硝化细菌

硝化细菌

硝化细菌( Nitrifying bacteria ) 是一类好氧性细菌，包括亚硝酸菌和硝酸菌。生活在有氧的水中或砂层中，在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。

中文学名：硝化细菌

界：细菌界

纲：α-变形杆菌纲和β-变形杆菌纲[1]

外文名：nitrifying bacteria

种类：好氧性细菌

包括：亚硝酸菌和硝酸菌

目录

分类 (3)

生命活动 (3)

存活条件 (4)

注意事项 (4)

分解有机物 (4)

悬浮物 (4)

有害原因 (5)

提高含量 (5)

硝化使用 (6)

注意事项 (7)

脆弱之处 (8)

分类

硝化细菌分类：硝化细菌属于自养型细菌，原核生物，包括两种完全不同的代谢群：亚硝酸菌属( nitrosomonas ) 及硝酸菌属( nitrobacter )，它们包括形态互异的杆菌、球菌和螺旋菌。亚硝酸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。硝酸菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。两类菌均为专性好氧菌，在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能合成自养型，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。

硝化细菌完全无需专门购买，鱼缸中氧含量和有机物多达到正常水平后，1周左右就可以建立起稳定的菌落。硝化细菌也不是药物，一旦稳定之后，只要环境不发生剧烈变化（如放入杀菌剂、或开水倒入），就可以长期不断繁殖，完全无需添加。

生命活动

硝化细菌的生命活动：

亚硝酸细菌（又称氨氧化菌），将氨氧化成亚硝酸。反应式：

2NH3+3O2→2HNO2+2H2O+158kcal(660kJ)。

硝酸细菌（又称亚硝酸氧化菌），将亚硝酸氧化成硝酸。反应式：

HNO2+ 1/2 O2 = HNO3, -⊿G= 18 kcal。

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。硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。这两类菌通常生活在一起，避免了亚硝酸盐在土壤中的积累，有利于机体正常生长。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。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。（2015年圣诞节

前人类已经成功分离出了可以直接将氨氮转化为硝氮的细菌，称为短程硝化细菌，结束了发现硝化细菌后100年来对氮素转化的教条式认知，特此批注。）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。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。所以说，硝化细菌与人类的关系十分密切。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、松土的方法提高细菌活力，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。

存活条件

硝化细菌的存活条件：硝化细菌广泛存在于自然环境中。其存活需要水分及氧气，只有同时满足水分与氧气的供应才能存活。在泥土、沙粒、生化棉、生化球、玻璃环、陶瓷环等各种有微孔的滤材中更宜于大量繁殖。硝化细菌最适宜在弱碱性的水中生活，在温度达到25度左右时生长繁殖最快。它的繁殖不遵循分离定律和自由组合定律。

注意事项

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。

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，若无其它异养性细菌存在，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。

悬浮物

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。菌液为澄清无味或者澄清有味则可能为硝化细菌；如果菌液呈现红色或者紫色并有尿骚味，则为光合细菌；

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氨（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-）；亚硝酸盐虽然仅有较小的毒性，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

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

提高含量

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。