CN108408921B - 一种提升养殖水体透明度的微生态制剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提升养殖水体透明度的微生态制剂及其制备方法，属于水环境生物修复技术领域。本发明通过产絮凝剂菌株解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液和液体培养基复合制备，液态水体净化剂中有效净水菌≥5.0×10⁸CFU·ml^‑1。在浑浊的螃蟹养殖水体原位喷施该微生态制剂，第3天进行测定，水体透明度达到50厘米，COD较对照减少了57.8％，取浑浊的螃蟹养殖水，经异位净化30天后，透明度得到显著改善，水中COD减少了58.1％，蟹塘使用该微生态制剂可以提高水体透明度，改善水质，降低换水次数或不换水，有效减少农业面源污染物向周围水体的排放。

Description

一种提升养殖水体透明度的微生态制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种提升养殖水体透明度的微生态制剂及其制备方法，属于水环境生物修复技术领域。

背景技术

我国的水产养殖面积达430多万公顷，由于高密度的养殖，在养殖过程中需要向水体中投加大量的饲料，饲料残渣以及养殖动物的代谢物会造成水体混浊，COD升高；水体中大量的饲料残渣、粪便等有机物的腐解会造成水体的含氧量降低，导致养殖水体环境恶化，影响水生生物健康生长。

微生物絮凝剂作为一类新型絮凝剂，凭借其安全、高效、易生物降解等优点，在絮凝净化提高水体透明度等方面有着很好的应用前景。絮凝剂产生菌大体包括真菌、细菌、放线菌和藻类4种。目前对絮凝微生物的研究针对单一的菌株，存在一定缺陷，另外，产量小、成本高以及适用性范围窄等因素制约其商品化和产业化。哈尔滨工业大学的马放教授率先提出用产絮凝剂的复合微生物代替产絮凝剂的单一菌群，也有学者提出将微生物絮凝剂同其他有机或者无机絮凝剂复配，这为絮凝剂的研发提供了新的思路。

近年来，运用基因工程和生物遗传工程对微生物进行遗传学改造，定向培育产生絮凝剂的工程菌开始应用于水处理领域。研究表明，影响微生物絮凝剂的形成因素主要有：碳氮源、pH值、培养温度和通气量等，絮凝剂的絮凝效果也受到诸如：pH值、温度、絮凝剂投加量和助凝剂等因素影响。因此，亟需筛选高效的微生物絮凝菌、优化絮凝菌的絮凝条件。

将养殖水体中污染物，通过微生态技术，异位或者原位进行絮凝沉淀，能够有效的提升养殖水体透明度，减少换水次数，避免因养殖污水大量排放而导致对周围水体的污染。由此可见，水体中有机物等污染物如能和净水菌株密切接触，将有利于水体的絮凝净化，发明一种能够对水产养殖水体浊度进行原位或者异位絮凝沉淀的高效微生态制剂十分必要。

发明内容

为了解决现有螃蟹养殖水体净化技术中存在的问题，本发明提供了一种提升养殖水体透明度的微生态制剂及其制备方法，该微生态制剂能够在原位或者异位喷施，可使螃蟹养殖水体中有机污染物絮凝沉淀，有效避免螃蟹养殖水体二次污染及螃蟹养殖水体与周围水体交换而造成的水体污染。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，所述微生态制剂包括以下组分：产絮凝剂菌株解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液和液体培养基，所述解淀粉芽孢杆菌的保藏号为CCTCC NO：M2013086，所述解淀粉芽孢杆菌种子含菌量不小于1×10¹¹CFU·ml^-1，所述EM活性钙复合液包括EM菌、活性钙、EM菌代谢物，EM菌种子的活菌数不少于1×10⁸CFU·ml^-1。

上述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，所述 EM活性钙复合液经以下步骤制得：

1）选取EM菌原液，按重量份计的组分组成，把5份的EM菌原液、5份的红糖、10份的石灰乳悬浊液、80份的淘米水混合均匀，在室温密闭条件下，放入速度为150～180rpm的旋转式摇床厌氧发酵3～5ｄ，静置，在高速离心机上过滤后的混合液为EM活性钙复合液。

上述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂的制备方法，该微生态制剂经以下步骤制得：

1）制得EM活性钙复合液；

2）将解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液在液体培养基里在培养温度35℃，摇床转速150~180rpm的条件下培养24h。

上述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，所述液体培养基的成分为：葡萄糖、KH₂PO₄ 、MnSO₄ 、ZnSO₄ 、水。

上述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，该微生态制剂中解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液以及液体培养基中各个组分的含量为：每1L溶液中含解淀粉芽孢杆菌5~10g，EM活性钙复合液10ml，葡萄糖10g，KH₂PO₄ 2g，MnSO₄ 0.4g，ZnSO₄ 0.1g。

上述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，所述液体培养基的pH值6.3~6.5。

上述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，所述EM菌中包括乳酸菌、酵母菌、光合细菌、双歧杆菌、放线菌。

上述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂的应用，每亩养殖水中喷洒该微生态制剂5kg，每10天喷洒一次。

本发明的有益效果是：与现有的技术或者产品相比，本发明具有以下优点：①发明中主要絮凝成分是培养液中IAE产生的γ-多聚谷氨酸和EM活性钙，它们能够吸附螃蟹养殖水体中的颗粒有机物，能够进一步转化分解成谷氨酸及活性钙，直接作为螃蟹养殖水体底部土著微生物的营养物质，固持于淤泥或者水体底部，不会对水体造成二次污染。②该微生态制剂通过原位或者异位喷施于螃蟹养殖水体表面，在微生态制剂扩散的过程中，吸附大量的有机物，一部分沉入水体底部，一部分迅速分解，从而快速提升水体透明度。相较于单一的微生物原位降解作用，具有快速高效的效果。③该微生态制剂制备方便，净化螃蟹养殖水体时投加微生物周期较长，从而可有效的减少螃蟹养殖水体的净化成本。

附图说明

图1为不同处理水体透明度随时间的变化曲线。

具体实施方式

下面通过实施例进一步阐述本发明。

【实施例1】

一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，所述微生态制剂包括以下组分：产絮凝剂菌株解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液和液体培养基，所述解淀粉芽孢杆菌的保藏号为CCTCC NO：M2013086，所述解淀粉芽孢杆菌种子含菌量不小于1×10¹¹CFU·ml^-1，所述EM活性钙复合液包括EM菌、活性钙、EM菌代谢物。EM菌为含有乳酸菌、酵母菌、光合细菌、双歧杆菌、放线菌的复合微生物，活菌数不少于1×10⁸CFU·ml^-1，pH不小于3.8，颜色为黄褐色，半透明液体。

所述的解淀粉芽孢杆菌IAE的菌种保藏号为CCTCC NO：M2013086 (Bacillusamyloliquefaciens IAE，2013年3月15日保藏于中国典型培养物保藏 中心，保藏地址为中国武汉武汉大学)。同时，该菌已在申请号为CN201510041962.6、授权公告号为CN104671432B的中国发明专利“一种水产养殖水体净化剂及其制备方法”中提供过保藏证明并使用过。

进一步地，所述 EM活性钙复合液经以下步骤制得：

1）选取EM菌原液，按重量份计的组分组成，把5份的EM菌原液、5份的红糖、10份的石灰乳悬浊液、80份的淘米水混合均匀，在室温密闭条件下，放入速度为150～180rpm的旋转式摇床厌氧发酵3～5ｄ，静置，在高速离心机上过滤后的混合液为EM活性钙复合液。其内的有效成分主要有EM菌、活性钙、EM菌代谢物。

【实施例2】

一种提升养殖水体透明度的微生态制剂的制备方法：

1）选取EM菌原液，按重量份计的组分组成，把5份的EM菌原液、5份的红糖、10份的石灰乳悬浊液、80份的淘米水混合均匀，在室温密闭条件下，放入速度为150～180rpm的旋转式摇床厌氧发酵3～5ｄ，静置，在高速离心机上过滤后的混合液为EM活性钙复合液；

2）将解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液在液体培养基里在培养温度35℃，摇床转速150~180rpm的条件下培养24h。液体培养基的成分为：葡萄糖、KH₂PO₄ 、MnSO₄ 、ZnSO₄ 、水。该微生态制剂中解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液以及液体培养基中各个组分的含量为：每1L溶液中含解淀粉芽孢杆菌10g，EM活性钙复合液10ml，葡萄糖10g，KH₂PO₄ 2g，MnSO₄0.4g，ZnSO₄ 0.1g。该微生态制剂中有效净水菌≥5.0×10⁸ CFU·ml^-1，pH值6.3~6.5。活性钙在制备过程中生成。

发明中主要絮凝成分是培养液中IAE产生的γ-多聚谷氨酸和EM活性钙，它们能够吸附螃蟹养殖水体中的颗粒有机物，能够进一步转化分解成谷氨酸及活性钙，直接作为螃蟹养殖水体底部土著微生物的营养物质，固持于淤泥或者水体底部，不会对水体造成二次污染。

【实施例3】

一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，该微生态制剂可用于螃蟹、虾、鱼类的养殖水体。现以螃蟹养殖水体为例做效果说明。螃蟹养殖水体的原位净化应用：

实验用水体就近取用位于江苏某水产养殖场，主要养殖螃蟹，设置3个处理，分别为：

①对照处理，水体不使用微生态制剂；

②市场微生态制剂处理：该产品为EM原液，EM原液含有乳酸菌、酵母菌、光合细菌、双歧杆菌、放线菌的复合微生物，活菌数不少于1×10⁸CFU·ml^-1，pH不小于3.8，颜色为黄褐色，半透明液体。每亩水产养殖塘(水深0.8m左右)每次使用该微生态制剂5kg，采用和养殖水1:100体积比比例混合后，均匀泼洒入养殖塘；

③本发明微生态制剂：将本发明微生态制剂和水产养殖水体按照体积比1:100混合，采用电动喷雾器，均匀的喷施于水产养殖水体表面，每亩每次用量5kg。

测定施用微生态制剂第3天水质的指标如表1所示，施用本发明的螃蟹养殖水体COD、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N浓度均显著低于对照处理和市场微生态制剂处理，透明度要显著优于对照处理和市场微生态制剂处理。但本发明处理相较于对照处理水体COD、NH₄ ⁺-N和NO₃ ^--N浓度分别降低了57.8%、59.4%和70.1%，透明度提高了150%。计算公式为：（对照-本发明微生态试剂）/对照）。

表1 螃蟹养殖水体原位净化效果

【实施例4】

螃蟹养殖水体异位净化

实验用水体取自南京某养殖螃蟹的湖水，该养殖水体透明度为20cm。将4个不同含量的解淀粉芽孢杆菌制成的本发明微生态制剂投入此水体。共设置5个处理，分别为：对照（水体水样不使用微生态制剂）、解淀粉芽孢杆菌5、7、9、10g(均按照1L配制），将本发明微生态制剂和水体按照体积比1:100混合，记为对照、M1、M2、M3、M4。实验室温度控制为25℃。

0、4、8、12、16、20、24h时分别测定使用微生态制剂及对照处理水体的透明度指标，结果如表2和图1所示。从表2和图1结果可以看出，M1、M2、M3、M4处理和对照相比，透明度随时间提升效果显著，不同含量的解淀粉芽孢杆菌制成的本发明微生态制剂对透明度提升效果有一定差异，其中以M4对透明度提升效果最佳。

表2 不同含量的IAE制成的微生态制剂对养殖水体透明度的影响

【实施例5】

螃蟹养殖水体异位净化应用

①对照处理，水体水样不使用微生态制剂；

②使用本发明微生态制剂；将本发明微生态制剂和水产养殖水体水样按照体积比1:100混合，采用电动喷雾器均匀喷施于水产养殖水体表面，每10天喷施一次，作用水体0.8米水深，每亩用量5kg；

③待换水体，高淳固城湖湖水。

30天后测定施用微生态制剂及对照处理水质的指标如表3所示，结果表明施用本发明微生态制剂螃蟹养殖水体COD、NH₄ ⁺-N和NO₃ ^--N浓度和待换的湖泊水体没有显著差异，而且COD、NH₄ ⁺-N和NO₃ ^--N浓度稍微低于待换水体的，说明经过本发明微生态制剂处理的螃蟹养殖排出水完全可以再作为螃蟹养殖水体的更换水，从而可以不换水或少换水。

表3 螃蟹养殖水体异位净化效果

以上是对本发明所提供的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂的制备方法及运行方式的介绍，结合了具体实例阐述了该发明对于养殖污水处理的效果，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，其特征在于，所述微生态制剂包括以下组分：产絮凝剂菌株解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液和液体培养基，所述解淀粉芽孢杆菌的保藏号为CCTCC NO：M2013086，所述解淀粉芽孢杆菌种子含菌量不小于1×10¹¹CFU·ml^-1，所述EM活性钙复合液包括EM菌、活性钙、EM菌代谢物，EM菌种子的活菌数不少于1×10⁸CFU·ml^-1；

所述 EM活性钙复合液经以下步骤制得：

1）选取EM菌原液，按重量份计的组分组成，把5份的EM菌原液、5份的红糖、10份的石灰乳悬浊液、80份的淘米水混合均匀，在室温密闭条件下，放入速度为150～180rpm的旋转式摇床厌氧发酵3～5ｄ，静置，在高速离心机上过滤后的混合液为EM活性钙复合液；

该微生态制剂经以下步骤制得：

1）制得EM活性钙复合液；

2）将解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液在液体培养基里在培养温度35℃，摇床转速150~180rpm的条件下培养24h；

所述EM菌中包括乳酸菌、酵母菌、光合细菌、双歧杆菌、放线菌；

所述液体培养基的pH值6.3~6.5。

2.根据权利要求1所述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，其特征在于，所述液体培养基的成分为：葡萄糖、KH₂PO₄ 、MnSO₄ 、ZnSO₄ 、水。

3.根据权利要求1所述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，其特征在于，该微生态制剂中解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液以及液体培养基中各个组分的含量为：每1L溶液中含解淀粉芽孢杆菌5~10g，EM活性钙复合液10ml，葡萄糖10g，KH₂PO₄ 2g，MnSO₄ 0.4g，ZnSO₄ 0.1g。

4.根据权利要求1所述的一种提升养殖水体透明度的微生态制剂的应用，其特征在于，每亩养殖水中喷洒该微生态制剂5kg，每10天喷洒一次。

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