首页 > 文萃 > 生化 > 正文

硝化细菌那些事儿(之一)——深入了解硝化细菌
2012-11-11 07:48:24   来源:fish3000鱼民村   评论:0 点击:

硝化细菌那些事儿(之一)——深入了解硝化细菌作者: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...

 

 
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。

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。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)——>——>亚硝酸盐——>硝酸盐——>生物(有机物)
捕获.jpg 

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。
 
2NH3+3O2--->2HNO2+2H2O+热 

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-)。
 
2HNO2+O2--->2HNO3+热  

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1020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45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。

喜碱怕酸。硝化细菌更偏向于在中性或弱碱性的环境里生长,适宜的PH值为6.5-8.2,在ph低于6的酸性环境中生长受到抑制。 

现在我们了解了什么是硝化细菌,以及硝化细菌的作用和习性。那么硝化细菌在观赏鱼饲养中如何更好地应用?请看《硝化细菌那些事儿》之二——硝化细菌在水族中的应用

相关热词搜索:硝化细菌 那些 事儿

上一篇:“三菌开缸”理论的错误及其他
下一篇:硝化细菌那些事儿(之二)——硝化细菌在水族箱中的应用

分享到: 收藏
关于我们 | 广告合作 | 联系方式 | 版权说明 |
Copyright FISH3000 © 1999 - 2015   京ICP备09021643号-2   京公网安备110102004165
网站维护:北京鱼跃天下科技有限公司