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阅读 8920 次 历史版本 0个 创建者:liuziqi (2011/9/24 15:22:35)  最新编辑:liuziqi (2011/9/24 15:22:35)
硝化细菌
拼音:Xiāohuà Xìjun(Xiaohua Xijun)
英文:Nitrifying bacteria
同义词条:Nitrifying bacteria
  
硝化细菌
             硝化细菌
硝化细菌是一种好气性细菌,能在有氧的水中或砂层中生长,并在循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。它们包括形态互异类型的一种杆菌、球菌螺旋菌。属于自营性细菌的一类,包括两种完全不同代谢群:亚硝酸菌属及硝酸菌属 。

  任何水产养殖池都会自产有机废物,它们绝大部份属于养殖生物的排泄物,除非立刻将这些有机废物由水中完全移除,否则水中自生之异营性细菌将很快地加以摄取利用,并排泄出于水中。氨有毒,而无毒。如果没有硝化细菌存在,必然会面临氨含量激增的危险,不论您采取何种方法都不能彻底解决这个问题。因为氨是剧毒物,只要水质偏向碱性,一部份的铵就会自然地转化成氨,当水中的氨浓度达到养殖生物的致死浓度时,造成重大意外损失也就不足为奇。但如果水中含有足够数量的硝化细菌为您不断地清除水中的铵,则整个池水的生态平衡系统的稳定性将可获得确保,并使养殖生物安全地成长于饲养环境中。

  一般的养殖池中常缺乏足够的硝化细菌,尤其是在初期养殖水中硝化系统尚未完全建立时更是如此,理由是一般养殖池中的生态环境,常缺乏硝化细菌繁殖之基本生活条件,无形中限制了它们数量及处理铵污染之能力及效率,而使铵被逐渐累积下来,这对碱性化水质及海水养殖的情况将具有极大的潜在危险性。复因硝化系统之建立需要相当时日,故放养初期的危险性更高。
  

两个亚群

  包括两个细菌亚群,一类是亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将氨氧化成亚硝酸,另一类是硝酸细菌(又称硝化细菌),将亚硝酸氧化成硝酸。这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量,但其能量利用率不高,故生长较缓慢,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在10小时以上。这两类菌通常生活在一起,这样便避免了亚硝酸盐在土壤中的积累,有利于机体正常生长,而土壤中的氨或铵盐必需在以上两类细菌的共同作用下才能转变为硝酸盐。从而增加植物可利用的氮素营养。两类菌均为专性好气菌,在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能自养型,不能在有机培养基上生长,例如亚硝化单胞菌(nitrosomonas)、亚硝化螺菌(ni-trosospira)、亚硝化球菌(nitrosococcus)、亚硝化叶菌(ni-trosolobus)、硝化刺菌(nitrospina)、硝化球菌(nitrococcus)等。只有少数为兼性自养型,也能在某些有机培养基上生长,例如维氏硝化杆菌(nitrobacterwinogradskyi)的一些品系。从形态上看,也有多样,如球形、杆状、螺旋形等,但均为无芽孢的革兰氏阴性菌;有些有鞭毛能运动,如亚硝化叶菌,借周身鞭毛运动;有些无鞭毛不能运动,如硝化刺菌。一般分布于土壤、淡水、海水中,有些菌仅发现于海水中,例如硝化球菌硝化刺菌。硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。农业上可通过深耕、松土提高细菌活力,从而增加土壤肥力。但硝酸盐也极易通过土壤渗漏进入地下水,成为一种潜在的污染源,造成对人类健康的威胁。因此农业上既可采用深耕、松土方法,亦可通过用施入氮肥增效剂(即硝化抑制剂),以降低土壤硝化细菌的活动,减低土壤氮肥的损失和对环境的污染。
  

种类

  硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌。时至今日,人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸,所以说,硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。亚硝化菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属中的细菌。硝化菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。

  亚硝化菌和硝化菌在偏碱性的条件下生长,它们在土壤中常常相互伴随着生存,并且生长得都比较缓慢。亚硝化菌和硝化菌对于能源物质的要求都十分严格:前者只能利用氨;后者只能利用亚硝酸。亚硝化菌的代谢产物是亚硝酸,亚硝酸是硝化菌进行同化作用所必需的能源物质。我们知道,亚硝酸对于人体来说是有害的,这是因为亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐,而亚硝酸盐又可以和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。然而,土壤中的亚硝酸转变成硝酸后,很容易形成硝酸盐,从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。所以说,硝化细菌与人类的关系十分密切。

  在硝化细菌的作用下,土壤中往往出现较多的酸性物质。这些酸性物质可以提高多种磷肥在土壤中的速效性和持久性,可以防治马铃薯疮痂病等植物病害,甚至可以使碱性土壤得到一定程度的改良。
  

硝化细菌的存活条件

  硝化细菌的存活需要水分,还需要很高的氧气,所以只能生活在生化棉、生化球、玻璃环、陶瓷环等各种有微孔的滤材中。只有同时满足了水分与氧气的供应,它们才能存活。它们是靠分解胺来养活自己的,在温度达到25度左右时生长繁殖最快。最适宜在在弱碱性的水中生活。新开缸时由于水族箱中没有鱼类活动,因而就不可能有象鱼粪这样的有机物,更不能产生胺来供给硝化细菌,因此我认为此时加入硝化细菌并没有实际意义。
  

生活特点

  1.属于自给自足性的自食其力的细菌,科学家称为自养型细菌,用最简单的无机物如二氧化碳为碳源来构成的身体,而建造自己的能量源泉就是我们氧化氨和亚硝酸盐过程中所释放出来的能量。可见其工作也不光为了大家,更重要的是为自己。这种生存方式,和水草相似,只不过水草是利用光能来养活自己,硝化细菌是利用化学能而已,而另一些家伙比硝化细菌聪明得多,它们被称为异营性细菌(就是那些专门制造毒物的家伙),它们用有机物做源来构建它们的身体。

  2.硝化细菌除了像水草一样进行糖类合成反应外(把二氧化碳和水在化学能的作用下合成葡萄糖),也需要其他的营养元素,如等,用以代谢合成硝化细菌生长所需的一些蛋白质脂肪等物质,所以大家给水草施的肥料和二氧化碳,硝化细菌也笑纳了些。
硝化细菌
        硝化细菌


  3.要说硝化细菌最不喜欢呆的地方,那就是一个充满了有机废物(如鱼粪便)的环境,因为过多的有机物让硝化细菌无法忍受,硝化细菌又不能把它们当作食物,过多的有机物将会抑制我们的生长和繁殖,但是硝酸菌对有机物并不那么敏感,有时甚至还能“吃”些水溶性有机物,但大多时候硝化细菌配合还是非常默契的,兄弟就是兄弟嘛。因为硝化细菌有这一特性,所以大家就别指望我们在有一大堆鱼粪便的肮脏的过滤棉上安家了,最适宜硝化细菌居住的地方是比如生化球生化环生化棉这样的,当然在水流流过硝化细菌家之前最好把水里的鱼粪便、烂叶子提前过滤掉,不然的话,这些东东堵在我们家里,硝化细菌可就惨啦,拜托了啊。

  4.前边说过了,硝化细菌很多兄弟都是游泳健将,硝化细菌可以在水中做主动的迁移,虽然这很耗费体能,但如果硝化细菌居住的家园受到外来干扰、没有食物吃、有外族入侵、生活环境突然变化时,硝化细菌还是会做主动的战略转移的,在转移的途中,硝化细菌可是不会吃任何东西的,所以一旦硝化细菌背井离乡,请赶快给硝化细菌找一个家吧,让我们固定下来好为大家更好地服务。不用担心硝化细菌无法在固体表面固定的问题,硝化细菌兄弟可是这方面的高手,硝化细菌在水中到处游荡时,如果发现有什么固体物质,就会立即分泌一种粘性物质,牢牢地把自己粘到那上边,这样一层层地粘上去,直到形成一个膜,大家都管硝化细菌形成的这个膜叫“生物膜”,水质的净化就要靠它了。

  5.再透漏些比较隐私的问题,就是硝化细菌的繁殖了。硝化细菌的繁殖速度说起来真有些不好意思,硝化细菌是微生物世界的“大象”,繁殖周期非常长,和那些异营性的腐生菌比较一下大家就明白了。在20个小时内,1个异营性细菌可以分裂成1000000000个,但硝化细菌还停留在1个的状态,这也没有什么奇怪的,硝化细菌维持生命和繁殖的物质都是靠自己制造的,要耗费大量能量和时间,而那些异营性细菌则可以利用很多现成的东西。讲到这里就不能不说一种发生在开缸后不久容易发生的问题,硝化细菌暂且叫它开缸综合征。有些人在开缸后的一个月内鱼儿会不明不白的死去,这主要是因为鱼类的排泄物被那些异营性细菌分解为氨等有毒物质,它们繁殖得实在太快了,相信大家都了解夏天饭菜变质的速度,越来越多的氨在产生,直到超出了鱼、虾能够忍受的极限,它们就……在刚开缸的一个月内,因为硝化细菌生得实在太慢了,根本没办法处理那么多的氨,寡不敌众。所以提醒各位在开缸后的一个月内勤换换水、少喂喂鱼、用点细菌制剂吧。

  6.大家可能认为硝化细菌兄弟也太逊了,生得又慢、长得又慢,怎么还没有被淘汰掉呢?达尔文的理论看来问题是不小啊。先等等,硝化细菌兄弟虽然有弱点,但也有其他细菌不具备的优势呢!最主要一点就是硝化细菌在食物短缺等恶劣环境下可以像冬天的狗熊一样“休眠”,避免了像其他细菌一样被饿死的命运,硝化细菌的休眠期最长可以达到2年之久。利用这个原理,有人把硝化细菌制成了菌液出售,可以长期保存,其实那里边就是“休眠”的硝化细菌。

  7.硝化细菌还对氧有一种由衷的偏爱,在缺乏氧气的环境里硝化细菌根本就无法高效率地处理氨和亚硝酸盐,以至造成硝化细菌的生存危机。所以大家如果想让草缸的水质真正良好的话,就让水草制造更多的氧气给硝化细菌吧,大家会得到回报的。

  8.可能还有人不知道,硝化细菌对光线有多么厌恶。亚硝酸菌对近紫外线的可见光非常敏感,所以不要把飞利浦865照到硝化细菌身上哦,紫外线对硝化细菌的杀伤力更是巨大的。所以让硝化细菌在黑暗中工作吧,硝化细菌会感谢大家的。

  9.在酸碱度方面硝化细菌也提点小小要求:硝化细菌在弱碱性的环境里生活得更舒服些,如果是草缸,最好也别把PH值调整到6以下,对硝化细菌的健康很不利的呀。另外,最适合硝化细菌的温度是25度哦。

  10.有些毒物也对硝化细菌的健康不利,如一些治疗鱼病的鱼药、硫酸铜螯合铜等,所以在治疗鱼病的时候一定要注意,如果硝化细菌都死光光了,你的缸即使不是新开的,也有可能发生开缸综合征的。最后澄清一个问题,那就是在水族箱中即使添加硝化细菌也无助于改善水的浑浊问题,因为硝化细菌是被大家用来对付氨和亚硝酸盐而不是水中悬浮的细小颗粒、细菌乃至藻类的。但有一点可以肯定,那就是硝化细菌会使你的水族箱中的水变得更优质、更适合生物之生长。
  

作用

  硝化细菌的主要作用是降低水体中的亚硝酸盐的含量,亚硝酸盐具有致癌性,在水产养殖行业也是养殖户的一大头疼问题。抗生素是起到抗菌杀毒的作用,细菌类产品无法替代以上产品的作用,但水的健康可以减少以上药物的使用量。

  硝化细菌难以保存,目前最好到方法是由专业机构在养殖区附近现培养现用,国内的硝化细菌产品质量不敢恭维,外国产品除了诺维信等几家大公司的以外也不会好到哪里去。

  分解者食物残渣、粪便碎屑等清理不干净的有机物的细菌要用芽孢菌酵母菌乳酸菌类,芽孢菌对澄清水体具有良好的效果。
  

硝化细菌制剂的使用

  硝化细菌制剂是一种用于控制养殖池水自生氨浓度的处理剂,不仅使用相当方便,而且能发挥立竿见影的效果,故越来越受渔友的欢迎。使用时可直接将该剂散布于池中,不久即能发挥除铵的功效。

  
硝化细菌
            硝化细菌
市售硝化细菌制剂可分为活菌及休眠菌两种,渔友可依自己的需要选购使用。前者是利用细菌的活体制成,在显微镜的观察下,可看到它们的活动情形。后者是利用休眠菌制成,在显微镜的观察中,则无法看到它们具有活动能力。

  选择活菌的好处是除氨效果迅速,最适用于氨浓度过高的紧急情况。但是因活菌对氧气的要求十分严格,尤其是硝酸菌属的细菌只能在有充份氧气存在下才能生存,正因为如此,要将活菌保存并制成产品,常有保存上的困难,所以在购买这类产品时,要特别注意它的有效使用期限,如果使用过期产品,就除氨的观点而言,也是没有什么效率的。

  择休眠菌的优点是能耐久藏,较不用担心失效的问题,但是因为由休眠菌变成活菌所需的活化时间可能需要数天之久,所以无法使用于紧急状况之处理,仅适用于日常的水质管理。一般言之,休眠菌的保存期限约为1 ~ 2 年,使用时仍需注意商品所标明的使用期限,以免过期失效。另外,此种产品仅亚硝酸菌属之细菌能被制成制剂,故使用后可能会有多余的中间物 no2- 滞留累积于水中,使亚硝酸的浓度有暂时性突然提高的现象,惟对水质不会有明显之影响。
  

注意事项

  水中有有机污染源,净水细菌是靠水中有机污染而存活的,如果因为水中没有污染源存在,它们就无法长期生存。因此,在新水阶段就加入细菌是否有效,是值得研讨的。

勿与消毒杀菌药剂同时使用

  为了避免净水细菌被杀灭,切记勿与消毒杀菌药剂同时使用,如果必须使用杀菌药剂或治疗病的药剂,需等药物使用至少一星期以上再进行使用净水细菌。

注意调整适合细菌生长的温度

  在净水细菌的使用过程中,能有效地控制在最适宜的水温条件下,当然其发挥的效果也是最理想的。例如:光合细菌在23-29℃的范围内均能正常生长繁殖,当水温低于23℃时,它们的生长逐渐停滞,因此低于23℃的水族箱使用这类细菌效果较差。

要注意调整适合细菌生长的ph值

  在净水细菌的使用过程中,必须注意水质酸碱度ph的变化。例如:淡水硝化细菌在ph值等于中性时的效果最佳,在酸性水质中效果最差,因此若能将水族箱中的水质调整至中性或弱碱性,它的净水效果会好一些。而光合细菌在ph值8.2-8.6的水质中最具效果,所以它比较适合用于海水水族箱中的使用。

要注意细菌之间的共容性

  若要同时放养不同的净水细菌应该注意细菌之间的共容性。例如:硝化细菌和光合细菌并不适合同时放养在同一水族箱内,因为它们净化水质的过程互有抑制作用,可能会降低其净化效果。

要为细菌提供足够的可居住空间

  如果只让细菌生活于水族箱中可能无法满足其繁衍上的需要,这会严重限止细菌的数量使其无法增加。因此,我们应该配合生化过滤系统为细菌细菌再创造更多的可居住空间供它们繁衍,以期待它们加速降低有害物质以及加强它们分解能力。

  一个新开缸的水族箱,第一周最好不要使用硝化细菌,因为第一周的时间里水体不仅不会产生足够的等物质,而且水体中的残留还会抑制硝化细菌的着床和生长。建议在开缸的第一周每日在水族箱水体中加入适量的光合细菌,来分解有害物质。
  

硝化细菌与鱼类养殖

误区

  不少鱼友对硝化细菌的认识产生了一定的误解,有的人认为硝化细菌能够分解粪便;有的认为可以净化水质,中和水中的悬浮物,这些认识是不准确的,或者可以说是错误的,硝化细菌是生产者。

关于分解有机物

  首先先说说分解有机物,这个粗重的体力劳动可不是娇贵的硝化细菌能完成的,他是靠其它净水细菌完成的。在水生态循环系统中,若无其它异营性细菌存在,水中将到处充斥未被细菌分解的有机物,此种自我污染的水族环境一样使鱼儿无法生存其中。因此,它们常被视为是水质自净作用的先锋部队,其重要性并不亚于硝化细菌。这类细菌普遍存在于各种不同环境,它们几乎无所不在,而繁殖速度相当惊人,大部份的异营性净水细菌,在理想的环境只需几十秒钟即可自行增殖一倍,一般只需二十几分钟即能增殖一倍。但要是裸缸饲养,我们就要借助物理循环,把水中的剩饵或粪便吸出。

关于净化水质,中和水中悬浮物的问题

  鱼友中不少人去买硝化细菌,按照说明每星期按时添加,这样做对吗?可我要告诉大家的是,你们的做法没错,可你们对硝化细菌的认识产生的错误。因为我们买的这种每星期添加的所谓的硝化细菌其实是光合细菌

对鱼类养殖有害原因

  第一步:

  鱼类的排泄物和未吃过的食物将会转变为(俗称阿摩尼亚);那是因为在这些东西里需要氧的细菌会令蛋白质分裂。而氨是有毒的。

  第二步:

  生存于氧气中的硝化细菌,能把氨会转变为亚硝酸盐(NO2);亚硝酸盐虽然含较少的毒素,但仍对鱼类有致命的毒害。

  第三步:

  亚硝酸盐及后又被第二种硝化细菌转变为硝酸盐(NO3);而这硝酸盐几乎是无毒的,但突然或长期暴露在高浓度的硝酸盐里是有害的。但幸运地,硝酸盐的浓度是可以靠更换鱼缸的水来降低。

  第四步:

  硝酸盐及后会被不依附氧气而生存的细菌(厌氧性细菌)变为氮气而升华,这就是一个完整的「氮化合物循环」。
  

提高硝化细菌的含量

  在养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸,这两种有毒的物质可由硝化细菌所消耗,并生成无毒性的硝酸,硝酸又是藻类的最佳氮肥,能被藻类所吸收及同化。因此,在养殖池中绝对不可缺少硝化细菌,如果硝化细菌缺乏,水中的氨含量将急速增加,使池水内的鱼虾有致死的危险。许多人通常不了解这个问题的重要性,以致于常遭遇到养殖失败的命运。这说明如果您不去了解这个问题的症结所在,并谋求改善的话,即使是有经验的业者,都可能会败在硝化细菌不足的危害之下。
硝化细菌
              硝化细菌


  从池水的生态观点来说,我们是无法防止的产生的,但是却可以设法提高硝化细菌的数量来消耗池水中大量的氨。因为硝化细菌是消耗氨的克星,只要这类细菌的数量足够,它们就会很自然地消耗掉每天自产的氨,使氨不会在水中被大量的累积下来,成为水产养殖的隐形杀手。

  至于我们应如何做才能提高硝化细菌的数量呢?从理论的角度而论,为硝化细菌塑造一个理想的繁殖场所是最根本的解决办法。怎么说呢?原来硝化细菌在繁衍过程中,有附着于固定物外表的倾向,若能在池水中安置若干多表面积的固定物供其附着,它就能迅速地附着在这些固定物的表面上,并开始增殖。

  然而,要在池水中安置固定物通常是不可行的,理由是这种方式可能会阻碍鱼类的活动及不利于捞补。比较可行的处理方式是在过滤系统中安置「生化培养球」,这种产品是专门为硝化细菌提供一个繁衍场所而设计的,它通常是由黑色的塑料骨架所制成,大小约为3 ~ 5 公分直径的空心球体,并有很大的表面积可供硝化细菌附着。它的原理是让硝化细菌成为「有壳蜗牛」,增加硝化细菌的生活空间,因此可让硝化细菌依附在这种人造的球体上进行硝化活动,使滤水中的氨及亚硝酸被硝化细菌所消耗。

  添加硝化细菌制剂也是另一种可行的方法,尤其是在做水质检测发现水中氨浓度偏高时,采用这种方法最有效率。但这种方法只是治标方法,不是治本方法,因为这些制剂在水中被活化成为活菌之后,它们仍然多属「无壳蜗牛」,在池水中无法增殖,甚至因环境不适而逐渐死亡,故必须定期添加才能发挥预期效果。

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