海水養殖業發展的必然趨勢

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海水養殖業發展的必然趨勢范文第1篇

關鍵詞：南通地區；海蜇；養殖技術

中圖分類號：S963．21＋3

海蜇是對大型水母的習慣稱呼，特別是指可食用的水母類。我國沿海常見的食用水母共有5種，除了海蜇屬的海蜇和黃斑海蜇以外，還有口冠水母屬的口冠水母、葉腕水母屬的葉腕水母和擬葉腕水母屬的擬葉腕水母等3個種類［1］。國內也有對其它種類的大型水母開發利用其食用價值的研究［2－3］，國外也有一些種類的大型水母可加工食用［4］。但海蜇因營養價值高、味道鮮美、口感好等優點，一直是重要的食用水母，也是傳統的重要捕撈對象。在中國食用水母類總產量中，海蜇產量占80％以上［5］。海蜇屬腔腸動物門、缽水母綱、根口水母目、根口水母科、海蟄屬，本文涉及的海蜇都是指海蜇屬海蜇。海蜇的食用價值高，營養豐富，組成合理，脂肪含量低，蛋白質和無機鹽類等含量高。每百克海蜇含水分65g左右、蛋白質6～12g、脂肪0．1～0．5g、碳水化合物4g左右、熱量276kJ、鈣182mg、碘132pg以及多種維生素，尤其含有人們飲食中所缺的碘，是一種高蛋白、低脂肪、低熱量的營養食品［6］。另外，海蜇蛋白質的營養價值高。海蜇的傘部和口腕部均含有18種氨基酸，必需氨基酸含量分別占海蜇口腕部、海蜇傘部氨基酸總量的26．62％、26．66％，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別是0．36、0．36［7］?？梢钥闯龅鞍踪|營養全面、氨基酸組成合理，特別是必需氨基酸含量高，主要呈味的谷氨酸、甘氨酸等分別在口腕部、傘部中含量最高，使其口感出眾。

1養殖前景分析

海蜇是傳統的重要的海產品，市場需求量大。20世紀90年代之前，產量主要來自捕撈生產。與其他海產品一樣，捕撈量也經過了由少到多，到達頂峰后逐步衰退的過程。根據漁業統計資料，1980年中國的海蜇統計產量僅有0．9萬t，其后產量在波動中呈上升趨勢，至1998年產量達歷史最高，為43萬t以上［8］。其后至現在為止，產量基本呈現逐年持續下降的趨勢。所以，發展海蜇養殖是市場和自然資源增殖的需要。我國海蜇養殖及捕撈總產量年均近30萬t［9］，捕撈產量大體上呈下降趨勢，而養殖產量逐步上升，但在海蜇總產量中所占比例仍偏少，尚不足20％［9］。海水漁業生產發展到現在，海水養殖總量已經超過捕撈產量，隨著自然資源量的衰減，養殖越來越被重視，兩者之間差距還會逐步擴大，很多養殖種類產量已遠超捕撈量，所以海蜇養殖上升空間很大。為了生態的恢復、平衡以及保護，國家會加大海水捕撈限制的力度，而在發展人工養殖方面會提供更多的技術、資金以及政策方面的傾斜和扶持，這些也為發展海蜇養殖提供強有力的條件。海蜇人工養殖具有生長快、周期短、成本低、養殖風險低、經濟效益高等優點，而南通地區更具備溫度高優勢，相比較北方地區可以一年養殖三茬，產量可以提升1／3多。2004年山東東營河口大北養殖區養殖，平均單產海蜇6750kg／hm2，產值在60000元／hm2以上，效益在37500元／hm2以上［5］。隨著海蜇的市場行情看好，價格一路上漲，養殖效益會進一步凸顯。

2南通海區特點

南通海區屬于南黃海區域，長江入海口北側，海岸帶面積13240km2，約為全市陸地面積的1．5倍［10］。海產資源豐富，是南通地區國民經濟的重要支柱。2014年南通市實現漁業產值147．8億元，占全市農林牧漁業總產值的23．4％，全市生產總值的2．6％。漁業生產一直得到當地政府比較大的重視，有很多的鼓勵、扶持政策，再加上地理位置的優越，這些都為發展海水養殖提供了有利條件。

2．1水文條件

海蜇為我國食用水母的主體，中國沿岸分布極為廣泛，從渤海到南海的沿岸水域均有分布［11］，主要分布于黃海、渤海和東海。海蜇幼體主要發生于河口咸淡水交匯水域，東、黃、渤海沿岸各較大江河的河口區，均是幼蜇繁殖生長的場所。南通海區地處長江口，有豐富的海蜇分布。2005年對南通市近岸海域水質pH、鹽度、水溫監測研究，水質各要素的監測結果顯示，pH呈弱堿性（7．95～8．12）；鹽度、水溫相對正常，量值范圍分別是20．69‰～27．99‰、3．0～32．3℃；濁度范圍在219‰～600‰之間［12］。海蜇最適pH為7．8～8．5，對水溫的適應范圍為15～32℃，最適水溫為18～24℃，對鹽度的適應范圍為12‰～36‰，最適鹽度為18‰～28‰，喜棲息在光照強度2500lx以下的弱光環境［13］。南通海區具備海蜇生長的基本水文條件。

2．2灘涂資源

南通全市海岸線206km，其中潮上帶面積近2萬hm2，潮間帶18萬hm2，潮下帶（－15m等深線內淺海）26．7萬hm2。沿海除30km岸線為侵蝕型岸段外，其余176km均是淤漲型的淤泥質海岸，平均每年以25～30km的速度向外延伸，每年淤漲的灘涂面積約467hm2［14］。南通灘涂資源很豐富，而且每年還在增加，可以進行大規模的多種形式的海蜇養殖。在潮上帶、潮間帶可以開展池塘養殖等方式，潮下帶可以攔網養殖。

3養殖方式

海蜇是南通傳統的海產品，原有產量來自于捕撈，野生資源受制于氣候條件、海洋水文因素等的影響，產量不穩定，而且捕撈量逐年呈下降趨勢，而市場的需求量越來越大，供需矛盾逐步擴大，價格一路走高，從而發展海蜇增養殖是必然的趨勢。在前期工作的充分準備下，南通在2013年春季進行海蜇育苗，當年就投苗試養獲得成功，其后多家公司嘗試海蜇養殖?？紤]南通地區的灘涂特點，借鑒外地區的海蜇養殖模式，以及其他海產品的養殖方式，充分利用已有的養殖設施，可以進行以下幾種方法的養殖實踐。

3．1池塘養殖

在潮上帶以及潮間帶地區，可以挖池塘蓄水養殖。池塘面積在2hm2以上，大水面水質比較穩定。池深控制在1．5～2m，池底平坦，底質泥底或泥沙質底，南通地區符合要求。海水水源優質，方便換水。附近具備淡水水源，可以在高溫季節鹽度偏高時調節鹽度。池塘進水前進行清塘和消毒，清除掉大型的礫石、石塊等，防止造成海蜇撞擊受傷，用30～50mg／L的漂白粉或1500～2250kg／hm2的生石灰消毒。進水利用40～60目篩絹網過濾。海蜇營浮游生活，遇風易被吹向池邊聚集，導致搶灘死亡，故應在池塘四周0．5m水深處設置高出水面30cm網帶（網孔10目即可）。苗種投放密度與池塘位置、換水量、投餌量以及管理水平等有關。一般養殖潮區偏低，日換水量達10％以上的池塘，密度可以在7500頭／hm2。如餌料充足，管理水平高，密度可以適當提高。如養殖潮區偏高，每半月換水量僅50％的池塘，養殖密度應控制在1500頭／hm2左右。海蜇以浮游植物、浮游動物、有機碎屑和一些動物的卵粒等作為食物，以浮游動物為主。海蜇對食物的種類選擇性較弱，但對食物大小有要求，以1mm以下的食物為主。養殖過程中可以通過有機肥和無機肥肥水或者接種小球藻、輪蟲、鹵蟲等浮游生物的方式培養生物餌料，海蜇利用池塘以及換水帶進來的餌料作為食物，養殖期間可不投放人工餌料，節約養殖成本。也可以建有配套的餌料生物培養池，培育輪蟲、鹵蟲無節幼體、橈足類等，生物餌料培養池根據條件約為海蜇養成池面積的5％～10％，因餌料充足，可適當提高苗種放養密度，從而在海蜇個體規格、群體產量和養殖容量等方面得到提高。李曉東等［14］研究輪蟲、鹵蟲無節幼體、橈足類對海蜇存活率以及生長率的影響，得出結論：其生長率與試驗餌料的種類關系不大，而與投喂密度有關。所以餌料池主要保證有足夠數量的浮游動物供應，而品種選擇可以根據來源方便、養殖難易、養殖密度以及成本等因素進行考慮?，F在也有制成3mm人工配合顆粒飼料進行投喂。池塘水質要保持肥、活、嫩、爽，池水透明度應控制在30～40cm左右，水色長期保持在茶褐色、褐綠色或黃綠色。透明度過小，控制施肥，加大換水；過大，加大施肥量，保證海蜇生長充足的餌料需求。池塘肥水，以及自然海區的污染，可能導致養殖池塘的富營養化，池水氨氮、硫化氫等有毒物質堆積，特別換水量小的池塘會尤其嚴重，從而影響海蜇生長，導致海蜇存活率下降。淤泥較多，以及水體富營養化的海區，可以利用人工培養的或市售的有益菌如光合細菌等來改善底質，同時提高換水量，停止施肥。南通地區溫度適宜養殖三茬，養殖過程中可以采用暫養技術來提高存活率、延長生長周期以及提高養殖產量和效益?？稍诔靥林醒牖虮筹L向陽一角，按池塘面積3％～5％的大小，用60目篩絹設置海蜇暫養池。5月份左右就可以進行頭茬養殖。先將海蜇苗暫養，10d后再拆網放至池塘養殖。一般海蜇生長到45d，傘徑達20cm時，二茬海蜇苗圍網暫養。海蜇生長到60d，傘徑達30cm時，可以捕撈，此時可將二茬苗種網箱拆除，進行大面積養殖。依此模式，三茬養殖也是如此操作［15］。海蜇放苗可以分為一次放足，也可以分批放苗，輪放輪捕。春天水溫回升至16℃以上時第一批投苗，控制在總苗量的1／3左右。養殖20d后，海蜇傘徑達15cm左右，投放第二批苗，同樣是總苗量的1／3。再養殖20d，投放余下的總苗量1／3的第三批苗。第三批苗投放一個月后，第一批苗達商品規格可以起捕上市［16］。這種養殖方式可以充分利用養殖設施，節約了時間，提高養殖效益，甚至可以進行第四茬的養殖。

3．2港塭養殖

港塭是由人工在海灣中筑壩或攔網形成。港塭養殖主要充分利用天然條件，包括海灣、水質、天然餌料等，因勢利導，形成一個適合人工養殖的設施。養殖過程有與池塘養殖相類似的地方。放水進苗前可以進行清底、消毒等，海水用篩絹網過濾。港塭水深要求1．5m以上，底質泥質或泥沙質底，底部稍平坦。養殖過程中不投喂人工餌料，通過大換水，主要利用港塭天然生產力進行生產，放養密度不要超過4500只／hm2。每天換水量大，可達30％左右，水質能得到保證。港塭養殖的關鍵因素天然餌料，港塭水體中浮游動物的組成和數量及其生產力決定了海蜇的放養量和產量的高低。選擇港塭進行海蜇養殖，除了港灣、水文條件、底質等硬件條件外，浮游生物特別是浮游動物的生物量必須進行調查，從而決定有沒有開展海蜇養殖的價值以及海蜇投放量的大小，以及經濟效益大小的核算。

3．3圍網養殖

圍網選擇潮下帶區域，大潮最高水位不超過7m，大潮最低潮時最淺處應在0．5m以上，防止海蜇擱淺。面積至少在10hm2以上，面積較大，可以避免海蜇觸網。底質為泥質或泥沙質，利于海蜇安全以及便于圍網。養殖季節風浪要小。南通海區能夠滿足要求。圍網養殖水質很穩定，但圍網養殖的食物來源只能是天然餌料，所以圍網養殖類似港塭養殖，必須對水體中浮游動物的組成和數量及其生產力進行調查，從而決定養殖的可行性以及養殖密度。一般海區養殖密度同樣不要超過4500只／hm2。

3．4大棚養殖

南通養殖戶很早就開展大棚養殖水產品的實踐，主要有河蟹育苗、南美白對蝦養殖等，但海蜇養殖的大棚面積要求較大，寬度要達30m左右，長度依地勢，一般不少于100m，面積達1hm2左右。面積過小影響海蜇存活以及生長，面積過大則不易管理和調控。水深1．5m。水質通過換水以及人工增氧來控制，增氧只能設置小型增氧機，通過鋪設細管和氣石來進行水體增氧，不能使用葉片式等增壓機，防止對海蜇造成傷害。餌料可以使用配合飼料，輔以輪蟲、鹵蟲無節幼體、橈足類等。大棚養殖人工可控性強，養殖密度可以達到50000只／hm2。水色以茶色、茶褐色為好。大棚保溫性好，可以及早放苗，延長養殖周期。

4結語

海蜇是南通地區很重要的海產品，加工的海蜇頭、海蜇皮因營養價值高、口感好一直是當地老百姓喜愛的食材，另外也逐漸成為南通地方特產中重要的組成部分和符號產品，市場需求量越來越大。隨著捕撈量的萎縮，通過發展海蜇的人工養殖來提高產量就顯得尤為重要，也是目前比較好的解決方案。南通地區海蜇的人工養殖引進的較晚，有許多基礎知識需要研究和完善。外地區的養殖模式和經驗可以學習和借鑒，但要結合本地區的實際，另外其他海產品的養殖方式、養殖管理，也可以部分應用到海蜇養殖上，甚至養殖設施也可以被海蜇養殖利用或加以改造利用。通過借鑒外來的海蜇養殖方法和本地的其他水產品的養殖方式、養殖技術，開創出適合本地區的海蜇養殖模式。

參考文獻：

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海水養殖業發展的必然趨勢范文第2篇

關鍵詞:濱海縣;林下養殖;生態農業

中圖分類號: S185 文獻標識碼: B 文章編號:1005-569X(2009)08-0013-03

1 引言

濱海縣位于蘇北北部,是一個地地道道的沿海農業大縣,境內海岸線全長44.6km。全縣版圖東臨黃海、南接射陽河、西隔中山河,北為廢黃河故道入?？?中間橫貫蘇北灌溉總渠。總落水面積1880km2,其中農業用地72130hm2,林業用地23450hm2;年家禽養殖均萬只,15個鄉鎮,270個行政村,109.04萬人口。

其地方特征,農業區劃為蘇北里下河水網區與徐淮高亢平原。特定的地理位置決定了農業資源的多樣性、復雜性,為農業的不斷發展創造了獨特條件;自然因素突出三多,即風多、水多、鹽堿多。治理災害最終體現為樹多,唯有栽樹抗風減災,唯有栽樹種草才能治鹽壓堿,唯有栽樹才能固沙護坡,降低水位,使河渠流暢;區域經濟農業成了主體經濟,2006年度全縣GDP總產值802億元中,農業產值占到60%以上。人們會問,為什么環境條件如此惡劣的貧困縣,能成為農業大縣、農業強縣,答案是生態農業的效果,是林業發展的貢獻,如今在社會主義新農村的建設中該縣依然做生態農業的文章,收到了前所未有的成效。

2分析數據發現生態農業優點

2.1生態建設讓農業減災

據史料記載,1955年6月,濱海濱淮區刮了一次大臺風,2000畝小麥損失10萬kg,1956年農場遭受風災使棉損失68.5%,象這樣災害性情況時有發生,并不為所震憾。建國后的前30年,由于計劃經濟體制,林業按照政府的規劃實施,發展國營、集體林業,群眾只是護房在房前屋后栽植一點自留樹。該縣為了治風治海,大造海防、公路林;為了治鹽選擇耐鹽、抗鹽、吸鹽的鄉土樹種,來治鹽壓堿;為了治水,在水利工程的河堤大力造林。因為林業的大發展,起到穩農效果的同時,農業一步步地得到發展,1978年一個統計資料表明,同20年前相比,棉花減災幅度達65%,小麥減災達38%,玉米減災47%。那時科普的缺乏,農民并不知道農業的進步得益于林業生態功效的發揮。

2.2 小林網提高糧食產量

改革開放之后,提倡科學種田。大搞資源開發,大搞農田基本建設,村莊條田化,大中小溝配套,隨之帶來林業又一個發展高峰。群眾大搞四旁植樹,村莊綠化、河堆綠化、路邊綠化、水邊綠化,在此推動之下,多半網格只有150畝左右,達到小規格林網標準。在栽樹的過程中,雖遇到脅地的矛盾,也聽到糧食增產的喜訊,林業科技人員為解決矛盾揭開謎底,對200畝以內和400畝以上面積的網格進行對比調查,結果發現小網格小麥千粒重增產8.3%,玉米增產21.5%,棉花增產24.5%,桃增產17.6%。為剖析原因,對自然環境因子進行測定:結論是林帶對20倍樹高范圍內的風力平均減速15%,降低地下水位40cm,提高土溫1～3℃,提高空氣濕度2～3%,夏季降溫1.3～3.5℃,春季升溫0.5～1.4℃,是因為穩定了田間小氣候、改善了田間小環境,適宜農作的生長要求,才出現大幅增產。此舉既解決了矛盾。又為發展林業,消除思想障礙讓廣大干部知道了生態農業,理解這么多年濱海農業的穩定發展源于林業生態功效的支撐,生態是我們沿海農業的基石。事實上,高效林網一下子讓全縣糧食增產超億斤,廣大農民成為真正的受益者。

3進行林下養禽試驗

近些年廣為宣傳的綠色生態產品消費,啟發了濱?？h林牧漁業局的干部聯工,大家嘗試林下養殖,2000年該縣林牧漁業局設計了一套全新模式進行試驗。

上世紀90年代后期,隨著社會、經濟、科技的空前發展,“三高農業”作為農業發展的主題,該縣卻對生態農業開發的情有獨衷。

3.1林下養禽(雞、鴨類)的依據

其理論依據,林下空氣高氧低二氧化碳,白天林木呼吸放出O2吸收CO2的比例為73∶100;林木能吸毒,吸收解毒率為25%;同時林木代謝及分泌物具有殺菌作用。另外堆堤空氣交換快有利于動物需要的新鮮空氣。

初試:通過堆頂林下放養試驗,對各主要因子進行關注,監測結果發展樹禽共生之間無排異現象,互為有益。

3.2林下大棚規模養雞試驗

選址:選擇4m×6m株行距的意楊林,堆寬100m以上,有電源且交通方便。

具體施工:簡易雞舍的規格,寬6m,高2.2～2.5m,內二層,養殖區與外界網欄隔斷,內又分為夜宿區與棲息兩部,舍為宿區,舍外場地為棲息區。

光源:每天應用林下的太陽散射光替代燈光。

養殖密度:按1萬只給5畝間隙的比例,一年四季養殖蛋雞或肉雞。

通過多次重復,就蛋雞的林下與大田養殖作了對比調查

這一組數據告訴我們,雞的成活率、生病率、產蛋率等均優于大田傳統雞舍規模養雞法。

個體產量高于其它養雞方法。一只雞年生蛋在7.4kg以上,正常物價水平,一只雞年利潤在13元以上。按60%折率,一畝面積的年均利潤在1萬元以上。對于肉雞,快速生長期比家庭養雞長1個月,重量多0.5kg以上,羽毛色彩鮮艷,換毛的間隔期長,商品價值好于傳統方法。

4 設試驗區推廣林下養禽模式

對于新模式在生產實際中推廣,說起來容易做起來很不簡單。從主觀上說,已成意識的東西不會輕易改變,因為人們的思想對新東西存在許多疑問和種種顧慮,特別是失敗的風險。從客觀上,新生事物,有其先進性、積極性的一面,但也存在不成熟的因素,需要在實踐中不斷改進,因此我們采取一系列非常措施,以保證初推到位。

4.1從三方面掃除養殖障礙

鄉鎮政府負責硬件設施建設以及矛盾的調處。大型堆堤往往缺少動力源和交通路道,這類問題都由試點的鎮政府負責解決,同時還幫助解決林地糾紛、樹木損害賠償和外居養殖戶的交通、生活等。部門主要負責用少量的項目資金作為初始養殖種苗,這樣可以消除廣大養殖專業戶的思想顧慮。技術部門無償提供技術服務,主動上門幫助規劃、防疫、治病等。通過3條渠道來解決農民的各種顧慮,試點工作因此順利展開。

4.2試養一年大見成效

1畝林下養雞利潤萬元左右。2003年東坎試驗區的養殖戶肖同志,1萬只雞給他10畝林地,當年年終在老雞未賣的情況下,就獲得7萬元純利,他本人高興不已,該縣將他的喜訊廣泛宣傳,促動了許多養殖戶,紛紛主動要求上堆搞養殖。

4.3三招解決污染問題

大棚養雞,雞的排泄物、變質物、病死軀體、臟水等形成環境的污染源。林下富有動力源,地勢高風力大,水的流動致污染物遠距離的傳播。解決這一問題,首先,將養殖區、人員居住區、物資存放區、廢物堆放區、污水處理區科學分開。其次慎重處理,排泄物放在安全區進行堆放。以防造成活禽的傷害,污水不能直接排入到活水之中,直接排入農田。例如中八灘試驗區的排泄物和臟水直接處理給路北的農田;第三是切斷病源的傳播途徑,做到及時處理,及時搬遷,遠離風口,遠離水邊,對死禽一律采用火燒、深埋。衛生監督部門嚴查死管,不留余地,在控制污染的問題上收到良好效果。

通過試推的實踐,該縣驗證了新模式的經濟效果,獲得了一批實際工作經驗,同時也發現了新的問題,為今后的推廣做好了前期的準備工作。

5 林下養禽模式的展望

5.1農業發展的必然要求

提高單位面積的產出率是農業發展的必然趨勢,現代農業集中體現真科學性、經濟性、前瞻性?？茖W發展觀要求農業超常發展,有著必然性。從社會發展角度看,未來人口將不斷增加,農業要解決吃飯問題,不是件容易事。就濱海而言近10年,人口凈增4萬多人;國家的基礎設施建設與農爭地,高速公路、國道、省道、運輸河道、行洪河道都占用了大量糧田地。濱海的陳李公路、沿海高速、入海道、204國道、通榆河等工程用去了大量農田,人均耕地持速下降。工業建設和城市擴建也慢慢吞噬糧田,15個建制鎮擴建,各鄉鎮工業園區也要用地,都說明這個問題,人的生存空間越來越小;從經濟需求角度看,農業的生產追逐經濟利益的最大化,農業自身發展同樣需要經濟作后盾;從市場需求角度看,農產品的需求量,特別是綠色食品的需求量越來越大,目前有許多農副產品來自進口補充。

5.2沿海生態農業空間巨大

沿海地區特定的地理位置,特定的環境條件,決定了生態農業存在及其發展的客觀性,這是不以人的意志為轉移的客觀事實。豐富的林業資源,為農業的發展提供資源開發載體。濱海境內目前受海水海風影響的面積不到5%。95%以上的區域經過幾十年的改良,目前PH值在7.5～8.0,均適宜栽意楊,2.3萬hm2的林業用地中,意楊速豐林就占有1.2萬hm2,折算為18萬畝的綠色生態空間,相當于4個中等鄉鎮的耕地面積;為1.4萬戶禽類養殖專業戶提供新的舞臺,可以增長上億的農業產值,幅射到整個沿海農業區。

海水養殖業發展的必然趨勢范文第3篇

摘要:光合細菌作為一種厭氧菌，本身含有多種營養物質和生理活性物質，具有進行光合作用、發酵以及固氮、產氫等功能，近幾十年來受到世界的廣泛關注。本文簡單介紹了光合細菌的分類和特征、性質，重點討論了光合細菌在廢水處理、生產單細胞蛋白、水產養殖、農牧業、生產食用色素以及其他等多方面的應用，尤其是將其用于中藥的生物技術處理，為新藥的研究開發提供了一種全新的思路和方法。

關鍵詞:光合細菌；應用；研究

光合細菌(photosynthetic bacteria，PSB)是自然界中的一類水圈微生物，廣泛分布于湖泊、海洋、土壤中，是地球上最古老的生物之一。

人類對光合細菌的認識始于19世紀30年代。1836年，Ehrenberg發現兩種能夠使沼澤、湖泊等水體顏色變紅的微生物，且其生長與光、H2S的存在有密切關系。1883年Engelmann根據此類“紅色細菌”聚集生長在波長與細菌細胞內色素的吸收波長相一致的光線下這個事實，從而認為它們能進行光合作用。Van Niel于1931年提出光合作用的共同反應式，用生物化學統一性觀點解釋生物的光合成現象，為現代光合細菌研究工作奠定了堅實的基礎。1987年，在中國上海成功召開了第一屆中日光合細菌國際學術會議，大大推動了光合細菌的研究和應用的發展。

1 PSB的分類

根據《伯杰細菌鑒定手冊》第8版，將PSB分為2大類：藍細菌(門)和紅螺菌(目)，其中可進行光合作用而不產氧的紅螺菌又可分為3個科(紅螺菌科、著色菌科和綠菌科)，18個屬，見下表。表1 PSB的分類（略）

2 PSB的特征和性質

光合細菌屬革蘭氏陰性細菌，主要有球狀、桿狀、螺旋狀和卵圓形，一般細胞直徑大小為0.5 ~5 μm。主要以二分分裂方式進行繁殖，少數為出芽生殖。光合細菌菌體內含有菌綠素和類胡蘿卜素，細菌的種類和數量不同，菌體可以呈現不同的顏色。

光合細菌能以光作為能源，以CO2或有機物作為營養碳源進行繁殖，能利用太陽能同化CO2，在不同的自然條件下具有不同的功能，如固氮、固碳、放氫等，在自然界的物質循環中起著重要的作用。

光合細菌菌體細胞除了含有大量水分外，還含有20％左右的干物質，包括蛋白質、碳水化合物、脂類和礦物鹽等。如莢膜紅假單胞菌菌體的蛋白質含量為57.95％，脂類7.91％，灰分4.40％，纖維2.92％［1］。此外，光合細菌菌體還含有豐富的維生素，如胡蘿卜素、B族維生素以及人體必需的多種氨基酸，因此可以作為飼料添加劑［2］。

3 PSB的應用

光合細菌菌體含有豐富的蛋白質、氨基酸、生物必需的維生素、抗病毒活性因子、輔酶Q10以及多種生理活性物質，能夠提供生物體所必需的營養，促進動植物生長，增強其抗病機能，減少疾病的發生，提高生物存活率。它還可以通過光合作用，維持物質循環，降解廢棄有毒物，起到凈化水質和環境的作用，確保人類的健康，所以已經在許多科學領域內引起了人們的高度重視。

3.1 在廢水處理方面的應用

PSB能夠利用日光為能源，通過新陳代謝降解高濃度的有機廢水，能夠顯著降低有機廢水中的生化需氧量(biochemical oxygen demand，BOD)和化學需氧量(chemical oxygen demand，COD)值。此法管理簡單，降解率高，而且可以節約能源，不造成污染。目前應用的光合細菌菌種以紅假單胞菌為主。1978年，小林正泰等最早提出了用光合細菌處理有機廢水的工藝和設想，先后成功地對糞尿、食品、淀粉、皮革和豆制品加工的廢水進行了處理，并建立了一批日處理幾十至幾千噸高濃度有機廢水的系統，效果良好。Young等［3］從豬的污水池中分離得到一株紫色非硫菌株，此菌株通過光合作用能夠使污水池中不穩定的有機化合物減少80％～93％，能夠顯著改善垃圾池的氣味。鄭耀通等［4］對光合細菌處理高濃度黃泔水進行了研究，對環境條件進行了優化，發現在此條件下用光合細菌對預先經過24 h曝氣COD質量濃度為25.820 mg/L的黃泔水處理96 h，去除率達98.7％，為大規模應用提供了理論依據和工藝參數。崔雙科等［5］研究了從煉焦廢水生物處理系統中分離出的PSB對煉焦有機廢水的靜態及動態處理試驗，表明在pH為7及有氧條件下，煉焦有機廢水中有機物去除效率基本都在90％以上。

3.2 在生產單細胞蛋白方面的應用

光合細菌的菌體無毒，營養豐富，蛋白質含量高達60％～65％，是一種優質蛋白源。還含有多種維生素，特別是維生素B2、葉酸、生物素的含量是酵母的幾十倍［6］。此外，還含有許多活性物質，如輔酶Q10、抗病毒物質及促生長因子等。這些活性物質與核酸合成有密切關系，能參與有機體神經組織的代謝并促使血液的形成，促進動物生長發育。Shipman等［7］利用一株非硫光合細菌處理農副產品生產單細胞蛋白，處理后的光合細菌菌體約含有65.0％的粗蛋白和5.1％的核酸，且氨基酸含量可以和傳統的動植物蛋白源相提并論，為工業化大生產提供了理論依據。邱宏端等［8］采用釀造醬渣培養光合細菌，3 d后測定醬渣光合細菌飼料中粗蛋白含量為21.3％～22.7%，較原料醬渣提高35％以上，氨基酸總量提高20％左右，而且用醬渣光合細菌蛋白飼料喂養魚苗，魚苗成活率提高，不僅充分利用了工農業生產的廢渣廢水，還開拓了新的蛋白源，為改善我國飼料嚴重短缺開辟了重要途徑。

3.3 在水產養殖方面的應用

光合細菌含有豐富的氨基酸，特別是含有大量的維生素B12和維生素H，可作為飼料添加劑，具有很高的餌料價值，而且菌體無毒，安全可靠。因此，可以用于孵化魚蝦幼仔的初期餌料及喂養餌料的蛋白源。據報道，光合細菌對魚類具有明顯的促進生長的作用，并且還具有防治魚蝦疾病、凈化養殖水質等多方面的功能，某些光合細菌還可以對水產養殖中的病害細菌產生拮抗作用，因而受到水產養殖專家們的高度重視。在養蝦池中灑入一定量的光合細菌，可以凈化水質，增加水中的溶解氧，提高水體透明度，還可以預防蝦類疾病，提高蝦苗成活率及成品蝦產量［9］。這種方法減少了消毒藥物以及抗生素的使用，安全有效，是現代水產養殖的必然趨勢。趙玲等［10］將PSB用于稚鱉養殖，結果表明光合細菌能夠明顯增加稚、幼鱉的體質量，提高稚鱉的成活率，并且對于高密度養殖，能夠凈化水體水質，維持水體微生物的生態平衡。

3.4 在農牧業方面的應用

光合細菌具有固碳、固氮的功能，且在自然界的硫循環中擔任重要角色，因此能夠改善植物營養、增加土壤肥力、抑制病原微生物的生長。光合細菌還富含輔酶Q10，輔酶Q10具有增強心肌功能、抗休克、提高免疫力、改善細胞內呼吸等多種生理功能，能夠促進動物的生長，提高抗病能力。據報道，健康奶牛飼喂光合細菌后，平均每天多產奶2.5 ～3 kg，且體型勻稱豐滿，屠宰后肌肉鮮紅、有光澤，肉質鮮嫩；飼喂光合細菌的肉牛平均日增重多0.2 kg，凈肉率提高0.7％。Varga［11］等人研究表明，向發酵牛奶中加入藍細菌，不僅可以保護雙歧桿菌及其他有機體，還增加了牛奶中氨基酸和維他命的含量，提高了脂肪酸的組成。從現代營養學觀點來看，光合細菌為生產功能性牛奶食品開辟了嶄新的途徑。谷軍等［12］將光合細菌應用于種植番茄和黃瓜，結果表明光合細菌作為生物肥料使用可以提高番茄、黃瓜的產量，改善作物的品質，還可以提高作物葉綠素和維生素C的含量，降低蔬菜中亞硝酸鹽的含量，延長作物的保存期。此方法所用光合細菌菌肥易得，具有很大的資源潛力。采用臭氧配合的復合光合細菌還可以降解棚菜殘留農藥，促進蔬菜生長［13］。

3.5 在生產食用色素方面的應用

隨著科學的發展，人們逐漸認識到以煤焦油系列為主要成分的合成色素具有致癌性，因此天然色素的開發備受關注。光合細菌的色素無毒，易提取，色彩鮮艷，有光澤，且具有防水性，可作為食品著色劑和添加劑，目前已經廣泛用于油脂類、豆制品、蔬果類以及飲料等的著色。光合細菌富含類胡蘿卜素，是天然紅色素的重要來源。藍細菌、綠硫菌與植物產生類胡蘿卜素的原理相似［14］，都是將八氫番茄紅素轉變為番茄紅素，這是生物合成類胡蘿卜素的一個初期步驟。類胡蘿卜素可以隔離紫外線、防止化學致癌物誘發癌變，能清除體內超氧自由基，具有抗衰老的功效。我國在光合細菌產類胡蘿卜素方面的研究涉及的菌種主要有球形紅假單胞菌(RP. sphaeroides)和球形紅桿菌(Rhodobacter sphaeroides) ［15］。顧青等［16］對光合細菌產類胡蘿卜素的發酵條件進行了優化，初步確定了高產類胡蘿卜素的最優培養條件。此條件下，光合細菌的培養成本低，菌體生長快，類胡蘿卜素含量相對較高，可與法夫酵母產類胡蘿卜素相媲美，具有極高的實用價值。

3.6 在能源開發方面的應用

氫能源具有清潔無污染、能量密度高等特點，被認為是未來經濟發展的理想綠色能源之一。生物制氫因其具有低能耗、低成本、無污染和可再生性等優勢，一直是國際研究的熱點。光合細菌可以使有機物分解產生氫氣，且產氫的能量轉化率高，產氫的純度也較高。其中研究較多的是深紅紅螺菌，它可以以有機廢料作為原料進行光合產氫。1962年，Gest［17］首次證明了光合細菌具有在光照厭氧條件下轉化有機物產生氫氣的特性，并在Science上發表了相關研究論文，為后續光合細菌產氫的研究奠定了堅實的基礎。2003年，楊素萍等［18］詳細闡述了固氮酶催化的光合放氫和氫酶催化的黑暗厭氧產氫機制，描述了光合細菌原初反應的微觀反應動力學以及電子定向轉移和質子轉位耦聯驅動的三磷酸腺苷合成機制與固氮產氫過程。影響光合放氫的主要因素有光、氧氣、菌株特性、氫供體和氮源等。據報道，只要在合適的底物和環境條件下，光合細菌就能進行光照放氫的代謝反應，由此，劉靈芝等［19］總結了環境因素對光照放氫反應的影響，對于光照放氫技術的實用化具有現實的指導意義。

3.7 在保健方面的應用

自20世紀70年代以來，日本、美國、德國、英國等廣泛開展了光合細菌的研究開發，因其含有豐富的營養成分和生物活性物質而被開發成多種保健食品。光合細菌能夠增強動物的抗氧化能力，經動物實驗表明其具有延緩衰老、免疫調節的作用［20］。據美國商務部透露，僅1992年，美國保健品中約有5.5％～6.5％的品種加有不同比重的光合細菌菌液。美國太空署曾撥款3 200萬美元，開發研制在宇宙飛船內制造光合細菌食品的新技術，為宇航員長期滯留太空提供食品保障。其中最具代表性的當屬新奧爾良?貝魯斯潘有限公司投產的PGH濃縮液，富含維生素、人體所需的微量元素、氨基酸等營養成分，可調節內分泌，提高機體自身的免疫力。還有一種叫“米格申”的含光合細菌菌液的飲料在健全中樞神經系統，預防老年癡呆等方面效果顯著。在日本，光合細菌飲料也因具有延緩衰老的作用以及在防止心臟病、腦梗死、癌癥等方面的神奇功效而備受青睞。日本生物化學工業公司生產的一種“紫色光合細菌保健食品”還申請了專利［21］。我國已經有人將光合細菌和其他益生菌一起制成EM(effective microorganisms，有益微生物群)菌劑，并進行了相關報道。由中國科學院研究生院與山西安泰生物工程公司共同研制開發的“安泰369口服液”就是利用光合細菌作為母液發酵制成的微生態保健飲品，經試驗表明其具有延緩衰老、抑制腫瘤、免疫調節等多種功效。王夢亮等［22］于1995年開發了一種經過微生物發酵而形成的含有光合細菌菌體蛋白及其代謝分泌物、有機硒化合物和中草藥發酵物的混合物，并申請了中國專利。此光合細菌制劑能夠減少X射線引起的白細胞減少及染色體變異，能夠增加小鼠的巨噬細胞吞噬量，具有非常明顯的保健治療作用。

3.8 在醫藥方面的應用

由于光合細菌含有豐富的營養成分和生物活性物質，對人體具有保健作用，因此，其在醫藥保健品方面的應用越來越受到國內外研究者的關注［23］。有研究表明［24］，在光合細菌培養基中添加一定濃度的木瓜、栝樓、女貞子、郁金等中草藥的浸提液，不僅可以明顯促進光合細菌的生長，還可以提高其抑菌作用。且光合細菌本身能夠完全或部分對抗免疫抑制劑的免疫抑制作用，對小鼠的免疫器官與免疫功能有一定的保護作用［25］。近年來，利用光合細菌的代謝作用對中藥進行生物技術處理，又開辟一新的研究領域［26］。太原康強藥業有限公司研究開發的一種以中草藥為原料，利用現代生物工程技術研制而成的富硒光合細菌制劑，能夠明顯提高癌癥患者的免疫功能，并且具有一定的抑瘤作用［27］。劉俊清等利用光合細菌，以還原態硒化物發酵合成了多種生物活性的有機硒化合物，并且制成了以硒蛋白、硒酸多糖和富硒卟啉色素為主要成分的“康強硒”制劑，此制劑能夠輔助治療惡性腫瘤，提高患者的免疫力等［28，29］。史國富等［30］對康強膠囊的應用進行了詳細的報道，并高度評價了其采用中藥復方與光合細菌發酵技術相結合的獨特制備工藝技術，指出該技術是傳統中藥與現代生物技術的結合應用，對以后的中藥研究、應用、開發作出了新的貢獻。劉繼彪等［31］用光合細菌菌液發酵中藥，制成了口服液、冷凍干燥產品等中藥制劑，該制劑能夠糾正機體內環境微量元素平衡紊亂，促使癌細胞向正常細胞轉化并最終全部恢復成正常細胞，對惡性腫瘤治療有較顯著的療效，并申請了國家專利。

4 PSB的發展前景

光合細菌作為一種營養豐富的光能自養菌，在人類生活的多方面都具有重要作用，并且已經在世界上許多國家得到廣泛應用。隨著現代工業的發展，河流、湖泊、近海水域、池塘、養殖池等受污染的機會增加，人們的生活水平不斷提高，對魚、肉、蝦產品需求量逐年增大，水域污染對水產養殖業造成巨大的危害，為解決這些問題，減少有機廢物的排放并合理處理，有必要擴大光合細菌的養殖數量來滿足需要，而選擇合適的菌株以及適當的培養條件非常關鍵。所以光合細菌的優化培養技術還有待進一步的提高。光合細菌產氫雖早有報道，但是其研究水平仍然處于初級探索階段，大多仍采用純培養和細胞固定化的技術路線，規模大多局限于實驗室水平，還有許多問題有待研究和解決，從而找到大規模生產綠色新能源的途徑。光合細菌雖然是一個非常古老的微生物菌種，但在醫藥保健品方面的應用才剛剛起步。近年來，隨著細胞分子生物學的應用與發展，生物技術為中藥研究提供了全新的思路，在中藥開發中具有很大的優勢與廣闊的應用前景。其中，中草藥及其有效生物活性成分的發酵生產在具有中國特色的生物技術醫藥工業中應用最廣泛。用光合細菌對中藥進行生物技術處理是這一技術領域新的探索，為現代新藥的研究開發，提供了一種全新的思路和方法，具有極大的研究價值。

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