大家好，欢迎打开我的帖子，我是大咖，海水大咖。今天的大咖说海继续更新。

我们建立海缸系统的一个重要目标就是解决氮循环的问题。新手如果不懂氮循环，经常会被爆红的营养盐所困扰。搞明白氮循环，你的下海之路就成功了一大半。

今天我们只讲氮循环，至于参与到氮循环中的磷P明天再研究。藻类和菌类的具体情况，以后讲海洋生物时候再慢慢研究。

一、氮在海缸中的存在形式

在空气中，氮的体积占比最大，超过78%。自然界中它和氧、碳、氢等元素一起形成蛋白质，孕育了生命。

海水中，氮元素的存在多种多样，主要分有机氮和无机氮两种形式。无机氮有N2、NH3、NH4+、NO2-、NO3-、N2O等。有机就是蛋白质和氨基酸，R-NH3。

我们海缸系统的目的就是将游离态的含氮离子转变为非游离的含氮分子和氮气。

二、氮元素的输入

纯净水化盐后的人工海水中理论上是不含有氮元素的。所以海缸中的氮元素主要来源是喂食和死亡的生物体。还有生命的代谢产生的各种含氮有机体。空气中的氮气溶解在水中也会带来氮元素，这叫固氮反应，但是比较少，暂时忽略。

几乎所有生物的新陈代谢都会产生氨NH3，NH3对生物是剧毒的，含量超过0.1mg/L就要出事故了。

不过好在神奇的大自然自带硝化细菌。只要一周的时间硝化细菌就可以成熟。硝化细菌中的亚硝化细菌会将氨NH3氧化为亚硝酸盐NO2，也就是亚硝酸盐。毒性比NH3低了不少。

2NH3+3O2=2HNO2+2H2O

虽然毒性降低，但是如果超过0.5mg/L也很危险。好在我们还有硝化细菌，会把亚硝酸盐NO2进一步氧化为无毒的硝酸盐NO3。

2HNO2 + O2 = 2HNO3

三、氮的输出：硝酸还原反应

水中游离的NO3是藻类和反硝化细菌的必要营养，在大海中，表层水面透光良好，浮游植物大量吸收NO3肆意生长，所以表层水体的NO3含量基本为0。

当水深达到无光程度，藻类无法生存，反硝化细菌又无所遁形，所以随着水越来越深，NO3的含量也越来越高。

可见，藻类和反硝化细菌对NO3的吸收是海水中最主要的吸收NO3反应。

其中藻类借助光合作用，吸收NO3，将NO3转化为蛋白质储存在藻类细胞中的反应称为硝酸还原反应。

NO3-→NH4+→有机态氮

当水中的NO3量比较高的时候，藻类大量吸收营养进行繁殖，会产生烦人的各种藻各种毛，珊瑚中的虫黄藻也大量繁殖，大量合成叶绿素，使得珊瑚颜色变深变咖。于是对抗NO3就成了很多鱼友的课题。

四、氮的输出：反硝化反应和脱氮反应

反硝化细菌吸收NO3，利用反硝化作用将NO3转化为氮气和其他产物，并获取能量的反应称为脱氮反应。

NO3-→NO2-→N2↑

若是在弱酸性环境下，细菌利用NO3时只会产生有毒的NO2，此时的反应为硝酸还原反应，所以酸性环境下的海洋生物很难生存。

HNO3+2H+→HNO2+H2O

在弱碱性、厌氧环境下，当水中含有可溶解的无氮有机物也就是所谓的碳源时，细菌的脱氮反应活动变得更加旺盛。这就是为什么添加碳源可以降低NO3的原因。

C6H12O6+4NO3-→6CO2+6H2O+2N2

可见稳定的PH对我们的海缸有多么重要！不管是FOT还是珊瑚缸，在酸性环境下生物都很难生存。一旦海水酸化，不管是剧毒的氨还是低毒的NO2都会大量滋生。

五、氮的循环与平衡

现在我们应该明白了氮的输入和输出。那么在氮的循环过程中我们到底要追求什么？

过去有一个很大的误区，就是要追求更低的NO3，尽可能接近大海中的NO3为0的环境。

所以很多人大量使用了各种手段，不管是厚沙、碳源、ATS等等都是在增大氮的输出。或者低密度，减少喂食等减少输入。

最后当NO3真的变成0了，长期维持在0了。结果呢，珊瑚不开了、透明了；系统摇摇欲坠、濒临崩溃了。

因为维持着我们的系统稳定的菌，珊瑚艳丽的基础虫黄藻，底缸中的高等藻类等都需要NO3作为基本营养。

长期低营养环境会饿死这些有益生物，或者让一些菌类和讨厌的低等藻类肆虐。当然这里还有磷P在捣乱，这个我们明天再说。

所以我们到底追求什么？我们要追求平衡。

如果你喜欢颜色深的珊瑚，就让NO3高一点，要颜色艳一点，就让NO3低一点。要让珊瑚死，就给NO3弄没。

不管是高还是低，我们都可以通过控制输入和输出来达到这个平衡的点。每个缸都可以找到这个平衡点，只需要你去摸索就能找到。

六、NO3超标怎么办

很多新手的NO3长期超标爆红，束手无策的开始求助。怎么办？我的思路是先不要考虑改变输入和输出。我们要先找到为什么NO3会爆红。

到底是因为系统没有成熟或者系统已经崩溃，是喂食量太大，是底沙长期没有足够翻砂生物，还是有生物死亡？找到了这些核心的原因，对症下药，事半功倍！


以上就是我们海缸中的氮循环，这是我们玩转海缸最最基础的知识了，以后再遇到NO3失控的问题，来看看这篇帖子，自己寻找答案吧。

今天的化学课先上到这里，下课。


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