Tổng quan về vi khuẩn Nitrobacter spp.

Nuôi trồng thủy sản là một lĩnh vực phức tạp, trong đó việc duy trì chất lượng nước là yếu tố quyết định sự thành công của hệ thống.

Hai nhóm vi khuẩn quan trọng trong chu trình nitrat hóa – Nitrosomonas spp. và Nitrobacter spp. – đóng vai trò trung tâm trong việc chuyển hóa các hợp chất nitơ độc hại thành dạng ít độc hơn, đảm bảo môi trường sống ổn định cho thủy sản. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết về hai loại vi khuẩn này.

1. Vi khuẩn Nitrobacter spp. là gì?

Nitrobacter spp. là một chi vi khuẩn hiếu khí, Gram âm, hình que, kích thước tương tự Nitrosomonas spp., thuộc nhóm vi khuẩn nitrat hóa. Vi khuẩn Nitrobacter spp. cũng là một phần quan trọng trong quá trình nitrat hóa.

Chúng có nhiệm vụ chuyển đổi nitrite (NO₂⁻) thành nitrate (NO₃⁻), một dạng nitrogen mà thực vật có thể hấp thụ được. Đây là bước cuối trong chu trình nitrat hóa, giúp hoàn thiện quá trình chuyển đổi nitrogen trong môi trường tự nhiên và nhân tạo.

Trong quá trình Nitrat hóa (thuộc chu trình nitơ), giai đoạn mà Nitrobacter spp. tham gia được gọi là quá trình Khử Nitrat (NO₃^–).

Nitrobacter spp. được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải, ao nuôi thủy sản, và hệ thống biofilter trong chăn nuôi. Chúng giúp duy trì chất lượng nước bằng cách loại bỏ nitrite độc hại và tăng cường hàm lượng nitrate, góp phần cải thiện môi trường sống cho các loài động vật nuôi.

Xem thêm Cơ chế làm giảm khí độc của vi sinh Nitrosomonas spp. và Nitrobacter spp. trong ao nuôi

2. Đặc điểm sinh học của Nitrobacter spp.

Nitrobacter spp. sở hữu một số đặc điểm cơ bản hay nói chính xác là những yếu tố tác động đến sự tồn tại, phát triển của chúng. Nếu muốn sử dụng các chế phẩm chứa Nitrobacter đạt hiệu quả cao nhất thì người vận hành hệ thống xử lý nước thải cần nắm được những đặc điểm của vi khuẩn này.

Đặc điểm hình thái: Nitrobacter spp. là vi khuẩn Gram âm, hình que, kích thước tương tự Nitrosomonas. Chúng cũng là vi khuẩn tự dưỡng, sử dụng carbon dioxide làm nguồn carbon chính và năng lượng thu được từ quá trình oxy hóa nitrit.

Chỉ hoạt động trong điều kiện hiếu khí: Nitrobacter spp. hoạt động mạnh mẽ trong môi trường giàu oxy. Thiếu oxy không chỉ làm giảm hiệu quả chuyển hóa nitrit mà còn dẫn đến tích tụ nitrit – một chất gây độc nghiêm trọng cho thủy sinh vật.

Độ pH tối ưu: độ pH thích hợp cho Nitrobacter phát triển tốt nhất ở độ pH từ 7,0–8,5. Nếu pH quá thấp, hoạt động oxy hóa nitrit (NO₂^–) sẽ giảm, làm tăng nguy cơ tích tụ nitrit trong nước.

Nhiệt độ: Nitrobacter spp. phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 25 – 30°C. Ở điều kiện nhiệt độ thấp hơn, tốc độ phát triển và hoạt động của chúng sẽ chậm lại.

Nguồn năng lượng sử dụng: vi khuẩn này sử dụng sử dụng nitrit (NO₂⁻) làm nguồn năng lượng. Khi oxy hóa nitrit thành nitrat (NO₃⁻), chúng thu nhận năng lượng cần thiết để duy trì sự sống và phát triển.

Mẫn cảm với ánh sáng: Nitrobacter spp. nhạy cảm với ánh sáng mạnh, đặc biệt là tia cực tím (UV). Ánh sáng mạnh, đặc biệt là tia UV, cũng gây ức chế hoạt động của vi khuẩn Nitrobacter. Việc giảm cường độ ánh sáng trong hệ thống nuôi trồng có thể giúp bảo vệ quần thể vi khuẩn này.

Kị Chlorine và Chloramines: Chlorine và chloramines – hai chất thường được sử dụng trong khử trùng nước – có khả năng tiêu diệt vi khuẩn Nitrobacter. Vì vậy, trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản, cần đảm bảo rằng các chất này không tồn tại ở mức độ gây hại.

Tính nhạy cảm: Nitrobacter spp. rất nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ, độ pH và các yếu tố hóa học khác (như Chlorine và Chloramines).

Xem thêm Nhược điểm của vi khuẩn nitrat hóa