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1.3 枯草芽孢杆菌的介绍
芽孢杆菌是人类发现最早的细菌之一。早在1835年,Ehrenberg 所描述的“Vibrio subtilis”即是现在大家熟悉的“枯草芽孢杆菌”, 它是由Cohn 于1872年正式命名的,现作为芽孢杆菌科( Bacillaceae) 的模式菌株[7]。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis Cohn）是一种好氧型内生抗逆孢子的革兰氏阳性菌。广泛存在于土壤、湖泊、海洋和动植物的体表，自身没有致病性，对人无毒无害，国内外均允许将其用于饲料添加剂[8]。
总氮处理是防治水体富营养化的关键，枯草芽孢杆菌能够有效的减少水体的总氮含量，从而能够有效的防治水体富营养化[9]。它只具有单层细胞外膜，能直接将许多蛋白分泌到培养基中。它能够大量消耗水体中的有机质，将其分解为小分子有机酸、氨基酸及氨，改善水质，为单胞藻提供营养；还可使肠道JK 值及氨浓度降低，产生较强活性的蛋白酶和淀粉酶，促进水产动物的消化；也能抑制病原菌的滋生和提高动物的免疫力。而且具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，可降解饲料中的某些抗营养因子，饲料转化率提高，促进鱼类生长，是一种绿色饲料添加剂，比其它益生菌具有更多的优点[10-11]。在营养缺乏的条件下，枯草芽孢杆菌停止生长，同时加快代谢作用，产生多种大分子的水解酶和抗生素，并诱导自身的能动性和趋化性，从而恢复生长。在极端的条件下，还可以诱导产生抗逆性很强的内源孢子,具有良好的发酵基础[12]。
1.4 枯草芽孢杆菌的应用
国内外关于枯草芽孢杆菌的研究与应用已有100多年的历史，随着人们对枯草芽孢杆菌研究的深入发展，现在其在水产养殖废水、农业、医药、工业等方面具有广泛应用价值。
1.4.1 枯草芽孢杆菌在处理水产养殖废水中的应用
枯草芽孢杆菌在水产养殖中的应用起步较晚，由于它能分泌蛋白酶等多种酶类和抗生素，使池底积累的大量残余饵料、排泄废物、动植物残体以及有害气体(氨、硫化氢等)，使之先分解为小分子(多肽、高级脂肪酸等)，后分解为更小分子的有机物(氨基酸、低级脂肪酸、单糖、环烃等)，最终分解为二氧化碳、硝酸盐和硫酸盐等，有效降低了水中的COD、BOD，使水体中的氨基氮(NH3-N)、亚硝基氮(NO2-N)和硫化物浓度降低，从而有效地改善水质，同时还能为以单细胞藻类为主的浮游植物提供营养物质，促进繁殖。这些浮游植物的光合作用，又为池内底栖水产动物的呼吸、有机物的分解提供氧气，从而使养殖水体形成一个良性的生态循环；另外，它们分泌的多种酶类和抗生素可以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。越来越多的学者已通过研究发现，枯草芽孢杆菌可在水产养殖中发挥重要的作用。
Furzikova [13]等在海南斑节对虾养殖池中使用枯草芽孢杆菌制剂后, 养殖池中有害物质如亚硝酸盐、硫化氢显著减少，COD较对照池大幅度下降。因此，枯草芽孢杆菌已被广泛应用于水产养殖中。
曾等[14]将枯草芽孢杆菌与空白水样作对比，空白水样为水产养殖水。试验池中枯草芽孢杆菌密度4×108个/L，间隔7d后再以相同的剂量施放1次，于施放菌液后的第1、3、5、7、9、11天上午采集水样，测量水中的硝酸盐含量。空白水样的硝酸盐呈上升趋势，而加枯草芽孢杆菌的水样则呈下降趋势，证明枯草芽孢杆菌有降解硝酸盐的能力。
张等[15]将光合细菌、枯草芽孢杆菌和不加微生物的水样分别投入到模拟污水中，各水样的硝酸盐的含量基本都有降低的趋势，特别是处理后的第1天硝酸盐的降低幅度最大，在处理后的第4天，枯草芽孢杆菌处理的硝酸盐的含量基本为0，并一直保持不变，说明这3株枯草芽孢杆菌可有效快速地降解水体中的硝酸盐。而对照水样的最终硝酸盐浓度为21.63㎎/L，光合细菌处理为18.82㎎/L，与枯草芽孢杆菌处理间均呈极显著差异(P<0.01) 。相对于光合细菌与空白水样，枯草芽孢杆菌降解能力更强。