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标题: 氮元素在水体中的转化 [打印本页]

作者: 那头，人已远 时间: 2014-11-25 19:52
标题: 氮元素在水体中的转化
氮元素在水体中的转化

水体中氮元素的主要来源是饲料中的蛋白质。有资料显示，饲料中的蛋白质只有60%左右被鱼体吸收，合成鱼体蛋白，约40%通过鳃或者粪便排泄到水体中。而精养池每天需要投喂大量的饲料，如果氮元素的转化途径受阻，就会造成中间代谢产物氨氮亚硝酸盐的积累，从而对鱼体产生毒害作用。
水体中含氮有机物的转化分为两个途径，一个途径是通过氨化作用和硝化作用转化为硝酸盐最终被藻类吸收；另一个途径是通过反硝化作用把硝酸盐转化为氮气而排出水体。第一个途径有三个步骤，第一步，残饵、粪便、死藻、动物尸体、施入的有机肥等含氮的有机物在微生物的作用下转化为氨氮；第二步，氨氮在亚硝酸菌的作用下转化为亚硝酸盐；第三步，亚硝酸盐在硝酸菌的作用下转化为硝酸盐。
氨化作用
氨化作用又叫脱氨作用，微生物分解有机氮化物产生氨的过程。很多细菌、真菌和放线菌都能分泌蛋白酶，在细胞外将蛋白质分解为多肽、氨基酸和氨（NH3）。其中分解能力强并释放出NH3的微生物称为氨化微生物。氨化微生物广泛分布于自然界，在有氧（O2）或无氧条件下，均有不同的微生物分解蛋白质和各种含氮有机物，分解作用较强的主要是细菌，如某些芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌和假单孢菌等。

硝化细菌和硝化作用
硝化细菌分为硝酸菌和亚硝酸菌，亚硝酸菌的作用是把氨氮（NH4+或NH3）转化为亚硝酸盐（NO22-），硝酸菌的作用是把亚硝酸盐（NO22-）转化为硝酸盐（NO32-）。在硝化细菌的作用下，氨氮氧化为亚硝酸盐，亚硝酸盐再氧化为硝酸盐的过程叫做硝化作用。自然界中的氨或铵盐必需在以上两类细菌的共同作用下才能转变为硝酸盐。目前，人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸，所以说，硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。

反硝化细菌和反硝化作用
在缺氧条件下，能够把硝酸盐还原为亚硝酸盐，再把亚硝酸盐还原为氮气（N2）的一类细菌叫做反硝化细菌，也叫脱氮细菌。反硝化细菌在缺氧条件下，硝酸盐还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐再还原为氮气（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程叫做反硝化作用，也叫脱氮作用。

氨氮与Ph的关系
氨氮有两种存在形式，一种是离子态的NH4+，一种是分子态的NH3。离子态的无毒，分子态的毒性很大。氨氮的两种存在形式与Ph有很大的关系：Ph越高，水体中分子态的氨含量越高，Ph越低，水体中离子态的氨含量越高，毒性就相对小很多。
化学方程式如下：NH4++OH-↔NH3•H2O（氨水）

为什么精养池氨氮或者亚硝酸盐容易居高不下？
水体中氮元素的主要来源是饲料中的蛋白质。有资料显示，饲料中的蛋白质只有60%左右被鱼体吸收，合成鱼体蛋白，约40%通过鳃或者粪便排泄到水体中。而精养池每天需要投喂大量的饲料，氨氮或者亚硝酸盐居高不下原因一是人为投喂的氮元素过多，二是氮元素的转化途径受阻。第一条是无法改变的，所以解决氨氮和亚硝酸盐最好的方法就是保持转化途径的通畅。那有人就说了在养殖水体中认为的添加硝化细菌不就行了？如果这么容易解决，那氨氮、亚硝酸盐就不会另养殖户甚至水产专家那么头疼了。为什么呢？
我们来看看硝化作用的必要条件：硝化细菌的存活需要水分，还需要很高的氧气，Ph中性或碱性水体最适宜硝化作用的进行。培养条件下，亚硝化细菌和硝化细菌的最适pH值为7-9。硝化细菌最适生长温度是25℃，硝化作用最适宜温度一般在25-35℃之间，高温和低温都能抑制硝化作用的进行。
影响硝化细菌在水体中稳定增值有两个致命的因素：氧气和硝化细菌的增殖速率。氧气就不多说了，氨氮和亚硝酸盐大部分都是在池底产生的，而精养池的池底大部分都处于缺氧状态。再说增殖速率。硝化细菌的增殖很慢，某些学者曾就养殖池中的硝化细菌作过生长及繁殖速度的测定，结果发现一些常见的亚硝酸菌种平均要花上26小时才能增殖一倍，而硝酸菌种生殖的周期更长，平均要花上60小时才能增殖一倍，而有些细菌如芽孢杆菌几分钟甚至几十秒就能繁殖一代，所以硝化细菌在池塘中很难形成优势种群并稳定增殖。此外，池塘水体不像土壤，硝化细菌可以找到附着的以增殖和参与硝化反应的地方也是影响硝化细菌在水体中不易存活的重要原因之一。

什么情况下容易产生亚硝酸盐？
亚硝酸盐居高不下多发生在精养池塘的养殖中后期，此时投喂量大，鱼类的排泄物也比较多，所以水体中存在大量的有机物，其在分解时会消耗大量氧气，特别是池底。所以，在这种条件下，氨化作用不会受影响，而由于亚硝酸菌比硝酸菌对氧气的耐受度要强，在氧气不太充足的条件下，亚硝化作用仍然在进行而硝化作用由于氧气不充足而受到限制，所以就积累了大量的亚硝酸盐。另外，在天气闷热，连续阴雨天（气压低，溶氧不足）的情况下也容易产生亚硝酸盐。
氨氮和亚硝酸盐会不会同时高？
有些水产从业人员说氨氮和亚硝酸盐不会同时超标。那氨氮和亚硝酸盐会不会同时高呢？答案是肯定的。因为硝酸菌比亚硝酸菌对高浓度NH4+更敏感，因此在高浓度NH4+下容易造成亚硝酸盐N022-的积累。

藻类只能吸收硝酸盐？
在氮元素的无机形式中（NH3，NH4+，NO22-，NO32-），藻类只能吸收硝酸盐？有学者研究表明，藻类含量与NH4+无明显负相关关系，与NO22-呈显著正相关，与NO32-无显著正相关。大家自己理解吧。

为什么消毒之后氨氮容易高？
有养殖户发现，在养殖过程中，有时水体中的氨氮不高，可是在消过毒之后的几天，氨氮一下高了起来，而且非常不容易降下去，这是为什么？在用过消毒剂之后，特别是杀菌能力强的消毒剂，在杀死有害菌的同时连同有益菌（如硝化菌）一起杀死，而在消毒过后的几天，先繁殖起来的肯定是池塘里的土著菌，这些菌可以把含氮有机物分解为氨氮，而硝化细菌由于自身的弱点不能繁殖形成优势种群，所以就造成了氨氮的积累。消毒打破了原有的氮循环途径，使氨氮不能正常转化为硝酸盐。
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作者: 米来-小米 时间: 2014-12-2 15:49
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作者: 米来-小米 时间: 2014-12-9 22:25
水体氨氮示意图

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水体氨氮示意图

作者: 米来-小米 时间: 2014-12-9 22:26
http://www.fishfirst.cn/forum.php?mod=attachment&aid=MTMyNjc1fDkzNTA1YmZmOGE5MThiNmQ5Yzc0NzcwZWUwODdmMjkxfDE3NzA3MDExMzI%3D&request=yes&_f=.gif

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水体氨氮示意图

作者: 那头，人已远 时间: 2014-12-10 09:27

米来-小米发表于 2014-12-9 22:26
http://www.fishfirst.cn/forum.php?mod=attachment&aid=MTMyNjc1fDkzNTA1YmZmOGE5MThiNmQ5Yzc0NzcwZWUwODdmMjkxfDE3NzA3MDExMzI%3D&request=yes&_f=.gif

小米好样的

作者: 米来-小米 时间: 2014-12-10 10:29
我还弄不好发图片的活，发多了。

作者: 一片云 时间: 2014-12-11 10:22

米来-小米发表于 2014-12-10 10:29
我还弄不好发图片的活，发多了。

有什么不会的可以问呢

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