一、前言
硝化系统是硝化反应系统的简称，指硝化细菌将氨（NH3）氧化为亚硝酸盐（NO2－），或将亚硝酸盐氧化为硝酸盐（NO3－）的反应系统。负责执行这项任务的硝化细菌，分别是「亚硝酸菌」及「硝酸菌」：在有氧气存在时，首先由亚硝酸菌把氨氧化为亚硝酸盐，其次由硝酸菌再把亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
氨是养鱼过程中的必然产物！因为氨有剧毒性，只需在极低浓度之下，可能就对健康的鱼只产生足以致命的威胁，而氨可藉由硝化系统将之消除，因此若能藉由硝化细菌的硝化作用，不断地把氨给消除掉，将能使养殖鱼类之健康与安全获得更大的保障。笔者有鉴于此，特别针对「如何在水族缸中建立硝化系统」之热门话题，采访柯老师（注：柯老师以前的硕士论文与此有关），希望听听他的看法。
在访谈中，柯老师表示：「若能在纯养鱼缸的过滤器中提供足够的生物滤材供硝化细菌着床，以及能让富含氧气的循环水充分且不断地流经过滤系统，硝化系统自然就能自动建立，只是时间迟早的问题而已。因此，想在水族缸中建立硝化系统绝对不是问题，如何在硝化系统尚未建立之前，避免鱼类受到氨毒的伤害，才是我们应该关切的重点！」以下是这次采访过程的摘要。
二、氨化作用与氨的累积
氨化作用是指鱼排泄物（如粪便）或残饵，经由「氨化细菌」（异营性细菌之一）分解之后，将其中可利用之残留蛋白质转化成氨之作用。经由氨化作用之运作，可将排泄物及残饵清除，但却将副产的氨释放于水中，它可能对鱼类造成严重的伤害。所幸，藉由硝化细菌之硝化作用，能把水族缸所衍生的氨消除，最后让水质得以有获得净化之机会。
氨化作用是由氨化细菌来执行的，这类细菌能在水族缸中自生。由于它们的生长及繁殖速度极为快速，在水族缸中能迅速形成庞大的族群，并能够很有效率地分解有机废物，使有机污染指数（如BOD）得以降低，不过却将氨直接排泄于水中。这时候如果没有足够的硝化细菌数量，藉以发挥更高效率的硝化作用，把这些氨及时消除掉，那么氨的生产速度必快于被消费速度，易使氨在水族缸中造成累积现象，进而发生毒害问题。
在水族缸中，硝化细菌的来源，就如同氨化细菌一般亦能自生，而且也能形成另一庞大的族群，不过这得需要一些时间才行！因为硝化细菌的生长及繁殖速度相当缓慢（比长在玻璃上的青苔还慢），所以在鱼类放养初期，经常无法繁殖出足够硝化细菌数量，藉以进行有效率的除氨功能。职是之故，鱼类发生氨中毒事件，主要是在鱼类放养初期造成的（新缸症候群）。例如，有些人把新买的鱼，一次悉数放养至新布置的水族缸中，大约过了一星期之后，鱼就开始一只只的暴毙，虽然令人感到有些心疼，不过会发生这事件可是一点也不意外。
三、氨、亚硝酸盐及硝酸盐浓度的消长
1. 氨浓度的消长：把新买的鱼放养至新布置的水族缸中，立即会激活氨化作用的反应机制，藉由氨化细菌对鱼排泄物的分解作用开始产生氨。随着鱼排泄物数量逐渐增加，以及氨化细菌不断快速增殖及消费，氨的产量也迅速增加。例如，由0 ppm → 0.1 ppm → 0.5 ppm → 0.8 ppm…等。经过一段时间之后，由于亚硝酸菌在生物滤材表面逐渐形成菌落，并开始消费循环水中的氨，使氨的浓度增加速度减缓，甚至于逐渐下降，因此氨浓度的消长，形成一钟形曲线的走势，最后仍可能回归至0 ppm或极接近0 ppm的水准。
2. 亚硝酸盐浓度的消长：亚硝酸盐的消长过程与氨相似，不过它的激活时间较慢，基本上也是形成一钟形曲线的走势。即随着氨浓度逐渐增加，以及亚硝酸菌不断增殖及消费，亚硝酸盐的产量也逐渐增加，但硝酸菌也在这时候开始消费亚硝酸盐，结果亚硝酸盐的浓度变化，可由0 ppm → 0.05 ppm → 0.08 ppm → 0.1 ppm…等不断增加，直到达到一个高峰值之后又逐渐下降，最后仍可再回归至0 ppm或极接近0 ppm的水准。一般而言，它的钟形曲线之高峰值通常比氨低，但基座比氨广，有些接近碟形。

使用硝化细菌的误区
一年前,刚养罗汉鱼,真的什么都不不懂,昨天跟一为很好的朋友,也就是送我罗汉鱼的朋友喝了一个下午茶,他说了很多.怎么培养消化细菌,论坛里有说得很详细的帖子了.但是...有很多朋友走进了误区,我以前也是.
现在说说使用消化菌的误区:
错误1:新建的鱼缸就放入消化菌. 很多人在新买的鱼缸里灌满了自来水,然后就立即倒入大量的消化细菌,所谓"开缸"殊不知消化细菌也需要废物做"食物",在新水中往往缺少这些物质,所以造成了大量消
错误2:把生物菌当净水剂. 有写人听说消化细菌有"净水"的功效,误以为可以当做净水剂使用,其实消化细菌可以分解水中的有毒,有害物质,但是不能去除水中已有的杂质.
错误3:把消化细菌当作治疗药剂. 当心爱的鱼生病时,往往有病乱投医.我以前就是这样,用高浓度的消化细菌当作治疗药剂.消化细菌可以通过菌群的自身快速繁殖,来抑制有害细菌的增加,但不能直接杀灭病菌.这样不仅耽误了病情,也造成药液的浪费.
错误4:以为硝化细菌越多越好,一般的硝化细菌包装说明会标明每毫升的含量,在5亿到30亿个.但不只含量越高就越好.因为长时间保存高浓度硝化细菌是个难题.
错误5:以前我也老师这样认为.以为硝化细菌不能和盐配合使用,误认为盐是杀菌的.所以在添加了硝化细菌后不敢加盐.昨天听朋友说了才知道,硝化细菌有广盐性的.可以搭配使用.
错误6:误把硝化细菌当作饲料添加剂.不少的消化细菌成分说明中会强调含高蛋白,有还还直接介绍应该在饲料中添加一定量的硝化细菌.其实硝化细菌只是作为水质处理剂,饲料中应该添加的最有效生物菌是乳酸杆菌,和孝母菌等等.

硝化细菌的重要性
对於新手而言，硝化菌是未曾听过的名字，但是对於玩家而言，这三个字足以决定是否可以养好一缸鱼的关键，不论淡水缸、海水缸甚至繁殖缸，硝化菌是否存在於鱼缸之中，是非常重要的。
很多初次养鱼的人一开始遇到的问题不外乎：明明昨天刚买回来还好好的，喂了饲料之后，怎么隔日仅剩下几只鱼，再过一、两天则全军覆没？於是对於养鱼就认为自己没有天份，怎么养都养不活。其实，是缸中缺少了硝化菌，没有建立好硝化系统就贸然放鱼的缘故。要建立好硝化系统并不困难，但是对於新手而言，开始养鱼只要选购喜欢的鱼、一个简单的缸子、一个空气帮浦外加一条风管提供氧气就够了，喂食时尽量让鱼儿们吃饱，这就是所谓”养鱼”了。当然，用这种完全想像式的方法，只能满足一下子养鱼的乐趣，接下来可想而知的就是死鱼的痛苦了。 好氧与厌氧
硝化菌之所以重要，在於它能将水中的有毒物质：氨，给分解掉。氨是由鱼只的排泄物，或者过多的喂食所产生的残饵所产生，氨的存在会对鱼、水草、珊瑚，甚至可以说鱼缸中的所有生物，构成相当的危害，只要超出安全浓度 ( 约零点五 ppm) 即可能造成生物的死亡。硝化菌可以藉由硝化作用将氨转变为仍然具有毒性的亚硝酸盐，再将亚硝酸盐转变为毒性相当低的硝酸盐，让生物远离生命的威胁，而此一作用称为硝化作用，由於硝化菌在此阶段会消耗缸中的氧气，所以有玩家称硝化菌为好氧菌，如果硝化菌能够在您的鱼缸中顺利成长，则相信鱼儿就不会中毒死亡。
经过硝化作用后的产物即是硝酸盐，虽然毒性没那么强，水草的生长还需要硝酸盐当作肥料，但是只要在浓度五十 ppm 以上，水中过多的营养就很有可能造成藻类横生的现象，并可能造成生物生长的迟缓。所以，我们除了在鱼缸中培养硝化菌之外，也要培养厌氧菌，让其进行所谓的”脱氮作用”， 将硝酸盐转为氮，逸失在空气中，藉此将缸中的硝酸盐控制在一定的数值以下。
如何培养
既然硝化菌那么重要，那该如何培养呢？其实，最简单的方法就是使用他人用过的过滤棉，将其在自己的缸中搓洗，藉著搓洗的动作好让硝化菌顺利附著在新的缸中，或者也可以向他人购买已经使用一阵子的陶瓷环、生化球，摆在自己的过滤槽中。但是如果没有朋友有养鱼，建议可以购买市售的硝化菌液，不过市售的硝化菌液品质参差不齐，有部分信誉良好的公司会贩售真的处於休眠状态的硝化菌，而部分公司则是贩售硝化菌的”营养液”，让您缸中的硝化菌得以快速的生长，不过这种”营养液”对於新设立的缸是没有多大用处的，购买时请千万注意，建议可以购买知名厂牌的硝化菌，可能较有保障。

硝化菌的特性你真的需要了解一下 快来看看吧
现在我就自己所看到的有关硝化菌的资料略加整理，罗列如下，希望能对养罗的朋友们有所帮助。
1，硝化菌与氧
硝化菌是好氧细菌，它要求的最低溶氧度为2.0mg/L。所以生化过滤器关闭2小时以上，滤材中的硝化菌就会大量死亡。
2，硝化菌与温度
硝化菌的最佳生长温度是25~30度，当温度低于18度时硝化菌生长速度减半，低于10度时硝化菌停止活动，低于4度时硝化菌停止生长，0度死亡。高于35度则进入生命高危区。另外，硝化菌特别不适应短时间内温度突然变化。
3，硝化菌与PH值
硝化菌喜碱性环境，对它来所，最佳PH值是7.5~8.5，所以保持足够的碱度，阻止PH值下降，才能保证硝化菌的正常分解速度。
4，硝化菌与光照
硝化菌不适应室外的日光直接照射，也不太适应室内的彩色光，尤其是不适应蓝光和紫外光。
5，硝化菌与盐
硝化菌对盐所产生的渗透性压力有很强的忍受力，所以硝化菌不怕盐！
6，硝化菌与微量元素
硝化菌在氮化过程中，需要若干微量营养元素，其中最重要的是磷酸盐。普通自来水中的磷酸盐含量对它来说已经足够。
由此引出一个问题，即用不用活性碳作滤材。不少人主张远离活性碳的原因之一就是它吸收了水中的磷酸盐，阻碍了硝化菌在氮化过程中的正常功能。
7，硝化菌与滤材体积
生化过滤器就是氮化反应堆。在过水量/每小时 大于5倍水体积的前提下，100升水所需要的生化过滤器的滤材最少要100~150立方厘米。
8，硝化菌的颜色和气味
一般情况下硝化菌的颜色 为褐色，浓度高了则为咖啡色或黑色。硝化菌的气味类似于缸中底沙的味道。

细菌的使用与注意
由于目前大家接触最多的是硝化细菌和光合细菌产品在此做一简单介绍
将一些净化水质的细菌引进水族箱，是一件简单而有效的净化水质的方法，对于目前盛行的家庭饲养观赏鱼等生物提供了极其方便的水质管理方式，颇受水族爱好者喜爱。但在使用这类产品时，也必须注意若干问题，以免降低了预期效果。一般而言，只有在使用环境和使用对象符合细菌的生理、生态特性时，才能发挥其净水作用。否则，很难获得预期效果。为了能让这些有益的细菌充分发挥净水作用，在使用上，通常必须注意下列问题
要注意细菌之间的共容性，若要同时放养不同的净水细菌应该注意细菌之间的共容性。例如：硝化细菌和光合细菌并不适合同时放养在同一水族箱内，因为它们净化水质的过程互有抑制作用，可能会降低其净化效果。
净水细菌在水族箱中有一个生命周期。当它们在被加入水族箱，并不是以一定速率增长繁殖。通常在最初时菌数保持不变，这是可能因为细菌适应新环境需要一段时间。此时，细菌的代谢反应正常进行，但细胞的分裂却是静止的。这个生长期称为迟滞期。到迟滞期结束之后，细菌的胞体以一定的速度不断分裂，其生长以及繁殖速度达到最大，并在数小时之内达到最高峰，然后细菌的数目又保持不变不再增加，这归因于环境的变化，特别是因为有些营养被消化完了。这种情况也是造成细菌死亡的原因之一，于是细菌开始死亡并数量锐减，假如确保还有一些细菌增殖的话，细菌的死亡将比新生细菌更快，一直到细菌减少到原来的数量为止。这个生命周期约几天至十几天，依水质条件来决定。净水细菌的添加时机如果能够配合其生命周期是最好不过了，即当它的数量正处于最少时再添加，不要等它繁衍到最高数量时再添加，这样一来反而会加速细菌的死亡速度。可是要真正地去了解它的生命周期是多久是极为困难的事，至少绝大多数的水族爱好者是无法观测注意到的，所以一般都是以定期添加为好。除了定期添加之之外，如果发现水质不良或者在更换、清洗过滤器后，以及进行药物治疗以后，都可以不定期补充，以确保净水细菌的生态能成功的建立。
硝化菌是一种好氧性细菌，必需在有氧气的状态下才能生存，如果将它们密封于瓶中储藏，它们是不可能长久生存的。此外，储藏瓶中的食物（有机氮化合物）有限，因此也不能长久供应它们生存上的需求。一般情况下，硝化菌仅仅只能够在瓶中储藏3个月左右就会相继死亡，所以在购买的时候要特别注意产品的有效性是否过期。另外，在使用前摇晃均匀，并注意不要与消毒性药剂或抗生素一起使用，使用后冷藏可延长有效使用期。
光合细菌为一种雾状溶液，含有高浓缩的光合成红菌的休眠孢子。光合细菌能够在遇到污染物质的时候，重新被活化并恢复生长和繁衍。这种微生物群一旦在水中活跃起来之后，可以将水族箱水质中的氨、硫化氢、亚硝酸盐以及各种有害的有机氮化物完全消除，再转化为水生植物的养份，促进水生植物顺利成长，对水质的净化有莫大的功能。光合细菌是一种厌氧性细菌，无毒性，也不会消耗溶解于水质中养份，但需要借助光照分裂生长，只要有微弱的光线，它们就能够生长繁衍。光合细菌所分泌的酵素能够分解水族生态循环中所产生的污染物，具有净化水质的功能，因此被称为底砂层中的清道夫。
一般情况下，瓶装的光合细菌自生产日起有效储藏期为一年。在新水时期添加的效果并不显著，因为光合细菌只能生存于污水中，所以只有水质中的污染源达到一定浓度的时候，它们才会被活化，在海水中使用时添加剂量加倍。在使用前摇晃均匀，并注意不要与剧烈性杀虫类药剂一起使用，使用后冷藏可延长有效使用期。