■ 廠務處 邱仕彰


微生物製劑成分概述

   有關於水產用微生物製劑,是被視為環境用微生物製劑的一種。在養殖業的運用上,是作為水質處理或是底質改良。養殖過程中添加這類微生物,主要是希望強化養殖環境中自淨能力,將池內的有機質例如殘餌、糞便、藻類屍體等,甚至無機物例如硫化氫、亞硝酸等轉化合成為菌體、無機鹽類、二氧化碳及水,維持良好水質。這些微生物主要來源多數由環境中採樣而來,在實驗室中進行分離,經篩選出適合的菌株後進行擴大培養以及混合增殖,就可以得到大量菌體。但是在商業產品中,這些微生物製劑並不僅只有菌體而已, 其中還可能有胞外酵素、賦型劑、緩衝劑、潤濕劑、營養鹽、微生物活化劑等。這類非活性菌體外的添加物,其劑型、劑量與配比通常是各家廠牌獨門配方,外人並不易得知,在瞭解微生物製劑菌種前,先就這些非菌體以外的成份,簡述其作用與功能如下。胞外酵素群是微生物製劑中而外添加的酵素,這類的酵素投入養殖水體後通常能直接分解有機質,不像活菌體需與有機質接觸後才進行分解,常用酵素有脂肪、蛋白質分解酵素等;緩衝劑用以調整PH使菌體以及酵素能穩定發揮其活性,而常用的緩衝劑有碳酸鹽類或是磷酸鹽類; 而營養鹽類,則是提供菌體在活化過程中所需營養鹽,這類的營養鹽會隨菌種的不同有所調整,但是相關書上有提及Na2S能降低微生物的衰退與老化,因此這類營養鹽也不限定在增殖方面,應該連維持活性或抗衰變的物質都應包含在內。而其他的活性物質也包含在賦型劑中,例如Ca(OH)2、矽鋁酸鹽類、活性炭這些都是常用活性賦型劑。因此商用微生物製劑是一種混合物,可能包含多種菌體之外,還含有許多其他成分在內,而這類成分在微生物製劑的功能發揮上扮演很重要的角色,其重要性不下於菌種的效能。而菌體的效能因為各菌種均有不同,因此菌種的效能將於以後再另行說明。

微生物製劑的劑型

   市售的微生物製劑中,常見的有液劑與固體粉劑兩類。液劑通常是活菌型,可以直接使用是其優點,但是缺點是運送與包裝費用偏高。固態粉劑則是孢子型,這類孢子型的粉劑,優點是包裝費用少,但是使用上的技術難度比較高,因為休眠的孢子要將其活化。雖然有些廠商說孢子體的粉狀活菌,是可以使用在養殖池內,但是最好是經過活化之後再使用比較能確認菌量,這是因為孢子是呈現休眠狀態,先將其活化之後才會迅速發揮效果減少使用量。活化的步驟是將粉劑先以水槽加水與營養劑進行活化增殖,添加之營養劑有些是糖蜜或是砂糖。活化時間以及是否打氣等條件參數,就需要製劑廠商視菌種特性而變動。養殖用微生物製劑,所使用菌種可分為以下幾種類型:(一)光合作用細菌(二)枯草菌(三)酵母菌類(四)硝化菌類。這只是依菌型大致上的分類,並不是很嚴謹的分法,但是卻明確說明這些菌是哪些特質,讓業者能依其需求選出適合的菌種與劑型。

微生物製劑的使用方式

  環境微生物製劑在水產養殖的使用方式,通常有室外養殖池施放、飼料添加以及生物過濾系統添加三方面。其中飼料添加方面,因屬於飼料添加物與水質改善的關係並不那麼直接。若排除水族用生物製劑,以全球過濾循環水養殖場可說少之又少,會使用的廠家更是屈指可數,因此開發針對過濾循環水系統使用之生物製劑是不具經濟效益,因此不需另加介紹。現在就最常見的室外養殖池施放做說明。

使用方式

  室外養殖池施放,指的是以微生物製劑直接在養殖池中投放,這類的方式,微生物使用量大,除最符合微生物製劑生產者的期望外,對養殖者也會有直接的改善效益呈現,也是水產微生物製劑的主流使用方式。其使用方式有養殖前施放以及養殖期間追加兩種。放養前的使用,通常在養殖完畢,將污泥排除完成曬池後,於放養前進行,其功用在於在池底先接種有益菌,以便在養殖過程中能維持池內一定的菌量,減緩未來池底惡化速度,但在使用上並不建議以生物製劑取代傳統曬池與清除污泥的基礎操作流程,畢竟清除底泥以及曬池的作用比較直接且有效,此時生物製劑為求下一次養殖預先殖入益菌,而不作為轉化去除污泥之用。養殖期間追加,則是在養殖過程中視水質與養殖環境狀況添加於池內,補充並維持水中益菌數量淨化水質之用。

使用劑量的基準

  微生物製劑的使用,必須瞭解是當有益微生物佔有優勢時,才會有水質淨化與抑制病原菌的效果。而這些外來的菌種,會受到池內原有細菌的競爭、原生動物、小型甲殼類的捕食、環境因子如PH、鹽度、溫度天候的干擾、人為操作的影響等等因素而逐漸的減少,因此要逐步的添加持續性的使用讓益菌群佔有優勢,才是正確的使用方式。而最適合的菌體數,依據(Maeda and Nogami,1989)指出,養殖生態系統中,微生物的數量多維持在106cell/ml左右,如果系統中持續維持此菌量,則其他相同遺傳屬的微生物將被抑制。因此在微生物製劑的使用說明書多以106cell/ml進行投放的標準與依據。但106cell/ml這數量,在實際運用上仍被視為參考值。

影響製劑使用的因素

  因為養殖環境中變化很大,若再考慮菌體活化與作用時間等因子,要進行準確的施放是很困難的,這是因為水產微生物的使用會牽動整個水體生態系的平衡,所以微生物製劑使用上其成效若未盡理想,主要是受限以下幾個因素

1. 水生生態系中環境參數複雜,若採用單一菌種在未能充分瞭解環境狀況時,單一菌種未能準確發揮效能;若採散彈式多種複合菌種,如有效也不知道為何種菌發揮作用無法做量化評估,更不可能進一步進行研發瞭解作用機制,來建立正確使用的方法。

2. 菌種特性對環境的結合並不容易,以光合菌為例,光合菌必須有光線,且比較適合簡單有機物或是小分子化合物。養殖池因藻類、懸浮物的關係透明度很低在池底光線不足,最底層的靜流區也是最骯髒的地方,光合菌到得了,但卻又無法發揮作用;而池底的沈積物狀態,又是隨著養殖時間而做改變,在養殖初期有機物較少自淨作用強,有機物比較容易分解,因此小分子有機物較多;而末期則因為累積物質過多,自淨能力變差,自然是大分子有機物較多。因此隨養殖時間不同,會造成的截然不同的沈積物性質,那光合菌是適用初期使用或末期?自然就不容易確認最佳使用時機,反之其他菌類亦有其相同現象。

3. 使用量上不易確認,雖然以106cell/ml是個標準參考量,但池體容積不易被計算,既使菌體品管良好,而使用量卻不易算出,若添加太少效果不彰,添加太多除成本增加之外,也有可能造成池中瞬間缺氧或惡化。

4. 因為環境微生物製劑畢竟是生物, 而微生物的變異性大,添加在環境中一段時間後菌種的特性可能會改變,因此菌體本身具備的特質,在水中持續性需被考慮。

5. 活化劑量與品質不易掌握,若是以光合菌類是以活菌體為主,出廠的菌數在穩定條件下於儲架時間內菌數是穩定的,因此使用上不需經過活化,所以這類的活菌製劑比較沒有活化穩定性的問題, 但是以孢子體為主的菌,則需經過活化過程方能節省成本發揮效益,但孢子體的菌經活化後其活菌數如何估算, 而活化過程結束後,這些菌真的是原製劑中的菌亦或是雜菌?活化過程中品管與程序是否能活化出所需菌?這一點在複合式的製劑中更為嚴重,因為各種
菌活化條件均不一樣,現場簡易的條件就能等比例活化出所需的菌?

6. 各種養殖物種會產生不同的水質與底質,若不能瞭解造成這些底質、水質環境特異的原因,就不能發揮生物製劑的功能。其中最需考慮的就是飼料種類,因為他是池底主要有機物廢物的來源,無論是殘餌或是糞便性質這都與飼料有直接的關係。例如以蝦類來說,白蝦與班節蝦其蛋白質與纖維素配比不同,因此所排出的糞便與殘餌,在池中會造成屬於高蛋白或是高纖維素的環境條件,這些若不去瞭解,就無法選出適合菌種,更不可能無從發揮預期的效能。

  水產微生物製劑使用與操作,若要瞭解與分析其作用機制與機轉,是十分困難的。但在固定的養殖條件,以及各養殖戶固定操作習慣下,會產生一個固定形態的養殖水體生態條件。因此有經驗的養殖戶,依然可以選出適合製劑,搭配使用經驗使製劑發揮功效。因此各養殖戶對其常使用的製劑,其品牌中程度非常之高,價格並不是他們考慮的重點。

使用微生物製劑的優點

1. 抑制微生物性疾病,或是病毒性疾病的發生,這一點是有益菌抑制致病菌的產生,而病毒性疾病受到防治,可能是有益細菌抑制其他疾病,間接使病毒性疾病不易遭到誘發,例如光合菌可以抑制班節蝦腐鰓病、香魚的細菌性疾病。

2. 分解有機物或是毒性無機物,使其成為藻類所需營養鹽穩定水色與藻相。

3. 增加天然餌料,例如光合菌分解硫化物後產生的菌體,對於室外養殖的蝦類就是很好的天然餌料。

4. 某些微生物製劑就是高營養價的餌料生物,例如光合菌本身就含有高量蛋白質、維生素與良好氨基酸組成,成為仔魚或是蝦苗良好的餌料生物。

 

回目錄頁 |