硝化细菌nitrifying bacteria

能将铵氧化为亚硝酸及亚硝酸氧化为硝酸的细菌总称。它们共同完成将铵转化成硝酸的硝化作用。分属两个生理群，分两阶段进行硝化作用，第一群氧化铵成亚硝酸，称亚硝酸菌，有4个属。第二群氧化亚硝酸成硝酸，叫硝酸菌，有3个属。这两群细菌都是专性化能自养菌，从氧化铵和亚硝酸中取得能量，固定CO2合成自身细胞，不需要生长因子。细胞球形或杆状，革兰阴性，无芽孢，严格好气，鞭毛周生或极生，有的无鞭毛。细胞内具有复杂的膜系统。全部硝化细菌组成硝化杆菌科(Nitrobacteraceae)。（见表）

硝化细菌属的特征

属 名	形 态 特 征	G+Cmol%	温度范围	pH范围	生 境
亚硝酸菌：
亚硝酸单胞菌 (Nitrosomonas)	短杆， 近圆形 1.0×1.5μm 细胞质膜在周边	47.4～51.0	5～30℃	5.8～8.5	土壤、 海水及淡水
亚硝酸螺菌 (Nitrosospira)	螺旋形 无特殊细胞质膜	51.4	15～30℃	5.5～8.5	土壤
亚硝酸球菌 (Nitrosococcus)	双球或四球 细胞质膜内陷	50.5～51.0	2～30℃	6.0～8.5	土壤、 海水及淡水
亚硝酸叶菌 (Nitrosolobus)	小裂叶状多形态 细胞质膜内陷	53.6～55.1	15～30℃	6.0～8.2	土壤
硝酸菌：
硝酸杆菌 (Nitrobacter)	短杆， 楔形或梨形 1×0.8μm 出芽生殖， 细胞质膜极冠	60.7～61.7	5～40℃	5.7～10.2	土壤、 海水及淡水
硝酸刺菌 (Nitrospina)	细长杆， 或球形 无特殊细胞质膜	57.7	20～30℃	7.0～8.0	仅在海水中生长
硝酸球菌 (Nitrococcus)	大球形1.5～1.8μm 管状细胞质膜	61.2	15～30℃	6.8～8.0	仅在海水中生长

硝化细菌生长缓慢，实验室进行纯培养时，亚硝酸菌的代时为12～20小时； 硝酸菌的代时为8～10小时。在土壤中，其代时可超过100小时以上。这类细菌生长虽缓慢，但氧化还原氮化物的能力却很强。实验室条件下，以干细胞计算每天每克可氧化NH-4N1～30g; 氧化NO-2N5～70g。环境适宜时，铵一进入土壤即被氧化成硝酸。其氧化过程为：

硝化过程的产物为NO-2,N2O和NO-3。NO-2对生物剧毒，但一般环境中不积累。NO-3为水溶性，可供植物吸收利用，也易从土壤中流失。在厌气条件下，NO-3经反硝化作用变成N2及其他含氮气体，使氮肥损失。NO-3在土壤中大量积累或流失均可造成不良影响： ❶NO-3在土壤中过剩，植物吸收多，细胞中含NO-3量大，易变成NO-2，造成人畜中毒；
❷NO-3从土壤中流失，如进入饮用水，造成饮水污染；
❸NO-3进入江河湖海，造成富营养现象，使藻类大量生长，藻垫死亡后，经异养菌分解，大量耗O2，造成水生动物缺O₂死亡。硝化作用另一产物N₂O也造成大气污染，产生不良后果（见硝酸还原）。

硝化细菌xiaohuaxijun

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。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。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(Nitrobacter winogradskyi)的一些品系。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。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。

硝化细菌

nitrifying bacteria