氧化还原是生物获得能量用于生存生长的基本生物化学反应

氧化还原是生物获得能量用于生存生长的基本生物化学反应。在池塘养殖的生态系统中，能量来源于有机物质（蛋白、脂肪和碳水化合物）中的碳（最简单的基本单位表示为CH₂O）的氧化，而氧化过程中产生的电子和氢离子的最终受体是氧。也就是说，在这个氧化还原过程中，CH₂O被氧化为CO₂，而O2被还原为H₂O，所释放出来的能量被生物用于生存活动和生长。



但是，池塘里存在着各种氧化还原微环境，也就存在着各种电位梯度，为各种各样的微生物提供相应的氧化还原环境。这些反应之间必须处于相对平衡状态，否则，可能造成池塘生态系统失衡、紊乱、甚至崩溃。


池塘水体中电子（e）和氢离子（H）供体的主要来源：

CH₂O + H₂O —﹥CO₂ + 4e + 4H



电子受体和氢受体除了氧之外，主要间接供氧系统（无氧呼吸）为有：

氮系统（硝酸呼吸）：
NO3 + 8e + 10H —﹥NH4 + 3H₂O

硝酸再生：

NH4 + 2O₂ —﹥NO3 + H₂O + 2H

铁系统（铁呼吸）：

Fe2O3 + 2e + 2H + H₂O —﹥2Fe(OH)2

高铁再生：

2Fe(OH)2 + 1/2O₂ —﹥Fe2O3 + 2H₂O

锰系统（锰呼吸）：

MnO2 + 2e + 2H —﹥Mn(OH)2

高锰再生：

Mn(OH)2 +1/2O₂ —﹥MnO2 + H₂O

硫系统（硫酸呼吸）：

SO4 + 8e + 10H —﹥H₂S + 4H₂O

硫酸再生：

H₂S + 2O₂ —﹥SO4 + 2H

表面上看，氧化态的氮、铁、锰、硫都能作为电子受体和氢受体，但最终这些电子和氢离子都必须交给氧，然后再生，系统才能持续进行，否则水体就会被还原，系统就会失衡。

这意味着任何添加到池塘里的有机碳，无论采用什么“不消耗氧气的微生物”处理，最终都要消耗氧气，池塘生态系统才能维持稳定。

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