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標題: 氮元素在水體中的轉(zhuǎn)化 [打印本頁]

作者: 那頭，人已遠 時間: 2014-11-25 19:52
標題: 氮元素在水體中的轉(zhuǎn)化
氮元素在水體中的轉(zhuǎn)化

水體中氮元素的主要來源是飼料中的蛋白質(zhì)。有資料顯示，飼料中的蛋白質(zhì)只有60%左右被魚體吸收，合成魚體蛋白，約40%通過鰓或者糞便排泄到水體中。而精養(yǎng)池每天需要投喂大量的飼料，如果氮元素的轉(zhuǎn)化途徑受阻，就會造成中間代謝產(chǎn)物氨氮亞硝酸鹽的積累，從而對魚體產(chǎn)生毒害作用。
水體中含氮有機物的轉(zhuǎn)化分為兩個途徑，一個途徑是通過氨化作用和硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽最終被藻類吸收；另一個途徑是通過反硝化作用把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣而排出水體。第一個途徑有三個步驟，第一步，殘餌、糞便、死藻、動物尸體、施入的有機肥等含氮的有機物在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為氨氮；第二步，氨氮在亞硝酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；第三步，亞硝酸鹽在硝酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。
氨化作用
氨化作用又叫脫氨作用，微生物分解有機氮化物產(chǎn)生氨的過程。很多細菌、真菌和放線菌都能分泌蛋白酶，在細胞外將蛋白質(zhì)分解為多肽、氨基酸和氨（NH3）。其中分解能力強并釋放出NH3的微生物稱為氨化微生物。氨化微生物廣泛分布于自然界，在有氧（O2）或無氧條件下，均有不同的微生物分解蛋白質(zhì)和各種含氮有機物，分解作用較強的主要是細菌，如某些芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌和假單孢菌等。

硝化細菌和硝化作用
硝化細菌分為硝酸菌和亞硝酸菌，亞硝酸菌的作用是把氨氮（NH4+或NH3）轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽（NO22-），硝酸菌的作用是把亞硝酸鹽（NO22-）轉(zhuǎn)化為硝酸鹽（NO32-）。在硝化細菌的作用下，氨氮氧化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再氧化為硝酸鹽的過程叫做硝化作用。自然界中的氨或銨鹽必需在以上兩類細菌的共同作用下才能轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}。目前，人們尚未發(fā)現(xiàn)一種硝化細菌能夠直接把氨轉(zhuǎn)變成硝酸，所以說，硝化作用必須通過這兩類菌的共同作用才能完成。

反硝化細菌和反硝化作用
在缺氧條件下，能夠把硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，再把亞硝酸鹽還原為氮氣（N2）的一類細菌叫做反硝化細菌，也叫脫氮細菌。反硝化細菌在缺氧條件下，硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再還原為氮氣（N2）或一氧化二氮（N2O）的過程叫做反硝化作用，也叫脫氮作用。

氨氮與Ph的關(guān)系
氨氮有兩種存在形式，一種是離子態(tài)的NH4+，一種是分子態(tài)的NH3。離子態(tài)的無毒，分子態(tài)的毒性很大。氨氮的兩種存在形式與Ph有很大的關(guān)系：Ph越高，水體中分子態(tài)的氨含量越高，Ph越低，水體中離子態(tài)的氨含量越高，毒性就相對小很多。
化學(xué)方程式如下：NH4++OH-↔NH3•H2O（氨水）

為什么精養(yǎng)池氨氮或者亞硝酸鹽容易居高不下？
水體中氮元素的主要來源是飼料中的蛋白質(zhì)。有資料顯示，飼料中的蛋白質(zhì)只有60%左右被魚體吸收，合成魚體蛋白，約40%通過鰓或者糞便排泄到水體中。而精養(yǎng)池每天需要投喂大量的飼料，氨氮或者亞硝酸鹽居高不下原因一是人為投喂的氮元素過多，二是氮元素的轉(zhuǎn)化途徑受阻。第一條是無法改變的，所以解決氨氮和亞硝酸鹽最好的方法就是保持轉(zhuǎn)化途徑的通暢。那有人就說了在養(yǎng)殖水體中認為的添加硝化細菌不就行了？如果這么容易解決，那氨氮、亞硝酸鹽就不會另養(yǎng)殖戶甚至水產(chǎn)專家那么頭疼了。為什么呢？
我們來看看硝化作用的必要條件：硝化細菌的存活需要水分，還需要很高的氧氣，Ph中性或堿性水體最適宜硝化作用的進行。培養(yǎng)條件下，亞硝化細菌和硝化細菌的最適pH值為7-9。硝化細菌最適生長溫度是25℃，硝化作用最適宜溫度一般在25-35℃之間，高溫和低溫都能抑制硝化作用的進行。
影響硝化細菌在水體中穩(wěn)定增值有兩個致命的因素：氧氣和硝化細菌的增殖速率。氧氣就不多說了，氨氮和亞硝酸鹽大部分都是在池底產(chǎn)生的，而精養(yǎng)池的池底大部分都處于缺氧狀態(tài)。再說增殖速率。硝化細菌的增殖很慢，某些學(xué)者曾就養(yǎng)殖池中的硝化細菌作過生長及繁殖速度的測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一些常見的亞硝酸菌種平均要花上26小時才能增殖一倍，而硝酸菌種生殖的周期更長，平均要花上60小時才能增殖一倍，而有些細菌如芽孢桿菌幾分鐘甚至幾十秒就能繁殖一代，所以硝化細菌在池塘中很難形成優(yōu)勢種群并穩(wěn)定增殖。此外，池塘水體不像土壤，硝化細菌可以找到附著的以增殖和參與硝化反應(yīng)的地方也是影響硝化細菌在水體中不易存活的重要原因之一。

什么情況下容易產(chǎn)生亞硝酸鹽？
亞硝酸鹽居高不下多發(fā)生在精養(yǎng)池塘的養(yǎng)殖中后期，此時投喂量大，魚類的排泄物也比較多，所以水體中存在大量的有機物，其在分解時會消耗大量氧氣，特別是池底。所以，在這種條件下，氨化作用不會受影響，而由于亞硝酸菌比硝酸菌對氧氣的耐受度要強，在氧氣不太充足的條件下，亞硝化作用仍然在進行而硝化作用由于氧氣不充足而受到限制，所以就積累了大量的亞硝酸鹽。另外，在天氣悶熱，連續(xù)陰雨天（氣壓低，溶氧不足）的情況下也容易產(chǎn)生亞硝酸鹽。
氨氮和亞硝酸鹽會不會同時高？
有些水產(chǎn)從業(yè)人員說氨氮和亞硝酸鹽不會同時超標。那氨氮和亞硝酸鹽會不會同時高呢？答案是肯定的。因為硝酸菌比亞硝酸菌對高濃度NH4+更敏感，因此在高濃度NH4+下容易造成亞硝酸鹽N022-的積累。

藻類只能吸收硝酸鹽？
在氮元素的無機形式中（NH3，NH4+，NO22-，NO32-），藻類只能吸收硝酸鹽？有學(xué)者研究表明，藻類含量與NH4+無明顯負相關(guān)關(guān)系，與NO22-呈顯著正相關(guān)，與NO32-無顯著正相關(guān)。大家自己理解吧。

為什么消毒之后氨氮容易高？
有養(yǎng)殖戶發(fā)現(xiàn)，在養(yǎng)殖過程中，有時水體中的氨氮不高，可是在消過毒之后的幾天，氨氮一下高了起來，而且非常不容易降下去，這是為什么？在用過消毒劑之后，特別是殺菌能力強的消毒劑，在殺死有害菌的同時連同有益菌（如硝化菌）一起殺死，而在消毒過后的幾天，先繁殖起來的肯定是池塘里的土著菌，這些菌可以把含氮有機物分解為氨氮，而硝化細菌由于自身的弱點不能繁殖形成優(yōu)勢種群，所以就造成了氨氮的積累。消毒打破了原有的氮循環(huán)途徑，使氨氮不能正常轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。
以上內(nèi)容由鄭州小馬整理，如果有不正確的地方請大家批評斧正!

作者: 米來-小米 時間: 2014-12-2 15:49
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作者: 米來-小米 時間: 2014-12-9 22:25
水體氨氮示意圖

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水體氨氮示意圖

作者: 米來-小米 時間: 2014-12-9 22:26
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水體氨氮示意圖

作者: 那頭，人已遠 時間: 2014-12-10 09:27

米來-小米發(fā)表于 2014-12-9 22:26
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小米好樣的

作者: 米來-小米 時間: 2014-12-10 10:29
我還弄不好發(fā)圖片的活，發(fā)多了。

作者: 一片云 時間: 2014-12-11 10:22

米來-小米發(fā)表于 2014-12-10 10:29
我還弄不好發(fā)圖片的活，發(fā)多了。

有什么不會的可以問呢

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