بكتيريا النترجة مجموعة من البكتيريا ذاتية التغذية تستخدم الأمونيا أو النتريت كمصدر طاقة أساسي وثاني أكسيد الكربون كمصدر كربون رئيسي. هذه البكتيريا هوائية ويمكن تصنيفها إلى نوعين: بكتيريا مؤكسدة للأمونيا وبكتيريا مؤكسدة للنتريت. يمكن لبكتيريا أكسدة الأمونيا تحويل نيتروجين الأمونيا إلى نتريت، بينما يمكن لبكتيريا أكسدة النتريت تحويل النتريت إلى نترات.
الاستزراع الكثيف هو الطريقة الأكثر شيوعا اليوم، بكثافات تخزين عالية ودورات إنتاج قصيرة. تعتمد الأحياء المائية أساسا على العلف والأسمدة للتغذية. ونتيجة لذلك تتراكم في مياه الاستزراع كميات كبيرة من المادة العضوية مثل بقايا العلف والسماد والأدوية وفضلات الحيوانات والنباتات والحيوانات المائية الميتة. تفكك البكتيريا غيرية التغذية البروتينات والأحماض النووية في المادة العضوية، فتنتج أمونيا ومركبات نيتروجينية أخرى. يمكن تحويل نيتروجين الأمونيا إلى نتريت بواسطة بكتيريا أكسدة الأمونيا أو بكتيريا التمثيل الضوئي، ثم تكوين نتريتات باندماجها مع أيونات معدنية.
نيتروجين الأمونيا والنتريتات سامة للأحياء المائية وتهدد صناعة الاستزراع بشكل كبير.
النترجة عملية أكسدة تتم على مراحل بواسطة بكتيريا أكسدة الأمونيا وأكسدة النتريت. وهذه العملية أكثر كفاءة في ظروف جيدة التهوية. يمكن لبكتيريا أكسدة الأمونيا أكسدة الأمونيا لإنتاج نتريت، بينما يمكن لبكتيريا أكسدة النتريت أكسدة النتريت لإنتاج نترات، وهي سلسلة تفاعلات تُعرف مجتمعة بالنترجة.
يمكن للنترجة تحويل نيتروجين الأمونيا والنتريت السامين إلى نترات غير سامة، فتخفض تراكيز نيتروجين الأمونيا والنتريت في الماء، وتخفف أو تزيل آثارهما الضارة على الأحياء المائية، وتنقّي جودة المياه، وتضمن النمو الصحي لحيوانات الاستزراع.
لا تستخدم بكتيريا النترجة في الوقت نفسه مع المطهرات أو المبيدات البكتيرية لتجنب قتل البكتيريا. إذا لزم استخدام مبيدات أو أدوية لعلاج أمراض الأسماك، انتظر أسبوعا على الأقل بعد استخدام الدواء قبل إدخال بكتيريا النترجة.
فعالية بكتيريا النترجة أفضل عند استخدامها في ظروف الحرارة المثلى. مثلا يمكن لبكتيريا التمثيل الضوئي النمو والتكاثر طبيعيا في مدى 23-29°م. تحت 23°م يتباطأ نموها وتصبح أقل فعالية.
انتبه لتغيّرات الأس الهيدروجيني للماء أثناء استخدام بكتيريا النترجة. مثلا تعمل بكتيريا النترجة العذبة أفضل عند أس هيدروجيني متعادل، بينما تخفض الظروف الحمضية فعاليتها. ضبط ماء الحوض إلى متعادل أو قلوي خفيف يمكن أن يعزز فعالية البكتيريا. تعمل بكتيريا التمثيل الضوئي أفضل عند أس هيدروجيني 8.2-8.6، ما يجعلها أنسب لأحواض الماء المالح.
راع توافقها عند إدخال أنواع مختلفة من البكتيريا إلى البيئة نفسها. مثلا لا ينبغي استخدام بكتيريا النترجة وبكتيريا التمثيل الضوئي في الحوض نفسه، لأن عمليات تنقية الماء لديهما يمكن أن تثبط بعضها بعضا وتخفض الفعالية الإجمالية.
حصر البكتيريا في الحوض وحده قد لا يوفّر مساحة كافية للتكاثر، فيحدّ من أعدادها وفعاليتها. لمعالجة هذه المشكلة استخدم نظام ترشيح حيوي لخلق مساحة معيشة أكبر للبكتيريا، ما يسمح لها بالتكاثر وتحسين قدرتها على تفكيك المواد الضارة.
أنظمة الترشيح الحيوي طريقة فعّالة لإدخال بكتيريا النترجة إلى أنظمة الاستزراع. تستخدم هذه الأنظمة أوساط ترشيح مسامية لتوفير مساحة سطح كبيرة لاستعمار البكتيريا. ومع مرور الماء عبر المرشح تفكك البكتيريا الأمونيا والنتريت إلى مواد أقل ضررا، فتحسّن جودة المياه وتخفض السمية للأحياء المائية.
المراقبة المنتظمة لمعاملات جودة المياه مثل الأمونيا والنتريت والنترات والأس الهيدروجيني والأكسجين المذاب أساسية لضمان عمل بكتيريا النترجة بفعالية. يمكن أن تساعد هذه المراقبة على تحديد المشكلات المحتملة والسماح بإجراء تعديلات مثل تغيّر الأس الهيدروجيني أو الحرارة لتحسين أداء البكتيريا.
عند إدخال بكتيريا النترجة إلى نظام استزراع جديد من الضروري أقلمتها بشكل مناسب. أدخل البكتيريا تدريجيا إلى البيئة الجديدة لمنع الصدمة التي قد تخفض فعاليتها. إضافة إلى ذلك تجنب تحميل النظام بعدد كبير جدا من الكائنات الجديدة دفعة واحدة، فقد يؤدي ذلك إلى اختلال جودة المياه وإجهاد بكتيريا النترجة.
التخزين الزائد في أنظمة الاستزراع يمكن أن يؤدي إلى فائض من المخلفات العضوية يفوق قدرة بكتيريا النترجة ويجعل الحفاظ على جودة المياه صعبا. من الضروري إبقاء كثافات تخزين مناسبة لتجنب تحميل النظام وضمان أن البكتيريا تستطيع معالجة نواتج المخلفات بفعالية.
الصيانة المنتظمة لنظام الاستزراع، بما فيها تنظيف أوساط الترشيح الحيوي وإزالة المادة العضوية الزائدة، يمكن أن تساعد على الحفاظ على ظروف مثلى لبكتيريا النترجة. تساعد هذه الصيانة على منع تراكم المواد الضارة وتضمن استمرار فعالية البكتيريا في الحفاظ على جودة المياه.
تلعب بكتيريا النترجة دورا حاسما في الاستزراع بتحويل الأمونيا والنتريت السامين إلى مواد أقل ضررا. والتنفيذ والإدارة المناسبان لبكتيريا النترجة في أنظمة الاستزراع يمكن أن يساعدا على الحفاظ على جودة المياه وخفض خطر المرض وتعزيز النمو الصحي للأحياء المائية.
