※ 引述《t110147 (隐)》之铭言：
: 小弟有个疑问
: 自然界里PH值小于6.5的水域实在不能说罕见，有些甚至低于5(南美、东南亚...
: 这些水域都没有细菌演化出能在酸性水域利用铵获取能量?
: 我知道自然界里水中的各种氮肥可能被藻类抢走的比例比较多，但以细菌繁殖与演化
: 的速度，除非物理学上不可能，不然小弟有点难想像没有细菌能在酸性水域分解铵
: 当然，有这种菌种存在，跟是否能运用在鱼缸中又是两回事
综合了LiarBu大和Schel大的资讯，所以我又去研究了一下硝化细菌在低pH下到底可不
可以运作。事实上可以，但是有些条件需要符合。但在这之前有些观念要先说一下
事实上几乎所以的腐生细菌都可以使用铵离子、亚硝酸离子与硝酸离子，只是他们的
使用受限于碳源的多寡。因为构成细菌的组成中碳比氮还要多上太多，所以碳不够的
情况下，氮再多也没有用。所以水中的氮才会累积形成大家讨厌的氨与亚硝酸上升。
而植物可以用CO2作为碳源，这是一般细菌所办不到的，所以植物的生长可以移除水
中多余的氮。这也是海水缸会用藻缸来去除硝酸浓度的原理。
而我们回到硝化细菌可不可以在低pH下作用? 我看到的很多资料都写说pH小于6硝化细菌
无法生长，所以我一直以为硝化细菌在pH低于6的状况下就无法进行硝化作用，而事实上
这是错误的观念。这里要感谢Schel大的提点。根据SM Allisonc和JI Prosser在1993年
发表的文章"Ammonia oxidation at low pH by attached populations of nitrifying
bacteria"里面明确的指出，硝化细菌在pH为5的时候虽然不会生长，但是仍然具有氧化
氨的能力。而硝化菌在pH5.5的时候也还具有些许的生长能力。这篇论文点出了一个重要
的事实:硝化细菌无法生长和不具有硝化能力完全是两回事。所以硝化细菌在pH
小于6时生长速度确实会被明显抑制，但是其硝化能力到pH为5时仍然存在。所以在低pH
的水族箱中，硝化细菌仍然可以作用。但前提是你的水族箱中原本的硝化细菌菌丛已经
建立完善。因为在低pH中硝化细菌的生长速度非常的慢，与腐生菌的竞争能力很低，除非
硝化菌的生物膜已经建立完成，否则很容易被腐生菌所取代。尤其在pH小于5的时后，因
为硝化菌已经无法分裂，所以等到硝化菌自然老死，硝化系统就会崩解，这也是为什么
会说pH小于5的时后硝化菌就完全无效的原因。
而根据LiarBu大提供的论文还有自身的经验，确实有一些硝化细菌可以在pH=5.5的时后
不只可以进行硝化作用而且还活得很好。所以我也研究了一下其他关于低pH之下硝化菌
存活的论文。结论是需要给硝化菌足够的时间还有氨。由于硝化菌只能使用氨而无法使
用铵离子，而在低pH的时候大多数的氨是以铵离子的方式存在，所以一定要有足够的氨
产生才有办法维持硝化菌的生存。而这里的氨够高不是指整个水族箱内都要很高，而是
只要局部的氨浓度够高就可以了。在野外大多以生物膜的形式达成这个目标。自然状况
下的硝化菌会和腐生菌一起建构出一片完整的生物膜，当有机废物接触到生物膜后，腐
生菌会负责分解。腐生菌所产生的氨就会迅速的被硝化菌利用。水族箱内的硝化系统也
是类似的现象。
而为何需要给硝化菌时间呢?因为所有的细菌都有适应环境的能力。细菌虽然为单细胞生
物但当他们遭遇到环境压力时，细菌的DNA会开始产生大量的突变。虽然有一些细菌会因
为突变而死亡，但也有一些细菌会因为突变而获得适应外界的能力。在新环境中整个细菌
族群就会以这几只突变的细菌为中心，重新建立。而细菌之间具有分享彼此DNA的能力，
所以除了透过自身的复制外，细菌也可以透过分享特殊DNA的方式让所有族群都获得特定
基因。因此只要给硝化细菌足够的时间，连原本不耐酸的硝化细菌，都可以获得在低pH下
生存的能力。
总结以上，硝化细菌在pH5.5的时候还是具有硝化能力，而且如果环境pH持续维持在5.5，
则硝化菌也能适应这样的环境，而形成一个完整的硝化系统。再低的pH硝化菌也是有可能
适应的。但是与此同时给予的氮原则需要大幅增加，才有办法维持硝化菌的生长。