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近年来，养殖生态环境不良，极大地困扰着水产养殖业的发展。池塘经过长时间的高强度养殖，底质老化，水质条件下降，细菌丛生，生态环境恶化。以往治理水质、底质恶化的措施，一是养殖过程换水，二是收获以后进行池塘清淤。换水和清淤给养殖大环境造成严重污染，由此带来了交叉感染、水资源浪费、养殖区域使用年限缩短等负面效应。
所以，如何在现有的养殖模式中，针对养殖池塘生态环境的特点，采取有效的措施，调控好的养殖生态环境，成为促进养殖对象健康生长、水产养殖业持续发展的重要一环。应用有益微生物治理养殖生态环境，其成本低、收效大、无再污染等优点已逐渐成为研究的热点。自然水生态系统中，生产者、消费者、分解者处于相对平衡状态。但是在养殖生态系统中，养殖动物的数量大大增加，其他生物极少，改变了自然生态系统的相对平衡状态，养殖动物的食物来源于人工投喂的配合饲料，自身的排泄物、残存饲料、浮游生物残体等有机物失去了被其他生物转化利用的机会，只能依靠池中微生物的分解矿化。
在养殖池塘这个生态环境中，物质的分解转换是依靠微生物的活动来完成的。养殖池塘自有的微生物有好氧性的、厌氧性的和兼性厌氧性的。当氧气充足时，好氧性微生物占主导地位，物质的分解转换速度快而且彻底，产物无毒；当氧气不足或缺乏时，厌氧性或兼性厌氧性微生物的活动占主导地位，物质的分解转换速度慢且形成有毒的中间产物。对有些养殖动物来说，好氧性微生物一般都是有益的或者无害的，厌氧性和兼性厌氧性微生物有部分是有害的，条件致病性的，甚至是致病性的。
在养殖初期，池塘里生物量小，有机物质不多，溶氧充足，有机物在好氧性微生物分解作用下，产生二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等无机盐类，为单细胞藻类进行光合作用提供营养，而单细胞藻类的光合作用又为养殖动物的呼吸和有机物的氧化分解提供溶氧，并为养殖动物的生长营造良好水色。这时池塘处于相对的良性生态平衡状态。随着养殖期的增长，池塘中的有机物越来越多，在池塘的中上层，由于单细胞藻类的光合作用尚可以维持足够的氧气，供给好氧性微生物活动，而在池塘的下层和底层，光合作用微弱，有机物的氧化分解很快就耗掉了水中的溶氧，使得厌氧性或兼性厌氧性微生物大幅生长而成优势菌群，有机物的厌氧消化取代了氧化分解。厌氧消化速度慢，分解有机物不彻底，易产生氨、有机酸、胺类、硫化氢、低级脂肪酸、醇类、甲烷等中间产物。这些产物对动物有毒害作用，能使养殖动物中毒，致使病原微生物大量滋生，引起致病、死亡。由于分解有机物速度慢，进入池塘中的有机物得不到及时降解，从而在池底淤积，造成池塘老化。
可见，池塘中的残余饲料、鱼虾的排泄物、浮游生物的残体等有机物质是依靠微生物来分解的，但池塘中自然存在的微生物区系不足以分解掉进入水体的大量有机物，造成有机物在池塘中累积，引起池塘生态环境的恶性循环。因此添加有益微生物后，由于需氧微生物与厌氧微生物共栖，当需氧微生物耗尽了厌氧微生物周围微环境的氧，便为厌氧微生物的生长创造了良好的条件，即使大环境中有氧，而在某一微环境中，由于好氧菌的作用而成厌氧条件，就能使厌氧细菌良好生长。好氧细菌与厌氧细菌多功能的协同作用，大大加快了有机物的分解速度，能把进入水体的大量有机物质快速而彻底地分解掉，减少或避免有机物质在池底的沉积，保持池底的清洁，达到改善生态环境的目的。
一般而言，有益微生物包含细菌、cyanobacteria、微藻、霉菌等。目前在水产养殖业上应用的细菌，主要有“化能异养细菌”等。
一、化能异养细菌
这一类细菌包括有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌、假单胞菌属菌类、亚硝化单胞菌属菌类、硝化杆菌属菌类、硫杆菌属菌类等的一些菌株，这些细菌有好氧的、厌氧的、兼性厌氧的，能利用大分子有机物而对养殖动物无病原性。它们能分泌多种胞外酶，把大分子有机物质如淀粉、脂肪、蛋白质、核酸、磷脂等分解成小分子有机物，再进一步矿化生成硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐等无机盐类。有益微生物进入养殖水体以后，发挥其氧化、氨化、硝化、反硝化、解磷、硫化、固氮等作用，把养殖动物的排泄物、残存饲料、浮游生物残体等有机物迅速分解为二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐等，提供营养促进单细胞藻类繁殖生长，同时自身迅速繁殖而成为优势菌群，抑制病原微生物的滋长。单细胞藻类的光合作用又为有机物的氧化分解、微生物的呼吸、养殖动物的呼吸提供溶氧，构成一个良性的生态循环，使水体中的菌相与藻相达到平衡，维持稳定水色，营造良好水质条件。
1、乳酸菌 乳酸菌是能够分解糖类以产生乳酸为主要代谢产物的无芽孢的革兰氏阳性菌，厌养或兼性厌氧生长，在pH3.0～4.5酸性条件下仍能够生存。包括乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、片球菌属。目前主要应用的有嗜酸乳杆菌、双歧乳杆菌和粪链球菌。特点是多种动物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群；在微需氧或厌氧条件下产生乳酸，有较强的耐酸性，不耐热，65℃～75℃下死亡，并产生一种特殊抗生素-酸菌素(Acidoline)，能有效抑制大肠杆菌、沙门氏菌的生长。
2、芽孢杆菌 芽孢杆菌属于需氧芽孢杆菌中的不致病菌，是以内孢子的形式零星存在于动物肠道的微生物群落中。目前主要应用的有地衣杆菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆菌、东洋杆菌等，在使用时多制成该菌休眠状态的活菌制剂，或与乳酸菌混合使用。由于芽孢杆菌具有芽孢，其产品具有较多的优点：耐酸、耐盐、耐高温（100℃）及耐挤压，具有稳定性，具有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性。
①该菌为好气性细菌，当养殖水体溶解氧高时，其繁殖速度加快，分解大分子有机物的效率提高，因此在泼洒该菌的同时，须尽量同时开动增氧机，以使其在水体繁殖迅速形成种群优势。
②由于芽孢杆菌系化能异养菌，因此当养殖水体底质环境恶化，藻相不佳时，应尽快应用芽孢杆菌，其可迅速利用大分子有机物质，同时能将有机物质矿化生成无机盐为单细胞藻类提供营养，单细胞藻类的光合作用又为有机物的氧化、微生物的呼吸、水产动物的呼吸提供氧气。循此往复，构成一个良性的生态循环，使池塘内的菌相和藻相达到平衡，维持稳定水色，营造良好的底质环境。
③使用芽孢杆菌前活化工作为必须的措施，活化方法通常为采用本池水加微生物培养基，浸泡4－5小时后即可泼洒，这样可最大程度提高芽孢杆菌的使用效率。
④作为有益微生物，芽孢杆菌同样要避免与消毒剂同时应用池塘，以免丧失效价。
3、硝化细菌
①由于硝化细菌的生物特性与其他活菌不同，使用时不需要经过活化处理，不需用葡萄糖、红糖等来扩大培养，反之则会使硝化细菌失活，因此使用时只需简单的用池塘水溶解泼洒即可。
②硝化细菌的特性是繁殖速度较慢，20多小时才能繁殖一代，不像芽孢杆菌2分钟繁殖一代，所以投放硝化细菌后，一般情况需4－5天后才可见明显效果，因此提前投放时间应是解决这个矛盾的好方法，同时为了更好地提高硝化细菌作用效率，在实际应用中若芽孢杆菌或光合细菌与其一起应用的话，硝化细菌应提前数日运用，避免繁殖速度快的活菌竞争空间。
③硝化细菌不可与化学增氧剂如过碳酸钠或过氧化钙，因为这些物质在水体中分解的出氧化性较强的氧原子，会杀死硝化细菌，所以最好错开1天后使用。
④由于硝化细菌是附着在无机物上，在高位池中采用的中间排污，会排走大量的硝化细菌；特别是刚投放的前几天，硝化细菌的繁殖尚未进入高峰期，这时排污会使硝化细菌作用不明显。因此在高位池中，最好在使用硝化细菌后4－5天内基本不排水或少排水。在投放硝化细菌时，如结合质量较好的沸石粉同时泼洒，使之快速沉于水底而不易被排走。则效果更佳。
⑤养殖池塘的酸碱度及溶解氧与硝化细菌的使用效果有较大的关系，硝化细菌对pH值的适应范围为5－10，但在低于7或高于8.5的水体中硝化细菌的繁殖会受到一定的影响，最适宜范围为7.8－8.2，同时硝化细菌在将氨氮转变成亚硝酸盐进而转变成硝酸盐的过程，是一个耗氧过程，但其是微需氧，在其转变过程中所需要的溶氧很少，在使用硝化细菌的水体中，溶氧只要不低于2毫克／升即可。
⑥纯化硝化细菌，其保存及包装工艺是决定其使用效率及保存期限的关键，因此其载体须使用200－300目以上的特殊物质，且其水分含量要低于5％，并需采用真空包装，只有这样才能确保实际应用效果。
二、光合细菌
这是一类能进行光合作用的原核生物的总称，他们的共同点是体内具有光合色素，在厌氧、光照条件下进行光合作用，利用太阳光获得能量，但不产生氧气。目前在养殖生产上应用的是红螺菌目红螺菌科的菌种。这些菌种在硫化氢浓度很低时，也能利用硫化氢作为供氢体，但总的来说他们是利用小分子有机物作为供氢体，同时以这些小分子有机物作为碳源利用，他们能利用氨盐、氨基酸或氮气作为氮源，有的菌种也利用硝酸盐和尿素作为氮源。但是，红螺菌科本身不利用或不能很好的利用淀粉和葡萄糖、脂肪、蛋白质等大分子有机物质。光合细菌虽然好，但对于进入水体中的大量大分子有机物质，如养殖动物的排泄物、残存饲料、浮游生物残体等却无法分解利用。
现今有益微生物已经在许多国家成为商品，并在美国、日本、欧洲国家、印尼及泰国等国家广泛被使用，如美国的 Alken-MurrayCor-poration 及 AmericanStandardPro-ductscompany、日本的 EM（比嘉照夫）光合细菌（PSB）、贝纳克菌剂、美菌方（ALKENCLEARELO 以枯草杆菌、地衣杆菌、多粘杆菌、假单胞菌等制成系列制剂）、Jy10（节杆菌）、Jy31（乳杆菌）、复方回春生（双歧杆菌制剂）、弧敌（李东宜博士等研制，用于控制弧菌）、超级硝化菌（李东宜博士等研制，用于水质改良）、优菌生（李东宜博士等研制，使水体形成优势菌群、完整的微生物生态链）。
随着微生物生态学的研究进展，人们日益认识到水环境中微生物在水产养殖中的重要性。以往谈及水环境中的微生物，主要侧重其有害的方面，如病原菌等，而往往忽视有益微生物在水体净化、防治对虾类疾病和促进生长等方面的作用。在综合防治中，重视有益微生物的生态因素，应用微生物生态制剂，可以较好地保持水中生态平衡，使综合防治取得更佳效果。将有益微生物直接加入养殖水体中，要注意环境是否适合有益微生物的生存和繁殖。如水体加入了抗生素等化学物质，就会降低微生物的作用效果；长期使用抗生素，会导致对虾肠道菌群失衡、对虾长不大。微生物生态制剂的加入使养虾变得更加简单。
“水产养殖，最最主要的是看水质的好坏。你瞧，虾池里的水清灵灵的，虾儿在这样的环境里生活，哪有不长肉的道理？当然，这要好好感谢农科院的专家们。”10月6日，广西省一水产养殖场经理封建国一见到记者，就乐呵呵地夸奖起了农科院的专家。封建国说，他们的养殖场能有今天的经济效益，要归功于微生物类产品。
被封建国津津乐道的微生物类产品，据了解，是由李东宜博士等研制成功的。其相关技术——“用于净化水产养殖水体的微生物制剂及其制备方法”已获国家发明专利授权。
封建国告诉记者，水产养殖最让养殖户们头疼的是，在一个封闭式的水产养殖环境中，有机物的积累及其分解所产生的氨氮、亚硝酸盐等有害物质是造成水质恶化的关键因素。由于水池里大量未食饵料、水产动物粪便、藻类残体沉积，致使养殖水体有机物大量积累。而日渐积累的有机物分解所产生的氨氮、亚硝酸盐等，对水产动物的器官组织会造成很大的损伤，是养殖水域中诱发暴发性疾病的一个重要因素。同时，有机物也是病源微生物、有害藻类的滋生源头。
封建国对记者说，他们的南美白对虾的养殖面积为100亩。2009年7月，封建国说：“在没使用微生物产品前，南美白对虾的亩产量为300公斤，但在用了微生物类产品后，南美白对虾当季亩产量就提高了150公斤。这样，每亩南美白对虾可增收6000元。100亩南美白对虾收成在15万公斤以上，经济效益可观。”
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