本发明涉及水产养殖技术领域，具体地，涉及一种微生物水质改良剂及其制备方法。
背景技术：
近年来我国水产养殖业发展迅速，集约化高密度养殖成为发展趋势，然而也导致养殖生态环境遭到破坏。由于不注重规划、养殖方式不合理，盲目追求高密度和高产量，过量使用饲料和药物，严重超出水体承载能力，鱼病和水质问题不断严重。药物和饲料的残留、生物的排泄物、死体和有机残体的积累，导致水体严重污染，溶氧下降，氨氮、亚硝酸盐和硫化氢等有害物质增加，化学需氧量增加，还存在一定程度的重金属污染现象。水质的好坏直接影响到水生动物的健康，随着生态健康养殖观念的深入，养殖水质管理和水质改良剂的使用成为日常水产养殖的重点之一。
影响水产养殖的物质主要是氨氮、亚硝酸盐、硫化物、悬浮物等一些成分，目前使用的水质改良剂主要有物理型水质改良剂、化学型水质改良剂和生物型水质改良剂，需要根据养殖种类和养殖阶段进行相应的选择。物理型水质改良剂主要是通过吸附作用将有害物质进行吸附，作用快速，可补充微量元素，但长期使用会导致底质恶化，且不具有降解能力，实际效果差。化学型水质改良剂主要是氧化剂、离子交换剂、絮凝剂等，具有抑菌作用，可以与有害物质发生反应从而使其降解，但使用效果受水质条件影响比较大，且对水产动物具有刺激性，特别是苗期动物具有较大的不利影响。生物型水质改良剂是目前使用最多的品种，能够抑制致病菌的生长繁殖，彻底分解水体中的有害物质，且对水产动物没有不利影响，能有效修复水体的生态环境。
目前用于水质改良剂的微生物种类繁多，单一使用某一微生物都存在一些缺点。现有技术中有将多种微生物培育后混合为复合微生态制剂，以期发挥它们的综合作用。但是，多种微生物共存时，由于不同微生物的生长、繁殖条件不同，有些甚至存在相互拮抗作用，限制了复合微生态制剂的应用和功能。因此，选择哪些菌种、采用何种比例进行复配制成复合微生态制剂，才能发挥最大能效，达到有效改善水质的目的，这是目前水产养殖领域亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的上述不足，提供一种微生物水质改良剂，通过优选复配各菌种的比例，发挥了显著的协同作用，能有效改善水体中有害物质污染和水体异味问题，同时抑制有害菌种的繁殖生长，起到净化水体的作用。
本发明的另一目的在于提供上述微生物水质改良剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：
一种微生物水质改良剂，是按以下质量百分数的各组分混合发酵后所得：光合细菌20～30％，硝化细菌15～20％，放线菌15～20％，曲霉5～10％，芽孢杆菌10～15％，酵母菌1～5％，乳酸菌5～10％，黑糖1～5％，海盐0.5～1.0％，余量辅料。
优选地，所述微生物水质改良剂是按以下质量百分数的各组分混合发酵后所得：光合细菌23～26％，硝化细菌17～19％，放线菌16～18％，曲霉6～9％，芽孢杆菌12～14％，酵母菌2～4％，乳酸菌6～8％，黑糖1～5％，海盐0.5～1.0％，余量辅料。
更优选地，所述微生物水质改良剂是按以下质量百分数的各组分混合发酵后所得：光合细菌25％，硝化细菌18％，放线菌17％，曲霉8％，芽孢杆菌13％，酵母菌3％，乳酸菌7％，黑糖2.5％，海盐0.5％，余量辅料。
本发明针对污染水体中的主要有害物质氨氮、亚硝酸盐、重金属污染等，经过多次试验，成功地将部分菌种进行培育、驯化，筛选出能高效降解氨氮、亚硝酸盐，抑制有害微生物的繁殖生长，吸附重金属的菌种。
进一步地，所述光合细菌为光能异养菌，能以光为能源在厌氧条件下以水中鱼虾残铒及排泄物为碳源进行不产氧的光合作用，合成大量菌体。因此，在微生物水质改良剂中添加光合细菌能有效地将氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质吸收转化，既能增加水中溶解氧又能降低对水生动物有害的物质，还能调节水体ph值在适宜的范围，具有良好的水质调控能力。
更进一步地，所述光合细菌包括但不限于沼泽红假单胞菌、球形红假单胞菌、紫色硫细菌、绿硫细菌中的至少一种。
进一步地，所述硝化细菌是一类化能自养型细菌，能利用氨氮或亚硝酸盐为主要生存能源，能将对水生动物有毒的氨态氮和亚硝酸盐转化为对水生动物无毒的硝酸盐，能克服光合细菌对亚硝酸盐转化率较低和芽孢杆菌对氨氮转化率低的缺点。因此，在微生物水质改良剂中添加硝化细菌能更进一步地提高污染水体中氨氮、亚硝酸盐的转化效率。
更进一步地，所述硝化细菌为硝化刺菌、硝化球菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌中的至少一种。
进一步地，所述放线菌能以氨基酸、氨素等作为基质，从而产生各种抗生素和生物酶来抑制其它有害微生物的生长增殖；并且放线菌还能争夺有害微生物增殖所需要的基质，进而抑制其增殖生长。因此，在微生物水质改良剂中添加放线菌可以进一步提高氨氮的转化率，并抑制其他有害微生物的增殖生长。
更进一步地，所述放线菌为诺卡氏菌、细黄链霉菌、灰色链霉菌中的至少一种。
进一步地，所述曲霉能将恶臭物质硫化氢、氨气等吸附，并作为自身新陈代谢的营养物或能源，将其分解、转化成无污染的小分子代谢产物。因此，在微生物水质改良剂中添加曲霉能有效降低恶臭物质的含量。
更进一步地，所述曲霉为米曲霉、白曲霉、黑曲霉中的至少一种。
进一步地，所述芽孢杆菌可以降低水体中亚硝酸盐的含量，在代谢过程中还能产生抑制或杀死他种微生物的物质，如抗菌脂肽等，从而起到改善水质的作用；另外，芽孢杆菌还能与其它细菌竞争营养并且抑制其快速生长。因此，在微生物水质改良剂中添加芽孢杆菌既能降低水体中亚硝酸盐浓度，还能抑制有害微生物的生长。
更进一步地，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、弯曲芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌中的至少一种。
进一步地，所述酵母菌能为微生物水质改良剂中的其它有益生物菌群增殖提供所需要的能量和有效营养物质(如蛋白质)，从而促进其它菌种的正常生长增殖和维持正常生命活动。因此，酵母菌的添加对于保证微生物水质改良剂中其它微生物的正常生命活动具有重要作用。
更进一步地，所述酵母菌为酿酒酵母、球拟酵母、假丝酵母中的至少一种。
进一步地，所述乳酸菌具有吸附及积累重金属离子的特性，且乳酸菌对重金属污染的生物修复作用的安全性较高。同时，乳酸菌可产生一些天然的抗菌物质，如有机酸(乳酸、乙酸、甲酸、苯乳酸)、二氧化碳、过氧化氢、乙醇和细菌素等，可抑制腐败菌或致病菌的生长繁殖和腐败恶臭产物的产生。因此，乳酸菌的添加对于养殖水体中重金属污染有吸附作用，还对有害微生物的生长有抑制作用，能有效改良水质。
更进一步地，所述乳酸菌为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳链球菌中的至少一种。
为了使上述多种微生物菌群维持一个相对稳定的状态，同时也考虑到每种菌群的特殊作用和它们之间的相互作用关系，本发明按照一定比例混合各菌种后利用特殊的发酵工艺，使得各种微生物菌群在发挥自身生物学功能的基础上相互提供能量和基质，表现出显著的协同作用，形成了一个微生物系统稳态，可实现效能最大化。相比于单一菌群而言，本发明所提供的微生物水质改良剂对污染水体的改善效果明显提高，能有效降低水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量，增加水体溶氧量，消除水体异味，抑制有害微生物的繁殖生长，还能有效吸附污染水体中的重金属污染。
上述微生物水质改良剂的制备方法包括如下步骤：将光合细菌、硝化细菌、放线菌、曲霉、芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌分别配置成菌悬液，每种菌悬液中有效活菌数为107～108cfu/ml，再按比例混合得到复合菌液；向复合菌液中加入黑糖、海盐和余量辅料，于20～30℃、ph6.0～7.0、150～170rpm条件下发酵25～30天后即得微生物水质改良剂。
优选地，所述发酵条件为30℃、ph7.0、150rpm，发酵时间为20天。
作为一种可选择的具体实施方案，所述微生物水质改良剂的制备方法如下：
s1.按成本1000公斤的容量计算，先向发酵桶中按以上配比加入各菌液，每种菌悬液中有效活菌数为107～108cfu/ml，加入检验过的合格的无任何化学物质的天然水，搅拌均匀；
s2.盖上密封盖全封闭，留气管插在外围装满2000ml水的瓶子里，在发酵过程中产生的气体通过塑料管往装满水的瓶子喷出，有大量的气泡，在这过程会自然的有气体喷出，同时防止外面细菌进入；发酵条件为20～30℃、ph6.0～7.0、150～170rpm，各类菌种数量在发酵期间不断增殖；
s3.发酵到5～6天会产生泡沫，由小变大，到了10天左右泡沫会慢慢消失，随着泡沫消失面上会有一层白色的悬浮物，这是酵母菌作用，整个过程完成需要25～30天左右，即得微生物水质改良剂。
所制备得到的微生物水质改良剂有一种较浓的甜酸香味，ph值小于3.8。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述微生物水质改良剂通过优选复配各菌种的比例，发挥了显著的协同作用，利用微生物的生长代谢，能有效降低水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量，增加溶氧量，消除水体异味，抑制有害微生物的繁殖生长，还能有效吸附污染水体中的重金属污染，从而起到净化水体的作用，可广泛应用于水产养殖技术领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
通过《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(hj535-2009)方法检测实施例微生物水质改良剂和对比例微生物菌剂对水体中氨氮的降解情况。
通过《水质通过离散分析系统的选择参数的确定第1部分：利用光度计检测铵、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、正磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐》(iso15923-1-2013)方法检测实施例微生物水质改良剂和对比例微生物菌剂对水体中亚硝酸盐的降解情况。
通过《水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法》(hj/t399-2007)方法检测实施例微生物水质改良剂和对比例微生物菌剂对水体cod的影响情况。
通过《水质溶解氧的测定碘量法》(gb/t7489-87)方法检测实施例微生物水质改良剂和对比例微生物菌剂对水中溶解氧的影响情况。
参考《珠江三角洲养殖鱼塘水体中重金属污染特征和评估》(谢文平等，2014)的方法检测实施例微生物水质改良剂和对比例微生物菌剂对水体重金属污染的吸附情况。
实施例1～6
一种微生物水质改良剂，由以下各组分按照一定比例混合发酵所得：光合细菌、硝化细菌、放线菌、曲霉、芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、黑糖、海盐、辅料。所述各组分的配比如表1所示：
表1实施例1～6微生物水质改良剂的配方
实施例1～5所述微生物水质改良剂的制备方法，包括如下步骤：将光合细菌、硝化细菌、放线菌、曲霉、芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌分别配置成菌悬液，每种菌悬液中有效活菌数为107～108cfu/ml，再按上述比例混合得到复合菌液；按比例向复合菌液中加入黑糖、海盐和余量辅料，于30℃、ph7.0、150rpm条件下发酵20天后即得微生物水质改良剂。
实施例6所述微生物水质改良剂的制备方法除了发酵条件为28℃、ph6.0、170rpm，其余操作步骤与实施例1～5的制备方法一致。
对比例1～7
一种微生物复合菌剂，由以下各组分按照一定比例混合发酵所得，所述各组分的配比如表2所示：
表2对比例1～7微生物复合菌剂的配方
对比例1～6所述微生物复合菌剂的制备方法与实施例1所述微生物水质改良剂的制备方法大致相同；对比例7所述微生物复合菌剂的制备方法除了发酵条件为35℃、ph5.0、180rpm，发酵时间为15天，其余操作步骤与实施例1所述微生物水质改良剂的制备方法大致相同。
应用例
选取广东省深圳市同一水域的14个相邻鱼塘为试验点进行验证试验，分别编号为1～14，每个鱼塘为5亩，水深为2米左右，每个鱼塘在3月份按250～500克/尾的草鱼规格、400尾/亩的放养密度，同时放养草鱼，以常规养殖方法养殖。夏季鱼塘中水体的正常值为氨氮≤0.2mg/l，亚硝酸盐≤0.1mg/l，cod6～10mg/l，溶解氧≥5mg/l；鱼塘中主要的重金属污染主要为铜和锌，《渔业水质标准》中规定：cu≤0.01mg/l，zn≤0.1mg/l。
7月份分别从鱼塘1～14中取部分水体，发现14份水体样本中均有明显异味，经检测，氨氮含量为0.80～0.86mg/l，亚硝酸盐含量为0.54～0.59mg/l，cod为10.69～13.13mg/l，溶解氧为4.75～4.82mg/l，cu质量浓度为0.0215～0.0305mg/l，zn质量浓度为0.120～0.167mg/l，明显不在正常范围内。立即向鱼塘1～13分别施加相同量的实施例1～6的微生物水质改良剂和对比例1～7微生物复合菌剂，鱼塘14作为对照组不施加任何菌剂。于5天后取样，检测所取水样中的各项指标，结果如表3所示。
表3鱼塘中氨氮、亚硝酸盐、cod、溶解氧、cu、zn检测结果
综上所述，与对比例1～7和对照组相比，向鱼塘中施加实施例1～6微生物水质改良剂后，水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量明显降低，溶氧量增加，水体异味基本消除，水体中的重金属元素一定程度上得到去除，有害微生物的繁殖生长得到抑制，且水产动物的成活率提高了30.2％。产品释放周期长达30天，释放期间不需要二次投放，投放后两个月内水体各项指标稳定，水质保持良好，大幅度节约生产成本，提高了经济效益，且不会引起二次污染。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。