近年來,硝化細(xì)菌已逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖界的熱門話題,它在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要性開始引起廣泛的注意?梢哉f,迄今為止,在大規(guī)模、集約化的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式中,如果沒有硝化細(xì)菌參與其中的凈水作用,想獲得成功的養(yǎng)殖,是相當(dāng)困難的。
魚、蝦等水產(chǎn)動(dòng)物吃、喝、排泄、生活、休息都是在水體中進(jìn)行的,那么,如何管理水體的水質(zhì)以便適合它的生長、生存、健壯就成了重要的問題。尤其是現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖長期累積了大量養(yǎng)殖生物排泄物,所有有機(jī)物的排泄物,甚至其尸體,在異養(yǎng)性細(xì)菌的作用下,其中的蛋白質(zhì)及核酸會(huì)慢慢分解,產(chǎn)生大量氨等含氮有害物質(zhì)。氨在亞硝化菌或光合細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化成亞硝酸,亞硝酸與一些金屬離子結(jié)合以后可以形成亞硝酸鹽,而亞硝酸鹽又可以和胺類物質(zhì)結(jié)合,形成具有強(qiáng)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(huì)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(dāng)亞硝酸在硝化菌的硝化作用下轉(zhuǎn)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(yǎng)物質(zhì)。所以說,硝化細(xì)菌與養(yǎng)殖環(huán)境的關(guān)系十分密切。
目前市面上宣稱具有硝化作用的一些異養(yǎng)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(jī)碳源獲取能量,不能利用無機(jī)碳源,其對(duì)氨的氧化作用十分微弱,反應(yīng)速率遠(yuǎn)比自養(yǎng)性硝化細(xì)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(yǎng)性硝化細(xì)菌來完成。養(yǎng)殖池中有豐富的氮源,原本很適于硝化細(xì)菌生長,不過由于養(yǎng)殖池中存在大量的異養(yǎng)菌,受到異養(yǎng)性細(xì)菌的排斥作用,適合硝化細(xì)菌棲息的地方,相對(duì)自然環(huán)境顯然少得多,因此無足夠數(shù)量的自養(yǎng)性硝化細(xì)菌來消費(fèi)過量的亞硝酸氮,這就是問題所在。
一、硝化細(xì)菌基本概念
硝化細(xì)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(xì)菌。硝化細(xì)菌是古老的細(xì)菌之一,其廣泛分布于土壤、淡水、海水及污水處理系統(tǒng)中,卻在自然界鮮少大量出現(xiàn),原因在于硝化細(xì)菌的分布會(huì)受到許多環(huán)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(xì)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(zhuǎn)化為亞硝酸鹽;硝化菌的主要功能是將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。氨氮和亞硝酸鹽都是在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)且亞硝酸鹽還是強(qiáng)烈的治癌物質(zhì),因此如何降解這兩種物質(zhì),是科學(xué)工作者近年來的工作重點(diǎn),由于亞硝化菌的生長速度比較快且光合細(xì)菌也具有降解氨氮的作用,因此現(xiàn)代養(yǎng)殖已能成功地將氨氮控制在較低的水平上。而對(duì)于亞硝酸鹽,由于自然界中的硝化菌生長極慢且還沒有發(fā)現(xiàn)有其它的任何微生物可代替硝化菌的功能,所以養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽就成為阻礙養(yǎng)殖發(fā)展的關(guān)鍵因素?蒲腥藛T經(jīng)過多年努力,通過大量的實(shí)驗(yàn)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(guī)定的濃度。
二、硝化菌制劑的生物學(xué)特性
生物為了生長和繁殖,除了需要可用于構(gòu)建細(xì)胞成分的基本物質(zhì)外,也須獲得能量。硝化菌是一種化能自養(yǎng)菌,是利用無機(jī)物質(zhì)獲得能量的,硝化菌利用亞硝態(tài)氮獲得合成反應(yīng)所需的化學(xué)能,在體內(nèi)制造糖類,而制造糖類需要相當(dāng)長的時(shí)間,不像其它異養(yǎng)性細(xì)菌可從有機(jī)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(yuǎn)比一般異養(yǎng)性細(xì)菌來得慢,自然條件下,硝化和脫氮效果不能滿足正常養(yǎng)殖的需要。溫度、酸堿度和水中的溶解氧濃度對(duì)硝化細(xì)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(shù)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(xì)菌的存在,必然會(huì)面臨氨含量的激增的危險(xiǎn),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(gè)問題。當(dāng)水中的氨濃度達(dá)到水族生物致命濃度時(shí),對(duì)于任何一種水族生物而言,結(jié)果可能都是一樣的--那就是死亡,這時(shí)您一定會(huì)心疚不已。但如果水中含有足夠數(shù)量的硝化細(xì)菌為您不斷地解除水中的氨,則整個(gè)水族生態(tài)平衡系統(tǒng)的穩(wěn)定性將獲得確保,并使水族生物安全地生活于水族箱中。
德國拉爾ToxAlarm 在線預(yù)警系統(tǒng)即用來測(cè)量氧氣消耗情況。試樣中的有毒物質(zhì)可抑制細(xì)菌呼吸,從而降低氧氣消耗量。因此,硝化細(xì)菌對(duì)氧氣的消耗使得我們能夠得出試樣毒性的結(jié)論。
硝化細(xì)菌是一種好氧細(xì)菌,能在有氧氣的水中或砂礫中生長,并在氮循環(huán)水質(zhì)凈化過程中扮演著重要的角色。它們包括形態(tài)互異類型的一種桿菌、球菌以及螺旋型細(xì)菌,屬于絕對(duì)自營性微生物的一類,包括兩個(gè)完全不同代謝群:
1.亞硝酸菌屬(Nitrosomonas):在水中生態(tài)系統(tǒng)中將氨消除(經(jīng)氧化作用)并生成亞硝酸的細(xì)菌類;亞硝酸菌屬細(xì)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(xué)能足以使其生存。
2.硝酸菌屬(Nitrobacter):可將亞硝酸分子氧化再轉(zhuǎn)化為硝酸分子的細(xì)菌類。硝酸菌屬細(xì)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(jī)物亦有可能),它和氧化合可產(chǎn)生硝酸,所生成的化學(xué)能足以使其生存。
因這些硝化細(xì)菌能將水中的有毒的化學(xué)物質(zhì)(氨和亞硝酸)加以分解去除,故有凈化水質(zhì)的功能。不過需要注意:硝化細(xì)菌在水質(zhì)pH中性、弱堿性的環(huán)境下發(fā)揮效果最佳,在酸性水質(zhì)中發(fā)揮效果最差。
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