近年來，養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境不良，極大地困擾著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。池塘經(jīng)過長時間的高強(qiáng)度養(yǎng)殖，底質(zhì)老化，水質(zhì)條件下降，細(xì)菌叢生，生態(tài)環(huán)境惡化。以往治理水質(zhì)、底質(zhì)惡化的措施，一是養(yǎng)殖過程換水，二是收獲以后進(jìn)行池塘清淤。換水和清淤給養(yǎng)殖大環(huán)境造成嚴(yán)重污染，由此帶來了交叉感染、水資源浪費、養(yǎng)殖區(qū)域使用年限縮短等負(fù)面效應(yīng)。
如何在現(xiàn)有的養(yǎng)殖模式中，針對養(yǎng)殖池塘生態(tài)環(huán)境的特點，采取有效的措施，調(diào)控好的養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，成為促進(jìn)養(yǎng)殖對象健康生長、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。應(yīng)用有益微生物治理養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，其成本低、收效大、無再污染等優(yōu)點已逐漸成為研究的熱點。自然水生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者、消費者、分解者處于相對平衡狀態(tài)。但是在養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中，養(yǎng)殖動物的數(shù)量大大增加，其他生物極少，改變了自然生態(tài)系統(tǒng)的相對平衡狀態(tài)，養(yǎng)殖動物的食物來源于人工投喂的配合飼料，自身的排泄物、殘存飼料、浮游生物殘體等有機(jī)物失去了被其他生物轉(zhuǎn)化利用的機(jī)會，只能依靠池中微生物的分解礦化。
在養(yǎng)殖池塘這個生態(tài)環(huán)境中，物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)換是依靠微生物的活動來完成的。養(yǎng)殖池塘自有的微生物有好氧性的、厭氧性的和兼性厭氧性的。當(dāng)氧氣充足時，好氧性微生物占主導(dǎo)地位，物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)換速度快而且徹底，產(chǎn)物無毒；當(dāng)氧氣不足或缺乏時，厭氧性或兼性厭氧性微生物的活動占主導(dǎo)地位，物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)換速度慢且形成有毒的中間產(chǎn)物。對有些養(yǎng)殖動物來說，好氧性微生物一般都是有益的或者無害的，厭氧性和兼性厭氧性微生物有部分是有害的，條件致病性的，甚至是致病性的。
在養(yǎng)殖初期，池塘里生物量小，有機(jī)物質(zhì)不多，溶氧充足，有機(jī)物在好氧性微生物分解作用下，產(chǎn)生二氧化碳、水、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等無機(jī)鹽類，為單細(xì)胞藻類進(jìn)行光合作用提供營養(yǎng)，而單細(xì)胞藻類的光合作用又為養(yǎng)殖動物的呼吸和有機(jī)物的氧化分解提供溶氧，并為養(yǎng)殖動物的生長營造良好水色。這時池塘處于相對的良性生態(tài)平衡狀態(tài)。隨著養(yǎng)殖期的增長，池塘中的有機(jī)物越來越多，在池塘的中上層，由于單細(xì)胞藻類的光合作用尚可以維持足夠的氧氣，供給好氧性微生物活動，而在池塘的下層和底層，光合作用微弱，有機(jī)物的氧化分解很快就耗掉了水中的溶氧，使得厭氧性或兼性厭氧性微生物大幅生長而成優(yōu)勢菌群，有機(jī)物的厭氧消化取代了氧化分解。厭氧消化速度慢，分解有機(jī)物不徹底，易產(chǎn)生氨、有機(jī)酸、胺類、硫化氫、低級脂肪酸、醇類、甲烷等中間產(chǎn)物。這些產(chǎn)物對動物有毒害作用，能使養(yǎng)殖動物中毒，致使病原微生物大量滋生，引起致病、死亡。由于分解有機(jī)物速度慢，進(jìn)入池塘中的有機(jī)物得不到及時降解，從而在池底淤積，造成池塘老化。
可見，池塘中的殘余飼料、魚蝦的排泄物、浮游生物的殘體等有機(jī)物質(zhì)是依靠微生物來分解的，但池塘中自然存在的微生物區(qū)系不足以分解掉進(jìn)入水體的大量有機(jī)物，造成有機(jī)物在池塘中累積，引起池塘生態(tài)環(huán)境的惡性循環(huán)。因此添加有益微生物后，由于需氧微生物與厭氧微生物共棲，當(dāng)需氧微生物耗盡了厭氧微生物周圍微環(huán)境的氧，便為厭氧微生物的生長創(chuàng)造了良好的條件，即使大環(huán)境中有氧，而在某一微環(huán)境中，由于好氧菌的作用而成厭氧條件，就能使厭氧細(xì)菌良好生長。好氧細(xì)菌與厭氧細(xì)菌多功能的協(xié)同作用，大大加快了有機(jī)物的分解速度，能把進(jìn)入水體的大量有機(jī)物質(zhì)快速而徹底地分解掉，減少或避免有機(jī)物質(zhì)在池底的沉積，保持池底的清潔，達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的目的。一般而言，有益微生物包含細(xì)菌、cyanobacteria、微藻、霉菌等。目前在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)上應(yīng)用的細(xì)菌，主要有“化能異養(yǎng)細(xì)菌”和“光合細(xì)菌”兩大類。
化能異養(yǎng)細(xì)菌
這一類細(xì)菌包括有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌、乳酸桿菌、乳鏈球菌、假單胞菌屬菌類、亞硝化單胞菌屬菌類、硝化桿菌屬菌類、硫桿菌屬菌類等的一些菌株，這些細(xì)菌有好氧的、厭氧的、兼性厭氧的，能利用大分子有機(jī)物而對養(yǎng)殖動物無病原性。它們能分泌多種胞外酶，把大分子有機(jī)物質(zhì)如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等分解成小分子有機(jī)物，再進(jìn)一步礦化生成硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等無機(jī)鹽類。有益微生物進(jìn)入養(yǎng)殖水體以后，發(fā)揮其氧化、氨化、硝化、反硝化、解磷、硫化、固氮等作用，把養(yǎng)殖動物的排泄物、殘存飼料、浮游生物殘體等有機(jī)物迅速分解為二氧化碳、硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等，提供營養(yǎng)促進(jìn)單細(xì)胞藻類繁殖生長，同時自身迅速繁殖而成為優(yōu)勢菌群，抑制病原微生物的滋長。單細(xì)胞藻類的光合作用又為有機(jī)物的氧化分解、微生物的呼吸、養(yǎng)殖動物的呼吸提供溶氧，構(gòu)成一個良性的生態(tài)循環(huán)，使水體中的菌相與藻相達(dá)到平衡，維持穩(wěn)定水色，營造良好水質(zhì)條件。
乳酸菌是能夠分解糖類以產(chǎn)生乳酸為主要代謝產(chǎn)物的無芽孢的革蘭氏陽性菌，厭養(yǎng)或兼性厭氧生長，在pH3.0-4.5酸性條件下仍能夠生存。包括乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、片球菌屬。目前主要應(yīng)用的有嗜酸乳桿菌、雙歧乳桿菌和糞鏈球菌。特點是多種動物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群；在微需氧或厭氧條件下產(chǎn)生乳酸，有較強(qiáng)的耐酸性，不耐熱，65℃-75℃下死亡，并產(chǎn)生一種特殊抗生素-酸菌素(Acidoline)，能有效抑制大腸桿菌、沙門氏菌的生長。
芽孢桿菌屬于需氧芽孢桿菌中的不致病菌，是以內(nèi)孢子的形式零星存在于動物腸道的微生物群落中。目前主要應(yīng)用的有地衣桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽孢桿菌、東洋桿菌等，在使用時多制成該菌休眠狀態(tài)的活菌制劑，或與乳酸菌混合使用。由于芽孢桿菌具有芽孢，其產(chǎn)品具有較多的優(yōu)點：耐酸、耐鹽、耐高溫(100℃)及耐擠壓，具有穩(wěn)定性，具有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性。
光合細(xì)菌
這是一類能進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱，他們的共同點是體內(nèi)具有光合色素，在厭氧、光照條件下進(jìn)行光合作用，利用太陽光獲得能量，但不產(chǎn)生氧氣。目前在養(yǎng)殖生產(chǎn)上應(yīng)用的是紅螺菌目紅螺菌科的菌種。這些菌種在硫化氫濃度很低時，也能利用硫化氫作為供氫體，但總的來說他們是利用小分子有機(jī)物作為供氫體，同時以這些小分子有機(jī)物作為碳源利用，他們能利用氨鹽、氨基酸或氮氣作為氮源，有的菌種也利用硝酸鹽和尿素作為氮源。但是，紅螺菌科本身不利用或不能很好的利用淀粉和葡萄糖、脂肪、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物質(zhì)。因此，光合細(xì)菌施放于池塘中，能迅速消除水體中的氨氮、硫化氫、有機(jī)酸等有害物質(zhì)，改善水體質(zhì)量，平衡酸堿度。但對于進(jìn)入水體中的大量大分子有機(jī)物質(zhì)，如養(yǎng)殖動物的排泄物、殘存飼料、浮游生物殘體等卻無法分解利用。
由于各個細(xì)菌作用的范圍各不相同，因此復(fù)合型微生物制劑的作用效果要大大優(yōu)于單一型微生物制劑，并且由于復(fù)合型微生物制劑本身的生物鏈作用不會對水體造成二次污染。隨著微生物生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展，人們?nèi)找嬲J(rèn)識到水環(huán)境中微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要性。以往談及水環(huán)境中的微生物，主要側(cè)重其有害的方面，如病原菌等，而往往忽視有益微生物在水體凈化、防治魚類疾病和促進(jìn)生長等方面的作用。如今，隨著中國養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖水平的進(jìn)一步提高，在綜合防治中，重視有益微生物的生態(tài)因素，應(yīng)用微生物生態(tài)制劑，可以較好地保持水中生態(tài)平衡，使綜合防治取得更佳效果。2廣大養(yǎng)殖戶嘗到了使用微生物制劑的甜頭，增強(qiáng)了對發(fā)展高密度和科技化的養(yǎng)殖的信心。當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)殖戶說，今年他們還要擴(kuò)大使用的水面，并為進(jìn)入國際市場做準(zhǔn)備。但是，值得提醒廣大養(yǎng)殖戶的是，將有益微生物直接加入養(yǎng)殖水體中，要注意環(huán)境是否適合有益微生物的生存和繁殖。如水體加入了抗生素等化學(xué)物質(zhì)，就會降低微生物制劑的作用效果；微生物制劑的加入量要求使有益菌成為優(yōu)勢，在養(yǎng)殖水體才能發(fā)揮最大作用。