深入了解硝化细菌

硝化细菌nitrifying bacteria  j. G& P% m' E1 m2 F
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包括两个细菌亚群,一类是亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将氨氧化成亚硝酸,另一类是硝酸细菌(又称硝化细菌),将亚硝酸氧化成硝酸。这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量,但其能量利用率不高,故生长较缓慢,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在10小时以上。( ]. u; g! z3 M! i* `( t

0 ?% N5 U0 ?& \4 Z+ j这两类菌通常生活在一起,这样便避免了亚硝酸盐在土壤中的积累,有利于机体正常生长,而土壤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。从而增加植物可利用的氮素营养。* ~/ F3 ^: {- r  g/ {/ w5 m
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两类菌均为专性好气菌,在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能自养型,不能在有机培养基上生长,例如亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌(Ni-trosospira)、亚硝化球菌(Nitrosococcus)、亚硝化叶菌(Ni-trosolobus)、硝化刺菌(Nitrospina)、硝化球菌(Nitrococcus)等。只有少数为兼性自养型,也能在某些有机培养基上生长,例如维氏硝化杆菌(Nitrobacterwinogradskyi)的一些品系。
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从形态上看,也有多样,如球形、杆状、螺旋形等,但均为无芽孢的革兰氏阴性菌;有些有鞭毛能运动,如亚硝化叶菌,借周身鞭毛运动;有些无鞭毛不能运动,如硝化刺菌。
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一般分布于土壤、淡水、海水中,有些菌仅发现于海水中,例如硝化球菌、硝化刺菌。硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。农业上可通过深耕、松土提高细菌活力,从而增加土壤肥力。但硝酸盐也极易通过土壤渗漏进入地下水,成为一种潜在的污染源,造成对人类健康的威胁。因此农业上既可采用深耕、松土方法,亦可通过用施入氮肥增效剂(即硝化抑制剂),以降低土壤硝化细菌的活动,减低土壤氮肥的损失和对环境的污染。 ' p, [; v0 w7 k0 c& d8 z5 \" Y
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好氧的氧化氨为亚硝酸(亚硝酸细菌)和氧化亚硝酸为硝酸(硝酸细菌)的一群土壤细菌。它们任何时候都是进行生态学的相伴生活;在营养方面是化学合成无机氧化的无机营养细菌。二者均为革兰氏阴性细菌。以下列反应获得能量同化CO2(CO2+H2O→1/6C6H12O18,△G=118千卡):4 ?  y! G4 \4 @- h5 o

& b) I$ v1 @) k/ ^在硝化细菌的细胞内有的具有如光合细菌取样的发达的层状结构,其中局部具有氧化无机物的细胞色素电子传递系统,与其共轭产生以ATP为代表的化学能;其中一部分因形成来自细胞色素系统的反向电子流而被消耗,而细胞色素系统是固定和同化二氧化碳所必需的还原能力(NADH或NADPH)这个机制是受细胞的无机营养生活密切的控制。氧化有机物的生物即使从外部供给作为能源的有机物也不能利用,表现它是好氧生活的一种极端的生物。pH8以上的碱性条件尤为合适,对NH4+、NO2-等具有严格的特异性。土壤的硝化率为每克土壤每天氧化0.02毫克的铵态氮,这相当于每公顷每天1/4—1/2吨的硫酸铵。特别是硝化细菌其附着于土壤颗粒表面的性质受到重视。在土壤细菌区系中对其氮素代谢大力地进行研究着。
为了幸福生活......

硝化细菌的特征


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氧化氨
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革兰氏染色阴性,短杆状或长杆状,运动(极生鞭毛)或不运动;具有周边内膜系统4 a: i' p5 z2 P4 p9 @# _7 M

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亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas: \8 M9 a  ]  e  v; A1 ?" I: L8 Q: O

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土壤.污水,淡水和海洋, @; _5 v4 ^' g- s) F4 m3 }4 r
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大的球状,运动;具有囊状或周边内膜系统5 p5 m- G: Q2 P9 y+ e
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亚硝化球菌属(Nitrosococcus
4 [# Z, ]* g# [) g- L: T/ A. d8 y. ]; Z
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( ~! I  N* `5 e6 m# Z' f
淡水,海洋
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螺旋状,运动(周生鞭毛);没有明显的内膜系统% ~! b  j+ z" p( b: {

1 u& d  ]$ a" B' J7 q  C: K
亚硝化螺菌属(Nitrosospira
* e# O: J3 O' U0 h$ T, o5 v) m# Q+ g3 Q3 h3 v+ t6 L
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土壤
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细胞呈多形态,叶状,内有间隔;运动(周生鞭毛)
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亚硝化叶菌属(Nitrosolobus
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土壤
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细长的弯曲杆状
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亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio
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土壤& ?) D' A% E# J) A# K: m
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氧化亚硝酸盐
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短杆状,出芽繁殖,偶尔能运动(亚侧生单鞭毛),内膜排列呈顶端帽状
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硝化杆菌属(Nitrobacter+ M1 W% k! r/ l( B% \& Z
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土壤,淡水,海洋
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细的长杆状,不运动,没有明显的内膜系统2 b  a2 u# N3 O& ?0 ^9 {
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硝化刺菌属(Nitrospina
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海洋
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大的球状,运动(12根亚侧生鞭毛),内膜系统随机呈管状排列
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硝化球菌属(Nitrococcus
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海洋
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细胞呈螺旋状或类弧状,不运动,无内膜
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硝化螺菌属(Nitrospira
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50" K4 ^" n1 M' B  z; E
海洋
7 B# x: Y8 ~4 }6 C/ ]( Y2 u9 e: {3 X5 U# n7 A8 E

0 b7 }: g* [$ Z* p7 p. H

; A& [) i- S: Q5 I( \8 Q* 在系统发育上,到目前为止所有已检测的硝化细菌是a或b紫色细菌类群。
为了幸福生活......
楼主,这个好专业啊,有点不太懂,但还是谢谢你,我会认真学习的
学习了!
谢谢了[膜拜]