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標題: 氮元素在水體中的轉化 [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化
氮元素在水體中的轉化

水體中氮元素的主要來源是飼料中的蛋白質。有資料顯示，飼料中的蛋白質只有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。而精養池每天需要投喂大量的飼料，如果氮元素的轉化途徑受阻，就會造成中間代謝產物氨氮亞硝酸鹽的積累，從而對魚體產生毒害作用。
水體中含氮有機物的轉化分為兩個途徑，一個途徑是通過氨化作用和硝化作用轉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化為氨氮；第二步，氨氮在亞硝酸菌的作用下轉化為亞硝酸鹽；第三步，亞硝酸鹽在硝酸菌的作用下轉化為硝酸鹽。
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）轉化為亞硝酸鹽（NO22-），硝酸菌的作用是把亞硝酸鹽（NO22-）轉化為硝酸鹽（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變為硝酸鹽。目前，人們尚未發現一種硝化細菌能夠直接把氨轉變成硝酸，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的關系
氨氮有兩種存在形式，一種是離子態的NH4+，一種是分子態的NH3。離子態的無毒，分子態的毒性很大。氨氮的兩種存在形式與Ph有很大的關系：Ph越高，水體中分子態的氨含量越高，Ph越低，水體中離子態的氨含量越高，毒性就相對小很多。
化學方程式如下：NH4++OH-↔NH3•H2O（氨水）

為什么精養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。有資料顯示，飼料中的蛋白質只有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化途徑的通暢。那有人就說了在養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殖戶甚至水產專家那么頭疼了。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生的，而精養池的池底大部分都處于缺氧狀態。再說增殖速率。硝化細菌的增殖很慢，某些學者曾就養殖池中的硝化細菌作過生長及繁殖速度的測定，結果發現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勢種群并穩定增殖。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。

什么情況下容易產生亞硝酸鹽？
亞硝酸鹽居高不下多發生在精養池塘的養殖中后期，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，連續陰雨天（氣壓低，溶氧不足）的情況下也容易產生亞硝酸鹽。
氨氮和亞硝酸鹽會不會同時高？
有些水產從業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？有學者研究表明，藻類含量與NH4+無明顯負相關關系，與NO22-呈顯著正相關，與NO32-無顯著正相關。大家自己理解吧。

為什么消毒之后氨氮容易高？
有養殖戶發現，在養殖過程中，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途徑，使氨氮不能正常轉化為硝酸鹽。
以上內容由鄭州小馬整理，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
我還弄不好發圖片的活，發多了。

作者: 一片云 時間: 2014-12-11 10:22

米來-小米發表于 2014-12-10 10:29
我還弄不好發圖片的活，發多了。

有什么不會的可以問呢

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