集培养技术
富集培养又称强化培养,是指在基础培养基中加入特殊养分,使难于在一般培养基的生长的菌种能够生长的一种培养方法。自然界中存在的硝化菌由于其硝化效率低,不能直接用于养殖池塘的亚硝酸盐降解。所谓高效连续富集培养技术是指筛选和富集高效硝化细菌的方法,即采用世界先进的德国进口生物技术设备,在无菌条件下从自然界中连续富集能降解亚硝酸盐的硝化菌。该技术能根据科研人员的需要,采用含高浓度的亚硝酸盐体系,将小到微米级的高效硝化菌收集起来。所以,采用高效连续富集培养技术得到的硝化菌具有很强的亚硝酸盐降解能力。
²;硝化细菌的定向驯化技术
获得了亚硝酸盐降解能力强的高效硝化菌后,科研人员通过定向驯化技术,以使收集到的硝化菌能在自然条件下快速生长和高效降解养殖池中的亚硝酸盐。
研究过程中,我们首先对硝化菌的生长速度进行了驯化,将生长速率低的硝化菌不断淘汰,最终获得了比生长速率高的优良菌株,这一过程能保证硝化菌在养殖池中进行快速生长繁殖,并保持一定的数量。在此基础上,我们对硝化菌的亚硝酸盐降解能力进行了驯化,获得了能快速降解亚硝酸盐的优良菌株,这一过程保证了硝化菌能将池塘中的大量亚硝酸盐降低到适宜的浓度,即驯化后的硝化菌其所谓的“吃亚硝酸盐”的能力大幅度提高了。
此外,科研人员采用定向驯化技术,使高效硝化菌的适应能力大幅度提高了。定向驯化技术还保证了硝化菌能在不同的温度和不同的酸碱度下保持快速生长繁殖和快速降解亚硝酸盐的能力,为高效硝化菌的大面积推广应用奠定了坚实的基础。
²;硝化细菌的大规模培养技术
将通过高效连续富集培养技术和定向驯化技术得到的高效硝化菌应用于养殖业,产品成本是关键。而硝化菌的大规模培养技术为其实际应用开辟了新的篇章。科研人员采用先进的德国进口培养设备和生物工程技术相结合,经过苦心研究,终于成功获得了高效硝化菌的大规模培养工艺。该技术是采用补料间歇培养工艺,在培养温度控制、营养物质的添加、溶解氧浓度和酸碱度的全自动控制等方面作了详细的研究。试验结果表明,高效硝化菌产品生长速度快、适应能力强、硝化菌浓度高、亚硝酸盐降解能力强。所以,硝化菌的大规模培养技术是产品走向实际应用的关键。
²;先进的制剂技术
众所周知,微生物在液体中很难长时间存放,要使硝化菌商品化走向市场其制剂技术也极其重要。为此,科研人员采用进口设备以物理的方式使硝化菌处于“休眠”状态再进行干燥得到干菌,然后配以保护剂、吸咐剂等制得硝化菌制剂,最后采用无氧包装。其特点是保存时间长、活化率高。硝化菌的制剂技术终于使硝化菌能够产业化并成功地走向市场。
(四)、硝化菌制剂的硝化作用机理
1、氮循环的概念
氮循环是指氮在有机体与环境之间的循环,这是一种复杂的循环反应,主要指有机氮与无机氮相转换的过程。
2、氮循环的过程
含氮有机物→氨氮→亚硝酸盐→硝酸盐
上述过程亦能逆向进行,称为反硝化作用。该过程能将一部分硝酸盐还原成氨、一部分硝酸盐分解成氮气进入大气层。
在这个循环过程中,其中间产物氨氮、亚硝酸盐是有毒物质,硝酸盐是无毒无害的,且硝酸盐能被动植物及澡类吸收利用。
3、氮循环过程对水产养殖的指导意义
了解了氮循环过程,我们就可以利用自然界所固有的规律,降低养殖过程所产生的氨氮、亚硝酸盐,改善水质,确保养殖的成功。硝化菌制剂就是利用硝化菌能将亚硝酸盐转化为硝酸盐这一自然规律研制的高科技产品。
4、作用机理
硝化作用有时特别称为硝酸化作用(nitrition),因为它能产生如下生化反应:
NO2ˉ+1/2O2 → NO3ˉ+17.8Kcal·mol—1
上述反应中,氮由正三价氧化成正五价,并产生17.8Kcal·mol—1的热量,这些热量用于形成ATP并储存其中,从而使硝化菌可以得到同化二氧化碳所需的能量。硝化菌制剂(硝化王)利用这一能量合成有机物,其反应如下:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
这种由硝化菌制剂(硝化王)完成的生物氧化作用称为自养性硝化作用,即硝化菌制剂在好气条件下,巧妙地利用其化学能自养的生长特性,将亚硝酸盐氧化成硝酸盐,并从中获得赖以生存的化学能,以用于固定二氧化碳来满足其对碳的需求。
(五)、硝化菌制剂的硝化作用强度测定
1、实验室试验
将硝化菌接种到液体培养基中,于24℃培养5天,培养液取出1ml稀释100倍(视培养液中NO2—浓度而定),加入格利斯试剂,于752分光光度计上比色,通过检测亚硝酸根的减少量,可以断定硝化菌的硝化作用。实验结果见图2。
图2硝化菌的硝化作用
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