第九章 水生微生态

微生物间的相互关系


种间共处：两种微生物相互无影响的生活在一起， 不表现出明显的有利或有害关系。如乳杆菌和链 球菌。 互生：微生物间比较松散的联合，在联合中一方 或双方都有利。如氨化菌和硝化菌。 共生：两种微生物紧密结合在一起形成一种特殊 的共生体，在组织和形态上产生了新的结构，在 生理上有一定的分工。共生分为互惠共生和偏利 共生。如藻类与真菌共生形成的地衣。
水中微生物的检查方法
采用测定细菌总数或大肠杆菌数作为指标来判 断水的污染程度。 大肠杆菌数的测定以大肠杆菌指数、大肠杆菌 价、大肠杆菌最近似数来表示。 （1）大肠杆菌指数：指每1000ml水中的大肠杆菌数 （2）大肠杆菌价：含一个大肠杆菌的最小水量。如 250ml水中含1个则为250 我国规定:生活饮水标准为1ml水中细菌总数不超过 100个，大肠杆菌指数不超过3，大肠杆菌价不低于 300。 大肠杆菌指数×大肠杆菌价＝1000
（三）池塘及其他水体中微生物的分布 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。
（四）藻体上微生物的分布：一些藻类体
上附有细菌。但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。
第二节
环境因素对水生微生物的影响
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。
污水的微生物处理

微生物处理污水的原理：利用微生物的催化作用和代 谢活性，好氧或厌氧分解和转化污水中的污染物质。

生化需氧量：在特定时间和温度下（通常为5天， 20℃），微生物氧化有机物所消耗的氧量称为生化需
氧量。常以BOD5表示。

污水生物处理类型：生物膜法、活性污泥法、氧化塘
法、厌氧处理、土壤灌溉法
（二）湖泊、水库中微生物的分布 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。
第九章 水生微生态
生态学是生物科学的一个重要分支，涉 及到生物之间，生物与非生物之间的相互 作用。微生物生态是研究微生物及其生存 环境间相互作用规律的科学。 水生微生态学：研究水生微生物与水体 环境的相互关系的科学。
第一节
水体中微生物的分布
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。


拮抗：两种微生物生活在一起时，一种 微生物产生某种特殊的代谢产物或改变 环境条件，从而抑制甚至杀死另一种微 生物的现象。 竞争：生活在一起的微生物，为了生长 争夺有限的营养或空间，结果使两种微 生物的生长均受到抑制。竞争在自然界 普遍存在，是推动微生物发展和进化的 动力。


寄生：一种生物生活在另一种生物体表或 体内，从后者的细胞、组织或体液中取得 营养，前者称为寄生物，后者称为寄主， 寄生物一般对寄主是有害的。如噬菌体与 细菌。 捕食：一种微生物直接吞食另一种微生物。 如原生动物对细菌的捕食，捕食关系在控 制种群密度，组成生态系食物链中，具有 重要意义。
污染物的微生物处理

污水：当进入水体的外来的污染物的数量，超过了水 体的自静能力，并达到破坏水体原有用途的程度。

水体的自静作用：在自然界，有些水体中的污染物质 浓度，可通过河水向下游流动而自然减低，这种现象 称为水体的自静作用（稀释、沉淀和微生物分解）

污水处理的方法：物理、化学和生物（主要是微生物）
生。

微生物在动物体内的寄生 悉（择）生生物：接种一种或较多种已知微生物的 无菌动物
第五节 微生物与环境保护

环境中主要的污染物：
1 无毒的有机物：如纤维素、淀粉等
2 有毒的有机物：主要是苯酚、多氯联苯、有机农药
3 无毒有机物：一般的酸、碱、无机盐等植物营养素 4 有毒有机物：重金属、氰化物、氟化物
（三）碳素循环
有机碳化物
腐烂
腐殖质 腐烂 呼吸作用 动物 微生物在碳素循环中的作用 光合作用、分解作用 CO2 呼吸作用 植物和微生物 燃烧 腐烂
(四) 氮素循环
有机氮化物
氨化作用
动物 微生物和植物
固氮作用
NH3 NO2
N2
反硝化作用
硝化作用
NO3
微生物参与氮素循环的所有过程，并在每个过程中起主要作用
（3）光合细菌在废水处理中的应用 A.作为浮游动物的饵料 B.作为鱼苗和一般鱼类的饵料或添加剂 C.增强鱼类的抗病性 3、活性污泥中的微生物 （1）菌胶团属 （2）球衣细菌属 （3）丝硫细菌属
第四节 微生物间及微生物与其它生物间的相互关系

微生物间的相互关系

微生物与高等植物间的关系
微生物与人体及动物间的相互关系
第三节
水生微生物的作用
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。
（二）鱼类消化道中的微生物
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、海水鱼的微生物：以弧菌属细菌为主
湖泥表层有机营养物质含量高，因此 栖息了大量的微生物。其不同菌群存在季 节变动，几乎都呈现冬季最小值。
五、水生生物体上微生物的分布 （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。
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
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：O2、分子态氧、CO2、H2S等
（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
二、内陆水体中微生物的分布 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。 （一）泉水和河流中微生物的分布： 1、泉水：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。 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。
2、池塘中微生物与季节变动及水平分布和垂直分 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。
微生物与高等植物间的相互关系

根际微生物与高等植物间的互生关系 微生物与高等植物间的共生关系（根瘤菌与豆科植物形成

的共生体、菌根菌与高等植物的共生）