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水族專用微生物製劑簡介

一、前言

最近這幾年以來, 水族專用微生物製劑在消費市場似乎變得相當熱絡, 許多消費者在這股風潮的吹拂下, 也紛紛趕著搭上這班列車, 每當到水族館消費之餘, 總忘不了順便購買一瓶微生物製劑來使用。 雖然他們很可能不知道, 究竟瓶子中是否裝著貨真價實的產品, 但只須看到產品所標示的功能, 就足以打動消費者的購買欲與信心, 仿佛許多有關水質管理上的問題, 只要使用這類產品之後都可以迎刃而解。

記得曾經有一位廠商來公司拜訪, 言談之間,

他私下透露每個月可以銷售「硝化細菌」至少十萬瓶, 銷售區域廣達海內外, 這種耀眼的業績, 真令人欣羡。 事後不久, 有一次我陪同柯老師到高雄某家大水族館參訪, 尚未踏進大門之前, 遠遠即看到在入門處, 剛好整齊地擺著一大堆他批貨的產品, 上面還貼著鬥大的標題「硝化細菌」、「買一送一」、「本店銷售排行榜第一名」。 柯老師趨前觀看, 並順手拿起一瓶打開瓶蓋檢視, 馬上傳來一陣撲鼻的臭味。 柯老師輕輕地對我說, 如果這種產品的銷路真有那麼好, 倒是令人感到有些意外。

果不其然!我們在該水族館停留期間, 親眼目睹許多消費者二話不說, 每人一次拿二瓶隨即至櫃檯結帳, 這種熱絡的情景, 似乎多少印證了那位廠商所言不虛。

然而, 銷售業績好是一回事, 是否消費者買回去使用真的有效又是另一回事。 回程中柯老師一直在思考這問題, 並表示這事件讓他有想要寫一本有關硝化細菌的書之衝動, 結果一個多月之後, 這本書完稿付梓, 書名就叫「硝化細菌與水族缸」。 記得這已經是二年多以前的一段往事了。 如今我們把這段往事當做這次報導的引言, 是具有特殊意義的。

二、先從硝化細菌製劑談起

一般所稱的「硝化細菌」, 主要是指「好氣自營性」的「亞硝酸菌」或「硝酸菌」而言, 非指「異營性硝化細菌」。 硝化細菌具有分解氨或亞硝酸之能力, 其重要性不言可諭。 這類細菌雖然普遍存在自然界水域, 但要想將它製成製劑卻極為不易。

在所有的微生物製劑當中,

以硝化細菌的生產速度最慢且最難製造, 究其原因, 主要是硝化細菌繁殖速度慢, 以及在不適生存的環境中, 無法形成內孢子而呈現真正的休眠狀態, 因此始終未能解決菌種長久保存的問題, 這是製造硝化細菌製劑所面臨的最大技術瓶頸。

雖然亞硝酸菌能以「假休眠狀態」在毫無生存資源下, 仍然能存活一段很長時間, 但是其先決條件必須在好氣狀態下才能達到目的。 理由是, 儘管處於「假休眠狀態」下的菌株, 它們的代謝作用幾乎完全處於停頓狀態, 但是仍然需要進行有氧呼吸, 若保存環境缺乏氧氣, 想藉「假休眠狀態」渡過難關, 會遭遇極大的困難。 不過硝酸菌連「假休眠狀態」的能力都沒有, 更遑論長久保存的問題了。

液體硝化細菌製劑僅以亞硝酸菌為主, 這是因為硝酸菌無法以「假休眠狀態」被密封保存之故。 製劑中的菌液不能含有任何能引起異性細菌分解的有機物, 否則瓶封中的空氣將很快被耗盡, 而形成厭氣狀態, 使亞硝酸菌也難以存活。 從這也說明, 為何具有臭味的產品, 無法保存硝化細菌的原因, 因為菌液已經被大量異性細菌污染, 且形成厭氣狀態。

粉狀硝化細菌製劑主要是透過「急速冷凍乾燥」技術, 將硝化細菌乾燥, 然後再使之分散於粉狀稀釋劑(亦作擔體)中製成。 這種產品仍以亞硝酸菌製劑為主, 因為亞硝酸菌在急速冷凍乾燥之後活化率較高, 而硝酸菌則不易被活化。

三、EM製劑又是什麼

EM是英文「Effective Microorganisms」的簡稱, 翻譯成中文是「有益微生物」或「有效益性的微小生物」。 在這些微小生物族群之中, 只要是對養殖環境有益或有其它利用價值, 便可以統稱它為有益微生物(EM), 因此硝化細菌也稱得上是EM之一, 不過一般所稱之EM製劑主要是指「異營性細菌或真菌」而言。

EM不僅種類繁多, 而且新品種陸繼被發現, 但只要利用其中幾種少數強勢品種, 甚至只需一種關鍵性品種, 就可能足以發揮很大的功能, 因為它能協助清除水產養殖環境普遍存在的有機污染問題, 因此這類的製劑最多, 在水產養殖中的應用也最廣。 當然它也能用於改善水族缸的有機污染問題, 所以目前在水族館能買到的EM製劑, 幾乎都是來自於水產養殖產品「挪作它用」的結果。

EM製劑有許多不同的商業名稱,依廠牌或菌種不同而異。無論如何,它們的使用目的都是相同的,即應用於改善水質,藉以促進水產物的生長發育,提高產量,增加抗病力。在水族缸的應用,還能防治某些水質渾濁問題。然而,這項生物科技產品是否也能應用於水族缸,應該要看實際需要而定,而非全數移植,例如一些厭氣性EM製劑(如脫氮細菌製劑)在水族缸的好氣環境中,可能無作用的空間。

EM製劑的商業化趨勢遠比硝化細菌製劑容易的多,因為許多EM都可以形成內孢子而被長久儲存,包括好氣、厭氣或兼氣性種類,都可以輕易製成液體或粉狀製劑。孢子是一種微生物真正的休眠狀態,它們能在瓶封中長久被保存,而且的活化率極高。許多EM製劑都不是單一種類,它們都是混合產品。

EM製劑具有結構複雜、性能穩定、功能廣泛、使用方便、製造及保存容易、價格便宜,且能促進動植物生長,增強抗病能力,去除糞便,改善養殖環境,提高成活率等優點,所以自然成為微生物製劑的主流。然而,有些EM製劑是掛牌「硝化細菌」販賣,我們寧願認為它們不是有意「魚目混珠」,其實僅是「商品名稱」而已,而非真正相對應名稱的微生物製劑。

EM製劑不宜過量濫加,尤其是液體EM製劑中的菌液,可能含有大量培養EM的「母液」,它們都是溶解性的蛋白質、脂肪、醣類等。此種產品加太多,反而會給水族缸帶來「添加式有機污染來源」,可能因此造成混濁問題及氨值劇增的危險。使用EM製劑的目的,只是希望把優良的菌株引進我們的水族缸,它們的繁殖力相當強,只需少量添加,就能產生很大的效果。

四、光合細菌是否適用於水族缸

光合細菌極少有粉末狀產品,它們都是液態產品,因為液態產品遠比粉末狀產品更容易生產,而且效果也大得多。因此沒有人願意以較高花費的方式,來生產低效果的產品。更何況光合細菌一旦經過冷凍乾燥之後,存活率偏低,更談不上商業化應用了。

光合細菌在不同的自然環境下,具有多種不同功能,例如,固氮、脫氮、固碳、除硫化氫等作用,與自然界的物質迴圈有密切的關係,在環境自淨過程中,擔任著重要的生態角色,因此在水產養殖中,自然會被選用為微生物製劑之一。

光合細菌的種類不少,不過它們都具有能在厭氣和光照條件之下,進行不產氧的光合作用之共同特徵。以自營性的光合細菌而言,它可以利用光能把二氧化碳及硫化氫合成醣類。以兼營性(又稱混合性,意指同時具有自營及異營雙重特性者)的光合細菌而言,它可以利用光能把二氧化碳及某些有機物或硫化氫合成醣類。這兩種光合細菌在光合作用中主要的差異在於「供氫體」不同。

自營性的光合細菌在光合作用過程中,系以硫化氫或其它無機硫化物作為唯一供氫體,並及以二氧化碳或碳酸鹽類等無機碳為碳源。兼營性的光合細菌則優先以環境中的既存的有機物作為供氫體,如果缺乏這種資源,亦可改以硫化氫作為供氫體,但效率較差;在碳源方面,以有機碳(如環境中的既存的有機物)為主,或無機碳(如二氧化碳)為輔,所以兼營性的光合細菌在厭氣環境中,可以利用光合作用消耗環境中的某些有機污染、二氧化碳或硫化氫等。

自營性光合細菌只能生存於有光及厭氣環境,由於水族缸中的光照區都屬於好氣環境,因此這類製劑很難應用於一般水族缸作為淨水劑。兼營性光合細菌既可以生存於好氣環境中,也能生存於厭氣環境中,所以對環境的適應能力較強,可以應用於一般水族缸作為淨水劑,不過其效能可能會受限制。

無論是那一種光合細菌,在厭氣條件下,都能利用硝酸鹽呼吸,因此具有脫氮的作用,亦可以歸類為脫氮菌的種類。不過它們所需要的氮源通常不是來自硝酸鹽本身,而是其它含氮物質。以自營性光合細菌為例,它可以直接吸收利用銨鹽,或藉由固氮作用攝取水中的氮氣獲得氮源。而兼營性光合細菌主要以攝取含氮有機物作為氮源。

由於自營性光合細菌在生長過程中會吸收銨鹽作為氮源,因此可以間接降低氨的濃度,有些商品把它稱為「光合硝化細菌」,其實它根本不會進行硝化作用,這樣的稱呼就如同把水草稱為「光合硝化植物」一般可笑。也有人說這是一種由光合細菌與硝化細菌混合的複合製劑,同樣也是說不通的,因為二者的生態完全不同,無法共存於同一儲藏環境中。

在水族缸中能應用到的光合細菌主要是兼營性種類,其中又以紅螺菌科(俗稱光合紅菌)為代表。這類細菌的培養相當容易,只需給予菌種適當的有機培養液,則不管在厭氣或好氣,以及在有光或無光的條件下,均能進行光合生長,或像異營性細菌一般進行營性生長。

使用光合紅菌做為水族缸的淨水劑,主要是利用它的異營性,而非它的自營性,因為它的自營性必須在「有光無氧」的條件下才能發生作用,水族缸缺乏此種環境。由於許多EM的異營能力遠比光合紅菌強許多,因此,如果為了除去水體中的有機污染,寧可選用EM製劑,而非光合紅菌製劑。在厭氣的環境中,它的菌液會有發臭的現象,在水族館所購買的光合紅菌主要是這一種。

五、複合微生物製劑

複合微生物製劑是近年來國內外興起的一類新產品,其特點是通過複合兩種(類)或兩種(類)以上的微生物菌種,加以組合而製成的製劑。由於水質污染問題非單一種類微生物所能徹底解決的,因此使用複合製劑將具有更強大的分解有機汙物能力,而能產生更有效率的淨水作用,是目前微生物製劑中最理想的產品。

目前利用急速冷凍的乾燥方法,已經能成功地把兩類不互相隸屬的微生物製成複合製劑。例如,本所的「速可淨」產品,就是利用此種方法,由具有強力分解能力的好氣異營性細菌與硝化細菌的乾燥菌株,混合於乾燥的稀釋劑中製成。它具有活化能力,活化後即能同時擔負起消除有機污染及氨的雙重作用。

另外,利用各種細菌的孢子,混合於稀釋劑中,亦可製成同時具有好氣、兼氣及厭氣性複合製劑。使得不同呼吸種類的菌株,能同時進入水體內,在不同環境中各自發揮特有的淨水作用。它們在製劑中雖然處於休眠狀態,但投入養殖水體後,能立即活化並迅速發揮作用及繁殖成優勢種群,因而能表現出更強而有力的淨水功能,目前已應用或開發中的產品不少,對改善水產養殖生態環境有不小的助益。這類產品以粉末製劑為主,在水族界也有廣泛應用。

六、結語

作為一種活性微生物製劑,它的目的主要是用來改善養殖生態環境,提高養殖動物的免疫力,抑制病原微生物,從而減少疾病的發生。不過,若期望使用這些製劑能達到預期的目的,只有在使用環境和使用物件符合其生理及生態特性時,才能發揮其作用,否則很難獲得預期的效果。換言之,微生物製劑並非解決水質污染的「萬靈丹」,您除了選對產品之外,還必須給它一個能發揮作用的環境或空間才行。

EM製劑有許多不同的商業名稱,依廠牌或菌種不同而異。無論如何,它們的使用目的都是相同的,即應用於改善水質,藉以促進水產物的生長發育,提高產量,增加抗病力。在水族缸的應用,還能防治某些水質渾濁問題。然而,這項生物科技產品是否也能應用於水族缸,應該要看實際需要而定,而非全數移植,例如一些厭氣性EM製劑(如脫氮細菌製劑)在水族缸的好氣環境中,可能無作用的空間。

EM製劑的商業化趨勢遠比硝化細菌製劑容易的多,因為許多EM都可以形成內孢子而被長久儲存,包括好氣、厭氣或兼氣性種類,都可以輕易製成液體或粉狀製劑。孢子是一種微生物真正的休眠狀態,它們能在瓶封中長久被保存,而且的活化率極高。許多EM製劑都不是單一種類,它們都是混合產品。

EM製劑具有結構複雜、性能穩定、功能廣泛、使用方便、製造及保存容易、價格便宜,且能促進動植物生長,增強抗病能力,去除糞便,改善養殖環境,提高成活率等優點,所以自然成為微生物製劑的主流。然而,有些EM製劑是掛牌「硝化細菌」販賣,我們寧願認為它們不是有意「魚目混珠」,其實僅是「商品名稱」而已,而非真正相對應名稱的微生物製劑。

EM製劑不宜過量濫加,尤其是液體EM製劑中的菌液,可能含有大量培養EM的「母液」,它們都是溶解性的蛋白質、脂肪、醣類等。此種產品加太多,反而會給水族缸帶來「添加式有機污染來源」,可能因此造成混濁問題及氨值劇增的危險。使用EM製劑的目的,只是希望把優良的菌株引進我們的水族缸,它們的繁殖力相當強,只需少量添加,就能產生很大的效果。

四、光合細菌是否適用於水族缸

光合細菌極少有粉末狀產品,它們都是液態產品,因為液態產品遠比粉末狀產品更容易生產,而且效果也大得多。因此沒有人願意以較高花費的方式,來生產低效果的產品。更何況光合細菌一旦經過冷凍乾燥之後,存活率偏低,更談不上商業化應用了。

光合細菌在不同的自然環境下,具有多種不同功能,例如,固氮、脫氮、固碳、除硫化氫等作用,與自然界的物質迴圈有密切的關係,在環境自淨過程中,擔任著重要的生態角色,因此在水產養殖中,自然會被選用為微生物製劑之一。

光合細菌的種類不少,不過它們都具有能在厭氣和光照條件之下,進行不產氧的光合作用之共同特徵。以自營性的光合細菌而言,它可以利用光能把二氧化碳及硫化氫合成醣類。以兼營性(又稱混合性,意指同時具有自營及異營雙重特性者)的光合細菌而言,它可以利用光能把二氧化碳及某些有機物或硫化氫合成醣類。這兩種光合細菌在光合作用中主要的差異在於「供氫體」不同。

自營性的光合細菌在光合作用過程中,系以硫化氫或其它無機硫化物作為唯一供氫體,並及以二氧化碳或碳酸鹽類等無機碳為碳源。兼營性的光合細菌則優先以環境中的既存的有機物作為供氫體,如果缺乏這種資源,亦可改以硫化氫作為供氫體,但效率較差;在碳源方面,以有機碳(如環境中的既存的有機物)為主,或無機碳(如二氧化碳)為輔,所以兼營性的光合細菌在厭氣環境中,可以利用光合作用消耗環境中的某些有機污染、二氧化碳或硫化氫等。

自營性光合細菌只能生存於有光及厭氣環境,由於水族缸中的光照區都屬於好氣環境,因此這類製劑很難應用於一般水族缸作為淨水劑。兼營性光合細菌既可以生存於好氣環境中,也能生存於厭氣環境中,所以對環境的適應能力較強,可以應用於一般水族缸作為淨水劑,不過其效能可能會受限制。

無論是那一種光合細菌,在厭氣條件下,都能利用硝酸鹽呼吸,因此具有脫氮的作用,亦可以歸類為脫氮菌的種類。不過它們所需要的氮源通常不是來自硝酸鹽本身,而是其它含氮物質。以自營性光合細菌為例,它可以直接吸收利用銨鹽,或藉由固氮作用攝取水中的氮氣獲得氮源。而兼營性光合細菌主要以攝取含氮有機物作為氮源。

由於自營性光合細菌在生長過程中會吸收銨鹽作為氮源,因此可以間接降低氨的濃度,有些商品把它稱為「光合硝化細菌」,其實它根本不會進行硝化作用,這樣的稱呼就如同把水草稱為「光合硝化植物」一般可笑。也有人說這是一種由光合細菌與硝化細菌混合的複合製劑,同樣也是說不通的,因為二者的生態完全不同,無法共存於同一儲藏環境中。

在水族缸中能應用到的光合細菌主要是兼營性種類,其中又以紅螺菌科(俗稱光合紅菌)為代表。這類細菌的培養相當容易,只需給予菌種適當的有機培養液,則不管在厭氣或好氣,以及在有光或無光的條件下,均能進行光合生長,或像異營性細菌一般進行營性生長。

使用光合紅菌做為水族缸的淨水劑,主要是利用它的異營性,而非它的自營性,因為它的自營性必須在「有光無氧」的條件下才能發生作用,水族缸缺乏此種環境。由於許多EM的異營能力遠比光合紅菌強許多,因此,如果為了除去水體中的有機污染,寧可選用EM製劑,而非光合紅菌製劑。在厭氣的環境中,它的菌液會有發臭的現象,在水族館所購買的光合紅菌主要是這一種。

五、複合微生物製劑

複合微生物製劑是近年來國內外興起的一類新產品,其特點是通過複合兩種(類)或兩種(類)以上的微生物菌種,加以組合而製成的製劑。由於水質污染問題非單一種類微生物所能徹底解決的,因此使用複合製劑將具有更強大的分解有機汙物能力,而能產生更有效率的淨水作用,是目前微生物製劑中最理想的產品。

目前利用急速冷凍的乾燥方法,已經能成功地把兩類不互相隸屬的微生物製成複合製劑。例如,本所的「速可淨」產品,就是利用此種方法,由具有強力分解能力的好氣異營性細菌與硝化細菌的乾燥菌株,混合於乾燥的稀釋劑中製成。它具有活化能力,活化後即能同時擔負起消除有機污染及氨的雙重作用。

另外,利用各種細菌的孢子,混合於稀釋劑中,亦可製成同時具有好氣、兼氣及厭氣性複合製劑。使得不同呼吸種類的菌株,能同時進入水體內,在不同環境中各自發揮特有的淨水作用。它們在製劑中雖然處於休眠狀態,但投入養殖水體後,能立即活化並迅速發揮作用及繁殖成優勢種群,因而能表現出更強而有力的淨水功能,目前已應用或開發中的產品不少,對改善水產養殖生態環境有不小的助益。這類產品以粉末製劑為主,在水族界也有廣泛應用。

六、結語

作為一種活性微生物製劑,它的目的主要是用來改善養殖生態環境,提高養殖動物的免疫力,抑制病原微生物,從而減少疾病的發生。不過,若期望使用這些製劑能達到預期的目的,只有在使用環境和使用物件符合其生理及生態特性時,才能發揮其作用,否則很難獲得預期的效果。換言之,微生物製劑並非解決水質污染的「萬靈丹」,您除了選對產品之外,還必須給它一個能發揮作用的環境或空間才行。

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