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说起它人人都知道,但是不一定人人都懂。

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硝化细菌概述

硝化细菌包括亚硝酸菌和硝酸菌,是一类需氧自养细菌,从功能角度说,亚硝酸菌把氨转化为亚硝酸盐,硝酸菌把亚硝酸盐转化为硝酸盐。谈起硝化细菌,每一个水族爱好者都不会陌生,尤其对于海水饲养爱好者来说,硝化细菌在很大程度上影响着水族箱的健康状况。在海水水族箱中,氮循环是一个很重要的部分,能否成功建立健全的氮循环直接决定了饲养珊瑚礁生物的成败。而硝化细菌是实现氮循环的主力之一。也正是由于在海水水族箱中硝化细菌有着极其重要的地位,自从“柏林方法”问世以来,这类微生物一直被重点关照,相应的诸多硝化细菌产品也应运而生。

近些年来,随着海水水族箱的逐渐普及,越来越多的人加入了这一行列,开始了他们(她们)的海缸之旅。关于硝化细菌的话题在各大网路上被频繁的讨论,随着“柏林方法”的深入人心,硝化细菌的作用也渐渐开始广为人知。然而,尽管硝化细菌的文章在网络上比比皆是,更有不少人畅所欲言,可是依然不难发现,能够真正驾驭硝化细菌的人依然还是占少数,对于大多数的玩家来说,尽管已有数年经验,却依然在氮循环以及硝化细菌的问题上纠结不已。

其实要想信手拈来的玩转硝化细菌,其实也并非难事,细心从其本质去深究,自然也就豁然开朗了。

硝化细菌在氮循环中的作用机制已经是众所周知的了,无需再多说,而为了不变成讨论有机化学问题,硝化细菌是如何转导电子而产生硝酸盐的细节也就不在此谈论了。我们来从一些大多数人不太会去关注或是争论颇多的问题来讨论。首先,我们从硝化细菌最基本的属性开始,作为需氧自养细菌,无非有两个特点,如其字面,第一是需要氧气,第二是自养。既然是需要氧气,因此水环境中的氧气含量就会起到关键的作用了,所以在水族箱中,只有在水流适中的区域才会适合硝化细菌生存。对于大多数爱好者来说,在礁石处创造足够的有氧区域并非难事,只不过在此一提,过度积压的礁石会大大缩减适合硝化细菌生存的环境。至于自养,也无关大雅,无非是指通过无机盐提供自身所需能量的一种生存方式,这个属性只需要我们考虑一个问题,有多少无机盐就能够养育多少硝化细菌,简单的举例,这就是我们为什么不会频繁并且显著的改变系统中鱼类的数量,剧烈变化的营养输入一旦超过硝化细菌的反应速度就很容易造成平衡的丧失,这就是为什么很多新手玩家总是出现氮循环崩溃的问题,无非就是不停的买鱼和不停的死鱼造成的。

接下来从功能方面考虑,在海洋中,氮循环的硝化过程大多数都是在较深的区域完成的,氨在形成后除了在表层被浮游生物直接利用以外,余下的部分会逐渐下沉到深海并最终转化为硝酸盐,这些硝酸盐会被上升的水流重新带到表层水域并被浮游生物消耗然后重新进入氮循环,这就是为什么在一些有上升水流的悬崖处会有大量的鱼群觅食,来自深海的富含营养的海水孕育了大量的浮游生物。所以有一个共识是需要再强调一下的,硝化细菌的终产物是硝酸盐,加入硝化细菌的确是不会起到降低硝酸盐作用的。如果你的水族箱中在源源不断的产生硝酸盐,那某种程度上可以说明硝化细菌在有效的工作。回到海洋的氮循环过程,不难发现,硝化细菌在低光照甚至无光(深海)的环境下效率会更高,所以,如果你追求高营养通量的系统,你的水族箱是不是已经有足够的低光区域呢?

最后来说说水流的作用,从以上的证据来看,硝化细菌并不是遍布在水族箱里的任何地方的,这类细菌的存在是有空间异质性的,所以提高硝化细菌工作效率就需要考虑到无机盐以及氧气是不是被最大程度的送到了细菌的嘴边,因此,有温和且持续的水流通过菌落表面显得尤为重要了。所以,你的低光区被含氧水流照顾到了吗?

聊到硝化细菌,还有一个问题不能不提,那就是硝化细菌产品了,现在有很多人都在质疑这些产品,当然这些人多是玩家,甚至有人直言硝化细菌产品不过是商家骗钱的工具,不论出于何种目的,至少在此,还是应当为这些致力于开发硝化细菌产品的商家正名一下的。


首先,我们要知道我们花钱买到的硝化细菌究竟是什么,真正的硝化细菌真的能被装进一个小瓶子里并且经过长时间依然能保持其正常功能吗,相信很多人都有这个疑问,答案当然是肯定的。首先解释一个误解,很多人认为不同于真菌会产生孢子,因此细菌是不可能被长期保存的,其实细菌孢子是存在的,区别于用于繁殖的真菌孢子,这种孢子是为了保护细菌度过极端环境的,称之为芽孢。遗憾的是硝化细菌不会产生芽孢,所以不能以固体粉状保存,真正能以粉剂使用的其实是厌氧异养菌。所以深入分析,所谓的鸡尾酒混合除氮细菌产品是效率极低的,原因是厌氧异养菌需要分泌一种阻断剂用于稳定其芽孢形态,这种阻断剂会杀死需氧自养菌,也就是真正的硝化细菌。

接下来就是硝化细菌的保存问题了,既然无法产生芽孢,那么是不是就无法保存了,市面上的液态硝化细菌产品是不是都是假的了。当然不是,幸运的是,硝化细菌存在一种休眠状态,这种状态可以持续数月,通过降低氧气含量可以实现让硝化细菌进入休眠,这种休眠状态可以持续近8个月,这样就能够装入瓶子长期保存了,在休眠状态下,硝化细菌的代谢速率会变得很低,在这个过程中是不会进食的,也就是所有硝化过程都停止了,所以一些极端的人认为硝化细菌产品不过是坏水的肥料而已,这种结论从逻辑上分析是很难站得住脚的。至于硝化细菌产品会直接提升硝酸盐浓度,甚至有玩家认为向RO水中直接加入硝化细菌会使NO3瞬间暴增的想法就更缺乏科学依据了。当然,一些产品在运输中会出现极端温度的情况,这也会导致硝化细菌直接死亡而失效。至于一些小作坊的产品就不在讨论范围内了。


最后一个使用硝化细菌产品的小技巧,我们在买到新的鱼或新的珊瑚时往往都会兑温或是过水,可是对于硝化细菌,很多爱好者都是粗暴的加入水族箱中,其实,硝化细菌也是生物,温和的适应过程也会大大的提高成活率和增殖效率。当然建立硝化细菌菌落的过程也不是立竿见影的,具体的过程将来在讨论系统建立时再详述。至于很多人关心的自然构建氮循环和人为加入硝化细菌到底哪个更好,其实很难去比较,毕竟只是硝化细菌来源不同而已,之后的过程可以说是完全一样的。



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