硝化细菌的碳源 硝化细菌那些事儿(之一)——深入了解硝化细菌

2019-05-30 - 硝化细菌

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感谢作者:鳄鱼先生(fish3000鱼民村)

俗话说,“养鱼先养水”。到底什么是“好水”呢?随着近年水产养殖技术的发展研究,我们知道了,“好水”其实就是稳定平衡的微生物群落,它具有象大自然一样自我调节功能,可以及时地将水中的有害物质分解掉,让鱼儿健康地生长繁殖。而各种微生物中,作用最大也是最受关注的就是硝化细菌。

硝化细菌的碳源

那么,硝化细菌到底是什么,有什么重要作用呢?在回答这个问题之前,必须先介绍一下“氮循环”的概念。

我们知道,氮(N)对生物来说是非常重要的化学元素,因为它可以形成生物必不可少的两种有机物:蛋白质和核酸。而自然界的氮主要以氮气(N2)的形式存在于空气中,大多数生物无法直接利用它,只有一些菌类,如蓝、绿藻类,能够吸收N2,合成氮基化合物。

硝化细菌的碳源

这个过程叫氮固定。藻类被其他生物吃掉,这些生物又再被生物链中更高级别的生物吃掉,最后氮化合物在整个生态系统中传播开来。当这些氮化合物被释放(生物死亡,或通过其脱落物、排泄物)时,它们被细菌分解,分解的主要产物是氨,氨易氧化,会被一些细菌氧化为亚硝酸盐,然后被另一些细菌氧化为硝酸盐。

硝化细菌的碳源

硝酸盐可以被植物吸收,再次进入到食物链中。氮变为有机物,并被分解,然后再次形成有机物的过程,就是氮循环。这样,一个完整的氮循环的模式就是:

生物(有机物)——>氨——>亚硝酸盐——>硝酸盐——>生物(有机物)

好了,现在说说到底什么是硝化细菌。硝化细菌严谨定义是指利用氨或亚硝酸盐作为主要生存能源,以及能利用二氧化碳(CO2)作为主要碳源的细菌。广义上讲,凡是能使土壤或水中的氨氮氧化成亚硝酸或硝酸盐的细菌,都可以称为硝化细菌。这里需要明确的是,所谓硝化菌或亚硝化菌并不是某一种细菌,而是多种能够完成硝化、亚硝化作用的细菌的统称。我们平时说的“硝化细菌”,就是指硝化菌和亚硝化菌。

那么,为什么说硝化细菌很重要?在氮循环中,当氮化合物被释放(生物死亡,或通过其脱落物、排泄物)时,它们被细菌分解,分解的主要产物之一是氨(NH3)。氨在水中与水结合,形成氨水(也叫阿摩尼亚,其主要成分是一水合氨NH3·H2O)。

氨水是毒性比较大的物质,对鱼体有刺激作用,鱼类受氨中毒可使血红蛋白丧失结合氧的能力,呼吸率及心跳率增加,使血浆中钠含量减少并扰乱血液缓冲系统及酶化学作用。氨在亚硝化菌或光合细菌作用下会转化成亚硝酸(NO2-),这个过程称为亚硝化。

亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐,亚硝酸盐会降低动物血液的携氧能力,还会和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。亚硝酸盐达到一定浓度,会使鱼、虾等产生中毒,或抵抗力低下,招致各种病原菌的侵袭,因此,亚硝酸盐常与恶名昭彰的氨相提并论,被视为是鱼、虾的致病致死根源。好在亚硝酸在硝化菌的硝化作用下会继续氧化,转变成硝酸(NO3-)。

硝酸与水中的金属离子结合,形成硝酸盐。硝酸盐毒性较弱,而且是可以被植物吸收利用的营养物质,相比之下危害要小的多。但浓度过高也会引起鱼儿的不适,而且在低氧环境中会通过还原反应再次生成亚硝酸。所以也通过定期换水来稀释。

正因为硝化菌能够分解氨、亚硝酸形成硝酸盐,在水中能起到“解毒”的作用,所以它在水产养殖、观赏鱼饲养中的作用是非常重要的。

知道了什么是硝化细菌,以及硝化细菌的作用,我们再来了解一下硝化细菌的习性。我们来看看硝化细菌习性的关键词:

高氧。亚硝化细菌、硝化细菌都是好氧菌,充足的氧气对氮循环非常重要,从上面公式可以看出,亚硝化和硝化过程都需要氧的参与,硝化细菌才能把氨和亚硝酸作为“食物”为其提供能量。因此水中必须保持一定的溶氧量(2 ppm以上),硝化细菌才能正常工作。在缺氧的情况下,硝化细菌就会休眠甚至死亡。

附着性。硝化细菌属于附着性细菌。虽然水中也有游离的硝化菌存在,但硝化菌必须在附着物表面,才能很好的工作。在自然界中,硝化细菌广泛分布于土壤、岩石、沙砾中,利用这些作为附着物,进行着硝化和亚硝化作用。

繁殖慢。硝化菌的生长和繁殖是极慢的,大约需要10-20多小时才能繁殖一代。实验表明,在硝化菌自然繁殖情况下,新建水族箱的硝化系统需要4-5周才能完全建立。在食物缺乏和恶劣的环境下,硝化细菌是可以休眠的,休眠期可达两年之久。

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1、光合细菌中的活菌形态微细、比重小,若采用直接泼洒养殖水体的方法,起活菌不易降到池塘底部,无法起到良好的改善底环境的效果,因此建议全池泼洒光合细菌时,可以和颗粒型改底制剂合用,这样既能将活菌迅速沉降到底部,同时颗粒型底改制剂可以起到改良池塘底部环境吸附有害元素,并可以起到降低亚硝酸盐、氨氮、硫化氢等有害物质危害的作用。

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我的名字是硝化细菌,具体地说是“我们”,因为我们是一个双胞胎合体,两个兄弟一个是硝酸菌,另一个是亚硝酸菌,因为我们太相似了,所以我们被统称为硝化细菌。我们的身体就像电线杆一样,当我们被革兰氏染液浸泡过之后,我们就会变红。身材苗条的我们还有一个长长的鞭毛,就像我们的小爪子,可以随时随地停在任何地方休息。

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不管你是不是新手,你一定都听说过硝化细菌,但是如果你只听说过硝化细菌却没听说过反硝化细菌,那你就是纯纯的新手了。但是不管怎么说,硝化细菌和反硝化细菌都已经普遍的被大家所熟知了,但是我们过往熟知的一些概念实际上是不对的,今天的生物课给大家补习一下我们海缸系统的核心,硝化细菌和反硝化细菌的故事,颠覆很多人的认知。

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nbsp;nbsp;硝化细菌等益生菌在观赏鱼和水产养殖中都得到了广泛的应用。从笔者的接触来看,大多数观赏鱼养殖爱好者和水族店的从业人员对其的认识很浅甚至存在很大的误区。由于硝化细菌的真实作用难以目测,相当部分人判断硝化细菌好坏的标准是施用后水是否变清,此方法不一定正确。硝化细菌等益生菌确实能起到调节水色、净化水质的效果。

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关于往鱼缸里添加硝化细菌一说,养鱼老道只是认为一般的时候没有这个必要,但不是说不可以适当添加,因为以前养鱼老道也会经常这么干的,只是一个是由于现在的假货太多,即使有真的我也不爱去相信了,另一个就是自己感觉确实也用不上。因为家里的鱼缸较多,朋友家的旧滤材也多,我也没必要去整这些硝化细菌这个东西了,很多鱼友对于硝化细菌并不是不了解。

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