水生微生态学

1、水生微生态学水生微生态学一、水生微生物数量和生物量的测定 （一）测定微生物的数量 1、显微镜直接计数： 利用血球计数器进行。测定结果包括活菌数和死菌数，称全菌计数法。 2、平板计数法：通过计数菌落计算出样品中的活菌数 3、薄膜过滤计数法 ：将定量样品通过薄膜，取下薄膜进行培养。计算其上的菌落数而求出样品中所含的菌数。 4、比浊法：用比色计或分光光度计测定培养液的浊度。 （二）测定微生物的生物量1、称重法：直接称量样品的湿重或干重2、含氮量测定法：即测定细胞的总含氮量乘以6.25，就是该微生物的蛋白质量3、DNA含量测定法 主要来源于土壤、空气、污水、人和动植物排泄物以及动植物尸体等。 1、泉水

2、：泉水中含少量细菌，细菌总数在每毫升泉水几千到十万个之间，腐生菌在十到几百个之间。由于营养物质含量低，因此较小型球菌和短杆菌常占优势。温泉50，蓝细菌、酵母菌（隐球酵母属）温泉80，假丝酵母属、红酵母属、隐球酵母属 2、河流：微生物变化大，随季节和河断不同而变化。在流动水体中，水上层只有单细胞藻类和细菌生长。在水流缓慢的浅水处，常有丝状藻类和丝状细菌和真菌生长。 在天然湖泊中，细菌总数为几十到几百万个/ml。清洁湖泊和水库中，以自养菌为主，常见的有硫细菌、铁细菌和含光合色素的绿细菌、紫色细菌以及蓝细菌。此外还有无色杆菌、色杆菌等腐生菌。 有机质丰富的不同深度的水体中，微生物种类有所不同。上层水

3、中氧含量高，主要有假单胞菌属、柄杆菌属、噬纤维菌属和浮游球衣菌等好氧菌、真菌和藻类；在中层水中，主要有着色菌属和绿菌属等光合细菌；在底层水中，主要有脱硫弧菌属、甲烷杆菌属和甲烷球菌属等厌氧性细菌、原生动物和一些鞘细菌。 在富营养湖中，夏季经常发生蓝藻水华。 池塘中细菌、真菌等微生物种类和数量一般与富营养湖相近。池塘受人为因素影响大。如养鱼池施肥和投饵可大幅度提高细菌种数、生物量和生产量。 1、与放养的鱼类类别有关 鲢鳙等滤食性鱼类的存在，可以起到调节细菌数量和改善水质的作用。仅放养草鱼和鲤鱼的鱼池，细菌数量波动剧烈；而放养鲢的鱼池，细菌数量长期稳定。 2、池塘中微生物与季节变动及水平分布和垂直

4、分布有关（1）与季节的关系：鱼池浮游细菌生物量变化的季节顺序是秋 夏春冬。 （2）水平分布：在有风天气，浮游细菌的水平分布明显，一般沿岸涨水处细菌增多；而上风处和沿岸消水处相对少。（3）垂直分布：受季节影响，因为不同季节水温和浮游植物生物量不同。总趋势是，春季底层多，夏季底层、中层多，秋季中层、表层多。 海水体积大，微生物的种类和数量较多，远远超过陆地微生物的总量。海水中常见细菌主要有假单胞菌属、枝动菌属、弧菌属、螺菌属、梭菌属、变形菌属、硫菌属、硝化细菌和蓝细菌的一些种类。常见酵母菌有色串孢属和酵母菌属。此外还有噬菌体、霉菌、藻类和原生动物。 湖泥表层有机营养物质含量高，因此栖息了大量的微生

5、物。其不同菌群存在季节变动，几乎都呈现冬季最小值。 （一）水生动物体表上微生物的分布 硬骨鱼类体表主要附着革兰氏阴性无芽孢杆菌，很多鱼体上也有真菌；低等水生动物如桡足类体表也有细菌和真菌；海洋细菌如弧菌能分泌甲壳质分解酶，因此易于在甲壳动物体表附着，如养殖对虾的细菌性病害主要是弧菌病就与此有关，一旦对虾受到外伤或由甲壳质分解的作用，弧菌立即侵入到对虾体内引起感染。 鱼类消化道短，结构机能多未分化，胃肠道处于酸环境（pH为2-5），富含胆汁，对水环境的许多微生物具抑制作用，形成了与体表和水环境不同的微生物群落。 1、淡水鱼的微生物：以嗜水气单胞菌、A型拟杆菌、假单胞菌属和肠杆菌科的细菌占优势。2

6、、海水鱼的微生物：以弧菌属细菌为主 由于对虾大部分时间行底栖生活，属杂食性水生动物，因而其肠道菌落与底栖细菌和沉积物中的菌群有关。以假单胞菌属和弧菌科的细菌为主。 对虾的蚤状幼体期活菌总数达高峰，随后急剧减少。 蚤状幼体期以弧菌为主，达成体期（孵化后126天）则以假单胞菌为主。发育不良的成体对虾则以气单胞菌居多。 一些藻类体上附有细菌。当形成浮游植物水华时，没有细菌存在；硅藻能主动抑制细菌在其表面附着。 一、物理因素 1、光照：在自然情况下，水的混浊阻止日光进入或为悬浮粒子反射而消失；另一个因素是水的流动，使日光对菌体的杀伤时间减少。 2、温度：各种微生物都有其生长繁殖的最低温度、最适温度、最

7、高温度和致死温度，根据微生物的温度需要将其分为低温型、中温型和高温型。 3、压力：一些菌体对压力变化表现出形态变化。 4、浑浊度：由悬浮物所致。悬浮物对细菌的生长繁殖具促进作用。也影响水体中微生物区系的组成。 二、化学因素 1、PH值：水中细菌最适PH为6.5-7.5，当水质的PH低于4 或高于9时，水中大多数细菌的活动受到抑制，代之的是一些喜酸的酵母和霉菌或喜碱的硝化细菌和尿素细菌。 2、氧化还原电位：它影响微生物细胞内许多酶的活性和细胞的呼吸作用。氧化还原电位与PH值成反比，与含氧量成正比。3、盐度4、无机物：主要是无机氮和磷化合物 5.有机物：是腐生菌和真菌生长的限制因素6、溶解气体：O

8、2、分子态氮、CO2、H2S等 三、生物因素 （一）营养竞争（二）不同微生物的相互作用：即共生和拮抗关系 （三）细菌和真菌的滤食者1、原生动物可部分滤食细菌2、滤食动物可滤食细菌和真菌：如海绵、贝类、轮虫、枝角类、桡足类和一些滤食性鱼类。（四）噬菌体、细菌和真菌对微生物的侵袭（五）生长和抑制物质：维生素、酶和抗生素 一、微生物与能量流 微生物在生态系统中作为还原者把绿色植物产生的能量通过食物链进行传递。 二、微生物与食物链通过食物链和食物网关系可看出，细菌在水生动物营养上起着极其重要的作用。不仅原生动物、轮虫、甲壳动物、软体动物等摄食细菌，一些鱼类也食细菌。水中细菌多集聚成絮状、片状和块状等聚

9、合体，许多动物不能吃单个细菌但可吃聚合体。可见细菌是一种营养丰富的食物，目前光合细菌已大量培养，已用到水产养殖中，既改善水质，防治鱼病，又能做为饲料添加剂，能很好地促进水产经济动物的生长。 三、微生物与物质循环 （一）物质循环的基本概念：又称生物地球化学循环，即一切生物将所需的化学元素自非生命物质状态转变成有生命物质状态，然后再从有生命物质状态转变成非生命物质状态，如此循环，以致无穷。 （二）水中有机物质的生产量：水中有机物质的生产者主要是蓝细菌和真核藻类，其次是少量的光能自养菌和化能自养菌。异养细菌和真菌的次级产量大。 （三）碳素循环：CO2、碳酸盐、有机碳CO2 初级生产者 有机碳化合物

10、食物链 水生动物 微生物 分泌物及残体（四）氮素循环 1、固氮作用： N2 固氮细菌和蓝藻 NH3和氮化合物 2、氨化作用（蛋白质分解菌和真菌） 含氮有机物 微生物 氨3、硝化作用 (有氧条件下进行） 氨 微生物 硝酸盐 （硝化细菌）4、脱氮作用：（无氧条件下进行） N2O N2NO3- NO2- NO NH2OH NH35、N转化在水体中的生产意义：施肥增氧促进微生物有氮循环，可促进水生动物的饵料生物的繁殖，有利于提高水体生产力。 （五）硫循环1、硫的生物循环硫酸盐 绿色植物 有机含硫化合物 H2S 硫化作用 硫化细菌、硫磺细菌 硫磺 2、S循环对水体生产力的影响 （1）硫酸盐可作水生植物和

11、微生物的养料 （2）厌氧时，H2S累积，引起鱼类中毒死亡 （六）磷、铁等的循环 磷是微生物生长的限制因子，也是水体富营养化标志。 四、微生物与水污染 （一）污水净化的微生物学原理 利用微生物群体对有机物和毒性物质进行转化的过程。 （二）污水净化的方法 1、厌氧处理法：消化和发酵过程，使有机物分解。 （1）过程： a.大分子物质被胞外酶消化为可溶性物质 b.微生物产酸发酵，将可溶性物质转变为有机酸和醇类 c.有机酸、醇类被发酵为CO2、H2 d.通过甲烷细菌转变H2、CO2为CH4 （2）应用：处理含大量不溶性有机物质的污水 2、好气处理法；好气菌的作用 （1）洒滴池法 实质：用生长在滤池滤石上的细菌及低等生物形成的一层生物膜进行处理。 特点：处理量小，冬季效果差（2）活性污泥法 A.实质：在通气条件下，微生物进行繁殖形成活性污泥絮状物而对污水进行处理。 B.种类： a.传统曝气池法