CN103787510A - 一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及其制备方法，属于水产养殖技术领域。其主要取市售的自养和异养微生物的生长营养物质，分别与多孔物质、载体和粘附物质按重量比例充分混合，置于直径3cm的球型模具中，经100℃烘烤后用无纺布包被，按比例经包装机包装封口，每个包装净含量为500个。本发明可直接投入养殖水体，通过缓释营养成分，选择性地培养、富集和附着不同生理特性的微生物，形成固定化的生物菌膜，在不添加外源性微生物制剂的情况下有效降解养殖环境中的蛋白质、碳水化合物等有机物质，去除水质和底质中的氮磷等植物性营养元素，优化和修复养殖环境，为水产养殖生物营造一个良好的生态环境。

Description

一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及其制备方法，属于水产养殖技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展和养殖业者对高产高效益的追求，中国的水产养殖朝着高密度、集约化、规模化的方向发展，形成了高生物负载量和高投入量的养殖模式，使得养殖水体的自身污染日益严重。养殖水体环境的优化和改良成为养殖的关键技术之一。

近年来，有关养殖水体环境优化和改良的技术发展迅速，其中微生物控制技术因具有成本低、使用方便、效果显著、负面效应小等特点而备受重视。从上一世纪八十年代末的光合细菌，发展到后来的EM菌、芽孢杆菌等，为养殖水体环境的修复和优化做出了贡献。然而，不管使用的是液体的还是固体的微生物制剂，其进入水体环境后成了游离的细胞，没有固着的基质，对水体环境和营养的适应能力差，自我生存和增殖的空间不足，难以形成优势种群。即使有些水体中存有水草等附着物，但因无法提供营养，微生物在其表面增殖成膜的速率也相对偏低。对于养殖水体而言，其溶氧和有机质浓度需保持一定的水平，而这些外源添加的微生物是外来种群，并不是所有的种类都能适应养殖水体的环境要求，一些自养类的微生物难以存活。因此需要在间隔一段时间后重新投加，否则净化效果会大大下降。况且添加外源生物必须考虑对土著生态存在的生物入侵风险。这些因素使得微生物制剂只能局限于池塘等封闭型小水体中应用，在湖泊水库等大型开放水体中无法实际使用。但养殖水体环境中存在着各种类型的土著微生物，在水体的物质循环和能量流动中扮演着重要的角色。如果能将其富集，提高其种群密度，水体自净能力将会大大提高。这就促使相关人员从土著微生物角度来考虑水体净化技术，颠覆现有的修复养殖水体环境的观念，创新思维和方法，开发一种依赖水体土著微生物的、具生态安全性的、成本低见效快、无污染、使用方便、可长期重复使用的技术和产品，以满足产业发展的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及其制备方法，利用自养和异养微生物的生长营养物质、多孔物质和载体、粘附物质等，经合理复配和加工后直接投入养殖水体，可缓释营养成分，选择性地培养、富集和附着不同生理特性的微生物，形成固定化的生物菌膜，有效降解养殖环境中的蛋白质、碳水化合物等有机物质，去除水质和底质中的氮磷等植物性营养元素，优化和修复养殖环境，为水产养殖生物营造一个良好的生态环境。

按照本发明提供的技术方案，一种用于富集土著微生物净水的营养型填料，组成为自养微生物营养型填料和异养微生物营养型填料；自养微生物营养型填料：异养微生物营养型填料体积比为28~35：65~75；

将上述物料混合均匀后装入成品袋，即得产品用于富集土著微生物净水的营养型填料。

所述自养微生物营养型填料为碳酸钙、磷酸一铵、沸石粉、硅藻土、硅酸钠按照质量比例依次为22~28：18~20：15~20：15~20：15~20的混合物；

所述异养微生物营养型填料为麦麸、玉米粉、豆饼粉、沸石粉、硅藻土、硅酸钠按照质量比例依次为18~25：12~15：12~15：15~20：12~15：16~20的混合物。

所述用于富集土著微生物净水的营养型填料的制备方法，按重量份计步骤如下：

（1）自养微生物营养型填料的制备：取碳酸钙22~28份、磷酸一铵18~20份、沸石粉15~20份、硅藻土15~20份充分混合，再放入硅酸钠15~20份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤8~15分钟，取出冷却后用PP白色无纺布包裹，细线扎紧，即得自养微生物营养型填料，备用；

（2）异养微生物营养型填料的制备：取麦麸18~25份、玉米粉12~15份、豆饼粉12~15份、沸石粉15~20份、硅藻土12~15份充分混合，再放入硅酸钠16~20份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤8~15分钟，取出冷却后用PP黑色无纺布包裹，细线扎紧，即得异养微生物营养型填料备用；

（3）混合：按体积比例计，取按步骤（1）、（2）制备自养微生物营养型填料：异养微生物营养型填料体积比为28~35：65~75，混合，经包装机包装，即得产品用于富集土著微生物净水的营养型填料。

所述碳酸钙为工业级重质碳酸钙（≤300目），磷酸一铵为工业级产品（成分含量≤96%），硅酸钠为工业级产品（成分含量≤50%）。

本发明中各组分的作用原理如下：

1、麦麸、玉米粉：麦麸和玉米粉均为粮食加工产品，富含碳水化合物。麦麸即麦皮，是小麦加工面粉副产品，呈现黄色，片状或粉状，含一定的纤维素和维生素；玉米粉含有丰富的营养素，如卵磷脂、亚油酸、谷物醇、维生素E、纤维素等，按颜色区分为黄玉米粉和白玉米粉。

本发明利用其作为异养微生物生长所需的碳源和能量物质。

2、豆饼粉：豆饼粉是豆饼磨碎后的粉状物料。豆饼是大豆榨油后的副产品，在各种植物中营养价值最高。每千克豆饼的干物质中消化能在3000千卡以上，粗蛋白质含量在40%以上。

本发明利用其作为异养微生物生长所需的氮源物质。

3、碳酸钙：碳酸钙是一种无机化合物，俗称石灰石、方解石等，化学式是CaCO₃，呈中性。

本发明利用其作为自养微生物生长所需的碳源物质。

4、磷酸一铵：磷酸一铵即磷酸二氢铵，是一种白色的晶体，分子式为NH₄H₂PO₄，可用氨水和磷酸反应制成，主要用作肥料和木材、纸张、织物的防火剂，也用于制药和反刍动物饲料添加剂。

本发明利用其作为自养微生物生长所需的氮源物质。

5、沸石粉：沸石粉是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物，具有独特的吸附性、催化性、离子交换性，离子的选择性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性等。沸石粉具有多孔结构，使其具有较强的携载能力，不但能使物料均匀地吸附在表面，而且能吸附到孔穴和通道内，提高了物料的可利用性，也大大改善混合的均匀性。

本发明利用其吸附、稳定等特性作为填料的基质与骨架。

6、硅藻土：主要化学成分是SiO₂，是一种硅质岩石，有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的特性。

本发明利用其吸附、多孔等特性作为填料的基质与骨架。

7、硅酸钠：俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂，其化学式为Na₂O·nSiO₂。

本发明利用其粘结作用将所有物料粘合制成填料。

本发明的有益效果：本发明利用自养和异养微生物的生长营养物质、多孔物质和载体、粘附物质等，经合理复配和加工后直接投入养殖水体，可缓释营养成分，选择性地培养、富集和附着不同生理特性的水体土著微生物，形成固定化的生物菌膜，在不添加外源性微生物制剂的情况下有效降解养殖环境中的蛋白质、碳水化合物等有机物质，去除水质和底质中的氮磷等植物性营养元素，优化和修复养殖环境，为水产养殖生物营造一个良好的生态环境。

本发明的营养型填料使用方便，不受环境条件的影响，使用量小，每亩水面每米水深的用量仅为50~150个；使用后可在五天内富集水体中自养和异养的土著微生物在相应的填料上成膜，菌数浓度稳定且作用效果持久，可显著降低水体中有机物质、氨氮、亚硝酸盐、磷酸盐、硫化氢等有害物质的含量，增加水体溶氧，降低藻类密度，提高透明度，改善水质和底质的环境质量，改善养殖生物生存条件，提高养殖生物的产量和质量。

具体实施方式

下述的混合机、球形模具、烘箱、包装机等均为常规设备，在市场上购买，无任何特殊要求，采用通常的加工方法。本发明所采用的物料来源方便，均可在市场上购买。

下面本发明将结合实施例作进一步描述：

实施例1

本发明一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及制备方法，采用以下工艺步骤：其中（1）（2）组份比例按重量份数计，（3）组份比例按体积份数计：

（1）自养微生物营养型填料的制备：取碳酸钙22份、磷酸一铵18份、沸石粉20份、硅藻土20份充分混合，再放入硅酸钠20份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤10分钟，取出冷却后用PP白色无纺布包裹，细线扎紧，即得自养微生物营养型填料，备用；

（2）异养微生物营养型填料的制备：取麦麸20份、玉米粉15份、豆饼粉15份、沸石粉17份、硅藻土15份充分混合，再放入硅酸钠18份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤10分钟，取出冷却后用PP黑色无纺布包裹，细线扎紧，即得异养微生物营养型填料备用；

（3）混合：取按步骤（1）、（2）制备的自养微生物营养型填料35份，异养微生物营养型填料65份，混合，经包装机包装成500份/包，即得产品用于富集土著微生物净水的营养型填料。

实施例2

本发明一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及制备方法，采用以下工艺步骤：其中（1）（2）组份比例按重量份数计，（3）组份比例按体积份数计：

（1）自养微生物营养型填料的制备：按重量份计，取碳酸钙23份、磷酸一铵19份、沸石粉18份、硅藻土20份充分混合，再放入硅酸钠20份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤8分钟，取出冷却后用PP白色无纺布包裹，细线扎紧，即得自养微生物营养型填料，备用；

（2）异养微生物营养型填料的制备：按重量份计，取麦麸25份、玉米粉12份、豆饼粉13份、沸石粉20份、硅藻土12份充分混合，再放入硅酸钠18份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤8分钟，取出冷却后用PP黑色无纺布包裹，细线扎紧，即得异养微生物营养型填料备用；

（3）混合：按体积份计，取按步骤（1）、（2）制备的自养微生物营养型填料32份，异养微生物营养型填料68份，混合，经包装机包装成500份/包，即得产品用于富集土著微生物净水的营养型填料。

实施例3

本发明一种用于富集土著微生物净水的营养型填料及制备方法，采用以下工艺步骤：其中（1）（2）组份比例按重量份数计，（3）组份比例按体积份数计：

（1）自养微生物营养型填料的制备：按重量份计，取碳酸钙25份、磷酸一铵20份、沸石粉17份、硅藻土20份充分混合，再放入硅酸钠18份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤12分钟，取出冷却后用PP白色无纺布包裹，细线扎紧，即得自养微生物营养型填料，备用；

（2）异养微生物营养型填料的制备：按重量份计，取麦麸22份、玉米粉14份、豆饼粉14份、沸石粉15份、硅藻土15份充分混合，再放入硅酸钠20份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤12分钟，取出冷却后用PP黑色无纺布包裹，细线扎紧，即得异养微生物营养型填料备用；

（3）混合：按体积份计，取按步骤（1）、（2）制备的自养微生物营养型填料30份，异养微生物营养型填料70份，混合，经包装机包装成500份/包，即得产品用于富集土著微生物净水的营养型填料。

应用实施例1

取实施例1制备的产品在江苏某加洲鲈鱼养殖池塘使用。

面积10亩，夏季高温（6～8月）时池塘水质过浓，水色不好，呈墨绿色，底质发黑发臭，透明度仅为13cm，影响鱼类生长。在一天上午10点将上述配方的填料用于养殖池中，用量为100个/亩·米水深。用后三天水色开始好转，七天后由墨绿色转为浅黄绿色，透明度增大至22cm，底质臭味消退，鱼类活动恢复正常。填料上异养细菌含量达5×10⁸个/g，自养细菌达2×10⁷个/g。

应用实施例2

取实施例2制备的产品在浙江某鳜鱼养殖池塘使用。

面积10亩，夏季高温（6～8月）时池塘水质过浓，水色不好，呈酱油色，底质发黑发臭，透明度仅为12cm，影响鱼类生长。在一天上午10点将上述配方的填料用于养殖池中，用量为150个/亩·米水深。用后三天水色开始好转，七天后由酱油色转为黄褐色，透明度增大至20cm，底质臭味消退，鱼类活动恢复正常。填料上异养细菌含量达8×10⁸个/g，自养细菌达6×10⁷个/g。

应用实施例3

取实施例3制备的产品在江苏某河蟹养殖池塘使用。

面积15亩，夏季高温（6～8月）时池塘水质过浓，水色不好，呈深绿色，底质有些黑臭，透明度仅为15cm，影响蟹类生长。在一天上午10点将上述配方的填料用于养殖池中，用量为80个/亩·米水深。用后五天水色开始好转，十天后由深绿色转为黄绿色，透明度增大至25cm，底质臭味消退，蟹类活动恢复正常。填料上异养细菌含量达2×10⁸个/g，自养细菌达9×10⁶个/g。

Claims (3)

1.一种用于富集土著微生物净水的营养型填料，其特征是：组成为自养微生物营养型填料和异养微生物营养型填料；自养微生物营养型填料：异养微生物营养型填料体积比为28~35：65~75；

将上述物料混合均匀后装入成品袋，即得产品用于富集土著微生物净水的营养型填料。

2.如权利要求1所述用于富集土著微生物净水的营养型填料，其特征是：

所述自养微生物营养型填料为碳酸钙、磷酸一铵、沸石粉、硅藻土、硅酸钠按照质量比例依次为22~28：18~20：15~20：15~20：15~20的混合物；

所述异养微生物营养型填料为麦麸、玉米粉、豆饼粉、沸石粉、硅藻土、硅酸钠按照质量比例依次为18~25：12~15：12~15：15~20：12~15：16~20的混合物。

3.权利要求1所述用于富集土著微生物净水的营养型填料的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：

（1）自养微生物营养型填料的制备：取碳酸钙22~28份、磷酸一铵18~20份、沸石粉15~20份、硅藻土15~20份充分混合，再放入硅酸钠15~20份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤8~15分钟，取出冷却后用PP白色无纺布包裹，细线扎紧，即得自养微生物营养型填料，备用；

（2）异养微生物营养型填料的制备：取麦麸18~25份、玉米粉12~15份、豆饼粉12~15份、沸石粉15~20份、硅藻土12~15份充分混合，再放入硅酸钠16~20份，混合均匀，放入直径为3cm的球形模具中，于100℃烘箱中烘烤8~15分钟，取出冷却后用PP黑色无纺布包裹，细线扎紧，即得异养微生物营养型填料备用；

（3）混合：按体积比例计，取按步骤（1）、（2）制备自养微生物营养型填料：异养微生物营养型填料体积比为28~35：65~75，混合，经包装机包装，即得产品用于富集土著微生物净水的营养型填料。