标题: 光合细菌肥料
类别: 微生物肥料
主题词或关键词: 光合细菌肥料 微生物肥料
栏目关键词: 肥料
出处: 中国种植业大观·肥料卷
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光合细菌肥料
光合细菌肥料
能利用光能作为能量来源的细菌，统称为光合细菌。根据光合作用是否产氧，可分为不产氧光合细菌和产氧光合细菌；又可根据光合细菌碳源利用的不同，将其分为光能自养和光能异养型，前者是以硫化氢为光合作用供氢体的紫硫细菌和绿硫细菌，后者是以各种有机物为供氢体和主要碳源的紫色非硫细菌。
(一)光合细菌肥料的应用基础
光合细菌使农作物增产增质的原因，可归纳为以下2个方面：①光合细菌能促进土壤物质转化，改善土壤结构，提高土壤肥力，促进作物生长。光合细菌大都具有固氮能力，能提高土壤氮素水平，通过其代谢活动能有效地提高土壤中某些有机成分、硫化物和氨态氮，并促进有害污染物如农药等的转化。同时能促进有益微生物的增殖，使之共同参与土壤生态的物质循环。此外，光合细菌产生的丰富的生理活性物质如脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶、维生素、辅酶Q、类胡萝卜素等都能被作物直接吸收，有助于改善作物的营养，激活作物细胞的活性，促进根系发育，提高光合作用和生殖生长能力。②光合细菌能增强作物抗病防病能力。光合细菌含有抗细菌、抗病毒的物质，这些物质能钝化病原体的致病力以及抑制病原体生长。同时光合细菌的活动能促进放线菌等有益微生物的繁殖，抑制丝状真菌等有害菌群生长，从而有效地抑制某些植病的发生与蔓延。基于光合细菌具有抗病防病作用，现有研究者将其开发为瓜果等的保鲜剂。
(二)光合细菌的种类
光合细菌的种类较多，目前主要根据包它所具有的光合色素体系和光合作用中是否能以硫为电子供体将其划为4个科：Rhodospirillaceae(红螺菌科或称红色无硫菌科)、Chromatiaceae(红硫菌科)、Chlorobiaceae(绿硫菌科)、和Chloroflexaceae(滑行丝状绿硫菌科)。进一步可分为22个属，61个种。与生产应用关系密切的，主要是红螺菌科的一些属、种，如荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulatus)、球形红假单胞菌(Rps.globiformis)、沼泽红假单胞菌(Rps.palustris)、嗜硫红假单胞菌(Rps.sulfi-dophila)、深红红螺菌(Rhodospirillum.rubrum)、黄褐红螺菌(Rhodospirillum.fulvum)等。
红螺菌的细胞螺旋状，极生鞭毛，革兰氏阴性，含有菌叶绿素α-类胡萝卜素，为厌氧的光能自养菌，多数种在黑暗微好氧下进行氧化代谢，细菌悬液呈红到棕色。
红假单胞菌形态从杆状卵形到球形，极生鞭毛，能运动，革兰氏阴性，含有菌绿素a、b和类胡萝卜素，没有气泡。厌氧光能自养菌某些种在黑暗中微好氧或好氧进行氧化代谢，细菌悬液呈黄绿到棕色和红色。
(三)光合细菌肥料的生产和应用
光合细菌能在光照条件下进行光合作用生长，也能在厌氧条件下发酵，在微好氧条件下进行好氧生长。光合细菌的生产需要采用优良菌种，要求菌种活性高，菌液中菌体分布均匀、无下沉现象。相对其它微生物肥料生产，光合细菌的生产要简单些，在一定生长温度条件下，保持一定量的光照强度是必须的。我国现在常用玻璃或透光好的塑料缸或桶进行三级或四级扩大培养，简述如下。
①一级试管菌种和二级种子培养生长培养基可根据需要配制为固体、半固体和液体培养基，分装于带螺帽的试管中和带反口脱塞的玻璃瓶中，高压灭菌后在无菌条件下接种，固体和半固体培养基用于穿刺接种，供菌种保藏用。以1％的接种量接种于液体培养基中，为二级种子扩大培养用。接种后置28℃、1000勒克斯光照条件下培养，一般用电灯泡(白帜灯40～60W)可以满足要求，培养物放在距灯15～50厘米处，一般培养7～10天即可长好。
②三级大瓶与四级塑料桶或玻璃缸扩大培养培养基原液可用蒸馏水或冷开水配制，室内培养温度维持在25～28℃，光照维持1000勒克斯左右，培养7～10天即可。
一级、二级菌种的接种量为1％～2％，三、四级扩大培养的接种量一般为5％～10％。光合细菌的生产也可以采用连续培养设备进行。
生产的光合细菌肥料一般为液体菌液，用于农作物的底肥、或以拌种、叶面喷施、秧菌蘸根等。实践证明，施用光合细菌的效果良好，表现在提高土壤肥力和改善作物营养，以及对作物病害控制方面。
此外，畜牧业上应用与饲料添加剂，用于畜禽粪便的除臭，有机废物的治理上均有较好的应用前景。由于光合细菌应用历史比较短，许多方面的应用研究还处在初级阶段，还有大量的、深入的研究工作要做。尤其是这一产品的质量、标准以及进一步提高应用效果等方面基础薄弱，有待进一步加强。
目前的研究和试验已显示出光合细菌作为重要的微生物资源，其开发应用的前景是广阔的，必将具有不可替代的应用市场，在人类活动中必将发挥越来越大的作用。
http://share.jxlib.gov.cn:8088/datalib/2003/AgroKnowledge/DL/DL-456155/
光合细菌(Photosnthetic becteria)简称PSB，广泛存在于水域及土壤中，包括似真细菌的红螺细菌、绿硫细菌、着色细菌及似藻的蓝细菌。光合细菌的共同特点是含有光合色素，能利用光进行光合作用，合成有机物质。光合细菌含有60％以上的蛋白质，以及多种维生素，，特别是维生素B12、叶酸、生物素的含量是酵母的几千倍。此外，还含有生物活性物质如辅酶Q10、抗病毒物质及促生长因子等。国内已开始将光合细菌用于鱼虾养殖及家禽、仔猪的饲养中，有促进生长、预防疾病、鸡体着色及净化水质等作用，越来越显示出它多功能的广阔前景，受到人们的青睐。
一、 光合细菌在养殖中的应用 (一)在鱼，虾等水产养殖中的应用 光合细菌个体微小，是水中浮游动物的极好饵料，而浮游动物又是稚鱼、虾类等的主要食物。现在日本市场上大量出售光合细菌菌液和菌粉，在水产养殖中已得到广泛应用。利用PSB高密度养殖鱼虾，鲷鱼产量提高5倍，虾提高1．5倍。日本海洋微生物株式会社苗种场用PSB养鱼苗，成活率从66．3％提高到96．5％，鱼苗生长率提高1倍，每年收益从2亿日元增加到5亿日元，而用于PSB的投资仅500~1000万日元。据张云洁(1988)报道，上海交大生物技术研究所与杭州上虞水产养殖场共同试验，结果表明，投喂以光合细菌作饵料添加剂的鱼塘，夏花鱼种成活率比条件相同的对照鱼塘的提高6．53％，生长率提高15.2％，增重率提高25.2％，鱼体健壮活跃，规格均匀，饲料系数降低了25.96％。 据报道，光合细菌能释放出具有抗病性的酵素(胰蛋白分解酵素hymotrypsine)，大约每20千克混合饲料中掺人100毫升市售的光合细菌液(含菌量5xl0\6个／毫升以上)，不但可预防鱼虾疾病：而且对多种鱼病有治疗效果。光合细菌能分解池底对鱼虾有害的气体，以及有害的有机酸、硫化氢、亚硝酸，防止泛池，确保水产动物的健康生长。当鱼池水质恶化时，按8毫升／1000升浓度加入市售的光合细菌液，经3小时后水质恢复正常。菌体可多次利用，不消耗水中溶解氧，不必常换池水。 (二)光合细菌在畜禽养殖中的应用 ， 经测定，光合细菌菌体含有粗蛋白65．45％、粗脂肪7．18％、可溶性糖类20．31％、粗纤维2．78％、灰分4．2、8％，对动物没有毒性，每克干菌体相当于21千焦热量，是家禽、家畜的理想蛋白源。 闻名全世界的EM微生态制剂，含有光合细菌；酵母菌、乳酸菌、放线菌及丝状真菌等5科10属80种微生物，在养殖中效果十分明显。其中光合细菌也发挥着重要的作用． 光合细菌中的红假单胞菌属和红螺菌屑的许多菌种均能产生类胡萝卜素类物质。Kobayash和Kurafa将光合细菌液按0．01％比例添加于蛋鸡饲料中，结果发现产蛋率增加；卵黄中类胡萝卜素和维生素A含量显著提高，特别在连续阴雨的情况下使用，对比效果更为明显．据悉，上海交通大学生物技术研究所曾作过一些试验，将光合细菌添加于肉鸡、蛋鸡饲料中，发现有较明显的促生长及加深鸡皮肤及蛋黄色泽的作用。 周金伟等(1977)报道，将中国科大研究生院奇威生物工程研究所提供技术和菌种、嘉兴市科技咨询中心制造的“红精灵”牌光合细菌水剂，添加于猪饲料中作饲喂试验，结果表明：光合细菌对哺乳期及断奶仔猪具有防治黄白痢的作用，．发病率可减少50％~60％；对仔猪增重也有明显效果；光合细菌用于孕期及哺乳期母猪,对所产仔猪健康防病也有积极作用，患病率大幅度下降。
二、 细菌的培养方法 光合细菌在分类学上属于真细菌纲红螺菌目，包括红螺菌科、着色菌种及绿菌科的许多种细菌。该菌个体约为(0.6~0.7)微米x(1．0—10．0)微米，能很好地利用低级的脂肪酸、氨基酸、糖类等、在厌氧而明亮或好氧而黑暗的条件下都能生长繁殖．红螺细菌和绿硫细菌在厌氧和明亮(日光或灯光)的条件下，能利用如还原的硫化合物、硫分子、氢或简单的有机化合物作为电子供体，经光合作用把C02固定转化为自身的有机碳素化合物而进行生长繁殖．由于光合细菌对高浓度有机废水有较强酌分解能力，因此可以用于处理有机废水及作为水产养殖中的水净化剂。(一)光合细菌的实验室培养 光合细菌菌种可以自菌种保藏中心购买，也可以用市售的光合细菌菌液；若没有，可用暴露于阳光下富含有机物的淤泥接种培养。 最常用的是红螺细菌，其培养基配方如下：Nh4cl1.0克、K2HP040．5克、Macl20．2克、NaCl2．0克、：酵母膏0．1克；溶于900毫升自来水中，再加入用蒸馏水溶液的10％NaHCO3溶液50毫升及1．5~2.0毫升无水乙醇，用0．1N的磷酸调pH到7．0，不用灭菌。 若用淤泥，则将淤泥于玻璃瓶中酌量放一层，加满上述液体培养基，密封瓶口隔绝空气，置于光照箱内富集培养。光照箱用2只40瓦白炽灯对称照射，离玻璃瓶距离10—20厘米，’韫度控制在30℃以上，培养3天即可；如无光照箱，在太阳光和室温30℃以上条件下也可培养。 (二)光合细菌的土厂化培养 工厂化大规模培养光合细菌，培养基可选用工业有机废水、食品厂废渣、农副产物或动物粪便。若采用小麦麸皮作培养基，其工艺流程如下：小麦麸皮酸水解一离心去除麸皮渣，并中和水解液->光合细菌接种培养养->菌体回收和纯化. 将含有 30％ 的小麦麸皮水混合液加36％ 的盐酸，通入蒸汽，加压1x105Pa，恒温约121℃，4小时水解.然后用离心机除去麸皮渣，将麸皮水解液注入不锈钢贮罐,用无水氨中和，使水解液pH至7．0，再加酵母膏0．01％，以补充损失的维生素等生长素。将冷却水注人中和贮罐的冷却套管中，使培养液温度降至40℃左右，用泵以18900升/小时速度把小麦麸皮水解液由贮罐打入一连串卧式光合培养罐(口径6．10厘米，由透明的聚氯乙烯制成)，滞留时间为24小时，白天用日光照射，夜间用400瓦白炽灯进行人工光照。•用378升／小时的速度和原培养液量2％的比例连续向光合培养罐提供菌种．将培养好的光合细菌液经离心、喷雾干燥即得菌体。 若无上述连续培养装置，也可制作水泥池培养，池深不超过1米，蕞好用白瓷砖衬里，聚氯乙烯薄膜封口， 日光照射或白炽灯照射的厌氧培养。如直接用于水域养殖，培养液可不经喷雾干燥处理，用培养的光合细’菌活菌液。 据张云洁介绍，国外资料记载工业规模生产光合细菌，经济效益可与酵母竞争。例如用小麦麸皮作培养基生产PSB干菌体，每日投入15吨小麦麸皮，产光合细菌干菌体5吨、麦粕6．7吨，每吨菌体产品成本为351美元；如按售价每磅0．3美元计算，每吨产品利润为248美元；另外麸皮粕还可作家畜饲料。若利用有机污水、动物粪便培养PSB则成本更低．我国广东及东南沿海某些地区，民间自己培养光合细菌用于养虾已有较长历史．加速研究和开发光合细菌这一重要的蛋白质饲料资源，对推动水产养殖及畜牧业的发展，具有积极的作用。 (三)固体载体的光合菌剂制作及使用 田利(1997)报道，固体载体光合菌剂的制作方法为：分别以细麸皮，沸石粉、磷酸氢钙为载体，与菌液(自己培养或购买市售的光合菌液，平均每毫升含菌体40亿。)分别以重量比为1：1、5：2、5：2搅拌均匀后，放入热风循环烘干箱中。设定温度为24℃，并启动风机排湿,直至测得麸皮载剂的水分低于：10．4％，沸石粉载剂的水分低于5．9％，磷酸氢钙载剂的水分低于0．1％后停止烘干。然后粉碎并过40目筛后，可在常温下保存2个月不变质，且光合菌不失活性。其使用方法为： a.养鸡：1吨鸡料中添加麸皮载剂20千克或磷酸氢钙载剂50千克，也可按情况两者搭配使用。b.养猪：不论仔猪、中猪、大猪，平均每日每头加麸皮载剂50克。c.养鱼：每个喂养期中，全池泼洒2次，投放时间为5~9月份。每次每亩洒沸石粉载剂10~12千克；且投饵处多洒些。d.养虾：看水质情况多次投放，整个生长期每亩共投沸石粉载剂200千克左右。 对其他养殖动物，可以此为参照。且要注意：因该菌剂为生物活性物质，使用中温度应低于40℃，并避免与消毒剂同时使用，使用消毒剂48小时后，才可使用本最制剂。
一、 光合细菌在水产养殖中的应用  
SB是生物制品，无毒无副作用，无耐药性，无污染，并且能降解鱼药的污染，是优良的水产环境改良剂和饲料添加剂。用于水产养殖方面在我国才是近两年的事，由于最早使用PSB的用户因此取得了很好的效果和较大的经济效益，所以目前它倍受水产养殖场的推崇，那么PSB在水产养殖中究竟能起什么作用呢？ 1、净化水质 由于高密度水产养殖的水体中含有大量的鱼类粪便和残饵，以及鱼药的残留物，它们腐败后产生的氨态氮、硫化氢和一些有害物质，直接污染水体和底泥。轻度污染可造成鱼类生活不适，饵料系数增高，生长缓慢，积累到一定程度后，可使水体底部缺氧的情况下，PSB能有效地将氨态氮、硫化氢等有害物质吸收，组成菌体本身，同时，形成优势群落后，鱼类中毒甚至死亡。水体的富营养化亦可滋生大量的病原微生物，使鱼类感染发病。施用PSB后，在还能抑制其它病原菌的生长，从而达到净化水质，使鱼类健康生长的目的。 2、维护水体微生态平衡 水产养殖场的水体中存在着各种各样的微生物，有些是有益的，有些是有害的；也有些是处于中间状态的叫“条件致病微生物”，即正常情况下，这类微生物不致病，遇水质污染，鱼类免疫功能下降时，它们便大量繁殖危害鱼类。 通常人们采用消毒杀菌剂来控制，但随着施用次数的增加，病原微生物的耐药性也相应地增强，为了达到预防和治疗的效果，每次施用的剂量不得不逐渐加大，这不仅增加了用药成本，而且还污染了水体，造成水产品质量下降，甚至不能食用。 如何控制病原微生物的生长繁殖，又不使其不产生抗药性，不污染水体呢？答案是现成的，用光合细菌预防鱼病，完全 可克服消毒杀菌剂的缺点，它不仅可降解或清除水体中包括鱼药在内的有害化学物质，占绝对优势的光合细菌还可与病原微生物争夺营养、空间，使其无法进行大量生长繁殖，同时还不存在耐药性，从而不易形成致病的环境条件，鱼类也就不易发病。 鱼类的病害防治原则是：防重于治。只有在日常的渔业生产中，维持水体中微生态系统平衡，使有益微生物始终点绝对优势，尽量不给病原微生物有大量生长繁殖的机会，才是健康养殖的出路之一，如果平时不有效地预防，到了出现症状再去治疗，包括鱼药成本在内的重大生产损失将是不可避免的。 3、培养蜉蝣动物作饵料  SB的菌体细胞营养很丰富，这正好是蜉蝣动物的优质饵料，实践证明，水体中的PSB越多，蜉蝣动物生长也就越旺盛，以蜉蝣动物为食的鱼类增产效果也就越明显 4、作为饲料添加剂  SB的菌体细胞营养丰富，并含有大量的生理活性物质，可直接拌入饲料中投喂，除增加营养，降低饲料系数外，还可起到刺激动物免疫系统，增强消化和抗病能力，促进生长的作用。 5、间接增氧作用  SB生长繁殖时，不需要氧气，也不释放氧气，它是通过吸收水体中的耗氧因子，而产生了间接地增加氧气的作用。而这种作用也是非常明显的。
光合细菌菌种的简易提纯 1.菌种提纯 （1）选择性培养基 光合细菌适宜PH值在8.0左右，在9-10的高碱度情况下仍能生长，而一般杂菌适宜的PH值在7.2-7.6左右。若把菌液的PH值调节至9.0，杂菌难以耐受甚至死亡，而光合细菌则可以承受并能生长。这样可筛除一部分杂菌。 （2）选择优质菌种 细菌的生长繁殖一般按倍数的规律增长。假设菌种内的杂菌含量较高，培养几次后，它们在菌液中的比例不会减小，有些杂菌的生长速度较光合细菌快，比例可能还会增大。老化的光合细菌活性较差，菌液内的有害代谢物质较多。 因此，菌种应选用浓度高、活性强、杂菌少鲜紫红色的菌液。 （3）优势接种量 大规模生产过程中，由于水源、容器及空气中的杂菌是不可排除的，因而应加大接种量使光合细菌占绝对优势,这样才能培养出高质量的菌液。光合细菌含量高了,还能释放抑菌酵素，抑制一些杂菌的生长。 究竟多在接种量为好呢？实践证明，正常的接种量应不低于1：5，即菌种1份(30亿级)，培养液5份；培养液不调PH值和提纯菌种时,其接种量应不低于1：1,即菌种和培养液各一份，这样，培养周期短，质量好，缺点是保种量多。 （4）好氧培养 将菌液用增氧机砂头充氧曝气，培养两天，可有效的抑制一些厌氧菌的生长。 （5）厌氧培养 将菌液装入透明密封容器内进行培养，可有效抑制一些好氧菌的生长。 以上几种方法的综合运用，可将光合菌菌液适当提纯，反复接种，从而使不具备专业知识的用户自已也可以生产出优质菌液。
懒汉培养光合细菌方法（太阳光照培养法） 具体的培养条件和注意事项见光合细菌发生剂的用法即光合细菌的生产工艺。一；操作方法 我中心生产的“光合细菌发生剂”每公斤可制作100公斤的光合细菌液体产品，即生产的第一步是把光合细菌发生剂配成1%浓度的水溶液。 生产方法： 用白色或透明塑料桶装入25公斤清洁淡水。 取“光合细菌发生剂”250克，溶解入水中。 选择颜色鲜紫红色，浓度在30亿/毫升的光合细菌成品为菌种，取2.5公斤加入到上述培养液中，即菌种：培养液比 例=1：10。也即10%的接种量，用太阳作为光源，则只要将桶放于太阳下即可。每天搅拌（摇动）1~2次，使之受光均匀。夏天要在五份荫的太阳底下如树荫下，冬天可直接放到太阳底下，也可不用管它，过一些日子就长成深红色了。 在光照的同时，应保持培养液的最佳温度，才能缩短培养时间，取得高产。PSB（光合细菌）生长和繁殖的最佳温度为28~36度，夏季我国大部分地区自然温度都可达到这个最适温度，不必采取任何措施增温，倒是要注意降温。而在冬、春、秋三季，自然温度较低，达不到最适温度，必须采取一定的增温措施，例如在阳光下搭建透明塑料膜温棚就是一个好办法，它即采光又增温，同时又节约能源成本。冬季温度过低，则应加温到最适温度。夏季气温过高，若用太阳作为光照能源，则应采取部分遮阳（用黑色的遮阳塑料网），通风的降温措施，以防光合细菌快速老化死亡。 总结起来，即是：先配成1%的培养基浓度，再加入10%的菌种，装入25公斤的无色或白色大塑料桶中，放到太阳底下晒即可，只要注意一下，夏天要遮荫，冬天直接晒或搭保温棚，春秋直接晒即可。放到太阳底下不用管也可，过些日子自然长成深红色。
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光合细菌
一、 绪言
1、 生命起源
46亿年前地球诞生时是炽热、混沌的，一切元素都呈气体状态，没有生命。最初的生命是地球温度下降以后，在极其漫长的时间里，由非生命物质经过复杂的化学变化过程，逐步演变而成的。那时候，地球上火山内部喷发出来的气体中含有甲烷、氨、氢、硫化氢等，在大自然不断产生的宇宙射线、闪电的作用下，合成了氨基酸、核苷酸、单糖等一系列简单的有机小分子物质，它们经过长期积累,相互作用,在适当条件下，就形成了原始的蛋白分子和核酸分子。又经过漫长时间的演化，38-35亿年前，终于形成了具有原始新陈代谢和能够进行繁殖的原始生命-古细菌。
地球出现原始生命后，又经过几十亿年的进化逐步形成了今天丰富多彩的生物界，大致可分为三大类：植物界、动物界和微生物界。所谓微生物是指一类个体微小，结构简单，肉眼无法看到的微小生物。它们有细菌、真菌、放线菌、螺旋体、立克次体、衣原体、支原体、病毒等种类。广泛存在于空气、海洋和陆地中，繁殖快，分布广，种类多。十七世纪，显微镜发明家虎克（hoek）首次在水中发现了微小生物-细菌，从此揭开微生物界神秘的面纱。
细菌属于原核生物，没有完整的细胞核，它由细胞壁、细胞膜、细胞质和核区组成，有的还有鞭毛，鞭毛是细菌的运动器官.细胞大小约为1微米-10微米.细菌分三大类：种类最多的杆菌、数目最多的球菌及纤细活泼的螺旋菌。
细胞壁位于菌体的最外层，具有一定的弹性和坚韧性，它对细胞有支持和保护作用。其化学成份一般为多糖、蛋白质和脂类。
细胞膜是介于细胞壁和细胞质之间一层极薄的膜，成分主要是蛋白质、脂类。它使细胞能保持相对的稳定性，维持正常的生命活动，具有渗透性，在酶的作用下，能选择性地让一些小分子物质进入或排出，与细菌的新陈代谢密切相关。
细胞质是细胞膜以内的原生质，为透明胶状物。主要包括基质和细胞器。
核区是不完整的细胞核，是组成核物质集中的区域，是核糖体、脱氧核糖核酸等遗传物质贮存和复制的场所。
2、 光合细菌概述
光合细菌(Photo Synthetic Bacteria 简称：PSB)属细菌中的一类，有紫硫菌、绿硫菌、紫色非硫细菌和绿色非硫细菌。这里，我们将主要介绍紫色非细菌，它们是兼性厌氧菌，属原核生物界，光能异养型原核生物门，红色光合细菌纲，红螺菌目，红螺菌科，红假单胞菌属，主要有荚膜红、沼泽红、球形菌、深红红螺菌等种类。菌体外形有螺旋状、短杆状、近于球形和球形的。一般规格：长×宽＝1微米-3.2微米×0.6微米-0.8微米,球形菌直径0.8微米-1.5微米。它们以光和热为能源，主要利用有机物中的碳，同化其它营养进行元素进行生长繁殖，是高营养、高效能、多用途的有益微生物。
3、 光合细菌用途
光合细菌生命力、适应性都很强，在生长繁殖过程中能分解有机物和吸收水体中的氨态氮、硫化氢、亚硝酸盐等有害物质，本身无毒无污染。它在光照厌氧条件下生长旺盛，在无光黑暗通气条件下亦能生长，但不合成红色素，易经诱导产生广泛的适应酶，对降解某些有毒或人工合成化合物具有潜力；耐低温（即使冰冻也不会死亡）和高盐度（20%），适合处理高浓度有机废水，是优良的水环境改良剂。
光合细菌菌体营养丰富，含蛋白质(60%以上)，维生素B12、叶酸、核黄素、类胡罗卜素、辅酶Q10等促长因子和生理活性物质，是优良的饲料添加剂。
光合细菌以土壤接受的光和热为能源，将有机和无机营养物质转化成易为植物吸收的小分子物质。同时光合细菌除本身的有机营养物质外，还含有铜、锌、钼、钴、镍等微量元素，含量适中，施用后，可补充土壤所缺，提高肥效，是优良的植物肥料。
4、 光合细菌应用
（1）.养殖业
我国是养殖大国，近年来，养殖业取得了很大的发展。但是，传统的水产和畜禽养殖成本高，产量小，效益低，特别是养殖中使用的各种消毒剂和抗生素,即破坏养殖环境，污染水产品，又增加养殖成本。如何有效地克服上述缺点呢？光合细菌作为优良的水环境改良剂和饲料添加剂，用于养殖业在我国才是近几年的事，由于最早使用光合细菌的用户，取得了很好的效果和较大的经济效益，因此目前倍受推崇，大有普及之势。那么，光合细菌究竟起到什么样的作用呢？
① 净化水质
由于高密度水产养殖的水体中，含有大量的鱼类粪便和残饵，以及鱼药的残留物，它们腐败后产生的有害物质直接污染水体和底泥。轻度污染可造成鱼类生活不适，饲料系数增高，生长缓慢，免疫力下降；积累到一定程度后，能使鱼类中毒、发病甚至死亡。这是由于有害物质，除直接危害鱼类外，同时也是病原微生物的营养源，并使之大量繁殖，使鱼类染发病。兼性厌氧的光合细菌能改善水质的主要原因，是它在分解有机质时不产生有害物质，并且还能利用有害物质作为营养源，长成自已的有益细胞，变害为宝；形成优势群落后，还能竞争性地抑制病原微生物的生长，降低感染机率。从而净化水质使鱼类健康生长。
② 维持微生态平衡
养殖的水体中存在着各种各样的微生物，有的是有益的；有的是有害的；有的处于中间状态，叫"条件致病微生物"，即正常情况下，这类微生物不致病，但在水质恶化，鱼类免疫力下降时，便大量繁殖危害鱼类。自然界中，有害微生物和条件致病微生物都叫"病原微生物"是不可排除的，广义上讲，它们有利于生物进化。它们能使一些不健康的、免疫力低或退化了的生物体被淘汰。但是，无论是有害微生物还是条件致病微生物，必须在水体中达到一定浓度才能危害鱼类，这个浓度叫"发病临界点"。不同种或不同体质的鱼，发病临界点不一定相同。在渔业生产中，控制病原微生物的浓度，使其达不到发病临界点，是健康养殖的关键。通常人们采用消毒杀菌剂来控制，但随着施用次数的增加，病原微生物的耐药性亦相应增强，为了达到预防效果，施用剂量逐步加大，这不仅增加了用药成本，还污染了水体，造成水产品品质下降，甚至不能食用。同时鱼类易产生应激反应，停食、消瘦，浪费有限的生长期。到了鱼类发病需要治疗的时候，安全剂量治不了病，大剂量施用又危及鱼类，这个矛盾制约了水产业的发展。
如何控制病原微生物的生长繁殖，并使其不产生耐药性呢？光合细菌可基本克服消毒杀菌剂的缺点，它通过降解或清除水体中包括鱼药在内的有害化学物质；与病原微生物争夺营养、空间，使其无法大量繁殖，从而不易形成致病的环境条件。假如由于病原微生物的原因，鱼类发了病，说明它在水体中的浓度已达到或超过发病临界点，在微生物群体中占优势，此时，再用光合细菌治疗是没有明显效果的.须用消毒杀菌剂治疗,6-7天后,再施用光合细菌保养水质。
鱼类病害防治原则是：防重于治。只有在日常渔业生产中，维持水体微生态平衡，使有益微生物始终占绝对优势，才是健康养殖的出路。如果平时不有效地预防，到了出现症状时再去治疗，那么，包括鱼药成本在内的重大损失将是不可避免的。
③ 培养浮动物作饵料
光合细菌营养丰富，这正是浮游动物的优质饵料。实践证明，水体中光合细菌越多，浮游动物生长繁殖越旺盛,以浮游动物为食的鱼类增产效果也就越明显,如虾、蟹、花鲢、河蚌等。浮游动物作为仔鱼、糠虾、贝苗等开口饵料，营养价值高，易于消化吸收。此外，光合细菌对于刚孵化后，还不能主动捕食的仔鱼是最适宜的饵料，此时仔鱼的消化系统各器官尚未完全分化，光合细菌通过鳃被吸入体内，在卵囊尚未被完全吸收的同时，即可从外界摄取营养，以弥补内源性营养的不足，从而大大提高成活率。
④ 间接增氧
光合细菌分解有机质进行生长繁殖时，不需要氧气，也不释放氧气，它节约了好氧微生物分解有机质时所需的氧，产生间接增氧作用。但随后好氧的浮游动物因得到丰富的饵料，数量剧增，增氧效果就不明显了。
⑤ 饲料添加剂
在相对营养不良的情况下,养殖动物的免疫力下降,有害菌得以发展，容易出现疾病症状。一般情况下，配合饲料中的活性营养成份较少，饲料系数较高。光合细菌作为优良的饲料添加剂，含有大量的促长因子和生理活性物质，营养丰富，拌和饲料后，可补充和增加饲料营养成份、降低饲料系数；刺激动物免疫系统，促进胃肠道内的有益菌生长繁殖，增强消化和抗病能力，促进生长。
（2）.种植业
光合细菌肯有很强的固氮能力，能够改善土壤的营养结构,肥沃土壤,可作为基肥、追肥。光全细菌在土壤中大量生长繁殖，有利于土壤中有效力微生物（如放射线菌）的生长，减少有害菌群（如丝状真菌）引起的病害。
光合细菌作为农作物，用于水稻和小麦，有利于根系发育，提高有效分蘖和成穗数，用于蔬菜及花卉等，可提高产量和品质，延长保鲜期；用于浸泡种子，发芽率高、生长速度快、抗病力强。对棉花的枯黄、草莓的根腐病等防治效果显著。
（3）环保业
生物学污水处理法是指通过微生物酶的作用，分解和合成有机质。其中起主要作用的是细菌，污水中一些可溶性的有机物在胞内酶的作用下被菌体选择性地吸收；颗粒、胶体等难溶或不溶性的有机物先附着在菌体外，由菌细胞分泌的胞外酶分解成脂溶性和水溶性物质，再被菌体吸收。通过微生物体内的生化作用，反一部分有机物同化成自身，另一部分被异化成水分子有机物、二氧化碳、水等，从而使污染物质得到降解。
光合细菌兼性厌氧的我和很强的适应性，使其在污水发酵处理中，作用日益突出。例如光合细菌（荚膜红假单胞菌）可将致癌物亚硝胺转化为无毒的化合物，对于生化需氧量（BOD）高达数千mg/L的有机废水，一些生物膜法及活性污泥法等需氧处理法难以耐受，而光合细菌则可以承受，故在处理高浓度有机废水方面具有广泛的应用前景。
http://61.142.127.132/sw/microogannism/articles/3.htm
使用光合细菌注意
在养殖水体中施用或在饲料中添加光合细菌能改善水质，减少耗养，促进鱼虾生长，提高产量。使用光合细菌要注意以下几点：
一、适时使用。光合细菌宜掌握在水温20摄氏度以上时使用。低温及阴雨天不宜使用。
二、看水使用。水肥时施用光合细菌可促进有机污染物转化，避免有害物质积累，改善水体环境和培育天然饲料，保证水体溶氧。水瘦时要先施肥再使用光合细菌，这样有利于保持光合细菌在水体中的活力和繁殖优势，降低使用成木。此外，酸性水体不利于光合细菌生长，应先施用适量生石灰，水体PH值达标后再使用光合细菌。
三、与肥配用。在池塘施用粪肥或化肥时，配合施用光合细菌效果更为明显，可避免肥料用量过大，水质难以把握的缺点，并可防止藻类老化造成水质变坏。
四、酌量使用。鱼池使用时，每立方水体用2至5克光合细菌拌粉碎的干肥泥均匀撒于鱼池，以后每隔20天左右每立方水体用1至2克光合细菌，对水后全池泼洒。用于饲料添加投喂鱼虾时，按1％的比例拌入。用于疾病防治时，可连续使用。每立方水体鱼池用1至2克，对水后全池泼洒。
五、使用禁忌。光合细菌制剂是活体细菌，药物对它有杀灭作用，因此不可与消毒杀菌剂同时使用。水体消毒后须经过一周方可使用。
摘自：2005.8.30.6版《京郊日报》
http://xc.hnnw.net/do/index3.php?id=9036&table=news
光合细菌简介
光合细菌是20亿年前地球上最早出现的利用太阳能进行光合作用生长繁殖的原核古老微生物。在自然界C、N、P循环中起着重要的作用，随着科技的进步，光合细菌独特、神奇的功能展现出了广泛的应用前景，它的作用机理主要表现在以下方面：
优势种群理论：在正常微生物群及其宿主和环境所构成的生态系统内，少数优势种群 对整体起控制作用，一旦失去就可导微生物失调，光合细菌就在于补充或恢复优势种群，使失调的微生态达到平衡。
生物佶伉理论：光合细菌的代谢产物共同组成化学屏障，在黏膜、皮肤等表面形成生物屏障，阻止病原微生物的定植。
三流运转理论：光合细菌可以成为非特异性免疫调节因子，增强吞噬细胞的能力和细胞产生抗体的能力，抑制腐败细菌和毒性物质的生长，保证微生态系统中的基因流、能量流和物质流的正常运转。
它不仅具有独特的作用机理，而且还富含多种生物活性物质，如B族维生素、叶酸、烟酸、泛酸、生物素、VB12、辅酶Q和类胡萝卜素等。具有促进生物机体新陈代谢、生长发育、增强免疫能力和调节生物体微生态平衡等综合生物学功能。
光合细菌的应用是多方面的，随着逐渐深入的研究与开发，它在养殖业、种植业、人体天然保健食品、饮品、化妆品、环境治理等方面将会发挥出巨大的功能与作用，为人类的生存和自然环境的保护提供更多的帮助。
中国科学院成都生物研究所自上世纪八十年代初即从事光合细菌在畜禽养殖、环境保护及保健品方面的研究与开发。二OOO年，瑞兴生物下属控股企业德阳瑞兴生物工程有限公司与中国科学院实施院企合作，共建光合细菌研发平台，承接了四川省重点科学技术攻关项目“微生态制剂光生素的研制及应用”。该项目是光合细菌研发平台开发出的第一项重大科技成果，于2002年6月21日由四川省科技厅组织成果验收鉴定，并颁发了鉴定证书，其知识产权由双方共享。
光合细菌研发平台是一个生物系统工程。本公司在中国科学院、中国农业科学院、四川农业大学等院校生物学专家、营养学专家的主持下，根据光合细菌应用广泛的特点，已经成功研制出涉及人体保健、环境保护、农业种植等多个领域的高新生物技术产品。主要有：
光生素：光生素成果，鉴定结论：成果具有创新性、先进性和实用性，有较高学术水平和重要应用前景。成果整体水平国内同类研究的领先水平。
阳光健：它是以光合细菌为主配制而成的新型人体保健品，可调节人体内微生态平衡，促进新陈代谢，增强免疫抗病能力，改善睡眠，排毒养颜、延缓衰老。目前已有2000多名自愿者参与试验，使用后效果良好。公司计划将其作为第二个产品推向市场。
水净宝：它是一种生物活水剂，可使大面积水源的有机污染得到有效地控制和处理，且成本低、使用方便。由于水净宝的使用不需要象一般污水处理厂那样添置复杂的设备和设施，因此更适合在自然的环境中如湖泊、水库、水塘以及近海水产养殖进行水体处理，从而具有更好的经济效益。
绿生素：作为新型生物固氮产品，可促进植物光合作用，提高产量，减少化肥使用量。
另外，本公司还对光合细菌的其它作用进行了深入的研究，如：发利生（人体保健品）、利生素（花卉专用）、净能宝（清洁能源）等。
http://www.rsbio.com/hxjs.asp
光合细菌的应用
生命科学学院 02级生物科学专业
李成仁023311025 张若伟023311035 罗连023311040 周广023311042
摘要：光合细菌能够利用进行光合作用，同时固氮产氢，在自然界的碳、氮、硫循环中起着重要作用近期研究表明，它在净化水质、鱼虾养殖、禽畜饲养、生物肥料、人类保健及新能源开发方面也有重要用途，成为世界微生物学界关注的热点。
关键词：光合细菌 产氢 固氮
光合细菌，简称PSB(photosynthetic bacteria)是水圈微生物的一类，广泛分布在海洋、湖泊、江河、水田、污泥、土壤等各个角落，分布于水的厌气层中，进行不产氧的光合作用而合成自身营养物质。至今分离得到的已知PSB涉及到7个亚群、28个属、80多个品种。在不同的自然环境下，光合细菌具有多种不同的功能(固氮、产氢、固碳、氧化硫化物等)，在自然界的碳、氮、硫循环中起着重要作用。
光合细菌个体极小，约为小球藻的5%左右，但营养成份却非常丰富。经分析，菌体含蛋白质63.8%、脂肪8 .2%、可溶糖类20.8%、粗纤维2.8%、灰分4.4%。各类维生素的含量也很丰富，如胡萝卜素含量约为0.56mg/g、B族维生素88 mg/g及全套氨基酸，因而被称为营养食品和饲料添加剂的新载体，应用范围十分广泛，大有开发价值。
由于光合细菌具有上述独特的生理生态学特性，使它在净化水质、鱼虾养殖、禽畜饲养、生物肥料、人类保健及新能源开发方面的应用越来越被科学界看重，成为世界微生物学界关注的热点。
PSB的生理特性
光合细菌在有光照缺氧的环境中能进行光合作用，利用光能同化二氧化碳。与绿色植物不同的是，它们的光合作用是不产氧的。光合细菌细胞内只有一个光系统，即PSⅠ，光合作用的原始供氢体不是水，而是H2S（或一些有机物），这样它进行光合作用的结果是产生了H2 ，分解有机物，同时还能固定空气中的分子氮生成氨。光合细菌在自身的同化代谢过程中，又完成了产氢、固氮、分解有机物三个自然界物质循环中极为重要的化学过程。这些独特的生理特性使它们在生态系统中的地位显得极为重要。
光合细菌的应用与开发
放氢与能源开发
光合细菌光合机构的核心是色素蛋白复合体，它包括捕光色素蛋白复合体(LHⅠ和LHⅡ)以及反应中心蛋白复合体(RC)。LHⅠ和LHⅡ主要进行光能的吸收和传递，而RC是光能转化的最重要反应场所。LHⅡ吸收光子后通过LHⅠ传递给RC，RC利用光能进行电子传递和质子转位耦联，从而建立起的跨膜的质子梯度，驱动ATP的合成，使光能转变成化学能。电子传递固的最终受体是Fd，固氮酶在ATP提供能量条件下，接受Fd传递的电子，将H+还原为H2，完成固氮和放氢功能。
在自然界，很多生物过程不是由单一菌株所完成的，必须依靠2种或多种微生物共同完成。光合细菌可与多种生物组建形成良好微生态产氢体系，使其在转化可再生生物质资源(例如纤维素和有机废水)生产氢能方面具有显著优势。例如，利用Rb.capsulata野生型和吸氢酶缺陷变异株分别和纤维素降解菌ATCC21399共培养，进行纤维素产氢研究，结果野生型产氢量只有12 — 43mol/mol葡萄糖，而变异株产氢量达46 — 62mol/mol葡萄糖。混合培养产氢技术不仅可显著提高产氢量，而且可彻底降解大分子有机物为CO2和H2O。但现有混合培养产氢研究常采用两步转化法，即将大分子有机物的厌氧降解和小分子有机物的光合放氢过程分两步完成，工艺较复杂。如采用一步转化法可简化工艺，可降低成本，但缺乏控制发酵参数的有效手段。山东大学建立了光合细菌ERIC-PCR新方法，该方法是用在肠杆菌基因间的重复保守序列引物对基因组DNA进行PCR扩增。研究表明，不同种属光合细菌的ERIC-PCRDNA指纹图谱具有特征性，可在分子水平上进行快速归类和鉴别，有望应用于混合培养产氢研究。
在现有制氢技术中，化石燃料和电解水制氢技术的工艺已基本成熟，但却面临着矿产能源枯竭和生产成本高、环境污染的难题。21世纪能源从化石型逐步转化为生物质型已成为不可逆转的发展趋势，而光合细菌产氢是目前研究得最多、最深入的一个方向，生物制氢技术走向成熟，能源开发就会迈上一个全新的台阶。
PsB在高浓度有机废水处理中的应用
PSB普遍具有降解卤代化合物和芳香化合物的能力。研究发现其降解这类化合物的途径与其他细菌有类似之处。这有利于进一步阐明这类化合物的降解机理，为开发出高效降解该类化合物的工程菌奠定基础。
卤代化合物虽然是工业生产过程中形成的一大类重要的化学物质，但其毒性和难降解性又使其成为环境中的主要污染源之一。自然界中能够有效降解这类化合物的微生物很少。解这类化合物的微生物很少。近年来，Mcgrath和Harfoot初步研究发现光合细菌Rhodospirillum和Rhodospeudomonas能够在厌氧光照条件下，去除卤代羧酸化合物中的卤素，生成相对应的脂肪酸，然后被菌体利用作为碳源。
而在降解芳香化合物方面则有研究表明，R.palustrisCGA001能够在好氧、厌氧和微好氧3种不同条件下降解约27种芳香族羧酸化合物，其中大部分化合物在厌氧条件下降解的较好。
另外PSB也能降解芳香族硝基化合物。Blasco和Castillo报道Rhodobacter capsulatusElF1能够在光照条件下，降解硝基酚。
虽然PSB能够降解的有机污染物的范围较广，但其对难降解的有机污染物的降解范围和降解能力仍然有待于深入研究，以期为今后的实际废水处理给予理论上的指导。随着PSB降解有机污染物的机理的进一步阐明，利用基因工程技术，构建高效降解有机污染物和具有新的降解途径的PSB工程菌，将会提高其应用价值，使其得到广泛的应用。
PSB作为饲(饵)料添加剂在畜禽、水产业上的应用
日本是最早将光合细菌应用于水产养殖的国家，在我国南方，PSB在60年代也开始被应用于水产养殖上。目前PSB被广泛应用于海水、淡水鱿类、虾类、贝类等的养殖、育苗，以及轮虫等饵料生物培养，对水产养殖的作用主要表现在：净化水体、作为饵料添加剂和防治鱼病等。
1、净化水体：
PSB的水中清污功能和其独特的光合作用有关。与藻类及其它水生植物的光合作用利用CO2和H2O不同，PSB的光合作用能在量消耗水中有机物、氨态氮，很多种类还可利用硫化物，而正是这些物质构成了水中的主要污染物。因此PSB的光合作用可减少水体中的污染物、改善水质。同时还可间接提高水体中溶解氧含量。崔竞进等到在实验室用多株PSB混合菌液处理废水，COD去除率达90%以上，极大地提高了水体中溶解氧的含量。
2、作为饵料或饵料添加剂
光合细菌的营养成分丰富，其粗蛋白含量远高于玉米、大豆、蚕豆、蚕蛹、豆饼、豆渣、花生饼、菜籽饼等，甚至高于国产鱼粉，而且其它营养成分含量也较高，在饲料中少量添加，可以提高饲料效率，增加脂肪含量，提高鱼类生殖率和抗病力，改善色泽。
另外，在提高育苗成活率方面，光合细菌的作用已经得到承认，只是在用其作为鱼苗开口饵料还是作为饵料添加剂方面尚未达成一致的意见。这可能与鱼苗的种间差异性和投喂方法有关。
3、防治鱼病
在鱼池中少量使用光合细菌，能促进鱼类摄食，并能通过鱼鳃进入体内，补充鱼类营养，使鱼更健壮，对疾病抵抗力更强；同时，光合细菌又能改善水质，消除鱼类患病的条件，从内外两方面预防鱼病，这已经为许多研究所证明。小林正泰另辟蹊径，利用光合细菌对鲤鱼穿孔病，金鱼绵头病、鳗鱼水霉病及南方黑鲷擦伤病等进行治疗。将病鱼放在光合细菌培养液稀释10倍的菌液中浸洗10~15分钟，再放于投施适量光合细菌的池中饲养，15天后病鱼康复。
PSB作为生物肥料在农业上的应用
光合细菌是生物圈中仅次于高等植物的初级生产者,在碳、氮固定及土壤中的硫循环中都是重要角色。它能利用可见红外等较长波长的光能,将土壤中的硫氢化物和碳氢化物中的氢分离出来,与CO2,Ｎ2等混合在一起合成糖类、氨基酸类、维生素类、生物活性物质等。光合细菌的生产力是非常高的,Culver和Brunskil报道,在Fayetteville Green Lake中,Chlorobium的生产力达1600mg/m3·d,而一般微生物的生产量仅有100～200 mg/m3·d,这是土壤中有机质增加的主要原因。光合细菌有很强的固氮能力,与其他固氮菌相比,其最大的特点是能量来源于最廉价的光能,而且波长正好同植物吸收的波长不同,二者呈互补关系。光合细菌在固氮、固碳的同时,将植物不能吸收的光能导入土壤生态系统之中。把光合细菌与其他异养微生物一起培养,固氮活性增加。光合细菌能产生许多促生长因子、维生素、辅酶Q和光合色素等,可激活植物细胞的活性,提高作物光合作用的能力。光合细菌能有效地降解或转化土壤中的残留农药、硫化氢和胺类等有毒化合物,对土壤起一定解毒作用,从而避免或减少上述毒物在农作物中的积累。光合细菌能促进土壤微生物的增殖,而细菌的显著增殖可增加土壤中可给性氮素和磷素的含量;固氮菌的增加则能促进生物固氮作用,增加土壤含氮量,提高土壤肥力;放线菌含量的增高有利于分解土壤中有机质,并产生抗生素和激素类物质,有效抑制某些病原菌的生长,对各种病害起一定防治作用。由于光合细菌在土壤中的无机光能代谢增殖,大大刺激了固氮菌和放线菌等异养微生物的增加,使土壤中微生物总量增加;土壤中有机肥的施入,是这些异养微生物增殖的物质基础,因此,二者合用效果最佳。由于土壤中微生物总量的增加,加速了土壤团粒结构的形成及土壤养分的再生和有效化,从而为植物生长创造了良好的环境,这就是光合细菌增产的主要理论依据。
光合细菌的研究应用，在日本、东南亚等国已相当普及。应用领域涉及水产、畜牧、花卉、果蔬、环保等诸多方面，并已被作为改善生态环境，增产增效益的重要措施。但是在我国，对光合细菌的研究较晚，在水产养殖生产中的应用也是近几年才有的事。所幸的是，光合细菌的应用价值正被越来越多的人们所认识，国内现在已经有了以生产光合细菌为主的生物技术厂家。放眼将来，PSB的应用必将为生物技术产业的发展添上光辉一笔。
参考文献：
①《光合细菌生物制氢》 杨素萍 曲音波 《现代化工》2003年9月
②《光合细菌降解有机污染物的研究进展》 吕红 周集体 王竞
《工业水处理》2003年10月
③《光合细菌在水产养殖上的应用研究与进展》 丁雷 赵德炳 《水利渔业》2001年
④Culver D A, Brunskill G J. Fayetteville Green Lake New York, V. Studies of Primary production and zoo plankton in a meromictic Lake［J］. Limnol Oceanogr,1969,14:862 . 873.
⑤《光合细菌及其应用现状》 龙思思 谢数涛 段舜山等 《生态科学》2002年2月
⑥《光合细菌的应用现状与前景》 王桂文 周兴 刘晖 李海鹰
《广西科学院学报》1995年3月
⑦《现代分子细菌学 府伟灵主编 汕头大学出版社 19990年
⑧《光合细菌产氢研究进展》 杨素萍 赵春贵 曲音波 钱新民
《水生生物学报》2003年1月
⑨《神奇的光合细菌》 刘金保 《内陆水产》1995年第11期
⑩《光合细菌的生态意义及应用价值》 陈声明 贾小明 叶旭红
《环境污染与防治》1994年4月
http://202.116.74.184/try/YUNCAN/04-A-25-35-40-42.doc
光合细菌
绿硫细菌、红硫细菌（过去叫做紫硫细菌）和红螺细菌（过去叫做紫色非硫细菌）等，都是能够进行光合作用的细菌。这些细菌都是球状、杆状或弧状的小型细菌，并且大多数都不能够运动。这些细菌的菌体内含有类似于绿色植物体内叶绿素那样的光合色素，这种光合色素叫做细菌叶绿素。有的光合细菌还含有大量的类胡萝卜素，认而使菌体呈现出红色。
光合细菌和绿色值物都能够进行光合作用，但是，绿色植物的光合作用是以水作为二氧化碳的还原剂，同时释放出氧的，细菌光合作用则以硫化氢或有机物（如乙醇、琥珀酸等）为供氢体，即还原二氧化碳的还原剂，把二氧化碳还原为葡萄糖，同时析出硫磺或产生其它有机物（如乙醛等），下面写出的是绿硫细菌的光合作用反应式：
因此，细菌光合作用和绿色植物的光合作用，可以用下面的通式来概括（通式中的A对于绿色植物来说是氧，对于光合细菌来说则是硫或其他无机硫化物。
从光合细菌的代谢类型我们可看出，同化作用存在着不同的形式，下面就生物的同化类型进行一下分类。
根据生物的同化作用所需能源和碳源的不同，可把生物的代谢类型分为四大类型：
（l）光能自养型：以光为能源，以二氧化碳为主要碳源的生物，通常具有光合色素?它们以光为能源来进行光合作用，以水或其他无机物作为供氢体，还原CO2合成有机物。例如高等植物、藻类及某些具有光合色素的细菌均属于这一类型。这类生物同化CO2的方式可用以下通式表示：
（2）光能异养型：以光为能源，以有机物为主要碳源的生物，有些细菌具有光合色素能进行光合作用，但它们以有机物作为供氢体，同化有机物形成自身物质。如非硫紫菌以乙醇为碳源，使乙醇氧化为乙醛，二氧化碳还原成葡萄糖。
（3）化能自养型：以化学能为能源，以CO2为主要碳源。这类生物能氧化某些无机物（如NH3、H2S等）取得的化学能去还原CO2合成有机物。如硝化细菌、硫细菌等。
（4）化能异养型：以有机物氧化所产生的化学能为能源，碳源也主要来自有机物。动物，动物、真菌和绝大多数细菌都属于这一类型。
化能合成作用细菌
硝化细菌是比较典型的以能进行化能合成作用的细菌，它主要分两类：一类是亚硝化细菌，可将氨氧化成亚硝酸；另一类是硝化细菌，可以把亚硝酸氧化成硝酸，两者释放的能量都能把无机物合成有机物，具体反应如下：
上面的前两个反应式是说明氨和亚硝酸的氧化和放出能量的过程；最后一个反应式是说明硝化细菌利用前面的两个反应式中所放出的能量，把从外界摄取的二氧化碳和水合成为葡萄糖的过程。
硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌。时至今日，人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸，所以说，硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。亚硝化菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化囊菌属中的细菌。硝化菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。
亚硝化菌和硝化菌在偏碱性的条件下生长，它们在土壤中常常相互伴随着生存，并且生长得都比较缓慢。亚硝化细菌和硝化菌对于能源物质的要求都十分严格：前者只能利用氨，后者只能利用亚硝酸。亚硝化菌的代谢产物是亚硝酸，亚硝酸是硝化菌进行同化作用所必需的能源物质。我们知道，亚硝酸对于人体来说是有害的，这是因为亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐，而亚硝酸盐可以和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。然而，土壤中的亚硝酸转变成硝酸后、很容易形成硝酸盐，从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。所以说硝化细菌与人类的关系十分密切。
在硝化细菌的作用下，土壤中往往出现较多的酸性物质。这些酸性物质可以提高多种磷肥在土壤中的速效性和持久性、可以防冶马铃薯疮痂病等植物病害，甚至可以使碱性土壤得到一定程度的改良。
除硝化细菌外，能进行化能合成作用的细菌还有硫细菌、铁细菌等。
新陈代谢类型的进化
从进化的过程分析，原始生命出现在还原型大气的环境中，由于没有氧的存在，以及细胞内还没有形成复杂的、能合成有机物的相应的结构，因而此时生物的代谢类型应属于厌氧异养型。自从出现了光合细菌和蓝藻以后，同化作用出现了自养型，同时大气中氧气的出现，为兼性厌氧型细菌（与真核单细胞生物酵母菌代谢类型相似）和需氧型细菌的出现提供了条件。在长期的生物进化过程看，新陈代谢类型的出现顺序可能是：异养厌氧型、光合自养型、异养兼性厌氧型、异养厌氧型。
生物学总复习
——新陈代谢部分
新陈代谢是生物体细胞内全部有序的化学变化的总称。细胞是新陈代谢的中心。各类生物间关系密切。因此，本单元涉及处于动态化过程的知识；需要深入理解的知识多；易混淆的基本概念、基础知识多；单元内知识相互交错，极易与其他章节知识联系，与生产、生活实际的关系也异常紧密。显然新陈代谢是高中生物学生的重点章节。
1 构建知识体系
2 重点、难点导析
本单元知识内容的复习，首先抓好基本知识，注意基本概念，注意区分易混淆知识；在此基础上，强调对代谢过程的理解；注意与其他章节知识的联系，注意联系生产生活实际，关注热点问题；同时加强知识迁移能力、分析新情境、联系实际解决问题的能力、识图思辨能力及实验等能力的培养。
2．1 关于新陈代谢概念需强调：①生物体内某一代谢包含的化学反应要通过一系列中间步骤才能完成。反应步骤多、有序，任一环节受阻，代谢即会终止。②物质代谢与能量代谢相伴而行，与ATP的形成、释放、转移和利用密切相关。③生物体内的代谢都是在常温常压下完成的。这与生物体细胞结构的严整性有关，也与酶的催化特性分不开。生物体通过代谢实现自我更新。
2．2 关于酶 有关酶的概念要素主要是：活细胞产生的、具生物催化能力的有机物。其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。此外要强调：①酶作为生物催化剂与普通化学催化剂有区别。它既具有普通化学催化剂的性质，又有其特性，如专一性、多样性、高效性和易受温度、酸碱度和某些化合物（酶的抑制剂和激活剂）的影响。②酶对高温极为敏感，一般超过70℃即可能失去活性。而一般的低温只是使酶活性降低，当温度升为适宜温度时，酶活性即可恢复。
2．3 关于ATP ①ATP是生物代谢的直接能源物质。ATP在细胞内含量较少，但由于ATP与ADP间的转化在细胞内十分迅速，使得细胞内ATP的含量总处于动态平衡之中，因此可以满足生物代谢消耗大量ATP的需要。②ADP与ATP之间的转化不应看作是可逆反应，因为ATP生成的场所是在细胞质基质、线粒体、叶绿体中，而ATP分解的部位则在生物体各处；ATP的形成是合成反应，ATP的分解是水解反应；ATP形成时能量的来源是光能或化学能，ATP分解放出的则是高能磷酸健中的化学能。③ATP的来源包括光合作用的光反应、呼吸作用和一些细胞中磷酸肌酸的能量转移。
2．4 关于植物水分代谢和矿质元素代谢
1）植物根对矿质元素吸收与根对水分的吸收是两个相对独立过程。二者区别：矿质元素离子是通过主动运输进入细胞的，其动力是ATP，其运输需载体协助，吸收量与细胞膜上载体的数量有关；水分子则是通过扩散作用进入细胞，不需载体运输，其动力与蒸腾作用拉力及细胞间溶液的浓度差有关。二者联系：一方面矿质元素的吸收及在植物体内的运输都离不开以根系生理活动产生的水作为溶剂，另一方面矿质元素进入细胞后会改变细胞内溶液的浓度，从而影响水分的渗透吸收。
2） 在质壁分离及其复原的实验中，如果所用的外界溶液浓度适当，质壁分离的时间也不长，则可实现质壁分离的复原；如果外界溶液浓度过大，或者质壁分离时间过长，那么植物细胞的原生质会因失水过多而失去活性，导致质壁分离复原无法完成。
2．5 关于光合作用和呼吸作用
1）实验证明：光合作用产生的氧来自于水的光解而不是二氧化碳，每产生lmol葡萄糖可以得到6mol氧，因此光合作用的总反应式中两侧的水不能消掉。
2）影响光合作用的条件主要有：光照（光照强度和光照时间）、CO2浓度、温度（影响酶）、水和肥等。这之中任何一种的变化都会影响光合作用。
3）绿色植物光合作用强度（往往用 CO2的吸收量来表示）的日变化一般有两个高峰：中午前后会出现光合作用强度减弱的现象。这主要是由于中午气温过高，蒸腾作用过大，植物体内水分供应不足，引起叶片气孔关闭，从而使CO2供应量减少。当然也有光合产物来不及运输和利用，积累在叶肉细胞的细胞质中，阻碍光合进程的因素。
4）光合作用和呼吸作用是两个相互依存的独立的生理过程，不能看成是简单的逆转。光合作用是含有叶绿体和光合色素的生物独有的生理过程，而呼吸作用则是动物、植物和微生物都要进行的生理过程。光合作用属合成代谢，呼吸作用属分解代谢。若要农作物增产，主要考虑尽量增强光合作用降低呼吸作用的辩证关系。
2．6 关于呼吸作用与能量代谢
1） 有氧呼吸是呼吸作用的主要类型，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展形成的。需氧型生物的呼吸形式主要是有氧呼吸，但仍保留无氧呼吸的能力。高等动物和人体进行无氧呼吸可产生乳酸而不能生成酒精。绝大部分乳酸随血液进入肝脏，在肝细胞中转变成丙酮酸。丙酮酸可继续被氧化、分解、释放能量，也可以形成新的肝糖元或葡萄糖。还有极少数乳酸可经肾脏随尿排出。有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可产生乳酸，如玉米胚、马铃薯块茎和甜菜块茎等，但大多数植物无氧呼吸产物为酒精。不同生物无氧呼吸类型之所以不同，主要是由于酶系统的不同所至。
2）生物体能量代谢主要包括：能量的释放、转移和利用等方面，而呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的过程，因此呼吸作用不等于能量代谢，应是能量代谢的重要组成部分。
2．7 关于动物（人体）物质代谢 动物（人体）物质代谢十分复杂。在复习时一定要强调看清题目想清过程。从结果看，物质代谢可分成合成代谢和分解代谢，但合成代谢与分解代谢是同时发生的。某一物质代谢都会有多步生化反应。其中的中间产物，可参与其他物质的合成代谢或分解代谢。因此一种物质代谢往往会有多种途径。由于物质代谢的复杂性，就需要有多种酶的催化，所以动物体内酶种类异常的多，而蛋白质的多样性可以满足需要。也正因为如此，动物体（人体）内代谢能在常温常压下高速有序进行，有机体自我更新速度也很快。
2．8 关于新陈代谢类型
1）区别同化作用类型的关键是看该生物能否直接利用无机物来合成自身的有机物。若能，为自养生物，若不能，为异养生物。
2） 异化作用类型中，分需氧型生物和厌氧型生物。厌氧型生物的特征是：在有氧存在时，其无氧呼吸就会受到抑制。酵母菌属兼性厌氧型生物。它在有氧的条件下能进行有氧呼吸，产物是二氧化碳、水和大量能量。在无氧条件下可进行无氧呼吸，产物是酒精、二氧化碳和少量能量。
3） 发酵是以有机物为最终的电子受体的生物氧化过程。无氧呼吸则是以无机物为最终的电子受体的生物氧化过程。由于二者都不以氧气作为最终的电子受体，因此通常将二者视为同一种代谢方式。好氧性细菌虽然无线粒体，但仍能进行有氧呼吸，其过程与真核生物的有氧呼吸基本相同，只不过其呼吸链是位于细胞膜上的。
3 知能训练策略
下面通过分析几个有特点的例题，从掌握基础知识、识图分析作答、实验、联系生产生活实际、学科内综合及跨学科综合、发散性思维、分析新情境解决问题和关注热点问题等方面来介绍知能训练策略。
例1
上图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系。其中纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2量的状况。
请分析回答： 1）当光照强度为b时光合作用强度__________________ 。
2）光照强度为a时光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？为什么？
3）如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动？为什么？
本题涉及的主要知识包括光合作用、呼吸作用概念、机理，外界条件的变化对光合作用、呼吸作用的影响，光合作用与呼吸作用二者间的相互关系、阳生植物和阴生植物的概念等。本题特别考查学生识图、从图表中获取信息、分析新情境并进行判断和推理等能力，以及知识迁移、知识综合和联系实际的能力。
误答点评：如不会识图，不了解影响光合作用强度的条件及它们与光合作用强度的关系，不了解或不清楚图示中a点和b点时松树（阳生植物）或人参（阴生植物）体内光合作用和呼吸作用的过程，就无法准确答出。
解题思路：植物光合作用强度可通过对CO2的吸收量来衡量。光照强度是影响光合作用强度的重要外界因素。从图中看出，在一定范围内，随光照强度的增加光合作用强度增加（表现为CO2吸收量增加）。当超过b点时，由于光合作用还受其他因素影响，尽管光照强度继续增强，但光合作用强度也不再增加了（表现为CO2吸收量不再增加了）。a点表示植物CO2吸收量与CO2放出量相等，说明此时光合作用吸收CO2的量与呼吸作用放出的量相等。通过观察光合作用反应式和呼吸作用反应式可知，此时植物有机物的净积累为0。若白天光照强度长时间为a，有机物净积累为0，而晚上只进行呼吸作用，要消耗有机物。从全天看，植物体原有的有机物也会被消耗，因此植物就不能正常生长。人参属阴生植物，与松树等阳生植物相比输导组织欠发达。当光照强度很大时，由于供水不足，使得光合作用的强度增加受限。但阴生植物叶的结构能很好地利用遮阳处光照，能很好地吸收并利用蓝紫光，因此阴生植物能在较低光照强度下达到最大光合作用强度。
例2，1977年，科学家在深海中的火山口周围发现热泉。热泉喷出的海水温度超过300℃，并且富含硫化氢和硫酸盐。令人惊奇的是，在这样的海水中，竟发现大量的硫细菌。这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物，在热泉口周围还发现多种无脊椎动物，如大海蛤、蟹和管水母，没有口也没有消化道的管居环节动物等。近20年来，人们不断在深海发现这样的热泉生态系统。有些科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境类似。
请根据以上材料回答：1）上述硫细菌的同化作用类型是___________。2）与一般生态系统相比，深海热泉生态系统有那些特殊之处？3） 研究深海热泉生态系统有什么意义？
该题考查知识主要包括：化能合成类型的生物的同化作用特点、一般生态系统的环境特点。本题重点考查学生的知识迁移能力；灵活运用知识、联系实际的能力；分析新情景解决实际问题的能力，以及学科内跨章节知识综合的能力。
解题思路：一般地球上常见生态系统的环境特点为常温、常压和有光照。而深海热泉生态系统的环境则是高温、高压和无光照。在此生活的硫细菌是直接利用无机物来制造自己需要的有机物，即通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物，因此属于自养型生物中的化能合成类型。有关研究深海热泉生态系统意义问题的答案是相对开放的。回答这种问题应仔细研究材料中的提示，比如：材料中提示“有些科学家认为热泉的环境与地球上早期生命所处的环境类似”，就应联想到研究深海热泉生态系统对生命起源和生物进化有一定意义；比如：在回答前面两个问题时，应该感到深海热泉系统有特殊之处，据此应联想到这对研究现代生物如何抗高温、抗高压、如何适应无光环境而生存有价值；再比如：材料中说“在这样的海水中竟然发现大量硫细菌和多种无脊动物”，即可联想到这里应该有很多我们还不曾认识的生物，研究它可丰富人们对生物多样性的认识等。
复习时应在讲清基础知识的同时，要引导学生注意学科内各章节的知识的综合和联系，关注热点问题，思维要活跃有发散性，进行综合表达的练习。
4 练习题
1．请根据绿色植物进行光合作用和呼吸作用的有关机理，列举提高农作物产量的措施（至少3条），并解释之。
2．将一枝金鱼藻放在水中，如图所示。
改变灯与烧坏的距离并通过统计藻枝放出的气泡数，来进行不同距离时光合作用强度的测定。
结果如下表。
请回答下列问题
1） 画坐标图表示表中数据。
2） 从图或表中你能得出什么结论？
3） 假设灯放在距烧杯 30cm处，①向水中加 NaH-CO3，会对实验现象产生什么影响？②向水中放入几只小活虾，会对实验现象产生什么影响？③剪掉金鱼藻的几片叶子，会对实验现象产生什么影响？
4） 当灯与烧杯之间的距离分别为10cm和90cm时，收集分析气泡中气体的成分，结果如下表。
请解释灯与烧杯之间的距离为10cm和90cm时气泡中气体比例不同的原因。
5） 如何用这种装置来研究温度对光合作用的影响。
3．E为一种人体消化道中的酶。下图为用鸡蛋清作底物研究酶E的实验。在5支试管内分别放入含等量
酶E的不同pH值缓冲液。将试管放在20℃的水浴中。然后把鸡蛋清放在同样的细玻璃管中，再把玻璃管投人沸水，使鸡蛋清凝固变得不透明。实验从将装有固化鸡蛋清的细玻璃管放入试管中开始并计时。鸡蛋清经酶E的作用被消化，细玻璃管两端变得透明。
每 2 min测量细玻璃管的透明部分的长度一次，计算已被消化的鸡蛋清的百分率，所得结果见下表：
请回答：l）该实验的目的是什么？2）为什么要用水浴？3）根据实验，你对酶E能得出哪些结论？4）假设用唾液代替酶E作上述实验，你预期会得出什么结果？5）假若在40℃下实验，结果会如何？在80℃下实验结果又会如何？6）请推想人的消化道的哪一部分会有此酶？为什么？
5 练习题参考答案
1．一年两熟、三熟；补充人工光照（延长光合作用时间）。合理密植（增加光合作用面积）。适当加大昼夜温差（白天适当增高温度，酶活性加大，光合作用增强；夜晚适当降低温度，酶活性减弱，呼吸作用减少）。此外尚有：增加光照强度、适当增加 CO2浓度等。
2．l）以灯与烧杯之间的距离为横坐标，气泡数为纵坐标标点连线。2）灯与烧杯之间的距离越大，光合作用强度越小。光照强度与光合作用有关。3）①气泡数（个／min）增加。②气泡数（个／min）增加。③气泡数（个／min）减少。4）灯与烧杯距离远，光照强度低，则光合作用慢，利用CO2少，放出氧也少。5）将灯放在适当距离（如：30cm）不动，改变烧杯内温度即可。
3．1）研究酸碱度对酶的影响。2）使温度恒定，避免温度对酶的影响。3）酶E是一种蛋白酶，其最适pH在2左右。4）蛋清不会被消化，因为唾液中无蛋白酶。5）温度为40℃时，蛋清被消化得更快，pH＝2下可能6～8min消化已超过90％。温度为80℃时，蛋清不会被消化，因为酶已变性。6）胃中。因为胃中有胃酸，pH小于2。
资源来源 《生物学通报》2002．02
http://www.fcgsgz.com/Lib2003/jxzy/shengwu/g2/sw14/kzzl2.htm
光合细菌的培养方法
光合细菌(简称PSB)是地球上最早出现具有原始光能合成体系的原核生物，是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，其广泛存在于地球生物圈的各处。光合细菌在水产养殖上的应用主要有以下五个方面：作为养殖水质净化剂；作为饲料添加剂；用于鱼、虾、贝幼体的培育；作为动物性生物饵料的饵料；防治鱼病。光合细菌的培养，按次序分容器工具的消毒、培养基的配制、接种、培养管理四步。
一、容器、工具的消毒
消毒方法参考本报第1199期B3版《单细胞藻类的培养方法》一文中的容器、工具的消毒方法。
二、培养基的配制
1.培养基配方培养光合细菌首先应选择一个能基本满足培养种的生理生态特性和营养要求、经过培养实践证明且效果比较理想的培养基配方。
2.配制培养基的用水如果培养的光合细菌是淡水种，菌种培养可用蒸馏水；生产性培养可用自来水（或井水）配制。如果培养的光合细菌是海水种，则用天然海水（或人工海水）配制。用天然海水配制培养基，可免加镁盐和钙盐，因为海水中镁、钙元素的含量已能满足需要。此外，在海水中加入磷元素时不能用磷酸氢二钾，应用磷酸二氢钾，否则会产生大量沉淀。
3.配制按培养基配方把所列物质称量，逐一溶解后，混合，配成培养基。也可把部分组份配成母液，使用较方便。
4.灭菌和消毒菌种培养用的培养基应连同培养容器用高压蒸气灭菌锅灭菌。小型生产性培养可把配好的培养液用普通铝锅煮沸消毒。大型生产性培养则先把水用次氯酸钠处理、消毒，然后加入配方所列组份，溶解、混合。
三、接种
培养基配制好后，应立即进行接种。光合细菌生产性培养的接种量比较高，一般为20％～50％，即菌种母液量和新配培养量之比为1：4（20％）～1：1（50％），且不应低于20％，尤其微气培养接种总量应高些，否则，光合细菌在培养液中很难占绝对优势。
四、培养管理
光合细菌的培养过程中，管理工作包括日常管理操作和测试、生长情况的观察检查和出现问题的分析处理等三个方面。
1.日常管理和测试
（1）搅拌或充气 光合细菌培养过程中必须搅拌或充气，其作用是帮助沉淀的光合细菌上浮获得光照，保持菌细胞的良好生长。小型厌气培养常用人工摇动培养容器的方法使菌细胞上浮，可在接种前在培养容器中加入少量玻璃珠，摇动时易于搅起菌细胞。每天至少摇动3次，定时进行。也可使用磁力搅拌器搅拌，把锥形瓶或其他玻璃培养容器放置在磁力搅拌器上，瓶内放磁力搅拌棒，连续搅拌或间隔定时搅拌，搅拌时控制转速以液面微起波纹而无旋涡为适度。大型厌气培养则用机械搅拌器搅拌或使用小水泵使水缓慢循环运转，保持菌体悬浮。
微气培养是通过充气帮助菌体上浮的，因为培养液中溶解氧含量增加，光合细菌繁殖受到抑制，产量下降，所以必须严格控制充气量。一般采用定时断续充气，每小时每升水充气1升～1.5升左右，溶解氧含量保持在1ppm以下。
（2）调节光照度 培养光合细菌需要连续进行照明，因此在日常的管理工作中，应根据要求经常调整光照度。白天可利用太阳光源培养，晚间则需人工光源照明，或完全利用 人工光源培养。人工光源一般使用碘钨灯或白炽灯泡。不同的培养方式所要求的光照强度有所不同，一般培养光照强度控制在2000lx～5000lx之间，而实验设备好，能有效控制环境条件的厌气培养，细菌生长繁殖快，菌细胞的密度高，光照强度应提高到5000lx～10000lx。调节光照强度可通过调整培养容器与光源的距离或使用可控电源箱调节。
（3）调节温度 在光合细菌的培养过程中，能有效地将温度控制在最适宜的条件下，当然是最理想的。而光合细菌对温度的适应范围很广，一般在23℃～39℃均能正常生长繁殖，所以也可不必控制温度，进行常温培养。但如果温度过低，可以把培养容器放在箱子里， 利用白炽灯炮散发的热提高箱内温度，并根据需要调整箱子的密封程度达到调节温度的目的。如果温度过高，可以开窗通风，或用电风扇降温。
（4）酸碱度的测定和调整 为了延长光合细菌的指数生长期，提高培养基的利用率和单位水体的产量，测定和调整pH值是一项重要措施。一般采用加酸的办法降低菌液的酸碱度 ，醋酸、乳酸均可使用，而最常用的是醋酸。在日常的管理工作中，必须每天测定菌液的pH 值，当pH值上升超出最适范围，即加酸调整。如果在培养中不测定、调整酸碱度，当光合细菌生长达到一定密度时，pH值也上升到9以上，细菌生长受阻，此时应采收或再接种扩大培养。不调整酸碱度的培养，获得的最终产量较低。
（5）测定光密度（O.D.）值光密度值和细胞干重之间是近似线性关系，这种相关关 系常用来测定培养物的浓度。首先根据测定的数据画出相关的标准曲线图，然后测定菌液的 光密度值，即可根据标准曲线大致估算出菌细胞的浓度。光密度值常用分光光度计测定。在日常管理工作中，通过测定菌液的光密度，可以了解光合细菌的生长繁殖情况。
2.生长情况的观察和检查
在培养过程中，可以通过观察菌液的颜色及其变化来了解光 合细菌生长繁殖的大致情况。菌液的颜色是否正常，接种后颜色是否由浅迅速变深，均反映光合细菌生长是否正常以及繁殖速度的快慢。此外，通过测定菌液的光密度值及其变化情况 ，能更准确地了解菌体的生长繁殖情况。接种后，光密度值迅速加大，表示生长正常、繁殖迅速。如果光密度值不增加以及菌液颜色不正常、出现菌体附壁等现象，说明培养效果不良 。必要时还可以通过显微镜检查，了解细菌生长情况。
3.问题的分析和处理
通过日常管理、检测、观察和检查，了解光合细菌的生长情况， 就可以结合当时环境条件的变化进行分析，找出影响光合细菌正常生长的原因，采取相应的对策。影响光合细菌生长的原因很多，从内因看菌种本身是否优良，即接种的母种的质量是 否优良；从外因看，不外乎是光照、温度、营养、敌害、厌气程度等方面。
http://www.coi.gov.cn/scyz/yzjs/120735.htm
光合细菌的营养要求
不同的光合细菌，光合作用的途径不完全不相同。这就决定了它们对各种营养要求也不一样。
(一)对碳源的要求根据光合细菌对碳源利用途径的区别，可以分为三种营养方式：
1．光能自养型(菌)这类光合细菌以二氧化碳作为主要碳源，以硫化氢作为光合作用的供氢体，例如着色菌科和绿杆菌科的细菌。它和藻类植物及高等植物的不同点在于供氢体的不同，藻类植物．与高等植物是以水作供氢体。
2．光能异养型(菌)这类光合细菌是以各种有机物作为碳源，同时也以有机物作为供氢体，例如红螺菌科的细菌。它和藻类植物及高等植物的光合作用的不同点在于：不仅供氢体不同，而且碳源也不同。
3．兼性营养型(菌)这类光合细菌的特点是既能利用二氧化碳作为碳源，也能利用小分子有机物作为碳源，它的供氢体是硫化氢或有机物，例如绿色丝状菌科的细菌。
采集:黄子
(二)对氮源的要求光合细菌的氮源途径较广，有的细菌能充分利用铵盐、氨态氮等无机盐作为氮源，有的能利用硝酸盐和尿素作为氮源。另外，还有一类紫细菌的光合细菌能够通过固定氮来提供氮源。
(三)对生长因子的要求光合细菌的生长过程中，不同的科属对生长因子的要求也不一样，甚至同一科中不同的种对生长因子的要求也不一样。根据报道，红螺菌科的细菌要求多种生长因子，但不同的种类要求又各不相同；着色菌科和绿杆菌科则不要求有生长因子，但奥氏着色菌需要有维生素B12才能生长。
http://www.fynw.com/nykj/nykjdeta.jsp?id=86725
光合细菌剂发酵生产和利用光合细菌处理废水技术
项目介绍：
1、光合细菌（PSB）的分为四科，不同的菌科培养基和培养条件不同。本实验的菌科为红色非硫磺细菌，即红螺菌科，培养基中的碳源为乙酸钠。
2、淀粉溶液为难沉降溶液，单独絮凝剂（FeSO4和KAlSO4）和光合细菌对淀粉溶液不起絮凝作用，而当光合细菌和絮凝剂混合使用时，则对淀粉有絮凝沉淀作用。并且在对淀粉溶液的絮凝中，光合细菌和辅助离子（Fe2+或Al3+）之间存在着最佳配比。实验表明，在100ml溶液中加入2--3ml光合细菌悬液（OD660在0.8左右），加入5ml 1%的FeSO4或1%的KAlSO4，絮凝效果最佳。
3、豆制品为高浓度的有机废水，本实验用光合细菌——红螺菌科直接对其进行处理，取得了很好的效果。表明，光合细菌特别是红螺菌科可以直接处理高浓度有机废水而不需对其进行稀释等预处理。
4、影响光合细菌处理豆制品废水的因素很多，如温度、氧气、光照、光合细菌的添加量以及废水本身的初始pH值和初始COD等。实验得出，光合细菌处理废水的效果与光合细菌的添加量以及废水本身的初始COD成正比，而能在较宽的温度范围内和一定的pH值下有效的处理废水，光合细菌处理废水在光照和黑暗条件下都能进行。
结果表明：在温度为30℃，pH为7.0--7.5，光合细菌添加量为10%（OD660为0.85左右）条件下，光合细菌处理豆制品废水的效果最佳。在此条件下，废水COD的去除率可在90%左右，最高可达98.5%。
5、PSB法处理废水是一个低成本的厌氧生物处理工艺，实验得出光合细菌处理1升废水的培养成本仅为0.206元。另外，由于光合细菌菌体十分有营养价值，PSB法中的剩余污泥可在农业、养殖业等多方面得到应用，即PSB法可以实现废弃物的综合利用，这不但可为处理废水节省资金，甚至可为处理废水带来利润，故在工业上是很诱人、很有应用前景。
http://www.wfrcsc.com/index/hy/cg/037.htm
光合细菌的开发应用进展
1．光合细菌的主要类群
光合细菌是能进行光合作用的一类细菌。它是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的原核生物。目前，主要根据光合细菌所具有的光合色素体系和光合作用中是否能以硫为电子供体将其划分为4个科：Rhodospirillaceae（红色无硫细菌）、Chromatiaceae（红色硫细菌）、Chlorobiaceae（绿色硫细菌）和Chloroflexaceae（滑行丝状绿色硫细菌）。进一步可分为22个属，61个种。
2．光合细菌的主要生理生态学特征
光合细菌生理类型的多样性使它成为细菌中最为复杂的菌群之一。在不同的自然环境下，它能表现出不同的生理生化功能，如固氮、固碳、脱氢、硫化物氧化等。这使得光合细菌在自然界的碳、氮、硫循环中发挥着重要作用。光合细菌广布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
光合细菌的光合色素由细菌叶绿素（BChl）和类胡萝卜素组成。现已发现的细菌叶绿素有a、b、c、d、e5种，每种都有固定的光吸收波长。细菌叶绿素和类胡萝卜素的光吸收波长分别为715～1050nm和450～550nm。因而类胡萝卜素也是捕获光能的主要色素，它扩大了可供光合细菌利用的光谱范围。
光合细菌的光合作用与绿色植物和藻类的光合作用机制有所不同。主要表现在：光合细菌的光合作用过程基本上是一种厌氧过程；由于不存在光化学反应系统II，所以光合作用过程不以水作供氢体，不发生水的光解，也不释放分子氧；还原CO2的供氢体是硫化物、分子氢或有机物。
光合细菌不仅能进行光合作用，也能进行呼吸和发酵，能适应环境条件的变化而改变其获得能量的方式。
3．光合细菌的开发应用
光合细菌由于其生理类群的多样性，碳、氮代谢途径和光合作用机制的独特性而受到人们的关注。多年来，光合细菌被作为研究光合作用以及生物固氮作用机理的重要材料。近一二十年中，对光合细菌的应用研究也获得了很大的进展。研究表明，光合细菌在农业、环保、医药等方面均有较高的应用价值。下面着重就光合细菌目前的开发应用动态作一概述。
3．1 光合细菌在养殖业中的应用
3．l．l 光合细菌的营养价值
光合细菌营养丰富。细胞干物质中蛋白质含量高达60％以上，比目前生产的单细胞蛋白酵母的含量高。与牛奶、鸡蛋蛋白相比，其蛋白质氨基酸组成齐全，因而被认为是一种优质蛋白源。光合细菌还含有多种维生素，尤其是B族维生素极为丰富，VB12、叶酸、泛酸、生物素的含量远高于酵母。此外，还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质。因此，光合细菌具有很高的营养价值，在水产和畜禽养殖上有着很高的应用价值。
3．1．2 光合细菌在水产、禽畜养殖中的应用
在水产养殖中，光合细菌可被用于鱼虾以及特种水产品如贝类、蟹、蛙类等的饵料或饲料添加剂。光合细菌在促进鱼虾等的生长，提高成活率，提高产量等方面，所有的报道均给出了肯定的结果，无论是成活率或是产量的提高均可达10％～40％以上。而且还具有防治鱼虾疾病，净化养殖池水质等方面的功能。
光合细菌具有上述作用的确切原因尚待进一步研究。但与以下几方面因素不无关系：（l）光合细菌的营养丰富，含有大量类胡萝卜素、辅酶Q、抗病毒物质和生长促进因子。（2）光合细菌在水产养殖水域的物质循环中起重要作用，能将被异养微生物分解活动形成的有机物如有机酸、氨基酸等作为基质加以利用，促进养殖池底有机物的循环，使水质得到净化，病原菌难以发展，改善养殖环境。许多试验表明，光合细菌能使水产养殖池水体中的氨、氮、硫化氢下降50％以上，溶氧提高14％～85％。（3）施用光合细菌的池塘，其放线菌／细菌的比例会明显增大，推测其原因认为是由于光合细菌促进了放线菌的生长，而放线菌抑制了病菌的活动，从而达到防病的目的。（4）光合细菌在水中繁殖时，能释放出一种具有抗病性的酵素──胰凝乳蛋白分解酶，该酶能防止疾病的发生。（5）由于光合细菌能分泌大量的叶酸，长期使用光合细菌也可避免鱼类贫血症的发生。
光合细菌的营养价值极高，消化率好，作为禽畜饲料的营养添加剂已有20余年的历史。有研究认为，饲料中光合细菌含量达10-4便可充分发挥效果。它在提高禽畜产品的产量、质量方面同样具明显作用。例如，使用光合细菌的家禽，成活率提高5％～7％，肉鸡增重15％～17％，料肉比降低33％左右，产蛋率提高12．7％且所产蛋的蛋黄颜色明显趋红、亮泽，卵黄中类胡萝卜素和维生素C含量提高20％左右。
光合细菌在养殖业中的使用方法有：直接作为饵料投喂，或作为添加剂拌于饲料中，或混于饮水中饲喂。
3．2 光合细菌在种植业中的应用
由于大量无机肥料与化学农药的使用，造成土壤残留农药的毒害，土壤盐化、板结严重，土壤肥力趋于衰竭。因此，有识之士都大力提倡使用有机肥料和“生物农药”。而光合细菌已被证明既是一种优质的有机肥料，又能增强植物的抗病能力。光合细菌可作为底肥、或以拌种和叶面喷施等方式应用。
光合细菌在种植业中的应用研究也有许多报道。河北晋州利用光合细菌进行试验取得的各种数据颇能说明问题：小麦平均亩产提高16％，玉米提高13％，棉花提高14％，甘蔗、大白菜提高40％，甜瓜增产15％～24％。
光合细菌能使农作物增产增质的原因，似可归纳为以下2个主要方面：（l）光合细菌能促进土壤物质转化，改善土壤结构，提高土壤肥力，促进作物生长。光合细菌大都具固氮能力，能提高土壤氮素水平，通过其代谢活动能有效地提高土壤中某些有机成分、硫化物、氨态氮，并促进有害污染物（如农药、化肥）的转化。同时能促进有益微生物的增殖，使共同参与土壤生态的物质循环。此外，光合细菌产生的丰富的生理活性物质如脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶、维生素、辅酶Q、类胡萝卜素等都能被植物直接吸收，有助于改善作物营养，激活植物细胞的活性，促进根系发育，提高光合作用和生殖生长能力。（2）光合细菌能增强作物抗病防病能力。光合细菌含有抗细菌、抗病毒的物质，这些物质能钝化病原体的致病力以及抑制病原体生长。同时光合细菌的活动能促进放线菌等有益微生物增殖，抑制丝状真菌等有害菌群生长，从而有效地抑制某些植病的发生与蔓延。由于光合细菌具有抗病防病作用，有人还试验将其作为瓜果等保鲜剂。
3．3 光合细菌在有机废水处理中的应用
20世纪70年代日本小林正泰等提出了用光合细菌处理有机废水的工艺，并成功地对粪尿和食品、淀粉、皮革、豆制品加工的废水进行处理。南朝鲜已建成了日处理600t的酒精废水处理场。近年来，澳大利亚、美国等也相继进行了这方面的开发研究。国内这几年在光合细菌处理废水研究方面也取得了一些成绩。对高浓度合成脂肪酸废水、肉类废水、豆制品、洗毛、牛粪尿废水以及柠檬酸废水的处理均取得了良好效果。例如，有试验表明，用光合细菌对CODcr为52800mg／L的豆制品废水进行12h处理，去除率达92.7％；CODcr为3 864 mg／L的淀粉废水进行72h处理，去除率达99.5％；处理柠檬酸二次有机废水，CODcr、BOD5总去除率分别达到97％和99％。
高浓度有机废水在自然净化过程中会出现以下微生物群落的生长演势：有机营养型微生物群落的生长繁殖→光合细菌的生长繁殖→藻类的生长繁殖。为使高浓度有机废水尽快达到净化，可用人工模拟方法，加入光合细菌。综合各方面来看，光合细菌处理法应是目前环保治理的一个最经济、最有效的手段。其优点在于：（1）有机物负荷高，可以处理高浓度有机废水。（2）设备规模小，动力消耗低，投资费用少。（3）易管理，受季节影响小，在10～40 ℃温度范围内均可处理。（4）产生的菌体可综合利用，在养殖业与种植业中作为饲料或肥料。
3．4 光合细菌在食品、化妆品、医药保健业中的应用
光合细菌富含类胡萝卜素，为重要的微生物来源的天然红色素。迄今已发现光合细菌的类胡萝卜素有80多种，该色素无毒，色彩鲜艳、亮泽，并具防水性，因而很适用于食品、化妆品等工业中作为着色剂，在医学业中也具广泛应用前景。利用光合细菌发酵生产类胡萝卜素的研究已普遍引起重视。日本学者用球形红杆菌（Rhodobacter spHaeroides）发酵生产高浓度红色素作为食品添加剂，色素含量为干菌体的6％，新鲜菌体的1．5％左右。国内也有用球形红杆菌发酵生产类胡萝卜素，每升发酵液可提取色素312mg左右的报道。
光合细菌微生态制剂的异军突起更引人注意。经动物试验表明，光合细菌保健食品具有延缓衰老、抑制肿瘤、免疫调节、调节血脂的显著功效。这与其细胞内富含类胡萝卜素是分不开的。类胡萝卜素的抗氧化能力、抗感染作用以及抗癌变作用已有许多研究报道和专门评述。光合细菌细胞中富含的B族维生素及活性物质，也成为提取天然药物的良好素材之一。据报道，我国已成功研制出了光合细菌抗癌药。
3．5 光合细菌在开发新能源中的应用
氢作为一种理想而无污染的未来能源日益受到人们的关注。生物制氢是开发新能源的一个方向，欧美、日本等均在研究和开发生物制氢技术。我国近几年也有这方面的报道。
光合细菌的许多种类在代谢过程中都能释放氢气。目前研究较多的是深红红螺菌（Rho-dospirillum rubrum），其产氢量高达65ml／h．L（培养液），比蓝细菌产氢量高1倍多。利用该菌固定化细胞产氢量高达20ml／g．h，气体组成中H2占70％～75％。可见光合细菌具有产氢速率高、产生的氢气纯度高等特点。
对光合细菌的研究在逐渐深入，其应用领域在逐渐拓宽。目前的研究表明，光合细菌的应用效果显著、确切，某些方面的应用研究已具有一定的推广价值。例如作为饲料添加剂在养殖业中的应用，作为“微生物净化剂”在废水治理中的应用等。但在许多方面的应用研究，还只能说处在初级阶段，还有大量的、深入的研究工作要做。但是，目前的研究已显示出光合细菌作为重要的微生物资源，其开发应用的前景是广阔的，必将具有不可替代的应用市场，在人类活动中必将发挥越来越大的作用。
自生物学通报，1998年11期
http://www.pep.com.cn/200406/ca458380.htm
光合细菌产品质量鉴别方法
目前，市面上光合细菌产品良莠不齐，有些不法厂家为达到赢利目的，采用色素加水调配成所谓的光合细菌，或用培养得不好的劣质光合细菌加色素调配。这些假、劣产品从外貌看几乎可以乱真，但是由于质量低劣，完全达不到有关指标的标准，使用后甚至会残害养殖对象，严重地侵犯了用户的利益。如何分辨光合细菌产品的真与假、劣，成为许多用户头疼的事情。
科学培养出来的光合细菌产品的红色是光合细菌菌体的颜色，为非水溶性的，而用色素调配出来的假劣产品的红色为水溶性色素的颜色。根据这两者的不同，我们设计了一套鉴别真与假、劣产品的方法，经反复试验证明该方法科学、准确、易操作、易观察。现将此方法介绍给广大用户，希望能对用户辨别真与假、劣光合菌产品有所帮助。具体方法如下：
1、鉴别绿色色素溶液的配制：称取食用果绿色素0.1克，溶于100毫升自来水中，配成深绿色的鉴别色素溶液。或取少量食用果绿色素，溶于适量自来水中，配成深绿色的溶液。
2、取样品：取待测的样品10-20毫升装于干净、透明的玻璃管中。
3、滴2滴鉴别绿色素溶液于装有待测样品的玻璃管中。
4、观察颜色的反应。
真光合细菌显色反应
若样品为真正培养的光合细菌产品，绿色素溶液则会与红色光合细菌分层，上层绿色为绿色素溶液，下层红色为光合细菌液，摇动之后稍微放置，分层仍是存在，滴加的鉴别绿色素溶液越多，绿色层所占的比例越多，最后，整玻璃管都为绿色。
假劣光合细菌显色反应
若是用色素调配出来的假光合细菌产品，可见滴加的鉴别绿色素溶液会溶于红色产品中，绿色溶液与红色溶液不会分层，轻轻摇动后，两者颜色会混匀，样品的红色加深，红中带有点紫，滴加的绿色色素溶液越多，颜色就会逐渐加深为紫黑色。
有些厂家在培养得不好的劣质光合细菌产品中加色素调色。如果鉴别这一类加有色素的劣质光合细菌产品，同样也可用上述的方法。产品中因色素加量不同，加入鉴别绿色色素溶液后，会有不同的颜色反应。若其产品中红色素添加量较少，滴加鉴别绿色色素溶液后，会有分层，上层为浅绿，绿中带有些紫。随着产品内红色素加量的增加，滴加绿色素溶液后还会有分层，但上层较下层深紫红，产品内调配的红色素量进一步加大，上层颜色为深紫，轻摇后，整管颜色为紫黑色。
这个办法简单易行，取材容易，根据加入鉴别绿色色素溶液后光合细菌液体颜色的变化与不同，可辨别光合细菌产品的真、假、劣。
http://www.ivfbbs.com/Dispbbs.asp?boardid=32&ID=1598
光合细菌培育生产技术
光合细菌，是地球上最古老的具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行光合作用且不产生氧气的一类细菌的总称，这是与绿色植物、藻类及其他光合作用生物的不同之处。光合细菌广泛分布于沼泽、池塘、湖泊、河流、水沟、海洋及土壤中，忍耐高温、高盐及低温、低盐的能力特别强，甚至在90℃高温的温泉中，在含30％盐分的盐湖里，在深达2000米的深海里，在南极冰封的海岸上，都能找到光合细菌的踪迹。
光合细菌的应用性研究和生产性研究已有三四十年的历史。日本研究得较早，20世纪60年代，日本科学家观测了高浓度的粪便污水自然放置时菌数的变化，首先揭示了自然界的有机污水是通过微生物的生态学演替而被净化的。经过进一步的研究，又发现了光合细菌的菌体对家禽、家畜及鱼、虾、蟹、贝的幼体具有明显的促进生长和提高成活率的作用，从而为光合细菌菌体的综合利用开拓了新的领域。以后星野八洲雄（1976年）、小林正泰（1981年）、小川静夫（1985年）等人对光合细菌进行了多方面的研究。我国对光合细菌的研究起步较晚，最初仅限于菌种的分离和用于高浓度污水处理，后来许多专业人员又进行了其他方面的应用研究，取得了大量的成果。1987年上海水产大学张道南等人将其应用到虾类育苗上，结果试验组较对照组成活率提高了19.3％，变态率提高了18.5％。现在，光合细菌作为一种具有特殊营养、促生长、抗病因子和高效率净化养殖污水及对环境和水产动物无毒无害的特殊细菌而受到了人们的普遍重视与喜爱。因此，它在水产养殖、畜禽养殖及水处理有关的领域中被广泛应用。 光合细菌主要用于海水养殖、淡水养殖、以及家禽，蛋禽饲养，农作物抗病增产等。其中主要以水产养殖的效果尤为突出，是一种无公害，生态绿色产品，近年来得到了国家科委和农业部的重视。国家计委，经贸委最近发布了《当前国家重点鼓励发展的产业，产品和技术目录》中，在畜牧水产中就包括了“水产养殖中的生态养殖”这一项。
一、水产养殖中原来传统的消毒杀菌方法利少弊多。如用生石灰消毒，生石灰含氯、产酸、产硫、影响有机质分解。用漂白粉，水温越高效果越差，PH越高效果越 差。用高锰酸钾，如在碱性及微酸性环境下使用，二氧化锰褐色沉淀易沉积，对鱼虾鳃部有影响，易发生呼吸道感染。 总之，使用化学药物杀菌消毒，对鱼虾生长和发育均有影响，对防病抗病效果并不佳，同时有害细菌也会产生抗药性，使 化学药物的杀菌效果越来越不理想，也越来越难治理。 二、光合细菌在水产中的作用 ： 光合细菌是有益细菌，具有促进动物消化吸收，刺激生长发育，提高免疫功能，抑制各种病菌浸入的特效。光合细菌对改善水质有奇效，将光合细菌撒入污染严重的池塘中，一般在3小时后，水质开始转清，第二天去看，与周围没撒光合细菌的池塘相比，水质有天壤之别，一看便知。若鱼病很严重，每天均有死鱼浮面的话，则用了光合细菌后 ，第二天去看，浮面的死鱼显著减少，直到消失，与周围形成鲜明对比。用了光合细菌，还可有效地帮助鱼虾安全越冬，冬季不但不减产，反而有增产。用了光合细菌的水产品，颜色鲜艳，个体整齐，鱼肉鲜嫩！用光合细菌稀释10倍后，对鱼虾进行药浴，可使鱼虾成活率达到90%以上，发粘细菌病、烂鳃病、打印病、成活率达 60~100%，水霉病、赤鳍病、擦伤病成活率达近100%，比其它化学药物相比，更加安全可*，无任何药浴副作用。用了光合细菌一般亩产提高15-23%，饵料系数下降18-23%，成活率提高20-60%，个体增重15%，投入产出比达1：10以上。每亩增效益达800元以上。
三、在肉禽蛋禽中的应用：在禽类的饮水中加入光合细菌2%。对蛋禽而言，可降低死亡率12-32%，提高增重率20%左右，提高了抗病力，免疫力。提 高产蛋率4-15%，降低碎壳蛋的数量5-15%，提高蛋品哈氏单位3%，达到82.22以上，提高蛋黄色度8%，用罗氏比色扇法测定蛋黄色度可达8.33。对肉鸡，可提高增重12.3%，提高饲料报酬25%，成活率提高5%，经济效益对比提高50%。 同时，可显著降低肉蛋产品中的兽药残留，改善品质，避免出口的绿色检疫关贸壁垒。
四、在农作物生产中的应用：施用光合细菌的农作物土壤中，比施用无机氮肥，更明显地促进土壤细菌、放线菌的增殖，其次促进真菌、固氮菌及光合菌的增殖，从而增加了土壤肥力，更有效地分解和利用土壤有机质，加强土壤中有机质和氮素转化，提高供氮磷能力。 光合细菌对农作物有提高作物抗病毒能力，每亩喷施光合细菌1.5公斤（间隔20天），可增产10%以上。 目前，光合细菌的生产技术的技术转让价非常高，转让费从8000元到10万元不等，如天津市农业科学院 的技术转让费就为10万元。那么，光合细菌的生产技术很难吗？不难！我们向大家传授的生产技术就像生产培育EM一样简单，其产品质量完全可以与工厂生产的光合细菌不分上下！这项技术是我们花费巨大的财力和精力经长时间才完成。今天，我们将毫无保留地免费传授给你。
一、光合细菌的配方 营养元素的全面和合理的搭配，是光合细菌生长条件的关键所在，配方为：①1、七水硫酸镁0.5克，磷酸氢二钾0.5克，蛋白胨5克，甘油5克，硫酸铁微量，水1000毫升；②硫酸镁0.5克，磷酸氢二钾1克，硫酸亚铁0.5克，硫酸铵6克，蛋白胨4克，1公斤水。（以上原材料在市以上化学原料店有售，小型试验可以到化学试剂店购买）
二、光合细菌生长所需环境条件 ：有了营养全面的配方，还必须有一个良好的培养环境条件，才能生产出优质产品出来。PSB所需的环境条件有以下几个： 1：培养介质，含杂菌较少的清洁淡水。最好用地下水，硬度低的水更好，选取水源时，最好先做几种水源的对比试验，使用哪里的水源在培养试验中最先变成红色（生长良好），就选用哪里的水作为生产用水。2：酸碱度，PH值在8~8.5为最好，光合细菌的适应PH范围在6~10之间。 3：温度，以28～~36℃为最适生长温度，其适应的生长温度范围为15～41℃。 4：光照强度，以3000～4000勒克斯（LX）为最佳，即每25公斤菌液需要用相当于60-100瓦的白炽灯作光源，而太阳光照为最好且不要成本。
三、光合细菌生产的操作程序及要点
1：选择容器 ：少量生产可用透明度较高的白色或透明塑料桶、玻璃容器。大量生产可用水泥池、水泥船，也可临时开挖土池，垫上双层塑料膜防漏防浑浊，培养液的深度为40公分最佳。 2：选择水源地下水为最佳水源，清洁的地表水，海水等也可使用，含氯量高的自来水要充分曝气或添加适量硫代硫酸钠中和后亦可利用，蒸馏水及纯净水固然最好，但成本肯定不行。 3：操作方法 ①第一种生产方法：用白色或透明塑料桶装入清洁淡水, 将上述原料溶解入水中。选择颜色鲜紫红色，浓度在30亿/毫升的光合细菌成品为菌种，取2.5公斤加入到上述培养液中，即菌种：培养液比 例=1：10。也即10%的接种量，这是大规模培养必须的接种量，接种量低于10%，则培养的时间长，杂菌多，品质欠佳，故接种量应宜多不宜少。（小规模以饮料瓶为容器的生产中，接种量为1%也能达到较好的培养效果，三天可培养成熟，但即使是小规模生产，接种量最好大一点为好，如可用2~5%）将接种后的培养液，进行光照培养，如果用白炽灯作为光源，应选用60瓦的灯，（小规模生产中以40瓦的即可），将灯泡悬于液面上约10~20公分处，每桶一只灯。如果用太阳作为光源，则只要将桶放于太阳下即可。每天搅拌（摇动）1~2次，使之受光均匀。 在光照的同时，应保持培养液的最佳温度，才能缩短培养时间，取得高产。光合细菌生长和繁殖的最佳温度为28~36度，夏季我国大部分地区自然温度都可达到这个最适温度，不必采取任何措施增温，倒是要注意降温。而在冬、春、秋三季，自然温度较低，达不到最适温度，必须采取一定的增温措施，例如在阳光下搭建透明塑料膜温棚就是一个好办法，它即采光又增温，同时又节约能源成本。冬季温度过低，则应加温到最适温度。夏季气温过高，若用太阳作为光照能源，则应采取部分遮阳（用黑色的遮阳塑料网），通风的降温措施，以防光合细菌快速老化死亡。 光照和温度都适宜后，就进入了培养阶段，每天的颜色、气味、PH、透光度和漂浮物都有不同程度的变化，通过这些变化可以判别光合细菌的生长情况，如下：第一天，前3~5个小时，菌种开始适应培养液，吸水和营养物，细胞膨胀，将要分裂繁殖，液体无大多变化，24小时时，培养液的红色度加深，有臭味产生（光合细菌为臭味的气味，为正常气味），透光度降低，PH值有所升高，如果是敞口培养，液面会出现白色杂菌膜，而在密封培养下，液面的杂菌很少，这些现象表明光合细菌生长繁殖情况良好。第二天48小时时，培养液红色度更深，气味更浓，透光度降得更低，（此时更要摇晃使其受光均匀），菌膜略多，PH值较24小时时有所升高，3~5天后，升到最高9左右就不会再升高了。第三天，72小时后，光合细菌的浓度已经很高了，可作为成品菌，产品浓度可达30亿/毫升以上，颜色深红，有臭味但无刺激性，PH值在9左右，透光率很低，仍有极少量菌膜。 若继续培养几天，光合细菌浓度还会升高，大约在10~15天时达到最高浓度，若再培养下去，就会老化。 以上若在培养过程中，达不到最适的光照和温度，则培养到成熟的时间会相对地延长。
②第二种生产方法 ： 用白色或透明塑料桶装入25公斤水。取配好的原料250克，溶解入上述水中。取颜色鲜紫红，浓度为30亿/毫升的光合细菌成品菌作菌种，接种量30%。
本法同上法的不同在于，接种量增加了几倍。③第三种生产方法 （常用方法） ：即小规模生产方法，由于一瓶的量小，瓶子透明度好，又密封，所以培养环境好，需要的接种量也少，比较简单。(用1.25升的饮料瓶生产)。 1：设备为，光照箱，用一个大的纸箱，放一个40瓦的白炽灯悬挂在箱子的空中（注意防火），纸箱内壁四周，围绕 着灯泡，堆放着已装好了接了种的培养液的饮料瓶，这样，既达到了保温到30-40度的效果，又达到了光照的效果。 较大的箱子要用60-100瓦的白炽灯，一般一个箱子，可放这种饮料瓶15个以上，即一次可生产约20公斤/箱。灯泡与瓶子的距离不超过20厘米。 夏天，可撤去纸箱，以防温度过高，春秋天，也要在纸箱四周钻孔以散热。春秋天也可放于太阳下晒，只需注意温度不要过高即可。 2：接种：接种量为2-5%，注意水源必须干净卫生，最好用地下水，自来水不可用，第一次做试验时，要多选择几种水源同时做，以确定哪种水源最好，最先转成红色的水源最好，可确定为今后的生产用水。 3：菌种：一般来说，您生产出的光合细菌产品，就可当做下一批产品的种子用，无限循环下去，所以以后不需要购种。 4：培养：在箱子内，打开白炽灯，照几天即可，一般温度可达到在40度，所以要密切注意温度不要过高， 第一次培养可能需要5天以上，菌种适应了当地的水源后，一般只需要2天即可。
5：扩大规模，只需用大量的饮料瓶即可。收获:光合细菌的生长曲线呈"S"形，即增殖最快的是指数生长期，而且质量最好。指数生长期之后，虽然数量还在缓慢增长，但质量已明显下降，因此收获时最好选择在指数生长期之末。 四、光合细菌固态产品的生产 ：将高浓度光合细菌用蛭石粉或沸石粉吸附后，阴干或风干粉碎即得粉状固体光合细菌产品。可包装出厂，便于运输和售卖。也更象一个产品了。一般售价可达到2元/公斤以上，光合细菌︰沸石粉=1︰3～4。也可用其它载体来做 干燥吸附剂，如草炭、硅藻土等。 我场的学员：山东省鱼台县王鲁镇大李庄村 李卓光（邮编272352），培育使用光合细菌多年，取得了较好的经济效益，他的培育和使用光合细菌经验是： 一、培养方法：培养容器可用玻璃缸、透明塑料桶、塑料袋等透明容器，把食用水(或自然水)的PH值用氢氧化钠(烧碱)调到7.5～8.5。按1.4∶100(即1公斤水用14克培养基)溶于水中，再接种相当于水量五分之一的菌种，用60～100瓦白炽灯连续照射(如果气候适宜，也可利用日光直接照明)每天搅动二次，使其受光均匀，保持30～34℃，一般一周内可培育成熟。 成熟的光合细菌30天内使用效果最好，如果放置时间过长，菌体老化，菌液浓度降低，使用效果变差。低温阴凉处保存的时间相对延长(不需阴暗)。 二、使用方法：光合细菌是益菌，对各种水产养殖动物都有益，尤其育苗阶段效果明显，量多一些无任何负作用。水温20℃以上使用效果较好。 育苗用量：一般施用100-200PPM，随换随补充。 成鱼用量：每亩5～8公斤，将菌液稀释后泼于水中，15天施一次，水质严重恶化时7天一次。 饲料添加：按3%～5%添加于饲料中，现拌现喂。注意：不得同时使用杀菌药物。
为您服务——光合细菌培养料邮购
如果您很难找齐全培养生产光合细菌的材料，可以与我们联系，我们将为您办理邮购或火车托运服务。具体办理方法如下：每公斤配合好的光合细菌培养料含邮资50元，可生产光合细菌100公斤每毫升含量为30亿以上的合格光合细菌，并每次赠送600毫升成品光合细菌给您做菌种用。一次性购买5公斤以上每公斤47元，一次性购买10公斤以上每公斤45元，并赠送生产VCD光盘一张。以上为广西、湖南、湖北、贵州、广东、福建、江西、云南、海南购买价格，河北、浙江、上海、重庆、四川、河南、北京、安徽、山东、陕西、天津、山西、江苏省市在以上价格基础加3元，其他省市加6元。亲自来南宁市助农种养技术服务部购买为45元/公斤，单独购买光合细菌600毫升3元。
汇款购买地址：广西南宁市安吉路35号南7号蒋爱国收，邮政编码：530001，联系电话：0771-3800156。
光合细菌培养基的使用
1、培养液的配制：将购得的我们的光合细菌培养基取1公斤（包装中有一大一小两包，使用时要先将两包中的原料各相同比例配合才能使用，相同比例不是指重量比，而是指份量比，如把大小两包各分成10份，若小量培育只用两包总重量的10%，使用时把大小各取一份即可，即大小两包的10%，依次计算即可），放入一个干净的容器中，加入100公斤水，搅拌均匀，直到培养基溶化为止。若容器不够大，则可以少配一点。（第一次由于光合细菌的菌种数量较少，要求先接种培养5公斤成功后才扩大生产，具体方法见下面说明）。 注意事项：水源一定要选择好，含菌量较低的清洁淡水。从经济、实用的角度考虑，地下水(井水)含菌量低，为最佳水源；清洁的地表水也可使用；含 氟量较高的自来水应敞口放置两三天或调PH值至偏碱后使用；蒸馏水及纯净水固然很好，但成本太高，可用于提纯菌种2、培养方式有以下三种： ⑴做小试验培养的方法 ①容器为：1.25升的饮料瓶，即小规模生产方法，由于饮料瓶的量小，瓶子透明度好，又密封，所以培养环境好，需要的接种量也少，比较简单。 ②设备为：光照箱，用一个大的纸箱，放一个60-100瓦白炽灯悬挂在箱子的空中(注意防火)，纸箱内壁四周，堆放着已装好了培养液并接了种的饮料瓶，这样，既达到 了保温到25℃～40℃的效果，又达到了光照的效果。较大的箱子要用100瓦的白炽灯，一般一个箱子，可放这种饮料瓶8个以上，即一次可生产约10公斤/箱。灯泡与瓶子的距离不超过20厘米。夏天，可撤去纸箱，以防温度过高，春秋天，也要在纸箱四周钻孔以散热。 ③操作规程如下：配料：培养液为1%浓度培养基溶液，接种量为2—5%，即瓶子中加入1100毫升培养液和50毫升菌种。第一次培养可能需要5天以上，菌种适应了你地的水源后 ，一般只需要2天即可长成深红色。如果接种量低于2％，则培育时间将会延长。 培养成熟标准：以培养液长成深红色为准，这时一般成品的光合细菌浓度可达到30亿/毫升以上。 ⑵用塑料桶进行大规模生产 例如容器选用25公斤装的大塑料桶，由于条件不如做小试验的培养方法好，所以接种量要达到至少10%的量。即往大塑料桶中加入22.5公斤的配制好的培养液(即1%的培养基溶液)，再加入2.5公斤的菌种液，摇匀。 ①利用太阳能培养：这是最简单也是最有效常用的方法，把上述塑料桶放到在太阳底下晒即可，只要注意：夏季气温过高，则应采取部分遮阳(用黑色塑料网)，通风的降温措施，培养液的水温要在45℃以下，最佳温度为30℃--38℃。温度过高会使光合细菌快速老化死亡；冬天则气温低，不用管即可 ，培育时间会延长，一般会在6-15天它自然会长成深红色的成品。晚上不用另外增光。 ②利用白炽灯作为光能生产：容器内悬挂一个白炽灯，容器内装的培养液深度不得大于30公分，灯泡与液面距离不得大于20公分。也可以在容器外挂一个60瓦以上的白炽灯，并做一个象台灯一样的灯罩，让光全部照射培养桶，24小时不间断地增光。 感谢你使用我们配制的光合细菌培养基。
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固定化光合细菌处理染料工业废水研究
张胜田1 江希流1 安立超2
（1.国家环保总局南京环境科学研究所，江苏 南京 210042；
2.南京理工大学化工学院，江苏 南京 210094）
摘要 研究了用固定化光合细菌处理染料废水。光合细菌经固定化后，系统抗冲击负荷能力增强，容积负荷从2 kg/（m3·d）提高到3.5 kg/（m3·d），耐盐度从7 g/L提高到12 g/L,细菌酶活力随着容积负荷的增大而增强。
关键词 固定化光合细菌 染料工业废水 容积负荷 抗冲击负荷 耐盐性 酶活力
Study on the fixed photosynthetic bacteria(PSB) technique for treating dying industrial wastewater Zhang Shengtian1, Jiang Xiliu1, An Lichao2 . (1.Nanjing Institute of Environmental Sciences, State Environmental Protection Administration, Nanjing Jiangsu 210042；2,Department of Environment Science and Engineer, Nanjing University of Sci. & Tech., Nanjing Jiangsu 210094 )
Abstract： The fixed Photosynthetic Bacteria(PSB) technique for dying industrial wastewater treatment was studied. The PSB system’s volume loading increased from 2 kg/（m3·d） to 3.5 kg/（m3·d）and the salinity tolerance from 7 g/L to 12 g/L. The photosynthetic bacteria’s enzyme vitality was strength with the increase of volume loading.
Keywords： Fixed photosynthetic bacteria Dying industrial wastewater Volume loading Shock resistance loading Salinity tolerance Enzyme vitality
自20世纪60年代小林正泰等开展了利用光合细菌处理有机废水的实验研究，先后成功的用光合细菌对食品、淀粉、皮革、豆制品等进行处理。与活性污泥法相比，光合细菌处理有机废水具有可直接处理高浓度有机废水；不存在污泥的处理问题，其污泥是很好的有机肥料；所需场地小；且处理费用低等优点[1]，但光合细菌处理菌体轻，菌体易随水流失限制了其广泛应用。本文利用固定化光合细菌处理实际染料工业废水。固定化光合细菌不仅克服了菌体易随水流失的不足，而且提高了系统容积负荷、抗冲击负荷能力和耐盐性。
1 材料与方法
1.1 实验菌种
紫色非硫光合细菌(purple nonsulfuer photosynthetic bacteria)为本实验室培养, 培养条件：28~30 ℃，白炽灯光，光照强度为1500~2000 lx，黑暗厌氧条件，培养时间为5~7 d。细菌培养及富集培养基配制见参考文献[2]。
固定化光合细菌制备 取洗涤离心后的光合细菌与配制好的PVA混合溶液按重量比1：2混合，搅拌使菌体分散均匀。 将含菌体的混合液滴入含2%CaCl2的饱和硼酸溶液（用NaCO3调pH为中性）中，固化成球。置于-4℃冰箱中固化交联24 h。 固化后用蒸馏水洗涤两次，即得固定化小球。
1.2 实验废水
试验用废水取自南京某染料厂的生产废水，CODCr＝2250 mg/L，pH＝5.7；模拟废水为实验室配制的酸性大红废水，CODCr＝2250mg/L，pH＝5.5。
1.3 试验方法
光合细菌酶活力测定[3] 取1 g固定化细菌分别放入100 mL三角瓶内,加入实际染料工业废水（CODCr=2250 mg/L）47.5 mL，培养基溶液2.5 mL。pH＝8，30℃水浴中2 h，然后以5 000 r/min离心分离处理液10 min，测定上清液的CODCr。在上述条件下，以1 mg光合细菌1 h降解CODCr的量（mg）定义为一个光合细菌酶活力单位。
CODCr采用标准重铬酸钾测定法[4]。
2 结果与讨论
2.1处理系统抗冲击负荷的比较
取湿菌（含干菌重0.25 g）制成光合细菌固定化小球(已经过富集培养基活化24 h)，加入2.5 L染料工业废水（CODCr=2250 mg/L），装置连接如图1所示。进行染料工业废水的连续处理实验，实验过程中，每两天将容积负荷提高0.5 kg/（m3·d），连续运行16 d，实验结果如图2所示。同时进行了悬浮光合细菌处理染料工业废水实验。
取湿菌（含干菌重0.25 g），加入2.5 L染料工业废水（CODCr= 2250 mg/L），装置连接同图1，进行染料工业废水的连续处理实验，实验过程中，每两天将容积负荷提高0.5 kg/（m3·d），连续运行10 d，实验结果如图3所示。
比较图2和图3可以看出：固定化光合细菌系统中，当容积负荷低于3.5 kg/（m3·d）时，系统处理效果稳定，CODCr去除率在90％以上，当容积负荷高于3.5 kg/（m3·d）时，出水CODCr有所增加，但并没有发生冲击现象，即系统仍具备处理能力，说明固定化光合细菌有一定的的耐冲击负荷性。利用悬浮光合细菌法处理该染料工业废水的最大容积负荷为2 kg/（m3·d）。当容积负荷小于2 kg/（m3·d）时，出水CODCr稳定在500 mg/L左右；当容积负荷大于2 kg/（m3·d）时，出水水质急剧变坏，说明悬浮光合细菌生物系统已基本无处理能力。说明悬浮光合细菌系统的抗冲击负荷能力弱。光合细菌从本质上讲也是一种含有多种官能团的蛋白质结构，经固定化后的光合细菌其官能团与载体之间发生了共价键或范得华力等形式的作用，主链结构得到加固，不易流失，不易被破坏，能耐有机物生物毒性物质的冲击，不易失活。
2.2容积负荷对光合细菌生物活性影响研究
光合细菌经固定化后，可以根据染料生产的实际情况，通过投加不同的固定化光合细菌量来改变处理体系的容积负荷和有机负荷。实验中，将固定化光合细菌的投加量增加一倍，进样流量也提高一倍，即：反应体系有机负荷不变，容积负荷提高一倍，进行高容积负荷的染料工业废水连续性处理实验，实验结果如图4所示。同时，测定不同容积负荷条件下固定化光合细菌酶活力，实验结果如图5所示。
由图4可见，在系统有机负荷不变的条件下，提高容积负荷，对出水水质影响不大。这样，在处理的过程中，就可以在不改变有机负荷的条件下，通过增加固定化光合细菌的投加量，提高容积负荷，减少处理装置的体积，节约投资和处理成本。同时，从图5可以看出：随着反应体系容积负荷的增大，固定化光合细菌的酶活力也不断增强。当容积负荷增大到4 kg/（m3·d）时，光合细菌酶活力增加了1.59倍，这对实际染料工业废水处理非常有现实意义：因为在染料的实际生产过程中，水质水量是经常变化的，固定化光合细菌可以随着外界环境的变化不断强化，这是固定化光合细菌抗冲击负荷的一个重要原因。
2.3固定化对光合细菌耐盐性影响
染料工业废水盐度高是造成普通活性污泥无法适应的一个主要原因。光合细菌有很强的耐盐性，这是光合细菌处理染料工业废水的优势之一。为了研究光合细菌被固定化以后，对细菌耐盐性的影响。配制不同盐度的酸性大红模拟废水（CODCr＝2250mg/L，pH＝5.5），测定不同盐度（以NaCl计）的条件下不同时刻的固定化光合细菌和悬浮固定化光合细菌对模拟废水中的CODCr的去除率，结果如图6所示。
从图6可以看出：光合细菌被固定化后，耐盐能力有了明显的增强。悬浮态光合细菌处理盐度为7 g/L的酸性大红模拟废水，CODCr去除率稳步上升，说明，在该条件下，光合细菌的生长和活性没有受到太大的影响。悬浮态光合细菌处理盐度为10 g/L的酸性大红模拟废水，12 h 后CODCr去除率基本没有增加，说明在该条件下，悬浮光合细菌的生长和活性受到严重的抑制，基本上丧失了降解有机物的能力。当光合细菌被固定化以后，在盐度为10 g/L时，固定化光合细菌CODCr去除率基本没有受到影响，当盐度为12 g/L时，开始光合细菌CODCr去除率没有太大变化，36 h后，CODCr去除率逐渐增大，说明固定化光合细菌已经适应了高盐的环境，恢复了生物活性，当盐度为15 g/L时，12 h后CODCr去除率基本没有增加，说明在此条件下固定化光合细菌已基本丧失降解有机物的能力。因此，可以得出如下结论：固定化光合细菌的耐盐度为12 g/L，比悬浮态光合细菌的耐盐度（7 g/L）有了大幅度的提高。这对于染料工业废水的处理非常有利，一方面，固定化光合细菌能更好的适应染料工业废水的高盐环境，另一方面，由于在处理过程中不需要加稀释水以降低废水的盐度，节约大量的稀释水，同时可以减小污水处理池的池容，大大降低处理成本。
固定化微生物被包埋在载体中后处于一相对稳定的微环境中，能够抵抗外界环境剧烈变化所带来的冲击，外界有害物质必须逐渐渗透才能进入载体内部，使得细菌表面的实际污染物浓度降低，毒性减小，固定化载体起了缓冲作用；固定化微生物在载体内的浓度较高，有利于保持菌种优势；细菌经固定化后，在载体与细菌之间建立了某种物理或化学联系，增加了细菌膜的稳定性。虽然由于载体的作用，氧传质受到限制，但光合细菌既不象好氧的活性污泥菌胶团细菌那样受污水中氧浓度的限制，可以利用光能进行高效的能量代谢，即使微弱的光照也能进行；又不象严格厌氧的甲烷细菌等对氧存在着高度敏感，它可以在有氧条件下分解有机物，通过氧化磷酸取得能量[5]。厌氧条件下由于不受氧传质的影响，固定化光合细菌的处理能力可以得到充分体现，并且可长时间保持较高的生物量和生物活性，充分显示出固定化光合细菌处理废水的优越性。
3 结 论
通过试验研究，可得出以下结论：固定化光合细菌有一定的耐冲击负荷性。处理该染料废水最高容积负荷为3.5 kg/（m3·d）；固定化光合细菌的酶活力随着反应体系容积负荷的增大不断增强；固定化提高了细菌的耐盐性，固定化光合细菌的耐盐度为12 g/L。
参 考 文 献
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责任编辑：陈泽军 （收到修改稿日期：2005-05-15）
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光合细菌的性质和应用
光合细菌是地球上出现最早的具有光能生物合成体系的原核生物，是一类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，广泛分布于江河、湖泊、海洋等水域环境中。它们与其它光合生物一起构成了自然界生态系统中的初级生产者。
人类对于光合细菌的了解始于19世纪。1836年，Ehrenberg最早记录了两种使水体变红的光合微生物。以后又注意到这类菌的生长与光和H2S的存在有关。1883年，Engelmann根据“红色细菌”聚集生长在波长与细菌细胞内色素的吸收波长相一致的光线下这个事实，认为此类细菌能进行光合作用。但他的观点当时未能被人们接受。1931年，Van Niel以生物化学的观点解释了光合细菌与植物光合作用的差异，并提出了光合作用的共同反应式：
其中H2A为光合作用的供氢体，植物光合作用的供氢体为H2O，所以植物的光合作用能产生氧气；而光合细菌的供氢体是硫化物或有机物，所以其光合作用不产生氧气。
长期以来，光合细菌一直是科学家们研究光合作用和生物固氮作用的重要实验材料。本世纪60年代，日本率先开展了光合细菌的应用研究，并在污水净化、水产养殖等领域取得了显著成果。我国对光合细菌的研究始于70年代，近年来，进展很快。目前正在许多领域达到了实用阶段，并有了光合细菌的商品化生产。
本文简要介绍光合细菌的性质和应用领域，以加深人们对光合细菌的了解。
1 光合细菌的生物学性质
光合细菌均为革兰氏阴性细菌。细胞大小一般在0.5～5微米，有球形、卵园形、杆状、螺旋状和丝状。繁殖方式主要是裂殖，少数种类为出芽生殖。许多菌株具有固氮能力。
光合细菌除了在光照条件下通过光合作用获得能量外，在一定培养条件下，还能以化能营养方式进行生长，这是光合细菌的一个显著特征。下表列出了光合细菌在不同培养条件下的生长情况及产能方式：
目前实际应用的光合细菌主要是红螺菌科中的红假单胞菌属。从上表可以看出这类细菌的代谢方式多样，在无氧光照、有氧光照或有氧黑暗条件下，能利用有机物获得能量，进行生长繁殖。它们对环境的适应性很强，加之繁殖速度快，易于人工培养，细胞中含有丰富的各类营养物质，应用潜力很大。
2 光合细菌的应用
2．1 净化水质由于光合细菌营养类型和代谢方式的多样性，加之代谢强度高，因此，能迅速降低水中CoD、氨氮和硫化氢的含量，增加溶氧量。光合细菌的这一特性已广泛应用于环保和水产养殖业。在环保领域，用光合细菌进行污水净化，具有有机物负荷高、处理效率高、投资小、操作简便、易管理、受季节影响小等显著优点。污水中CoD去除率一般在90％以上。在水产养殖方面，在水域中投放少量的光合细菌就能显著降低CoD和氨氮含量，并增加溶氧量。
2．2 作为饲料添加剂 光合细菌细胞中含有丰富的营养成分，蛋白质含量在60％左右，且必需氨基酸种类齐全；还含有多种维生素，尤其是一般饲料缺少的VB12、叶酸和生物素的含量很高，同时还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质，营养价值很高。在水产动物或畜禽饲料中添加少量光合细菌，就能发挥明显效果。主要表现在能提高饲料利用率、提高动物成活率和抗病能力、增加产量，同时还能改善养殖动物的品质。
2．3 用作农作物的肥料 光合细菌也是一种优质的有机肥料。研究结果表明：农作物施用光合细菌后，叶片中叶绿素含量增加、光合效率增强、糖类和蛋白质合成能力提高，表现为增产、早熟、抗病抗逆性能提高，同时还能改善农作物的品质，是一种很发展前景的新型肥料。
2．4 在食品和医药保健领域的应用 光合细菌中的类胡萝卜素色彩鲜艳，是一种理想的天然红色素，可广泛用作食品及化妆品的着色剂。在医疗保健领域含有光合细菌的保健食品具有延缓衰老、抑制肿瘤生长，调节免疫机能和降低血脂的功效，对肿瘤、动脉硬化，高血脂等慢性具有较好的预防和治闻作用。
陈福杰，生物学教学，2000年第1期
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光合细菌在水产动物苗种培育中的应用
水是水产动物摄食、活动、排泄的场所，水产动物苗种培育对培育池水环境有较高的要求，水质好坏是水产动物苗种培育的关键因素，在水产动物育苗过程中，由于集约化育苗的放养密度大、水温高、育苗周期长(如罗氏沼虾育苗水温高达30℃，育苗周期长达30天)加上育苗过程中排泄物的不断累积，蜕皮量的增加，以及剩饵的积累，使水中有机污染负荷不断增加。在这样的环境条件下，促使微生物大量繁殖(包括致病菌)、溶解氧下降、PH值上升、COD、氨氮上升、导致疾病频频发生：影响幼苗的生长发育，甚至造成幼苗大量死亡，带来严重的经济损失［1-3］。为解决这个问题，早期的育苗工作者产取换水的办法，但由于突然性的大量换水会造成新、老水体之间的温、盐等条件的大幅度变化，这种变化超过一定的限期，会使幼虫因无法立即适应而遭到损害，严重时可引起大量死亡，这种情况在蚤状幼虫期最为多见［4］，换水会加大工作量及加热成本，并且育苗后期海洋中的水环境已越来越差，带有很多的致病因素，并且，因此，目前在育苗过程中提倡少换水或不换水。光合细菌(Photosynthesis bacteria 简称PSB)是一类能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用有机物或H：S等代谢产物作供氢体兼碳源进行不放氧光合作用的细菌。由于其独特的生理生化特性，己被推广应用于净化水质、鱼虾养殖、禽畜饲养、作有机肥料以及新能源开发等方面，就水产动物苗种培育方面，在改善育苗池水质、作为饵料生物和防治虾病等方面有显著效果，在其它管理条件相同的情况下，中国对虾育苗中添加PSB，单位水体出苗量可提高5．1万，蚤状幼体可提高存活率20％，糠虾幼体可提高存活率22％；在斑节对虾、日本对虾育苗中添加5PPM PSB，可提高存活率76．40／o；脊尾对虾育苗中每天添加PSB，存活率可提高19．3~19．5％；罗氏沼虾育苗中添加PSB I~I1．5PPM，可提高存活率24—26．8％［6~9］。光合细菌还具有成本低、无毒副作用、不污染生态环境等特点，因此已经有很多科技工作者投入到光合细菌在水产动物苗种培育中运用的研究中去，并取得很多成果。本文综合国内外有关资料，对PSB的生态特征、及其在水产动物育苗中的应用作一综述性介绍，以供生产或科研人员更好地了解和应用．
1 PSB的生物学特征．
1．1光合细菌的形态及分类
光合细菌是水圈微生物的一种，广泛分布于地球生物圈的各处，无论是江、河、湖、海，还是水田、早地，都有光和细菌的存在，甚至在90℃的温泉、在深达200米的深海里、在南极冰封的海岸上也有它的踪迹。光合细菌均呈革兰氏阴性细菌，是一群没有形成芽孢能
力的细菌，但细胞形态非常多样，有单细胞亦有多细胞者；有球形、杆状、半环状、螺旋状， 还有突柄种类：有以鞭毛运动，亦有滑行运动或不运动者。光合细菌细胞内无叶绿体，也无类囊体，以细胞膜内折形成囊状载色体，细胞色素主要是细菌叶绿素a、b、c、d、e、g和类葫罗卜素等。不同种类光合细菌因其所含色素的种类和组成的差异而显示不同的菌体颜色［4］根据光合细菌的形态、生理性状以及细菌的色素和光和作用器官，光合细菌分四个科，分别为红色非硫磺细菌(Rhodospirillaceae)、红色硫磺细菌(Chromatiaceae)、绿色硫磺细菌(Chlorobaceae)和滑行丝状绿色硫磺细菌(Chlorolexaceae)，至今已知有22个属，61个种[10]。
1．2光合细菌的细胞成分
光合细菌的一般菌体菌体组成见表1，其营养丰富，蛋白质含量高达65％0(与螺旋藻相 当)粗脂肪约7％，可溶性糖类约20％o，粗纤维约3％(较小球藻的10％为低)。对对虾等养殖生物具有明显的促生长作用和防病作用，这主要是由于它们不仅含有丰富的氨基酸(其必需氨基酸组成见表2)，而且还含有大量的促生长物质和生理活性物质，例如，与生长密切相关的B族维生素中的B12、生物素和泛酸以及与造血有关的叶酸等，光合细菌的含量远比一般微生物高，其中B12的含量是酵母的200倍，小球藻的20倍。 酶Q是与生命活动有重大关系的生理活性物质，光合细菌的含量特高，含量是酵母的13倍；光合细菌还含有大量的细菌叶绿素和类胡萝卜素，这对养殖生物的健康生长，增强对病害的抵抗力有很大的益处［10，13，14］， 显然，光合细菌的细胞成分优于酵母和其他种类。迄今尚未见有毒性菌株的报道。这些都是光合细菌作为单细胞蛋白源和优良饲料添加剂的科学依据。
1．3光合细菌的生理特性
光合细菌(PSB)是一类具有特殊生理功能的微生物，为一群能在厌氧光照或好氧黑暗
条件下利用有机物作供氧体兼碳源，进行不放氧光合作用的细菌。光合细菌是通过氧化磷酸化途径使有机物氧化，获得生长、发育和繁殖，从而起到净化水质作用；同时降低COD，使DO相对稳定和增加：光合细菌还能产生抗病性酵素胰蛋白分解酵(Phyrnotrysine)，防止疾病发生［15］：大部分光合细菌还能以厌气的硫磺还原菌所产生的H2S、C02为营养源进行光合生长，能去除H2S的氧化作用：PSB在自然水域的厌气层和好气层都发生有光合生物参与的碳素循环，在厌气层中，PSB除参与碳素循环外，同时还参与硫磺循环；PSB不仅能进行光合作用，也能进行呼吸、发酵或脱氮［10］。在利用光能进行光和反应时，因为用于还原C02的供氢体不同，其反应式可归纳为三类：
1．硫化氢为还原二氧化碳的供氢体
2 H2S+CO2：一(CH20)+H20+2S
2．以有机物为供氢体
H2A(有机物)+CO2一(CH2O)(菌体)+H2O+2A
3．以硫代硫酸盐为还原二氧化碳的供氢体
2C02+Na2S203+3H20---2(CH20)+Na2S04+H2S04
2光合细菌在育苗中的运用
2.1以微生态制剂净化水质、改善育苗池的生态环境
水质因子对水产动物苗种培育的成败和产量的影响越来越引人注意，当水质良好，病原
菌少，培育的水产动物苗种生长自然就好；而水质条件差，有毒物质积累，病原菌多且致病力强，培育的水产动物苗种便容易受到侵害。一般而言，育苗的水质最适PH为7．8~8．6，(PH值过低，往往是水质腐败变酸的反映，此时可能产生一些易对幼苗发生伤害的降解产物如H2S等；若PH值过高，则水中氨氮较多地以游离氨和NH3·H20的形式存在，对蚤状幼体也有毒害作用)容氧需保持在一定的水平，氨氮没有积累［16］)。光合细菌由于其独特的能量获取方式，参与有机物的降解过程，发挥脱氮、发酵、硫化、氧化磷酸化等作用，分泌胞外酶素，对消除水中的有机物、NH3、H2S、等有害物质；降低化学耗氧量(COD)和生物耗氧量(BOD)；稳定育苗池水的PH值和水色：改善育苗水体质量有重要的作用。据朱励华等报道，育苗期间投放PSB 3~5PPM，氨氮由180PPb降为60PPb，硝酸氮降为［9,17]。严龙等报道施加了光合细菌的育苗池PH、DO变化比较平稳，PH在7．8~8．6范围内波动；氨氮在育苗过程中没有积累，COD的变化平稳；与没有加光合细菌的对照池相比较，悬浮脏物少，糠虾期池水泡沫少，水色较清，透明度比对照池高近20CM［2，3，18，19］
2．2作为饵料及饵料添加剂
工厂化苗种培育中，幼体所需的各种营养基本来自人工投入的饵料，因此饵料与幼体的
生长速度、健康状况、抗病能力等密切相关。大小适宜、营养全面的饵料能促进幼体的生长，对不良环境和病害具有一定的耐受力和抵抗力，反之，大小不适宜，营养不好的饵料则使幼体不能很好的摄食，幼体容易发病［17］光合细菌个体小，细胞宽度常在lum左右，最大长度也仅为几微米，营养丰富，蛋白质含量高，18种氨基酸成分齐全，且富含生物活性物质，这些物质能促进幼体的生长发育(如表1，2)，非常适合作为培养浮游生物的饵料和人工育苗的开口饵料。张道南等使用光合细菌进行对虾育苗试验，经过19天培育，投喂菌液140ML的试验组，变态率为94．1％，成活率为63.7%投喂菌液100ML的试验组，变态率为91．4％成活率为53．9％；没有投喂光合细菌的对照组变态率为77％，成活率为44．4％［3］。1994年庞金钊等应用光合细菌进行生产性河蟹育苗试验，变态率提高了11．6％［11］这表明将光合细菌添加在水产动物育苗水体中，具有提高幼苗成活率，促进生长发育的效果，是一种比较理想的育苗饵料。
2．3 防治疾病，提高成活率
水产动物苗种培育过程中，出现死亡率高，出苗率底的现象，主要是由于幼体活力弱、
抵抗疾病的能力差，在致病因素(包括细菌，病毒)的作用下，感染疾病从而导致幼体的死
亡。光合细菌在苗种培育过程中对疾病的防治作用，除了能有效的改善育苗池的微生态环境，净化水质、使致病菌不具有生长条件、以及作为幼体的适口饵料，使得幼体营养全面，活力强，增加抵抗疾病的能力以外，还在于竞争性的抑制其它致病菌的生长和释放活性物质，提高机体的免疫力或抑制其它细菌。
对鱼虾无害的光合细菌投入养殖池后，占优势的光合细菌竞争性抑制并代替了病原菌，
从而减少或阻止了病原体的感染［20］。研究结果表明，作为微生态制剂，光合细菌除了能改善养殖生态环境外，对弧菌有一定的抑制作用，通过抑制和降低虾池中弧菌的数量，起到预防细菌性疾病发生的作用。光合细菌中的球形红假单胞菌用于对虾养殖实验，与对照组相比可使水体和底泥中的弧菌分别降低3个数量级和2个数量级［6］张道南等也在实验室内采用了5株光合细菌对3株对虾的致病弧菌进行抑制作用的研究结果也证实了部分光合细菌菌
株对致病弧菌确有明显的抑制作用［22］；另据崔竞进等报道，投喂光合细菌的中国对虾幼体肠道内致病菌少［10］。“以菌治菌”，还可以避免抗菌素对养殖生态环境造成的一系列负面影响，“八五”期间，中国水产科学研究院黄海水产研究所等6个单位联合攻关，开展对虾细菌性疾病防治技术研究．结果在国内首次研究成功用于生态防病的抗菌单胞菌饵料体系。EM制剂是比喜照夫教授1983年开发的，它是由光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、发
酵型丝状菌等多种微生物组成的菌群。EM的作用机理是该制剂的活菌随同饲料进入养殖生
物消化道后，通过繁殖抑制了肠道内有害菌群(沙门氏菌、粪大肠杆菌等)的繁殖，促进有
益菌群如乳酸菌、双歧杆菌等的生长繁殖，改善肠道生物区系，并可产生消化酶、合成B
维生素等，因此可以促进营养吸收、加速生长、提高抗病力［23］。
光合细菌体中含有参与糖、脂蛋白代谢的重要辅酶一维生素H、与呼吸作用有关的辅酶
Q、参与蛋白质代谢的多种酶的成分B6、参与碳的转移，促进具有吞噬异物功能的血细胞成
熟的叶酸和能消除生物体内的自由基起防病效果具有抗氧化和抗病变作用的类胡萝卜素等
［13、24、25］； 细胞壁中含有肽聚糖等，能刺激肠道的免疫细胞增加局部性抗体，增强巨大吞噬细胞活性，从而增强动物机体的免疫力；光合细菌在水中繁殖时可释放具有抗病能力的酶，对水中可引起细菌性疾病的病原体如嗜水气单胞菌、爱德华氏菌、霉菌等均具有一定抑制作用［7］；光合细菌菌体中的色素有抑制生物体Fe++诱导的活性氧产生人工膜脂质过氧化反应，应而降低死亡率［24］。
3结语
自从本世纪人类大量使用抗菌素以来，人类在疾病防治方面取得了辉煌的成就，但由
于病菌具有很高的耐药性，人类和病菌一直在竞争，人类每使用一次抗菌素，都使病菌的抗
药性增强，又促使人类去研究另一种杀伤力更强的抗菌素，如此往复，现已有数十种抗菌素
被淘汰，由此不难理解水产动物苗种培育过程中病害防治依靠传统的抗菌素药物为什么显得
越来越无能为力。光合细菌对茁种生产有如此多的优点，并且不象抗菌素一样危害生态环境，因而有广阔的开发价值和应用前景。随着微生物生态学研究的发展，活菌制剂的研究和应用将越来越引起人们的关注。活菌制剂的防病、治病、及净化水质等方面的作用，必将给育苗工作者带来一个新的启示。为使光合细菌在水产苗种生产中广泛使用，在“以菌治理生态环境”这个观念越来越被人们认识和接受的今天，我们应加快光合细菌质优价廉生产技术的研究。
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光合细菌（Photosynthetic Bacteria，略作PSB）是一大类能进行光合作用的原核生物的总称。除蓝细菌外，都能在厌氧光照条件下，进行不产氧的光合作用。光合细菌在物质转化循环中的重要作用，以及菌体含有的丰富营养，使这类古老的微生物成为近二、三十年来人们开发利用的一大热点。大量的研究成果表明，光合细菌在农业、水产、污染治理与资源化等方面，有着巨大的实用价值，应用前景十分广阔。光合细菌因含光合色素(细菌叶绿素、类胡萝卜素)而呈现一定颜色。一般说来，红螺菌科和着色菌科的菌呈红、粉红、橙黄、紫色或茶褐色；绿菌科和绿色丝状菌科的菌呈绿色。红螺菌科和着色菌科的培养物之所以呈现有黄色到紫色的各种鲜艳的颜色，这是由类胡萝卜素高浓度蓄积并掩盖了细菌叶绿素的色调而形成的。少数胡萝卜素含量少的菌，或缺乏类胡萝卜素的变异株，便会显示细菌叶绿素的蓝绿色。
光合细菌在自然界生态系统中，与其他光合生物一样是初级生产者，具有固定太阳能、同化CO2、制造有机物的本领。这是一个通过光合磷酸化作用将光能变成化能的过程。该过程需要光合色素作媒介。与蓝细菌和真核光合生物不同，光合细菌的光合色素包括细菌叶绿素和类胡萝卜素两大类。光合细菌的获能形式分为：光合作用、脱氮或发酵、好氧呼吸作用等几种类型。
光合细菌的应用由于PSB具有的种种生理、生态特性及其菌体所含的的丰富营养物质和生理活物质，使其在生态系统的能量流动和物质的转化循环中具有重要的作用，与环境中的各种有益生物显示了很好的相容性。经过人们数十年的研究、开发，光合细菌已在农业、水产、畜禽饲养、环境保护等等领域得到成功的作用。
1、光合细菌在农业中的应用
已证明，PSB能固氮、能防止过量N肥对作物的危害、有利于防止连作障碍；有利于果实的着色、保鲜、增加甜味和维生素含量；因含有脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶等物质，能增加水稻和多种经济作物的产量等等。以下是对耀丰公司应用试验、实际效果作一概要介绍。
l PSB用于柑橘，不仅使果重和含糖量增加,而且使储藏时间延长，某年12月10日采收的果实，对照的到下一年2月中即自然腐烂，处理的则到第二年4月还没有全部腐烂。 |
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● 小麦施用PSB后，叶片肥厚、浓绿，分蘖增加、根系发达，成穗率提高，增产15%以上。同时，使小麦根腐 病的发生受到抑制。
● 花生在开花前喷施PSB，可促进分枝，提早开花，花量大，结果多，增产20～30%。
● 茄子施用PSB后，产量增加14.1%。
● 西瓜施用后不仅明显增产，而且甜度增加，提早上市。
● 果树施PSB（花期、幼果期）后能早生果，增加果实着色度，降低酸度，增加糖份。
由于光合细菌的卓越性状，近年来人们进行了大量的试验和实际应用，认识到PSB在农业上具有适用性广的特点，可在粮、棉、油、菜、瓜、果、烟、茶、花卉等植物上使用，并显示促进生长、改善品质等作用。尤其在当前人们期待绿色食品并大力提倡有机农业之际，对人畜安全、无任何毒副作用、源于自然的环境有益微生物——PSB植物营养液，更显示出勃勃生机。人们依据PSB的多种功能和栽培植物的特性，并结合种植措施、环境等实际条件，创造了丰富多样的使用方法，取得了十分喜人的成绩。例如，某种植香草类经济植物的大型园艺场，采用PSB 150倍稀释液喷洒和根灌相结合的方法，有效地解决了幼苗移植时易发生根腐病、成活率低的难题，使各种香草的移栽成活率大大提高，而且发根快，生长迅速，提高了产量，改善了品质。
PSB在农业中实验应用时，可采用浸种、蘸根、叶面喷施、根灌等方法，结合植物生长发育各阶段的栽培措施灵活应用。如和用PSB的不同稀释倍液水培吊兰，一个月后各稀释倍数叶片和根的生长对比照片： |
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二、光合细菌在水产养殖和污水处理中的应用
利用光合细菌独有的生理特性来净化水质：
光合细菌能将养鱼水中的残饵、排泄物等完全分解，具有改善水产养殖生态环境，降低氨氮、BOD作用。此外作为鱼、虾、蟹育苗开口饵料，可以增加营养，提高成活率。因PSB大多为好氧性菌种，在养殖池中水车或增氧设备的运用下，促进养殖池水保持良好流动性，使大量的氧气溶入水中，将有毒气体散出水面外，除此之外还可提供鱼获得较高之溶氧，也促进光合细菌对水质的改善、稳定水色、增加饲料效应、防止疾病发生等效用，如果定期撒施光合细菌，预防胜于治疗，环境的优益下即使生物体带有病原，也不易再受到二次的感染。光合细菌的措施应当作日常保养的工作，需定期、定量投放。 |
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利用光合细菌治理高浓度有机废水：
光合细菌对有机物有很强的氧化分解能力，能有效地消除水体中的有机废料、氮化合物及硫化氢等污染，光合细菌可将这些有机质或硫化氢等物质加以吸收利用，而使耗氧的异养微生物因缺乏营养而转为弱势，因而降低底质之生物需氧量，使氧化层增厚，氧化单位提高，水质被净化。 |
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http://www.syf.com.cn/syf/79.htm
对微生态制剂在水产养殖业应用情况的考察
由于工业“三废”、城市生活污水、医用污水等污染物的大量排放，全球气候的异常变化，水产养殖业的自身污染和水资源的日益紧缺原因，使得我国水产养殖业水质恶化和供水不足问题日趋严重，从而在一定程度上限制了我国水产养殖业的发展，危及了水产养殖生产的安全和产品质量安全。因此，为保持我国水产养殖业的持续发展，并确保养殖水产品质量水平的稳步提高，近十多年来，水产养殖用微生态制剂产业应运而生，目前全国已有10多个专业生产企业，年销售量近万吨，销售额达4亿多元。
然而，迄今为止关于水产养殖用微生态制剂的研究仅限于产品开发和使用效果方面，后续影响问题还没有开展什么研究工作；在各种形式的宣传中也只见其利，不见其害。诚然，微生态制剂对养殖水产品无毒副作用，无药物残留，无抗药性等优点，可用来改善养殖生态环境、净化水质、作为饲料添加剂等广泛使用；但在不同种类合理配伍、测水施用技术、抑制与清除技术等方面还有许多问题有待研究，以确保其使用的安全性和有效性。
一、简释微生态制剂
微生态制剂又称有益微生物、益生素、微生态调节剂、益生菌、利生菌、活菌制剂等。他是从天然环境中提取分离出来的微生物，经培养扩增后形成的含有大量有益菌的制剂。从广意上讲，他包括了益生素、益生元和合生元。也可以说是在微生态理论的指导下，改善和调理微生态，保持微生态平衡，调试水产养殖生物环境，提高其健康水平或增进健康状态的益生菌（微生物）及其代谢产物和生长促进物质的制品。养殖生产上实际应用的微生态制剂应包括活菌体、死菌体、菌体成份、代谢产物及具有活性的生长促进物质等部分。
二、微生态制剂的科研与开发概况
微生态制剂的研究起始于1905年，当时，梅奇尼科夫（Eliemetchnikoff）用酸奶（乳酸杆菌）治疗幼畜腹泻，并研究得出乳酸杆菌具有抑制大肠杆菌的作用。此后，有关微生态制剂的研究引起了社会各界的广泛关注。1978年，卡特（Carter）和柯林斯（Colins）实验证明，10个肠炎沙门氏菌（Salmonellaenteritidis）可以杀死1头无菌豚鼠，但要杀死1头携带完整的正常菌群的普通豚鼠（conventionalguineapig）却需要109个菌群。这就引起了人们对正常肠道菌群以应有的重视。此试验也带动了微生态制剂产品的研究；其后，微生态制剂在人类、畜牧业、农业等方面的应用研究取得较快发展，但在水产业中的应用研究起步较晚。我国微生态制剂在水产养殖业中的应用研究始于20世纪80年代初期，最早应用于水产养殖业的微生态制剂是“光合细菌”，主要是用于调节养殖水质，同时也在光合细菌的培养扩增技术、干法和湿法保存技术及应用效果方面做了大量工作；其后，水产养殖用微生态制剂的研究和开发领域与内容也更加广泛，到目前为止，已有乳杆菌属、双歧杆菌属、弧菌属、假单孢菌属、芽孢杆菌属的众多种类及硝化细菌、光合细菌等应用于水产养殖业。这些微生态制剂主要包括医用微生态制剂、动物用微生态制剂、生物农药、生物肥料与环境净化剂。用途包括预防疾病、净化水质及作为饲料添加剂等。
三、现阶段水产养殖业中应用的主要微生态制剂种类及用途
（一）单一菌群微生物制剂
1、光合细菌
到目前为止，在水产养殖业中研究得较多、应用较广泛的微生态制剂是光合细菌（BBS）。光合细菌是地球上最早出现的具有原始光合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。根据《伯杰细菌鉴定手册》（第九版）可分为6个类群，即着色菌科、外硫红螺菌科、红色非硫细菌、绿硫细菌、多细胞绿丝菌和盐杆菌。目前在水产养殖业中应用的是科研人员利用生物工程技术，从土壤中分离出来、经过人工选育和繁殖扩增制成的液体或固体微生物制剂。
目前，养殖水质污染较为严重的指标是氨氮和亚硝酸盐含量过高、PH值不适、化学耗氧量（COD）过高、溶解氧含量过低。在水产养殖系统中，尤其是高密度养殖系统中，残饵、粪便及动植物尸体等有机污染物沉积量较大，外加药物残留和外源污染物过多等。这些有机物在厌氧微生物的分解作用下产生大量有害物质，如氨态氮、亚硝酸、硫化氢等，直接危害水产养殖动物。轻度污染可导致养殖动物的生活不适、生长缓慢、饲料系数升高等一系列问题；严重污染时可导致养殖动物的缺氧死亡，甚至引发疾病。对上述问题，传统的解决方法是采取机械或化学增氧及大换水措施，从而造成养殖成本增加及需水量加大等问题，不能从根本上解决问题。
光合细菌具有多种不同的生理功能，如固氮、固碳、氧化硫化物和促进有机物充分分解等，能将嫌气细菌分解出的有毒物质如氨态氮、亚硝酸等吸收利用，并吸收二氧化碳及硫化氢等，促进有机物的循环，达到净化水质的目的。光合细菌在进行光合作用时不消耗氧气，也不释放氧气，而是通过吸收水体中的耗氧因子，如有机质和硫化氢等物质，从而使好氧微生物因缺乏营养而转为弱势，降低氧气的消耗而直接起到增氧作用。另外，通过上述作用，可提高水体的透明度，促进浮游植物的光合作用，增大放氧量，也可间接起到增氧作用。
光合细菌也可作为饲料添加剂使用。其所含的蛋白质和矿物质较多，能起到降低饲料系数、提高饲料转化率、降低养殖成本、增强机体免疫力、促进养殖对象健康生长的作用；因其个体较小，施用于养殖水体中的群体可以被滤食性鱼类摄取利用和为浮游动物提供饵料来源，起到增加天然饵料的作用。
光合细菌作为饲料添加剂的研究较多，如言世贤等人将其作为添加剂用于养鱼试验，连续两年中，夏花鱼种的生长速度分别较上年提高24.1%和9.9%，而饲料系数则分别降低26.0%和20.7%，鱼种亩产分别提高23.9%和91.8%。在2002年谷军的报道在养鱼池塘中施用光合细菌后，水中的氨态氮平均降低0.077毫克/升,溶解氧提高1.64毫克/升减少换水量达30%。王彦波（2004年）的研究发现，光合细菌降解水体中氨态氮的能力十分显著，还可降低COD的含量，减轻水体中PH值的变化，如果与芽孢杆菌混合使用效果更好。大连水产学院利用光合细菌净化养虾池水质的试验表明，氨、氮下降77.8%，溶解氧提高84.8%。等等。
2、硝化细菌
广义上讲，凡能使土壤或水域中的氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的细菌都可称为硝化细菌；但严格的是指利用氨或亚硝酸盐作为主要能源以及能利用二氧化碳作为主要碳源的细菌。因此，硝化细菌可分为亚硝化细菌和硝化细菌两大类群。
狭义上的硝化细菌在氮的循环中将亚硝酸盐转化为硝酸盐而被藻类利用，从而起到净化水质的作用。硝化细菌广泛存在，但因其繁殖时间长（约20小时一个繁殖周期）而限制了亚硝酸盐的降解。
硝化宝和硝化素是一种纯硝化细菌制剂，是一种以硝酸盐为营养来自身繁殖的有益微生物制剂。他在降解毒性较大的亚硝酸盐的同时产生藻类可以利用的硝酸盐，促进藻类的生长和水质净化，缓解和治疗亚硝酸盐中毒症。
3、芽孢杆菌
芽孢杆菌为芽孢菌属的种类，革兰氏染色阳性，是一类好气性细菌。该菌无毒性，能分泌蛋白酶等多种酶类和抗生素。其可直接利用硝酸盐和亚硝酸盐，从而起到净化水质的作用；另外还能利用分泌的多种酶类和抗生素来抑制其他细菌的生长，进而减少甚至消灭水产养殖动物的病原体。
丁雷等1999年发现芽孢杆菌不能分解水体中的小分子有机物和同化氨氮，但对亚硝酸盐的去除却有明显作用。Moriarty1988后在斑节对虾养殖池中施用芽孢杆菌后，发现对虾的成活率有所提高，池底沉积物中发光弧菌的比例降低，水体中其他致病菌也降低到最低程度。仇丽等人2002年使用枯草芽孢杆菌生物净化剂后，育苗期水质的氨氮下降52.5%，养成期下降50%，减少换水量60%；2001年用于改善中华绒螯蟹人工育苗水质，换水量大大降低。
4、蛭弧菌
蛭弧菌是寄生在某些细菌并导致其裂解的一类细菌，最早是由德国的Stolp在土壤中发现的。蛭弧菌能防止或减少虾、蟹病害的发展和蔓延，改善虾、蟹体内外环境，促进生长，增强免疫力。
陈家长2001年将蛭弧菌用于河蟹养殖时发现，施用后水体中的COD、氨氮、硫化氢等含量明显降低。何进义等人1996年将蛭弧菌用于鱼类细菌性疾病的防治时发现，蛭弧菌对水体中的大肠杆菌和其他致病菌有明显去除作用，并对氨氮和亚硝酸盐等有去除作用。陈家长等人2002年还将蛭弧菌和与光合细菌混合使用来改善养殖水质环境，25天后发现试验组较对照组的细菌数减少了3个数量级，COD、氨氮、硫化氢等都维持在较低水平。
5、放线菌
鄢庆枇等人2002年从海底泥中分离出38株放线菌，并通过紫外线照射获得4株诱变放线菌，这4原放线菌对溶藻弧菌和副溶血弧菌有较强的拮抗作用。王军等人2001年还研究了海洋放线菌对大黄鱼病原菌的拮抗作用和抗菌谱。吴伟等人2001年利用诺卡氏菌处理养殖水体中的氨氮时也取得较好效果；2001将其与酵母菌融合细胞处理养殖水体时，也得到了氨氮去除率分别为32%和28%的效果，并对增加溶氧和稳定PH值有较好效果。
6、酵母菌
酵母菌是一类单细胞蛋白（SCP），为真核生物，含有较高的营养成分。酵母菌中维生素含量比鱼粉高30倍以上，尤其是富含B簇维生素。氨基酸含量也很高，且比例适当，广泛用于饲料添加剂；近年来也有人用作水质调节剂，并取得了较好效果。
酵母菌是喜生长于偏酸性环境中的需氧菌，可以在消化道内大量繁殖。酵母菌的大量繁殖和生长，使其在与有害菌生存竞争中成为优势种群，抑制了有害菌的生长。目前，在水产养殖业中大量使用的有隐球菌属、酿酒酵母、面包酵母、假丝酵母和脂肪酵母等。
7、霉菌
霉菌在水产养殖业的应用还未见报道，但在工业废水处理中应用较广泛。屠娟等人1995年用黑霉菌吸收工业废水中的重金属获得成功，发现其对铅、铜等离子具有较好的吸附力。翟素军等人1999年用白地霉菌处理有机酸含糖废水时发现，其对COD、糖成分有较好去除作用。
8、乳酸菌
乳酸菌是一种厌氧或嫌气菌，是能在PH3.0—4.5条件下生长的无芽孢革兰氏阴性菌。他们通过降解碳水化合物生成乳酸和其他有机酸，使动物肠道内的PH值下降，从而抑制其他微生物的生长和繁殖，并对动物的免疫和抗病能力产生一定影响。乳酸菌合成的B族维生素和短链脂肪酸能中和动物体内的有毒物质的毒性，如抑制胺的合成等。乳酸菌是益生菌中应用最早和最广泛的微生物，是食品发酵工程中应用的主要微生物。其主要种类有乳酸杆菌、链球菌、嗜柠檬酸串球菌等。
（二）复合微生物制剂
复合微生物制剂是一类多菌种的微生物制剂。在光合细菌研究开发的基础上，随着研究的深入，又开发出许多优于光合细菌的产品应用于水产养殖业。
1、益生素
益生素是一种能全面改善水质的微生物制剂。其主要成分有芽孢杆菌、枯草杆菌、硫化细菌、硝化细菌、反硝化细菌等多种微生物。他能分解水中和池底的有机物，降解氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等，改善池底的厌氧环境，抑制养殖水体中藻类的过量繁殖，保持养殖微生态的平衡。
益生素除含有大量的光合细菌外，还含有大量的非光合细菌。其除具有光合细菌的功效外，还利用非光合细菌如硫化菌、硝化菌、反硝化菌等将水体中有毒的亚硝酸盐转化为无毒的硝酸盐；反硝化细菌还利用池底的有机物为碳源，使池中的有机物转化为无毒的挥发性气体释放于大气中，减少池中的有机物和硝酸盐，防止水质的剧烈变化，减轻对养殖动物的影响。此产品多为粉剂型活性菌，贮存和使用较方便。
2、EM菌
EM菌为一类有效微生物菌群，是日本琉球大学研制出的一种新型复合微生物活菌剂。其主要成分有光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌及发酵性丝状真菌等16属80多个菌种。光合细菌可与EM菌中的其他菌起到协同作用。EM菌外喷涂于全熟化的颗粒饲料上，被水产养殖动物摄食后，能有效地降低有害物质的产生。
3、海肥菌
肥海菌是一种复合活菌肥，是针对海水养殖池塘的特点，将有机肥通过接种有益菌株后培养、发酵制得的产品，主要菌群为光合细菌、芽孢杆菌，并复配海洋微藻所需的微量元素。海肥菌投放到海水中后，休眠菌能很快复苏和崩解，并以成数倍速度繁殖扩增，很快形成优势种群，迅速分解水体中的有机污染物，消除水体中的氨态氮、亚硝态氮、硫化氢等有毒物质，并将其转化为海洋微藻类的营养源，促进硅藻、绿藻、金藻类等饵料生物的繁殖和生长，抑制有害藻类的繁殖，起到肥水、增氧、净化水质和产生免疫活性物质的作用，并间接地控制致病菌。
4、益水宝
益水宝（高效芽孢杆菌）是一种复合微生物种群，以枯草芽孢杆菌属的种类为主，含有多个共生菌株。成品为粉剂，菌群处于休眠状态，入水后即复活萌发和迅速繁殖。其作用与肥海菌大体相同。
5、生物抗菌肽
生物抗菌肽主要是由纳豆菌和乳酸菌复合而成的微生物制剂，他通过与有害菌产生拮抗作用来达到抑菌目的。纳豆菌和乳酸菌在动物肠道内繁殖时，能大量分泌“纤溶酶”和“抗菌肽”，这两种分泌物能抑制动物肠道内的大肠杆菌和沙门氏菌；作为水质改良剂使用时，能对水体中的弧菌有较强的杀灭作用。
四、微生态制剂对水产养殖动物疾病的防治作用机理
水产养殖业所用微生态制剂的作用主要是通过高效调节水质或水体微生态环境而间接地防治水产养殖动物的疾病发生，也有的种类可参与动物体内微生态的调节。主要机理有以下几个方面：
（一）参与养殖动物体内的微生态调节
微生态制剂通过竞争作用调节宿主体内菌群结构，抑制有害生物的生长，减少和预防疾病的发生。微生物制剂进入动物体内后，在动物肠道内产生有益菌群，与致病菌争夺生存和繁殖空间、定居部位及营养素等。具体机理为：
1、分泌抑菌物质抑制病原体的增长。乳酸菌通过分泌细菌素、过氧化氢、有机酸（包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等）等物质，使肠道内的PH下降，抑制有害病原微生物生长，所产生的过氧化氢抑制剂能抑制病原体的生长和繁殖，使有益微生物在细菌种间相互竞争中占优势。
2、与病原菌争夺营养或附着点，抑制其他微生物的生长。将具有拮抗特性的微生态制剂施入养殖水体中或添加于饲料中，能杀灭或抑制病原微生物，为养殖动物提供良好的生存环境。
（二）防止动物体内有毒物质的积累
动物机体在受到某些刺激而产生应激反应时，会使肠道内的微生态失调，如需氧菌增加，并使蛋白质分解产生胺、氨等有毒物质，致使动物表现出病理状态。有些益生菌，如乳酸杆菌、链球菌、芽孢杆菌等可以阻止毒性胺和氨的合成。多数好氧菌产生超氧化物歧化酶（SOD），可帮助动物消除氧自由基。有些微生态制剂中的益生菌如芽孢杆菌可在动物肠道内产生氨基氧化酶及分解硫化物的酶类，从而降低血液及粪便中的氨、吲哚等有毒气体的含量。
（三）提高动物机体免疫力
微生态制剂也是一种很好的饲料添加剂，并能起到机体免疫激活剂的作用，能刺激动物产生干扰素，提高免疫球蛋白浓度和巨噬细胞的活性，通过非特异性免疫调节因子等激发机体免疫力的增强。动物口服益生菌后，调整肠道内菌群构成，使肠道内的微生态平衡加以改善，活化肠粘膜内的相关淋巴组织，使SigA抗体分泌增强，提高免疫识别能力，并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞等产生细胞因子，通过淋巴细胞再循环而活化全身的免疫系统，从而增强机体免疫力。
（四）净化水质，消除污染物
由于长期的养殖，养殖水体内会残留有大量的残饵、粪便等有机污染物，并有大量动植物尸体，这些有机污染物在嫌气细菌的作用下会分解产生大量对水产养殖动物有毒有害的气体，如氨气、硫化氢等，进而危害养殖动物的生存和生长。微生态制剂性的水质净化剂在微生物的代谢过程中具有气化、氨化、硝化、反硝化、解磷、硝化及固氮等作用，能将上述物质分解为二氮化碳、硝酸盐、硫酸盐等无毒物质，进而被水体中的微藻类加以利用，起到净化水质的作用；另外，还从两个方面间接起到增加水体溶氧的作用：一是通过降低COD而增加溶氧，二是通过促进藻类繁殖和生长而增加放氧量。目前常用的水质净化剂有光合细菌、枯草杆菌、芽孢杆菌。
（五）促进养殖动物生长
微生态制剂对水产养殖动物的生长有一定促进作用，其原因是多方面的：一是作为饲料添加剂的微生态制剂，其菌体含有大量的营养物质，如蛋白质、矿物质和维生素等，为养殖动物补充营养。光合细菌的粗蛋白质含量高达65%，富含B族维生素、泛酸、生物素、叶酸、类胡萝卜素、钙、磷和多种微量元素及辅酶Q等。二是一些微生物在发酵或代谢过程中产生促生长类的生理活性物质，产生各种酶类并提高动物体内消化酶的活性等，有助于养殖动物对食物的消化和吸收，促进其生长和发育。
五、存在的问题与待研究领域
尽管微生态制剂在水产养殖业的应用结果表明其有许多优点，研究和开发工作日益加深，应用范围也日益扩大，但仍存在一些问题和待研究领域，这一点应引起足够的重视。
（一）菌种的选择
虽然目前有许多商品性的微生态制剂应用于水产养殖业，但大多数是为陆生动物设计的，有的菌株并不适合水产养殖动物的消化和养殖水体的环境，因水产养殖动物为低等动物或冷血动物，其消化道内的微生态系统与陆生动物有很大不同，养殖水体环境也与陆地环境有很大不同，在选择菌种时应引起充分注意，要在研究基础上加以选择和确认。
（二）施用技术的明确
微生态制剂对养殖水体的生物修复存在一些局限性，养殖水体的水型较为复杂，有海水、内陆盐水、淡水之分，也有按盐型的不同划分的盐酸盐型、碳酸盐型、硫酸盐型、硝酸盐型等水型，而每一种微生物都有其特定的生存适应环境要求，微生态制剂中的特定有益菌只能降解特定类型的化学物质，状态稍有变化的化合物就不可能被同一微生物所降解或破坏，微生态制剂并不能适用于所有养殖水体环境或不能降解所有养殖环境中的有毒有害物质。因此，要在已有的研究基础上，研究测水施用技术。对于不同水型确定不同微生物种的配伍、用法与用量等技术内容，确保使用的有效性。
（三）应用对象和环境的限制性问题
对于微生态制剂的不同施用对象的毒力变化、施用后对养殖环境的影响、对宿主的有害作用及致病性问题等都要进行深入研究，因为有些菌为有条件致病性，可能无毒或无致病性的分离株在释放入环境或用到宿主后发生变异，从而产生致病能力，这一点往往容易被忽视。
（四）种属特异性和环境适应性问题
某些特异来源的菌株可能对分离动物或分离地的环境具有更突出的作用，当环境或分离物改变后，其作用也会有所变化。
（五）配伍的和谐性问题
对于复合微生态制剂而言，相互配合在一起应用的有两个以上或多个菌种，这些菌种并非是各个单独发挥作用，在一定条件下，他们之间也会产生相互影响，如拮抗或抑制作用等，从而失去配合的意义，甚至会产生相反的结果。
（六）对水域微生态的影响问题
因有的微生物是有条件致病性的，在特定的条件下会产生我们所希望的作用，而在另一种特定条件下会产生相反的作用。而在从事微生态制剂开发应用过程中，大多只是在特定的条件下进行试验，并未对各种水域条件进行试验，从而出现在实际生产应用过程中效果不稳定或出现相反结果的原因所在。
六、发展方向
有关专家学者指出，对于水产养殖动物而言，药物防治疾病只是暂时性的手段，而且存在着对产品食用安全性等问题；生态防治才是解决问题的要本出路。因此，要加强对微生物群的作用特点和优化养殖水域生态结构的研究，使养殖活动良性循环发展，才能取得更大的经济、社会和生态效益。长期合理地应用微生态制剂必定会使养殖水域形成有益微生物菌群的生态优势，起到促进养殖活动健康发展的良性循环作用。
随着分子生物学、代谢工程学和微生物工程技术的发展，在细胞水平研究微生物之间的相互作用已成为可能，这将有利于建立特定微生物物种降解具体污染的资料库，以用于指导具体水产养殖者针对具体养殖水域和水体情况，选择适宜地微生物产品。
http://www.agri.gov.cn/kjtg/t20051102_486437.htm
光合细菌在种植业上的应用研究
摘要：把光合细菌作为有机肥施入**、萝卜、大豆、地瓜等试验田中，结果显示：光合细菌能改善土壤微生物区系，促进土壤中固氮菌、根瘤菌、细菌等的生长，抑制土壤中真菌的生长；能增加大豆根瘤数；能促进作物对土壤中各养分的吸收，增加植株叶绿素含量，促进植物生长，使各植株的株高、根长、根重等都比对照有显著增加；光合细菌还能增加作物产量，改善作物品质，尤其对地瓜的产量增加明显，其增幅达78.5%，有一定的推广价值。
关键词：光合细菌；种植业；微生物区系；土壤养分
光合细菌（Photosynthetic Bacteria 简称PSR）是微生物中一类可利用太阳能生长繁殖的特殊生物类群，广泛存在自然水域的厌氧层上部，能利用H2S，CO2等进行光合作用。许多研究已证实，光合细菌的菌体无毒，营养丰富，蛋白质含量高达60%-65%，是一种优质蛋白质。还含有多种B族维生素、尤其B12、叶酸、生物素、丰富的辅酶和一些未知的生理活性物质，具有很高的应用价值。近年来，光合细菌的研究进展很快，已在水稻、玉米、苹果树，以及在西红柿、**等作物上取得了一定的施用效果。这些研究都证实，光合细菌不仅能使农作物获得高产，而且它们的品质还能获得改善。光合细菌在大豆、地瓜等中的应用研究还未见报道，为此，作者开展本项研究，旨在探讨光合细菌的作用机制并为种植业上推广使用光合细菌提供参考。
1. 材料与方法
1.1. 供试菌株
红螺菌（Rhodospira，本室分离保藏），菌液的D（660nm）值达0.30以上，菌数可达1012个/L。培养基配方为：KH2PO4 1.5g，（NH4）2SO4 1.0g，NaCl 0.2g，MgSO4 0.2g，CaCl2 0.05g，K2HOP4 0.6g，CH3COONa 3g，酵母膏少许，水1000ml。
1.2. 试验设计
从1998年起，先后在**、萝卜、地瓜、大豆等作物上进行光合细菌试验，其中**、萝卜进行盆栽试验，地瓜、大豆进行小区试验。**，萝卜、地瓜设2个处理，即PSB处理：喷施稀释10倍后的光合细菌；CK处理：喷施等量的水。大豆设3个处理，即PSB处理：喷施稀释10倍后的光合细菌；CK1：处理：喷施等量的水；CK2处理：喷施稀释10倍等量的PSB培养基。每处理设3个重复，各处理均进行常规施肥。
1.3. 测定方法
微生物区系分析按稀释平板法测定，植株中K含量、N含量、P含量分别用H2SO4－H2O2消煮－火焰光度计法、H2SO4－H2O2—比色法、H2SO4－H2O2消煮—钒钼黄比色法进行测定，试验地土样的有机质、全N、全K、速N、速K、CEC分别用重铬酸钾容量法－外加热法、半微量开氏法、NaOH熔融火焰光度法、碱解扩散法、0.03mol/L的NH4F—0.025mol/L的HCl法、NH4OAc浸提火焰光度法、1mol/L中性NH4OAc法进行测定。
2. 结果分析
2.1. 光合细菌对土壤微生物区系的影响
表1 PSB对土壤微生物区系的影响
处理 | 固氮菌/104CFU.g-1 | 细菌/105CFU.g-1 | 放线菌/104CFU.g-1 | 丝状真菌/104CFU.g-1 | 根瘤菌/104CFU.g-1 |
空地 | CK | 108 | 112 | 23.8 | 4.1 | 13 |
PSB | 154 | 138 | 48.4 | 1.5 | 20 |
** | CK | 18 | 18 | 8.2 | 43 | |
PSB | 39 | 37 | 12 | 28 | |
萝卜 | CK | 13 | 12 | 7.6 | 22 | |
PSB | 62 | 43 | 13 | 14 | |
地瓜 | CK | 34.5 | 24.0 | 48.0 | 10.0 | |
PSB | 51.5 | 68.0 | 52.5 | 5.8 | |
大豆 | CK1 | 176 | 93 | 108 | 1.9 | 47.5 |
CK2 | 103 | 100 | 99 | 2.1 | 32.3 |
PSB | 206 | 146 | 119 | 0.7 | 65.5 |
光合细菌在不同的作物处理中，均能提高土壤中的固氮菌、根瘤菌、放线菌及细菌的数量，而土壤中真菌的数量则明显地减少（见表1）；在未种植任何作物的空地上喷施光合细菌同样能使土壤中的固氮菌、根瘤菌、放线菌及细菌的数量显著增加，而使真菌的数量明显减少。这说明光合细菌对土壤生物区系的影响可能是光合细菌的代谢产物直接作用于微生物的结果，而不是通过作物根系的间接影响。在大豆实验中，CK2处理组（施培养基）的固氮菌、根瘤菌的数量比CK1处理组（施水）明显减少，这可能是培养基中的N源影响了土壤中的固氮菌、根瘤菌的数量。
2.2. 光合细菌对植株吸收土壤养分的影响
喷施光合细菌，可以促进作物对土壤各种养分的吸收，如表2所示，在肥力情况相近的土壤中种植大豆、地瓜，收获时土壤中的有机质、全N、全K、速N、速P、速K的含量和CEC值均有较大幅度的减少。从表3可知，喷施光合细菌的作物，其植株内的养分含量比对照高。作者认为主要是因为PSB能促进作物对养分的吸收，从而促进植物地上部分和根系的生长。
表2 试验地土样分析
处理 | 有机质/g.kg-1 | 全N /g.kg-1 | 全K /g.kg-1 | 速N/ g.kg-1 | 速P /g.kg-1 | 速K /g.kg-1 | CEC /cmol.kg-1 |
地瓜 | CK | 65.15 | 2.820 | 29.07 | 291.06 | 556.25 | 183.33 | 11.97 |
PSB | 53.39 | 2.996 | 28.11 | 255.02 | 612.50 | 158.33 | 12.31 |
大豆 | CK1 | 62.23 | 2.772 | 28.38 | 249.48 | 293.75 | 116.66 | 12.65 |
CK2 | 62.03 | 2.629 | 30.34 | 266.11 | 318.75 | 141.66 | 11.04 |
PSB | 51.21 | 2.048 | 26.63 | 207.90 | 283.70 | 100.00 | 9.62 |
表3 植株养分分析
处理 | 氧化钾 /% | 全氮 /% | 五氧化二磷/% | 粗蛋白质 /% | 淀粉 /% |
地瓜 | CK | 2.11 | 2.35 | 0.21 | | 13.9 |
PSB | 2.50 | 2.94 | 0.24 | | 14.2 |
大豆 | CK1 | 4.52 | 5.17 | 1.18 | 31.31 | |
CK2 | 4.57 | 5.73 | 1.19 | 34.31 | |
PSB | 4.59 | 5.90 | 1.29 | 36.88 | |
2.3. 光合细菌对农作物生物学特性的影响
施用光合细菌后，可以使**、萝卜、地瓜、大豆的植株重、根重显著增加，而植株与根之比，光合细菌处理组较低。这意味着，植物的吸收能力、抗病及对外界恶劣环境的抵抗力均以根系发育较好的光合细菌处理组为强。光合细菌能使**、萝卜、地瓜、大豆分别增产13.6%、58.9%、78.6%、52.2%。在大豆实验中，CK2处理组比CK1处理组只增产5.6%，这说明：起主要作用的是光合细菌本身而非培养鸡基中的营养成分。
喷施光合细菌后，能使大豆植株叶绿素含量比对照增加25.8%，还能增加大豆的蛋白质及氨基酸含量；光合细菌处理组中萝卜的Vc含量、水溶性还原糖含量比对照高6.3%、5.2%；光合细菌同时还影响**的生理特性，使**提早现蕾。
表4 PSB对农作物生物学特性的影响
处理 | 植株重 /g.株-1 | 根重 /g.株-1 | 植株重 /g.株-1 | 叶片重 /g.株-1 | 大豆重 /g.株-1 |
** | CK | 107.3 | 9.0 | 11.92 | 88.4 | |
PSB | 125.9 | 13.2 | 9.54 | 100.5 | |
萝卜 | CK | 77.5 | 417.5 | 1.63 | | |
PSB | 110.0 | 75.5 | 1.46 | | |
地瓜 | CK | 1700 | 700 | 2.43 | | |
PSB | 2370 | 1250 | 1.90 | | |
大豆 | CK1 | 44.7 | 3.8 | 11.76 | | 26.8 |
CK2 | 35.8 | 3.0 | 11.93 | | 28.3 |
PSB | 59.3 | 5.6 | 10.59 | | 40.8 |
2.4. 光合细菌对**抗病毒活性的诱导作用
喷洒光合细菌3次后接种**花叶病毒，以后每隔2d喷洒1次，连续喷7次。结果对照组8d后出现病症，光合细菌处理组10d后才出现病症，且病症比较轻微。在喷洒光合细菌的情况下，病毒造成的干物质积累量减少3.4%；而未喷洒光合细菌时，病毒造成的干物质积累量减少了22%。这说明光合细菌能诱导**产生抗病毒感染的活性，使病毒的危害减轻。
3. 讨论
微生物接种剂，如根瘤菌剂、固氮细菌制剂、促生细菌剂等是用少量微生物接种于种子表面或土壤中，所以施用后不但要存活，而且要在量繁殖，才能发挥应有效果。而光合细菌的情况可能有所不同，当光合细菌用在水产养殖、有机废水处理中时，光合细菌主要是起降解、转化水中的有机物或残留农药、硫化氢、胺类等有毒化合物，这时光合细菌必须是活的，而且还要大量繁殖；而当光合细菌用在蔬菜地时，起作用的可能主要与光合细菌本身所含的丰富营养物质有关，这时光合细菌就不必是活的，当然也可能与红螺菌能够利用有机化合物在好气、黑暗条件下进行导养型营养方式生长有关。林志新在光合细菌对植物抗病毒活性的诱导作用研究中也发现，光合细菌培养液及光合细菌菌体破碎液均能诱导植物产生抗病毒感染活性的作用。
盆栽试验及大田试验均表明，光合细菌能促进土壤中固氮菌、放线菌、根瘤菌、细菌的生长，抑制丝状真菌的生长。光合细菌可促进作物对土壤中各养分的吸收，改善作物的品质、增加作物的产量。光合细菌增产的作用机理可能是综合作用的结果。主要原因有：光合细菌能产生许多促生长因子、维生素、辅酶Q和光合色素等，可激活植物细胞的活性，提高作物光合作用的能力；光合细菌富含脯氨酸和尿嘧啶，这些物质作用于作物的垂死生长期，能促进花芽形成，提高结实率，同时提高果实品质；光合细菌还改变土壤中的微生物区系，使土壤中的固氮菌、放线菌、根瘤菌等增加，使土壤中的丝状真菌减少，固氮菌和增殖能增进土壤生物固氮、增加土壤中生长刺激素和病菌抑制物的含量，放线菌的增殖有利于清除和防治由丝状真菌引起的植物病害，根瘤菌的增加有利于豆科植物的结瘤。另外光合细菌还能促进作物对各种养分的吸收，从而使植物体中各种必需元素的含量增加，这些必需元素是植物体中各种酶的激活剂，它们的增加能促进蛋白质、纤维素等物质的合成，从而能提高作物的产量和抗病能力。
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发表于 2013-6-4 01:52
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