硝化細菌
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硝化細菌 ( Nitrifying bacteria ) 是一類好氧性細菌，包括亞硝酸菌和硝酸菌。生活在有氧的水中或砂層中，在氮循環水質淨化過程中扮演着很重要的角色。
目錄
簡介
硝化細菌分類:硝化細菌屬於自養型細菌，原核生物，包括兩種完全不同的代謝群:亞硝酸菌屬( nitrosomonas ) 及硝酸菌屬( nitrobacter )，它們包括形態互異的桿菌、球菌和螺旋菌。亞硝酸菌包括亞硝化單胞菌屬、亞硝化球菌屬、亞硝化螺菌屬和亞硝化葉菌屬中的細菌。硝酸菌包括硝化桿菌屬、硝化球菌屬和硝化囊菌屬中的細菌。兩類菌均為專性好氧菌，在氧化過程中均以氧作為最終電子受體。大多數為專性化能合成自養型，不能在有機培養基上生長，例如亞硝化單胞菌(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌(Ni-trosospira)、亞硝化球菌(Nitrosococcus)、亞硝化葉菌(Ni-trosolobus)、硝化刺菌(Nitrospina)、硝化球菌(Nitrococcus)等。只有少數為兼性自養型，也能在某些有機培養基上生長，例如維氏硝化桿菌(Nitrobacterwinogradskyi)的一些品系。從形態上看，也有多樣，如球形、杆狀、螺旋形等，但均為無芽孢的革蘭氏陰性菌;有些有鞭毛能運動，如亞硝化葉菌，借周身鞭毛運動;有些無鞭毛不能運動，如硝化刺菌。一般分布於土壤、淡水、海水中，有些菌僅發現于海水中，例如硝化球菌、硝化刺菌。
硝化細菌完全無需專門購買，魚缸中氧含量和有機物達到正常水平後，2個月左右就可以建立起穩定的菌落。硝化細菌也不是藥物，一旦穩定之後，只要環境不發生劇烈變化(如放入殺菌劑、或開水倒入)，就可以長期不斷繁殖，完全無需添加。
評價
它們可以在這個團體中安定的生活，需要確保的只有它們得具有適當的黏着性質，以能保留在它們需要停留的地方，並攫取它們所需要的生存資源。但是在養殖池中適合它們生長的地方似乎不多，使它們的數量不可能有大量繁衍之機會。與其它異營性腐生細菌相較，顯然這是一個很大的缺陷。
除了棲息環境很少外，硝化細菌的生殖很慢，也是一項非常不利的弱點。某些學者(如Shilo and Rimon，1982;Belse，1984)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。硝化細菌在養殖池中的低生殖率，使它們在微生物的生態系中僅占有一個相當低的百分率。
另外，就環境因子而言，影響硝化細菌最重要的因子主要有光線、pH值及溫度的變化等，它們僅能在合適的環境因子中生長及繁衍，如果這些因子的變化超出了它們所能忍受的範圍，就很容易受到傷害，嚴重的話，將引起死亡。下面的論述將以這三個因子為主題，來談它們脆弱的一面。
光對硝化細菌的不良影響是一般人很難想象的，從許多的相關研究中均顯示光對硝化細菌的生長及繁殖均有抑制的現象(Johnstone and Jones，1988;Diab and Shilo，1988)。亞硝酸菌對近紫外線的可見光非常敏感(Alleman，1987)，但太陽光中普遍含有這種光譜。紫外線對硝化細菌的傷害更大。因此在生態上，硝化細菌均有避光現象(Alleman，1987)。光線對硝化細菌所造成之負面衝擊(negative impact)的真正原因尚未查出，不過已知只要將光線減弱，則亞硝酸細菌的活性又會逐漸增強(Alleman，1987)，因此可推測硝化作用在黑暗中的效率應該比在光照中還要得高。
當外界的pH值發生變化時，某些硝化細菌(如N. europaea)可以借着調節細胞內(intracelluar)的pH 值作良好的適應(Frijink et al.，1992)，但大部份對pH值的改變頗為敏感。對亞硝酸菌而言，最佳的pH值通常是7.8(Painter，1970;Jones and Paskis，1982;Kumar and Nichols，1983)，其生長和活性則隨pH值的減少而降低，這種低於pH=7時就表現得特別明顯(Hankison and Schmidt，1988)，如果pH值降到低於6以下，可能對硝化細菌造成直接的傷害(Alleman，1987)。
在溫度的適應方面，一般認為最適合硝化細菌生長的溫度是25℃，理由是硝化作用所產生之化學能與進行生理代謝所消耗之化學能兩者相抵消，在這個溫度之下可能有最大的淨餘值。至於溫度的變化對硝化活性之影響，也有多位學者加以研究，發現在溫度低於5℃或高於42℃時，硝化作用已經無法進行(Painter，1970)，後又發現硝酸菌忍耐高溫的門坎(threshold)要比亞硝酸菌高約7℃，原因是亞硝酸菌的活性若從7℃開始測定，則隨溫度之升高越來越強，並呈現一種直線正比關係向上攀升，直到達35℃後隨即開始急速下降，但硝酸菌的活性必須高至42℃後才有急速下降的情形(Wortman and Wheaton，1991)。硝化細菌在低溫無法進行硝化作用之原因，可能是由於生理代謝受到低溫的干擾發生代謝失常的現象，而在高溫可能是由於高溫使細胞內的 發生瓦解(disruption)之故(Alle-man，1994)。[1]