海洋生物技术与水产养殖生物病害防治

摘要：中国是世界上最大的水产养殖国。在集约化水产养殖中，大量的饲料投入和鱼类代谢产物的积累不仅造成水体资源污染，而且水产养殖废水的释放还导致周围水体富营养化。当前，处理水产养殖废水的主要方法有物理、化学和生物处理技术。生物处理技术具有成本低，环保，无二次污染的优点，是处理养殖废水的主要方法。

关键词：海洋生物技术;水产养殖;生物病害防治

中图分类号：S96

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200215049

收稿日期：2019-12-23

作者简介：曹洪松（1974-），男，本科，工程师。研究方向：海水养殖、海洋生态环保。

自21世纪初以来，水产养殖生物疾病的发病率一直处于直线上升阶段，尤其是病毒性疾病的爆发和扩散，这一因素对海水养殖的发展产生了巨大的阻碍作用。海洋生物技术研究在海洋疾病预防和控制中的应用引起了广泛的关注。国内外专家对此领域进行了广泛的研究，并取得了一定的科学成果。水产养殖中的海洋生物技术动物疾病预防和控制的应用主要包括用于生态育种的生物修复技术，评估和预防生物疾病的繁殖。

1 海洋生物技术

1.1 对于生态环境的作用

在水产养殖的环境生物修复技术中，过去已经研究并广泛使用了许多微生物制剂。这些制剂的共同特征是在繁殖环境中减少氨氮、硫化氢和亚硝酸盐，增加溶解氧等，并对繁殖具有确定的固定作用。但是，分解有机物的速度并不令人满意，并且受环境因素的影响很大，农药日益污染海洋环境。几乎所有天然微生物都缺乏分解卤代烃所需的酶。摆脱这些有毒化合物的一种可能方法是使用生物技术制造新菌株，并使用必要的酶对其进行降解;还可以构建转基因细菌和转基因藻类，以防止诸如重金属和有机污染等污染物，从而恢复繁殖环境[1]。

1.2 生物技术和方法

海洋生物技术发展和应用的关键领域是海水养殖，目的是利用生物技术来改善育种、生长等整体状况。海洋生物活性和生物技术成分的使用意味着新一代化学品的开发，以及用于制药、酶、夜苗和诊断试剂的工艺是高科技产业发展的重要方面。天然产物的开发、酶的开发和应用以及脂肪酸的制备是当前引起人们广泛关注和快速发展的主题。海洋酶的来源和性质，酶分离的生化和工业应用前景是重要的研究内容。环境生态生物技术的研究和开发专注于海洋生物修复技术的开发和应用，开发领域包括使用生物活体或其产品来降低污染物，降低毒性等。

2 我国水产养殖的隐患

2.1 种类质量

中国的水产养殖生物种类大多数是野生型的，除了对环境温度等变化具有强适应性的优势外，其对于环境变化的不适应表现得更加明显，如水环境的破坏和病原体的入侵等。由于养殖的野生水域微生物难以适应不断恶化的环境，因此长期集约化养殖很容易造成大量死亡[2]。此外，在野生型种群中进行了多代繁殖后，会产生一定比例的子孙性状分离，有些生物可能对某些环境敏感导致其死亡。

2.2 病害危机

目前，在我国海洋水产养殖业中存在一些不合理现象，在生态不同的海洋地区水产养殖种类中十分常见。如果特定海洋区域适合某种类型的生物水产养殖，则水生生物量将严重超过环境负荷，长期密集的养殖在当地沿海地区具有单一结构，很容易造成生态系统的能量和物质枯竭，导致生态失衡，导致赤潮和病原生物的发生。并且，由于食物链短和能量转化率高，但生态系统稳定性差，很容易引起疾病和流行病暴發[3]。

2.3 环境因素

我国每年直接入海的废水量非常高，此外，污水和废水中含有大量的有机物、无机氮、磷和有机农药，这些进入内陆水和近海后，会导致水产养殖水质下降，严重影响了鱼的生存和生长。除了引入外部污染物外，养殖业对养殖水域生态环境的影响也不容忽视。大量新增加的水产养殖设施改变了水产养殖区及其附近水域的流量。由于水产养殖设施的约束性影响，流速降低了，影响了养分的输入和污水的输出，使土壤污染物不能及时排出，得到稀释和扩散，会严重污染水域。

随着生产过程中大量废物的积累和矿化，水下和海底地面的升高，水深将变浅，使用水域的相关功能就会减少，这将成为二次污染的污染源。此外，植物物种中有机物的腐烂，动物物种繁殖期间释放的人工饵料和代谢物等都会对水环境造成破坏。在现今社会中，中国的水产养殖业将向生态和工程水产养殖发展。其理论基础是利用现代生物学理论和技术工程来调整文化和环境因素之间的关系，以实现可持续性的发展。实现良好的水产养殖生物繁育，高质量和高价值的水产养殖产品以及干净的水产养殖环境，并最终实现水产养殖业的科技自动化和可持续的长远策略[4]。

3 水产养殖

3.1 保持水中氧气来源

水中的氧气来源主要取决于2个方面：空气中的氧气溶解在水中，水中的浮游植物在白天光的作用下产生氧气。水产养殖户对水中氧气来源要重视，氧气是许多动植物的生命之气，没有氧气，或者氧气不够，水产养殖生物会发生大面积的死亡。大多数生物一直在呼吸，呼吸的主要有用气体是氧气。水上动植物，实际上和陆地上的动植物一样，需要呼吸氧气。必须记住这个问题。水中的氧气含量低于空气，因此水产养殖水生动物会随时面对缺氧的问题，水产养殖者一定要重视氧气的重要性。

3.2 藻类耗氧问题

藻类一直都在耗氧，虽然其白天进行光合作用会产生氧气，但其同时也在进行呼吸作用，消耗氧气，只是白天产生氧气的速度要高于消耗的速度。水草晚上耗氧，沉水植物是有生命的，会呼吸消耗氧气，所以大面积种植沉水植物，尤其是高温的晚上会出现非常严重的缺氧现象。由缺氧引起的水产生物死亡的情况屡见不鲜。

3.3 注意酸碱值

pH值用于检测水的酸碱度，数字越低则酸性越强，数字越高则碱性越强。许多水产养殖户逐渐学会测试pH值，但应注意测试水的pH值的时间，因为水的pH值在一天内会发生变化。在清晨pH最低，在下午pH最高，是由光的变化引起的，直接原因是水中的藻类呼吸作用和光合作用。

3.4 有害物质含量

水产养殖户对于水中的有害物质残留，需要有定期检查清除的意识。氨氮和亚硝酸盐是水中的2个成分，并且是有害的。其源自腐烂的草根，鱼虾等未吃完的饲料，其中以草根腐烂为重点。氨氮和亚硝酸盐对活体动物十分有害，因此预防这2种物质的产生是重中之重。值得水产养殖户注意的是，这2种有害物质过量出现是由于水中处于缺氧状态。如果水中氧气充足，这2种物质将转化为藻类肥料，最终将刺激藻类的生长;如果水中氧气始终很低，则这2种物质将积聚在水中并继续消耗氧气，导致水变得更加脱氧，并且水的颜色变得越来越差[5]。

4 水产养殖的相关生物疾病

4.1 生物疾病的诊断

检测生物是否感染是诊断病毒性疾病的最直接的方法。鱼、虾和贝类病毒的检测方法通常包括组织病理学、血清免疫学、分子生物学和其它相关学科的方法。其中，分子生物学技术在检测病毒中的应用具有许多独特的优势，并且正在迅速发展。

4.2 生物疾病的预防和治疗

4.2.1 直接防止病毒传播

这意味着该病毒存在于亲本的卵巢组织和胚胎组织中，因此后代终生携带该病毒。如果生活环境恶化，使用生物检测技术来检测亲代鱼、虾等亲代中病毒的存在，并选择健康的亲代来繁殖是防止其传播的重要步骤。

4.2.2 防止病毒水平传播

防止病毒传播到水产养殖生物的主要方法是病毒性疾病传播，是指成熟的病毒颗粒或内含物进入水环境，感染水中的微生物或食物，养殖的水生生物通过进食感染病毒。利用海洋生物技术检测养殖生物的诱饵可以有效地预防病毒性疾病的传播。同时，定期对鱼塘和虾塘中水质、沉积物和小型甲壳类等养殖生物的生活环境进行病原微生物检测，按时进行治疗，并采取如隔离等措施，以防止环境污染引起水平传播和疾病传播[6]。

生物技术在生产鱼病疫苗中的应用已受到广泛关注。重组疫苗可用于浸泡鱼、虾卵和鱼苗，也可用于成年鱼注射液的疫苗接种。其特点是具有良好生存稳定性，并且可以轻松扩展。另外，存在便宜的疫苗，例如疫苗亚基。动物产生抗原性病毒成分，可以防止它们避免抗原之间的竞争并改善免疫效果。

4.3 利用转基因技术

利用转基因技术向水产养殖生物引入一定的抗病基因，增强其抗病能力，这将是解决水产养殖疾病问题的一种新方法。如，在鱼和虾中引入带有适当启动子的外源DNA可以确保反义病毒RNA序列的表达，防止由于病毒复制受阻而引起的病毒感染。此外，病毒外壳蛋白还可以转移到鱼虾体内抵抗病毒。随着对鱼、虾及其病毒的深入研究，预计在不久的将来，将培育出新的抗病毒品种。除了繁殖抗病毒的转基因鱼和虾外，转基因技术还可用于开发工程菌以预防和控制水产养殖生物的疾病。利用抗病毒基因工程菌作为水产养殖的添加剂，有可能会成为防治疾病的一种新的手段。

4.4 生物工程技术应用

生物工程技术包括生物滤池、生物膜反应器等。高浓度氨氮和硝态氮不仅对养殖动物有害，也是水体富营养化的重要原因之一。因此，去除养殖系统中的氨氮和硝态氮是污水处理的主要目的。同时硝化、反硝化、好氧反硝化技术是目前生物工程技术中主要的反硝化技术。

5 结束语

在水产养殖中引入环境容量的概念，并根据繁殖水域的最大环境容量确定品种的大小。各种水生生物、水生植物以及其他互补性和互惠性的综合利用被用于建立水产养殖生态系统。通过多营养学科体系中的能源和材料的循环利用，最大程度地减少了大型水产养殖对水环境的负面影响，优化了水产养殖废水的非排放方式，传统的水产养殖业排水量巨大造成污染。

参考文献

[1] 吴融. 海洋生物技术在水产养殖上的应用[J]. 现代渔业信息， 1994（04）：5-8.

[2] 黄美珍， 李志棠. 海洋生物技术在水产养殖生物病害防治中的应用[C].福建省水产研究所.第2届全国海珍品养殖研讨会论文集，2000：69-74.

[3] 王清印. 海洋生物技术在海水养殖动植物品种培育和病害防治中的应用[J]. 生物工程进展， 1996（06）：41-48.

[4] 相建海， 吴长功. 海洋生物技术的应用及前景[J].世界科技研究与发展， 1998（4）：67-71.

[5] 王楠， 纪炜炜， 付婧. 三沙湾夏季大型底栖动物群落結构及其和水产养殖活动关系[J].海洋渔业，2019（4）：408-420.

[6] 许育新. 水产养殖废水生物处理技术研究进展[J]. 浙江农业科学， 2019（8）：1306-1310.

（责任编辑 李媛媛）