海水养殖产生大量的残饵、排泄物和动物残体等导致了养殖水体COD、氮素等含量居高不下,造成了养殖水体富营养化、水产病害大范围频繁发生,给水产养殖业造成了惨重损失。芽孢杆菌是一类可产生多种胞外水解酶类,能有效降解养殖水体各种大分子有机物且无毒副作用的水产益生菌,目前已广泛应用于水产养殖水质的净化过程并取得了明显的经济效益和生态效益。不过,同其它微生物一样,芽孢杆菌也存在多种不同的地理种群。海南海水养殖环境存在丰富多样的热带芽孢杆菌资源,为发展适于改良海南等热带地区海水养殖水体的热带芽孢杆菌微生物制剂提供了一个良好的菌种库。本研究从海南三亚南山、陵水新村港、东方板桥和乐东球港等地的热带海水养殖系统中分离筛选得到高蛋白酶活、脂肪酶活、有效去除COD、有效脱氮的热带芽孢杆菌各2株。拮抗性试验结果表明,这8株芽孢杆菌相互之间生长良好、无拮抗作用。采用Plackett-Burman试验设计建立了8个有效菌株的多元二次回归方程,根据8个菌株的水质净化响应值的显著性结果和参数分析,最终筛选出3株可良好复合的芽孢杆菌；采用最陡爬坡试验设计确定上述主效作用的芽孢杆菌的中心值；最后根据Box-Behnken试验结果建立了3个可良好复合的多元二次回归方程,并确定了上述3株可良好复合的芽孢杆菌的最优复合浓度,为开发基于热带土著菌株的复合芽孢杆菌制剂提供了科学参考和理论数据。采用本实验室建立的以甘蔗糖蜜为主要原料的芽孢杆菌培养基对确定的热带芽孢杆菌复方进行规模化发酵培养,该制剂的活菌总数达到5×109cfu/mL,蛋白酶、脂肪酶活性稳定。以市售的高活性产品为对照(对照组),测定了该芽孢杆菌制剂对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖水质的净化效果(试验组)。结果表明,在6d内,试验组对虾养殖水体的COD降低了97.22%以上,DO增加了8.92%以上,氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐分别降低了88%、92%和75%以上；对照组的COD降低了93%,DO增加了7%,氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐分别降低了70%、90%和75%；试验组与对照组对养殖水体中的弧菌都存在明显抑制作用。因此,本研究建立的热带芽孢杆菌制剂可高效改善热带海水养殖水体,具有良好的应用前景。