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詳解硝化細菌在水產養殖中的功能

日期:2018/4/11 10:20:49 點擊次數 1452 發布單位:天義生物谷  錄入:李清

  中國水產頻道報道,近年來,硝化細菌已逐漸成為水產養殖界的熱門話題,它在水產養殖中的重要性開始引起廣泛的注意??梢運?,迄今為止,在大規模、集約化的水產養殖模式中,如果沒有硝化細菌參與其中的凈水作用,想獲得成功的養殖,是相當困難的。

  魚、蝦等水產動物吃、喝、排泄、生活、休息都是在水體中進行的,那么,如何管理水體的水質以便適合它的生長、生存、健壯就成了重要的問題。尤其是現代集約化養殖長期累積了大量養殖生物排泄物,所有有機物的排泄物,甚至其尸體,在異養性細菌的作用下,其中的蛋白質及核酸會慢慢分解,產生大量氨等含氮有害物質。氨在亞硝化菌或光合細菌作用下轉化成亞硝酸,亞硝酸與一些金屬離子結合以后可以形成亞硝酸鹽,而亞硝酸鹽又可以和胺類物質結合,形成具有強烈致癌作用的亞硝胺。因此,亞硝酸鹽常與惡名昭彰的氨相提并論,由于亞硝酸鹽長期蓄積中毒,會使魚、蝦等抗病力降低,易招致各種病原菌的侵襲,故常被視為是魚、蝦的致病根源。然而,當亞硝酸在硝化菌的硝化作用下轉變成硝酸后,很容易形成硝酸鹽,從而成為可以被植物吸收利用的營養物質。所以說,硝化細菌與養殖環境的關系十分密切。

  目前市面上宣稱具有硝化作用的一些異養菌及真菌,雖然也能將氨氧化成硝酸鹽,但通常只能利用有機碳源獲取能量,不能利用無機碳源,其對氨的氧化作用十分微弱,反應速率遠比自養性硝化細菌慢,不能被視為真正的硝化作用。

  硝化作用必須依賴于自養性硝化細菌來完成。養殖池中有豐富的氮源,原本很適于硝化細菌生長,不過由于養殖池中存在大量的異養菌,受到異養性細菌的排斥作用,適合硝化細菌棲息的地方,相對自然環境顯然少得多,因此無足夠數量的自養性硝化細菌來消費過量的亞硝酸氮,這就是問題所在。

  一、硝化細菌基本概念

  硝化細菌系指利用氨或亞硝酸鹽作為主要生存能源,以及能利用二氧化碳作為主要碳源的一類細菌。硝化細菌是古老的細菌之一,其廣泛分布于土壤、淡水、海水及污水處理系統中,卻在自然界鮮少大量出現,原因在于硝化細菌的分布會受到許多環境因素的影響,如氮源、溫度、氧氣濃度、滲透壓、酸堿度和鹽度等等。

  硝化細菌分為亞硝化菌與硝化菌,亞硝化菌的主要功能是將氨氮轉化為亞硝酸鹽;硝化菌的主要功能是將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽。氨氮和亞硝酸鹽都是在水產養殖過程中產生的有毒物質且亞硝酸鹽還是強烈的治癌物質,因此如何降解這兩種物質,是科學工作者近年來的工作重點,由于亞硝化菌的生長速度比較快且光合細菌也具有降解氨氮的作用,因此現代養殖已能成功地將氨氮控制在較低的水平上。而對于亞硝酸鹽,由于自然界中的硝化菌生長極慢且還沒有發現有其它的任何微生物可代替硝化菌的功能,所以養殖過程中產生的亞硝酸鹽就成為阻礙養殖發展的關鍵因素??蒲腥嗽本嗄昱?,通過大量的實驗篩選,最終研制成功一種新型的純化硝化菌制劑“硝化寶”,它能有效地將亞硝酸鹽降至規定的濃度。

  二、硝化菌制劑的生物學特性

  生物為了生長和繁殖,除了需要可用于構建細胞成分的基本物質外,也須獲得能量。硝化菌是一種化能自養菌,是利用無機物質獲得能量的,硝化菌利用亞硝態氮獲得合成反應所需的化學能,在體內制造糖類,而制造糖類需要相當長的時間,不像其它異養性細菌可從有機物中直接分解及攝取所需要的糖類,因此硝化菌生長和繁殖速率遠比一般異養性細菌來得慢,自然條件下,硝化和脫氮效果不能滿足正常養殖的需要。溫度、酸堿度和水中的溶解氧濃度對硝化細菌的生長均具有重要影響。

  硝化菌是生物脫氮過程中起主要作用的微生物,水中硝化菌的數量直接影響硝化效果和生物脫氮效率,硝化菌制劑的濃度與硝化效率成正比。

  水族箱中如果沒有硝化細菌的存在,必然會面臨氨含量的激增的危險,不論您采用何種方法或任何水族用品用品都不能徹底解決這個問題。當水中的氨濃度達到水族生物致命濃度時,對于任何一種水族生物而言,結果可能都是一樣的--那就是死亡,這時您一定會心疚不已。但如果水中含有足夠數量的硝化細菌為您不斷地解除水中的氨,則整個水族生態平衡系統的穩定性將獲得確保,并使水族生物安全地生活于水族箱中。

  硝化細菌是一種好氧細菌,能在有氧氣的水中或砂礫中生長,并在氮循環水質凈化過程中扮演著重要的角色。它們包括形態互異類型的一種桿菌、球菌以及螺旋型細菌,屬于絕對自營性微生物的一類,包括兩個完全不同代謝群:

  1.亞硝酸菌屬(Nitrosomonas):在水中生態系統中將氨消除(經氧化作用)并生成亞硝酸的細菌類;亞硝酸菌屬細菌,一般被稱為“氨的氧化者”,因其所維生的食物來源是氨,氨和氧化合所生成的化學能足以使其生存。

  2.硝酸菌屬(Nitrobacter):可將亞硝酸分子氧化再轉化為硝酸分子的細菌類。硝酸菌屬細菌,一般被稱為“亞硝酸的氧化者”,因其所維生的食物來源是亞硝酸(但也不一定是亞硝酸,其他有機物亦有可能),它和氧化合可產生硝酸,所生成的化學能足以使其生存。

  因這些硝化細菌能將水中的有毒的化學物質(氨和亞硝酸)加以分解去除,故有凈化水質的功能。不過需要注意:硝化細菌在水質pH中性、弱堿性的環境下發揮效果最佳,在酸性水質中發揮效果最差。

  在這里教大家一個自制硝化細菌的辦法,一盆凈水,一條2兩的鯽魚,最好是活的弄死,免得有病。 把魚弄死放在盆內,打氧,等魚腐敗,這時會發出臭味,水會渾濁,繼續打氧,直到有一天,這盆水突然特別清澈了,那么,恭喜你,你已經成功培養出一盆正宗的硝化細菌,而不是培養液,把它倒入缸中就可以了。此法簡單經濟,唯一需注意的一點是要保持衛生,千萬不要拿有病的魚來培養,否則后果。

  具體硝化細菌在實際使用過程中的各種因素,對其結果當然有一定的決定性,請大家慎行,除非你懶得換水或者追求水的透明性。

  自養型指的是絕大多數綠色植物和少數種類的細菌以光能或化學能為能量的來源,以環境中的二氧化碳為碳源,來合成有機物,并且儲存能量的新陳代謝類型。

  從種類上看,自養型可以分為光能自養型和化能自養型。光能自養型指的是利用光能將大氣中的二氧化碳和土壤中的水合成有機物的自養型?;蘢匝橢傅氖搶冒尋毖躉上跛岣胱郵頭諾哪芰坷窗汛篤械畝躉己屯寥樂械乃銑捎謝锏淖匝?。

  自養型生物所具有的明顯的特征就是不需要消耗現成的有機物,而可以自身合成有機物供自己的生命活動需要。同時為消費者(不能自身合成有機物,只能靠消耗現成的有機物來維持自身的生命法活動需要的生物)和分解者(靠分解有機物來維持自身生命活動的需要的生物)提供大量的有機物。

  自養型生物的出現和在自然界中的生存,不僅僅是為消費者和分解者提供了大量的有機物,同時在保持自然界中的碳循環和氮循環的穩定上發揮了重要的作用。如果沒有自養型生物,我們自然界中的碳循環和氮循環就無法保持平衡,同時現在自然界中的所有生物都無法生存。注:以自養型為新陳代謝方式的生物包含絕大多數植物和部分細菌(細菌主要指硝化細菌)

  異養型是生物新陳代謝中三大種類之一,它指的是不能自身合成有機物,而是靠氧化分解現成的有機物和氧化現成的有機物所釋放的能量來維持自身生命活動需要的新陳代謝類型。亦一樣行為性陳代謝方式的生物被稱為異養型生物。異養型生物利用有機物的形式有兩種,一種是將有機物徹底的分解為二氧化碳和水,同時釋放大量的能量;另一種是將有機物分解為不徹底的氧化產物乳酸或酒精和二氧化碳。與此同時,自然界中的異養型生物主要包括消費者(不能自身合成有機物,只能靠消耗現成的有機物來維持自身的生命法活動需要的生物)和分解者(靠分解有機物來維持自身生命活動的需要的生物). 

  對于異養型生物,它具有一個最明顯的特征,它就是:不能自己制造有機物,只能靠從外界攝取現成的有機物來維持自己的生存,否則這個生物體就難以生存。

  因此,異養型生物也在整個生物圈中起著不可替代的作用。如果有異養型生物,自養型生物制造的有機物也可以被順利的分解為無機物,碳循環的氮循環的穩定也就可以保持穩定,否則,整個生物圈將會嚴重失衡,乃至于不復存在。

 
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