應用酶來改善水質和塘底

畜牧人市場部1

應用酶來改善水質和塘底

ElisabethMayer, 百奧明奧地利公司

在水產養殖中，水質和底質的惡化日趨嚴重和普遍。本文著重于改善水質和底質的可行方法。更好的養殖環境必然會提高養殖魚、蝦的整體生產表現。

隨著水產養殖產業的擴張與發展，有幾個挑戰也逐步凸顯。水產養殖所導致的一個關鍵問題是其對環境的影響。高密度水產養殖池塘系統產生高有機物負載，從而引起水質和底質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成，使得病原菌增多，進而很大程度上引發疾病的發生。

直接應用酶

水產養殖中改善水質和底質的一個方法是在養殖塘中直接應用酶和有益微生物。這類生物技術應用通常被稱為“生物修復”，是一種對環境友好的手段，在塘中應用有益微生物來減少病原菌，加強有機物的礦化，并用特定的酶來除去有害廢物。

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

每種酶都有其作用機制，在其催化的化學反應中是特定的。舉例來說，蛋白酶水解不溶性蛋白質，淀粉酶水解多糖如淀粉；纖維素酶催化纖維素的分解（纖維素是植物細胞壁的主要構成物質）；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物的有氧發酵中產生的，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，能使其增殖的環境條件（pH、氧氣等）卻較窄。某些酶能在多種環境下起作用。即便環境條件發生劇烈變化，這些酶仍能保持活性，特別是當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時有效作用。

除此之外，將蛋白酶吸附于載體的另外一個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注，盡管其分離、純化和生產成本較高。其中一些產品作為生物修復制劑已被應用于水產養殖。

生物修復已被證實的益處

酶能穩定底質中的有機物質，能被用來有效管理底質和養殖條件。沒有哪一個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用于水產養殖生物修復可能是最有效的方法。從效率和酶的作用機制考慮，要求所選的酶具備：

l  催化有機物質的降解（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

l  分解植物碎屑

l  減輕塘底的厭氧狀況

l  促進某些復合營養物的降解

l  有助于可消化營養的釋放

酶能強力減少積淤和減輕塘底的厭氧狀況，它們促進塘底積累的有機物質更快地降解，特別是在高密度養殖條件下。這些有機物包括殘餌、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程加速，進而產生更大的表面積提供給微生物吸附和進行發酵。這種積淤和死亡有機物的減少不僅能通過更好的水質反映出來也能通過更好的底泥狀況確實可見。

菌與酶的組合

為測試有益菌和酶的組合在實際土塘養殖條件下對底泥的作用效果，應用已上市產品（2x109 CFU/g，百底消，奧地利百奧明公司），產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，在集約化養殖條件下進行了凡納濱對蝦的田間試驗。

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

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

應用百水凈和百底消的試驗組蝦塘底泥  

圖1 試驗塘206底泥圖片

對照組蝦塘底泥

圖1 試驗塘206底泥圖片

結果表明聯合應用益生菌和酶可將含有黑色、膠狀有機淤泥的塘底轉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境來改善生長和生產表現。

對于養殖密度和投餌率更高的塘，在養殖生產過程中水質和底質惡化程度更大，應用酶的改善效果可能會更為明顯。

應用前景

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

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