中具有重要的作用和地位，它既是生产者能利用光能或简单的无机物生产有机物质，构建细胞，又是消费者、分解者和储存者，使生态系统中物质循环和能量转换的主要推动者，对于水产养殖池塘环境的修复起着非常重要的作用(Moriarty，1997)。此外，许多微生物的代谢产物和细胞成分具有特殊的营养成分和生理功能，能够促进鱼虾和藻类、水生植物的生长发育；部分有益微生物还可以抑制病原菌的繁殖，减少鱼虾病害的发生。由此，我们可以充分利用池塘中的微生物，通过环境条件的改变增加水体中有益微生物的相对数量，从而改善水质，促进养殖动物的健康生长、发育，推动水产养殖业的可持续发展，现代微生态制剂在水产养殖上的应用就是在这一基础理论上发展起来的。Kozasa(1986)首次将微生态制剂应用于水产养殖。水生生物与水环境密切相关，许多情况下可直接添加有益微生物于养殖水体中，通过拮抗病原、降解多余有机质等而对养殖动物产生有益的影响。因此Moriarty(1998)把微生态制剂的含义扩展为一类添加到养殖水体中的有益微生物。
目前在水产养殖上应用广泛使用的微生物及其微生态制剂是包括凝结芽孢杆菌在内的芽孢杆菌(Bacillus sp.)等。凝结芽孢杆菌是一种同型乳酸发酵的芽孢杆菌，革兰氏阳性，产乳酸，过氧化氢酶呈阳性，苯丙氨酸脱氨酶试验阴性，能形成芽孢。凝结芽孢杆菌能够分解淀粉、蔗糖、阿拉伯糖、木糖以及乳糖、麦芽糖等多种糖类，分解葡萄糖产酸不产气。由于同时具有乳酸菌和芽孢杆菌的特性，耐酸耐高温，具有丰富的胞外酶类，且菌体本身无毒无害，因此在水产养殖业池塘水质净化上得到了一定的应用，可显著降低池塘水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硫化氢以及可溶性总磷的含量(专利ZL200610049823.9)。但是目前的研究集中在游离凝结芽孢杆菌，由于其在流水条件下易被水流冲走，在静水条件下易被其他生物摄食，而且游离凝结芽孢杆菌无法自然沉降到养殖池塘水体的水-沉积物交界面，限制了其修复池塘底质的能力。实际上这已经成为影响凝结芽孢杆菌应用效果的一个重要因素。
由于池塘底质不仅作为养殖用持水池、各种化学物质的储存库，还是植物、动物和微生物的栖息地以及营养素再循环中心，所以池塘底质与水的相互作用能够强烈地影响水质，因此要想养好水，就必须从池塘底质改良着手，必须充分重视池塘底质的管理。蒙脱石是一种天然的硅酸盐矿物，在我国具有丰富的矿藏资源，具有吸附污染物的特性而且价格低廉。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种成本低廉、操作简便且可实现规模生产的养殖水体用微生物净水剂，旨在均匀投入养殖池塘后，可沉降于池塘底质，净化修复养殖池塘水-沉积物交界面污染物。
一种养殖水体用微生物净水剂，其特征在于，所述养殖水体用微生物净水剂为固定有凝结芽孢杆菌的活化蒙脱石颗粒。
进一步地，所述活化蒙脱石颗粒由下述方法制得：将蒙脱石在蒸馏水中搅拌均匀后静置浸泡24～36h，使其在水中分散制成悬浮液，过200～300目筛后静置，沉降24h，提取液面下10～15cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石。
本发明还提供了上述养殖水体用微生物净水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a.将蒙脱石在蒸馏水搅拌均匀后静置中浸泡24～36h，使其在水中分散制成悬浮液，过200～300目筛后静置，沉降24h，提取液面下10～15cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石；
b.将对数生长期的凝结芽孢杆菌菌液和活化蒙脱石以体积质量比为1∶1～2的比例，在需氧条件下混合共培养；培养温度为30～35℃，培养增值时间为24-48h，室温风干后得固定有凝结芽孢杆菌的活化蒙脱石颗粒，室温下保存。
本发明养殖水体用微生物净水剂在使用时需均匀地撒在养殖池塘水体的水-沉积物交界面，根据不同养殖期，使用量为50～100g/m2。
本发明养殖水体用微生物净水剂采用活化蒙脱石作为固定化载体，以凝结芽孢杆菌为固定化对象，通过同培养增值，固定化菌量大，富集效率高；凝结芽孢杆菌经固定化后不仅仍可保持较高的活性，还可受到活化蒙脱石保护免受其他生物摄食，并能迅速沉入池塘水底水-沉积物交界面发挥作用净化水质，不易流失，延长了修复作用周期；活化后的蒙脱石具有更大的吸附性能，可以更加有效吸附水-沉积物交界面的污染物，利于固定后的凝结芽孢杆菌对污染物的降解，提高了吸附降解污染物的作用效率；所用的材料全部无毒无害，无二次污染，且成本低廉，便于运输和储存，可实现规模生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明的实施例是利用活化的蒙脱石固定凝结芽孢杆菌，进而修复养殖池塘水-沉积物交界面污染物。
实施例1
活化蒙脱石的制备：按照蒙脱石∶蒸馏水＝1∶10的重量比将蒙脱石在蒸馏水中搅拌均匀后静置浸泡36h，使其在水中分散制成悬浮液。过300目筛后静置，沉降24h，提取液面下15cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石。
按照对数生长期凝结芽孢杆菌菌液∶活化蒙脱石＝1∶2(体积质量比)的比例，在需氧条件下混合培养，30～35℃培养24h，室温风干后得到固定有凝结芽孢杆菌的蒙脱石颗粒，室温保存。
在对虾养殖初期按照100g/m2的使用量，将上述净水剂均匀地撒在对虾养殖池塘，净水剂可以沉到池底的水-沉积物交界面，达到净化养殖池塘的目的。
实验表明，与添加游离态的凝结芽孢杆菌比较，添加经活化蒙脱石固定凝结芽孢杆菌实验组池塘池底的水-沉积物交界面氨氮含量下降了25.8％，亚硝酸盐氮含量下降了31.5％，硫化氢含量下降了21.8％，总磷含量下降了41.7％，有机碳和有机氮的含量分别下降了22.6％和20.7％。
实施例2
活化蒙脱石的制备：按照蒙脱石∶蒸馏水＝1∶20的重量比将蒙脱石在蒸馏水中搅拌均匀后静置浸泡24h，使其在水中分散制成悬浮液。过300目筛后静置，沉降24h，提取10cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石。
按照对数生长期凝结芽孢杆菌菌液∶活化蒙脱石＝1∶1(体积质量比)的比例，在需氧条件下混合培养，30～35℃培养36h，室温风干后得到固定有凝结芽孢杆菌的蒙脱石颗粒，室温保存。
在对虾养殖后期按照75g/m2的使用量，将上述净水剂均匀地撒在对虾养殖池塘，净水剂可以沉到池底的水-沉积物交界面，达到净化养殖池塘的目的。
实验表明，与添加游离态的凝结芽孢杆菌比较，添加经活化蒙脱石固定凝结芽孢杆菌实验组池塘池底的水-沉积物交界面氨氮含量下降了42.8％，亚硝酸盐氮含量下降了56.9％，硫化氢含量下降了32.4％，总磷含量下降了52.0％，有机碳和有机氮的含量分别下降了31.5％和40.8％。
实施例3
活化蒙脱石的制备：按照蒙脱石∶蒸馏水＝1∶15的重量比将蒙脱石在蒸馏水中搅拌均匀后静置浸泡30h，使其在水中分散制成悬浮液。过200目筛后静置，沉降24h，提取15cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石。
按照对数生长期凝结芽孢杆菌菌液∶活化蒙脱石＝1∶2(体积质量比)的比例，在需氧条件下混合培养，30～35℃培养36h，室温风干后得到固定有凝结芽孢杆菌的蒙脱石颗粒，室温保存。
在甲鱼养殖期间按照50g/m2的使用量，将上述净水剂均匀地撒在甲鱼养殖池塘，净水剂可以沉到池底的水-沉积物交界面，达到净化养殖池塘的目的。
实验表明，与添加游离态的凝结芽孢杆菌比较，添加经活化蒙脱石固定凝结芽孢杆菌实验组池塘池底的水-沉积物交界面氨氮含量下降了22.2％，亚硝酸盐氮含量下降了32.3％，硫化氢含量下降了19.7％，总磷含量下降了36.1％，有机碳和有机氮的含量分别下降了25.5％和28.4％。
实施例4
活化蒙脱石的制备：按照蒙脱石∶蒸馏水＝1∶20的重量比将蒙脱石在蒸馏水中搅拌均匀后静置浸泡36h，使其在水中分散制成悬浮液。过300目筛后静置，沉降24h，提取15cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石。
按照对数生长期凝结芽孢杆菌菌液∶活化蒙脱石＝1∶1(体积质量比)的比例，在需氧条件下混合培养，30～35℃培养48h，室温风干后得到固定有凝结芽孢杆菌的蒙脱石颗粒，室温保存。
在异育银鲫养殖期间按照50g/m2的使用量，将上述净水剂均匀地撒在异育银鲫养殖池塘，净水剂可以沉到池底的水-沉积物交界面，达到净化养殖池塘的目的。
实验表明，与添加游离态的凝结芽孢杆菌比较，添加经活化蒙脱石固定凝结芽孢杆菌实验组池塘池底的水-沉积物交界面氨氮含量下降了27.4％，亚硝酸盐氮含量下降了28.5％，硫化氢含量下降了32.8％，总磷含量下降了33.6％，有机碳和有机氮的含量分别下降了31.6％和34.5％。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种养殖水体用微生物净水剂，其特征在于，所述养殖水体用微生物净水剂为固定有凝结芽孢杆菌的活化蒙脱石颗粒；所述活化蒙脱石颗粒由下述方法制得：将蒙脱石在蒸馏水中搅拌均匀后静置浸泡24~36h，使其在水中分散制成悬浮液，过200~300目筛后静置，沉降24h，提取液面下10~15cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石。
2.一种如权利要求1所述养殖水体用微生物净水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a. 将蒙脱石在蒸馏水中搅拌均匀后静置浸泡24~36h，使其在水中分散制成悬浮液，过200~300目筛后静置，沉降24h，提取液面下10~15cm深度以上的悬浮液，离心干燥后得到粒径小于0.5μm的活化蒙脱石；
b. 将对数生长期的凝结芽孢杆菌菌液和活化蒙脱石以体积质量比为1:1~2的比例，在需氧条件下混合共培养； 培养温度为30~35℃，培养增值时间为24-48h，室温风干后得固定有凝结芽孢杆菌的活化蒙脱石颗粒，室温下保存。
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