都说“养鱼就是养水”，所谓“养水”究竟是在“养”什么？为什么说使用微生态制剂的成败决定于养殖水体环境因子？
在使用微生态制剂前为什么需要了解养殖池塘环境？
文/ 华中农业大学 陈昌福
武汉科研时代生物技术有限公司 周鑫军
2020年11月20日，在江苏省南京市举办“第三届中国水产动保大会”的会场上，我在应互动环节主持人的要求，最后送给参会者的一句话时说道：在使用微生态制剂前需要了解清楚养殖池塘相关环境因子是否适合微生态制剂中微生物的生存与繁育。
也可能是当时我没有机会将这句话的具体含义向参会者解释清楚的缘故，连日来，有一些人来信息询问我，为什么在使用微生态制剂前需要了解清楚养殖池塘相关环境因子？我们在这里借助《水产前沿》的微信平台，向关心这个问题的各位同仁试做如下内容的解释。
01
从微生态制剂在水产养殖中的应用前景说起
我国的水产养殖业者大概都知道的一句行话，即“养鱼就是养水”，而“养水”的实质究竟是什么？也许就没有多少水产养殖业者能弄清楚了。水产养殖中的所谓“养水”究竟是在“养”什么呢？其实，“养水”的实质就是养水体中各种微生物和藻类。而直接的“养水”对象也就是养殖水体中的各种微生物！
我国的水产养殖业者，在千百年来的水产养殖实践过程中，不仅积累了不少“养水”的经验，而且随着水产养殖业的发展，“养水”的方法与措施也是在不断地变化着的。在我国实施的所谓“施肥养鱼”技术，就是为了“养”出能决定养殖水体水质状态的各种微生物和藻类。水产养殖业者根据不同养殖鱼类的生理、生态习性以及对养殖水体水质状况的需求，采用各种畜、禽粪尿等有机肥或者尿素等无机肥，水产养殖业者将其适量地投放在养殖水体中，目的就是为了给养殖水体中的各种微生物和藻类提供其所需求的各种营养物质。
最近几十年来，由于采用人工配合饲料养鱼的比例大幅度上升，养殖鱼类的放养密度和单位面积内的鱼产量也大幅度地增加，残饵和养殖鱼类的排泄物已经能满足养殖水体中微生物和藻类对有机物提供营养的需求。因此，在养殖水体中直接投放各种有机和无机肥料的“调水”方式，也已经发生了根本性改变，在养殖鱼类高产的池塘中，不仅不需要再投放适量的各种有机和无机肥料进行“肥水养鱼”了，反而是需要采取一些方法和措施控制养殖池塘中过剩的有机物质了。
通过向养殖水体中直接投放各种畜、禽粪尿等有机物质，最终培养出养殖水体中的微生物和藻类的种群结构，并不一定能满足水产养殖业者对养殖池塘“水质”的需求。为了“养”出水产养殖业者希望获得的养殖水体的水质，控制养殖水体中的微生物和藻类的种群结构，成为了必须的水产养殖措施。
虽然从理论上讲，在深入了解各种水生微生物和藻类生理特性以及营养需求的基础上，是可以制造出适宜用于某种水产养殖动物用的“渔肥”来的。但是，迄今为止的相关研究成果，尚难以满足制备这种高水平适宜“渔肥”的需求。为了调节养殖水体中各种微生物和藻类的类群结构，养殖业者在“施肥养鱼”的同时，就采取了一些旨在调节养殖水体中各种微生物和藻类的类群结构的养殖技术措施。如在冬天干塘后晒塘、修整和清除养殖池底淤泥，对池塘进行清塘、水体消毒，在养殖过程中实施“四消（苗种消毒、饵料消毒、工具消毒、食场消毒）”的养殖措施等，都是为了对养殖水体中微生物和藻类类群结构进行调节。这是因为水产养殖业者投放在养殖水体中的各种畜、禽粪尿等有机物，以及氮、磷、钾化肥等无机物中，不一定正好适合养殖水体中“有益”微生物的需求，因为养殖水体中的各种微生物和藻类对自身营养物质的需求也是存在差异的。对于已经发生了微生物和藻类结构紊乱的情形下，仅仅依靠施放肥料等技术措施，已经难以调节养殖水体中微生物的种群结构时，在不得已的情形下采取的杀灭养殖水体中部分微生物的消毒技术措施。
水产养殖业者的目的就是想利用各种消毒剂，将养殖水体中的微生物至少是消灭掉其中的一部分之后，重新培养出养殖水体中的各种微生物和藻类，目的就是使养殖水体中的各种微生物和藻类的种群结构达到理想的微生态结构状态。当养殖动物传染性疾病发生的时候，水产养殖业者可能利用抗生素等药物治疗养殖动物的各种传染性疾病。从本质上而言，采用药物治疗养殖动物疾病的过程，也只是为了消灭已经进入水产养殖动物体内的有害微生物而已。因此，用药物治疗水产养殖动物的疾病也是属于一种调节微生物种群结构的方法。
为了控制养殖水体中已经出现的微生物和藻类种群结构紊乱的现象，向养殖水体中投放某种消毒剂，因为消毒剂对所杀灭的微生物和藻类种群是没有选择性的，所以，在使用消毒剂的同时，可能将养殖水体中存在的有益微生物和藻类也一起杀灭了。即使是使用抗生素治疗养殖动物的某种传染性疾病，因为现在使用的抗生素均为广谱抗生素，也是难以做到按照人们的意愿，只是杀灭掉或者抑制住进入水产养殖动物体内的致病性微生物的。总之，水产养殖业者以往采用的在养殖水体中施放有机肥、无机肥或者渔肥培养各种微生物和藻类的“养水”措施，采用各种消毒剂控制养殖水体中已经出现紊乱的微生物和藻类种群结构的“养水”方法，以及采用抗生素等药物治疗水产养殖动物各种传染性疾病“养水”技术，均存在着这样或者那样的不足与问题。
最近几年，人们尝试在水产养殖过程中采用各种微生物制剂进行“养水”，即采取向养殖水体中投放所谓的“有益微生物”制作的微生态制剂调节养殖水体中的微生物种群结构，这种方法可以彻底克服上述“养水”技术与方法中的不足和问题，而在“养水”过程中实现“以菌克菌、以菌调菌、以菌养菌”的目标，最终在养殖水体中达成和谐而稳定微生物和藻类的种群结构，利用适宜的微生物群落顺利地完成养殖水体中的物质循环！
我国有一些科学研究者和企业家，正在努力地研制水产养殖用各种微生态制剂，正在寻找对水产养殖动物有益的微生物，朝着利用微生物、解决微生物制剂利用问题的目标前进！这是值得我国广大水产养殖业者期待的，也是值得未来的畜牧业生产者和农业生产者共同期待的！因为适宜的微生态制剂，是完全可以替代肥料、消毒剂和抗生素，最终实现调节环境中微生物种群结构功能的！
02
使用微生态制剂时应考虑其环境适合度
从广义上讲，微生物几乎是“万能”的。但是，任何一种微生物的个体，其生命力则是十分脆弱的，因为任何种类的微生物都只能在自身能适应的环境中生存与增殖。人们对微生物的环境适合度（Environmental fitness）的确定，是从微生物在环境中的生存能力、竞争能力和稳定性等几个方面进行评价的。了解微生物的环境适合度，对于微生态制剂的科学应用以及微生物对环境的安全性评价等，均具有十分重要的意义。
微生态制剂是由一种或者多种微生物制备的，任何微生物的生存能力、竞争能力和稳定性都是会受到其生存环境影响的，也就是说任何微生态制剂只有将其应用在适合的环境中，才能充分地展现微生态制剂中微生物的生存能力和竞争能力，这些微生物才能在环境中显现出稳定性而发挥出微生态制剂的应有作用与功能。
人们可基于影响微生物在环境中生存的两方面的因素，即非生物因素和生物因素对某种微生物在环境中的生存能力进行评价。非生物因素中最重要的是营养、温度和pH；生物因素主要有噬菌体的感染等。若某种微生物对这些影响因素的抗性越高，那么，这种微生物在环境中的生存能力就越强，反之，在环境中的生存能力就会很弱。
已经有研究结果表明，营养、温度和pH等非生物因素对任何微生物的生存与增殖影响都是比较大的，如果某种微生物不能从其生活的环境中获得合适而充分的营养物质，这种微生物的结局就一定是因为不能生存与增殖而在这个环境中逐渐消亡。因此，在向水产养殖池塘中投放某种微生态制剂之前，了解养殖池塘中的环境因子是否适合这种微生态制剂中各种微生物的生存与增值，是决定这种微生态制剂在这个养殖池塘中应用是否能获得成功的关键问题。
既然将话题已经说到这里，还想与各位读者讨论关于微生态制剂的另一个问题：由于生物技术的飞速发展，近年来，为了拓展微生态制剂中微生物的环境适合度，一些研究者尝试将各种生物学技术应用于微生物学的研究。而随着生物技术在微生物学中研究的深入与发展，国内外已经利用生物技术在实验室构建了许多种“生物技术微生物”，而且其中有一些种类的微生物已经被释放到环境中。研究者们期望这些生物技术微生物能发挥改善环境或者农田的质量、提高产量等作用。但是，也有很多科学家正在担心释放到环境中的这些生物技术微生物，是否可能对故有生态环境造成潜在的负面影响。有一部分科学家正在追问的问题是：生物技术微生物是否具有自然界中的微生物所不具备的生存竞争优势？是否能够通过对生态位点和营养的竞争，将一种甚至多种原籍微生物减少到对生态环境和生物多样性造成严重影响的程度，以至于彻底、永久性地改变故有的生态环境？遗憾的是，人们至今尚难以对这些问题作出完全肯定或者否定的回答。
一般而言，为了让微生态制剂中的微生物拥有更好的环境适合度，由于生物技术微生物的外源基因合成时需要合成额外的核酸和蛋白质，所以相较其他非生物技术微生物的原籍微生物而言，需要消耗的营养物质可能会更多，即在环境中营养物质接近且其他条件不变的情况下，生物技术微生物的生存能力可能会更低，也许不至于彻底、永久性地改变故有的生态环境。然而，一种噬菌体只能识别一种宿主菌的表面受体，生物技术微生物外源基因的导入可能导致其细胞表面与噬菌体进行特异性结合的受体发生改变，这就使得生物技术微生物与其亲本微生物相比受噬菌体感染的风险发生改变，这种改变可能会在一定程度提高生物技术微生物的环境生存能力。当然，影响生物技术微生物生存的因素是多种多样的，要科学的评价微生态制剂中微生物的环境生存能力，还需要根据实际情况，在复杂的自然条件下对其进行综合评价。
不过，有一个问题还是需要引起科学家们注意的，任何地方的土壤与水体的特点，在某种意义上讲都是由微生物的种群结构决定的，一旦微生物种群结构发生了改变，这个地方的土壤和水体特点也就会随之发生改变，也就是说原有的地方特点可能就随之消失了。而这种改变究竟是有益还是有害的，就是环境生态学家们需要深入研究的问题了。
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