硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程(硝化細(xì)菌的硝化作用)

亞硝化菌的代謝產(chǎn)物是亞硝酸，亞硝酸是硝化菌進(jìn)行同化作用所必需的能源物質(zhì)。硝化細(xì)菌是一類能降解氨和亞硝酸鹽的自養(yǎng)型細(xì)菌硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程，包括亞硝化菌屬和硝化桿菌屬兩個(gè)生理亞群，它們歸屬于一個(gè)獨(dú)立的科——硝化桿菌科。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(zhǎng)，并在氮循環(huán)水質(zhì)凈化過(guò)程中扮演著重要的角色。

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本文目錄一覽：

• 1、硝化細(xì)菌的工作原理
• 2、硝化細(xì)菌分解過(guò)程
• 3、硝化細(xì)菌培養(yǎng)方法 培養(yǎng)硝化細(xì)菌的步驟
• 4、硝化細(xì)菌如何進(jìn)行化能合成作用
• 5、什么是硝化細(xì)菌？有怎樣的作用？
• 6、簡(jiǎn)述硝化細(xì)菌是如何代謝的

硝化細(xì)菌的工作原理

硝化細(xì)菌是通過(guò)將土壤中的無(wú)機(jī)物氧化（先將氨氧化為亞硝酸硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程，再將亞硝酸氧化為硝酸）硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程，釋放出其中的化學(xué)能，再利用這些化學(xué)能將吸收的CO2和H2O合成生命所需的糖分。

具體過(guò)程硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程：

硝化細(xì)菌

2NH3+3O2---------2HNO2+能量

硝化細(xì)菌

2NH2+O2---------2HNO3+能量

硝化細(xì)菌

CO2+H2O---------(CH2O)+O2

能量

硝化細(xì)菌的這種反應(yīng)叫化能合成反應(yīng)

與光合作用的區(qū)別是能量來(lái)源不同

硝化細(xì)菌分解過(guò)程

包括兩個(gè)細(xì)菌亞群，一類是亞硝酸細(xì)菌（又稱氨氧化菌），將氨氧化成亞硝酸，另一類是硝酸細(xì)菌（又稱硝化細(xì)菌），將亞硝酸氧化成硝酸。這兩類菌能分別從以上氧化過(guò)程中獲得生長(zhǎng)所需要的能量，但其能量利用率不高，故生長(zhǎng)較緩慢，其平均代時(shí)（即細(xì)菌繁殖一代所需要的時(shí)間）在10小時(shí)以上。這兩類菌通常生活在一起，這樣便避免了亞硝酸鹽在土壤中的積累，有利于機(jī)體正常生長(zhǎng)，而土壤中的氨或銨鹽必需在以上兩類細(xì)菌的共同作用下才能轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}。從而增加植物可利用的氮素營(yíng)養(yǎng)。兩類菌均為專性好氣菌，在氧化過(guò)程中均以氧作為最終電子受體。大多數(shù)為專性化能自養(yǎng)型，不能在有機(jī)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，例如亞硝化單胞菌（Nitrosomonas）、亞硝化螺菌（Ni-trosospira）、亞硝化球菌（Nitrosococcus）、亞硝化葉菌（Ni-trosolobus）、硝化刺菌（Nitrospina）、硝化球菌（Nitrococcus）等。只有少數(shù)為兼性自養(yǎng)型，也能在某些有機(jī)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，例如維氏硝化桿菌（Nitrobacterwinogradskyi）的一些品系。從形態(tài)上看，也有多樣，如球形、桿狀、螺旋形等，但均為無(wú)芽孢的革蘭氏陰性菌；有些有鞭毛能運(yùn)動(dòng)，如亞硝化葉菌，借周身鞭毛運(yùn)動(dòng)；有些無(wú)鞭毛不能運(yùn)動(dòng)，如硝化刺菌。一般分布于土壤、淡水、海水中，有些菌僅發(fā)現(xiàn)于海水中，例如硝化球菌、硝化刺菌。硝化細(xì)菌在自然界氮素循環(huán)中具有重要作用。農(nóng)業(yè)上可通過(guò)深耕、松土提高細(xì)菌活力，從而增加土壤肥力。但硝酸鹽也極易通過(guò)土壤滲漏進(jìn)入地下水，成為一種潛在的污染源，造成對(duì)人類健康的威脅。因此農(nóng)業(yè)上既可采用深耕、松土方法，亦可通過(guò)用施入氮肥增效劑（即硝化抑制劑），以降低土壤硝化細(xì)菌的活動(dòng)，減低土壤氮肥的損失和對(duì)環(huán)境的污染。

硝化細(xì)菌包括亞硝化菌和硝化菌。時(shí)至今日，人們尚未發(fā)現(xiàn)一種硝化細(xì)菌能夠直接把氨轉(zhuǎn)變成硝酸，所以說(shuō)，硝化作用必須通過(guò)這兩類菌的共同作用才能完成。亞硝化菌包括亞硝化單胞菌屬、亞硝化球菌屬、亞硝化螺菌屬和亞硝化葉菌屬中的細(xì)菌。硝化菌包括硝化桿菌屬、硝化球菌屬和硝化囊菌屬中的細(xì)菌。

亞硝化菌和硝化菌在偏堿性的條件下生長(zhǎng)，它們?cè)谕寥乐谐３Ｏ嗷グ殡S著生存，并且生長(zhǎng)得都比較緩慢。亞硝化菌和硝化菌對(duì)于能源物質(zhì)的要求都十分嚴(yán)格：前者只能利用氨；后者只能利用亞硝酸。亞硝化菌的代謝產(chǎn)物是亞硝酸，亞硝酸是硝化菌進(jìn)行同化作用所必需的能源物質(zhì)。我們知道，亞硝酸對(duì)于人體來(lái)說(shuō)是有害的，這是因?yàn)閬喯跛崤c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。然而，土壤中的亞硝酸轉(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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。所以說(shuō)，硝化細(xì)菌與人類的關(guān)系十分密切。

在硝化細(xì)菌的作用下，土壤中往往出現(xiàn)較多的酸性物質(zhì)。這些酸性物質(zhì)可以提高多種磷肥在土壤中的速效性和持久性，可以防治馬鈴薯瘡痂病等植物病害，甚至可以使堿性土壤得到一定程度的改良。

硝化細(xì)菌培養(yǎng)方法 培養(yǎng)硝化細(xì)菌的步驟

1、首先硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程，必須為硝化細(xì)菌準(zhǔn)備附著物，一般表面積大、多孔硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程的材料最合適，如生物球、陶瓷環(huán)等,沙石也可作為附著物。

2、附著物體積應(yīng)占水族箱總水體的20% 左右，而且需有充分的水流經(jīng)過(guò)，不可形成死角，出現(xiàn)缺氧區(qū)。接下來(lái)就可以培養(yǎng)硝化細(xì)菌硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程了。

3、硝化細(xì)菌一般不需要特殊接種培養(yǎng),運(yùn)轉(zhuǎn)正常的水族箱附著物上會(huì)自然生長(zhǎng)出硝化細(xì)菌,在淡水水族箱中培育出成熟的硝化細(xì)菌需要1~2 周的時(shí)間,海水水族箱約需要1個(gè)月。

4、硝化細(xì)菌在沒有氨氮的情況下生長(zhǎng)量是很少的，如此時(shí)放人大量的魚，則硝化細(xì)菌無(wú)法承擔(dān)分解氨氮的工作，因此在培養(yǎng)硝化細(xì)菌時(shí)必須在水中添加氨氮，以刺激其大量生長(zhǎng)。

5、使用的方法是先放入少量的魚，待硝化細(xì)菌成熟后再逐步增加放魚的數(shù)量。如急需使用大量的硝化細(xì)菌，也可采用接種的方式,放入一些市湯上出售的硝化細(xì)菌成品，可在5 天內(nèi)建立起一個(gè)良好的生態(tài)系統(tǒng)。

6、硝化細(xì)菌對(duì)生存環(huán)境要求不高，與魚類生存環(huán)境相仿,甚至更寬松些,但水質(zhì)過(guò)度酸化、缺氧和對(duì)附著物過(guò)分的清洗均會(huì)對(duì)硝化細(xì)菌造成損害，因此，不要長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng),也不可用硝化細(xì)菌附著物做初級(jí)濾材。

硝化細(xì)菌如何進(jìn)行化能合成作用

硝化細(xì)菌是指能夠氧化無(wú)機(jī)氮化物,從中獲取能量,從而把二氧化碳合成為有機(jī)物的一類細(xì)菌。硝化細(xì)菌合成有機(jī)物的過(guò)程表示如下：

2NH3+3O2=(硝化細(xì)菌)2HNO2+2H2O+能量

2HNO2+O2=(硝化細(xì)菌)2HNO3+能量

6CO2+6H2O=(能量)C6H12O6

什么是硝化細(xì)菌？有怎樣的作用？

硝化細(xì)菌是一類能降解氨和亞硝酸鹽的自養(yǎng)型細(xì)菌硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程，包括亞硝化菌屬和硝化桿菌屬兩個(gè)生理亞群，它們歸屬于一個(gè)獨(dú)立的科——硝化桿菌科。硝化細(xì)菌通過(guò)硝化作用氧化無(wú)機(jī)化合物獲取能量來(lái)滿足自身的代謝需求，并且以CO2作為唯一的碳源，是典型的化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)菌。硝化細(xì)菌具有硝化作用，所謂硝化作用指的是硝化細(xì)菌在好氧條件下將NH3氧化為NO-，并進(jìn)一步氧化為NO-3，從中獲得生長(zhǎng)所需能源的過(guò)程。硝化作用可以分為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又聯(lián)系緊密的階段。前一階段NH3氧化為NO-2，稱為亞硝化作用或氨氧化作用，由亞硝化細(xì)菌完成；后一階段是NO-2氧化為NO-3的過(guò)程，稱為硝化作用，由硝化細(xì)菌完成。因此，常講的硝化作用實(shí)際上包括硝化化細(xì)菌的硝化過(guò)程了由亞硝化細(xì)菌完成的亞硝化作用和由硝化細(xì)菌完成的硝化作用兩個(gè)階段。硝化細(xì)菌是養(yǎng)殖水體生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的成員，在水產(chǎn)養(yǎng)殖上具有比較重要的應(yīng)用價(jià)值。在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用是硝化細(xì)菌氨氮氧化、亞硝酸鹽氧化的運(yùn)用，養(yǎng)殖水體中的三氮（NH3-N、NO2-N、NO3-N）中，NH3-N和NO2-N具有很強(qiáng)的毒性，硝化細(xì)菌可將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽而被藻類利用，從而起到凈化水質(zhì)的作用；與此同時(shí)，硝化細(xì)菌在合成自身物質(zhì)時(shí)可同化和異化硫化氫，達(dá)到水質(zhì)凈化，改良池塘底質(zhì)，維護(hù)良好的水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境的作用。但由于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)代時(shí)比較長(zhǎng)，從而限制了其在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的廣泛應(yīng)用。

簡(jiǎn)述硝化細(xì)菌是如何代謝的

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(zhǎng)，并在氮循環(huán)水質(zhì)凈化過(guò)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(yíng)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(lái)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(lái)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。

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