微生物直接或間接地作用於水產養殖對象和養殖環境，很好地分解養殖生物排泄物、殘餌以及浮遊植物殘體等有機物，同時微生物鏈在水質淨化中通過氧化、還原、光合、同化和異化作用把有機物轉變為簡單的化合物，保證水質的正常功能，從而維持養殖環境生態係統中養殖生物、病原、水質間的平衡。1微生物在碳循環中的作用微生物參與碳循環的轉化，主要是通過它們對各種含碳化合物，特別是含碳無氮有機物的作用而進行，其主要是常見的發酵和氧化作用。水環境表層有氧區氧化作用，底層無氧區無氧發酵作用使含碳物質轉化為二氧化碳供植物光合作用利用。2微生物在氮循環中的作用養殖水體中的氮能促進或限製水產養殖生態係統中物質能量的轉化，也是浮遊植物生長限製性營養元素之一。微生物在氮循環中的作用:
①氨化作用含氮有機物經微生物分解而產氨的過程。氨化微生物很多，包括細菌、放線菌和真菌等。
②硝化作用即氨經過亞硝酸的中間階段而氧化為硝酸的過程。硝化細菌等。
③反硝化作用即硝酸鹽還原為較簡單的氮化物的過程。反硝化細菌等菌種。
④固氮作用即使遊離分子氮活化而形成氮化物的作用。養殖水體中的某些微生物具有一些特殊的酶係統，能把一般生物不能利用的氮轉化為生物能利用的化合物形式，許多放線菌、真菌和藻類具有這種功能。固氮菌等。3微生物在磷循環中的作用磷作為浮遊植物生長的限製性營養元素，其對水體初級生產力的限製作用往往比氮更強。磷以3種形式存在於養殖環境中:溶解無機磷、溶解有機磷和顆粒磷，3種形式的轉化在微生物的作用下構成磷的一個重要的複雜動態循環。解磷菌。4微生物在硫循環中的作用硫以3種形式存在於養殖環境中:氧化態-II（硫化物、硫化氫等)，氧化態，氧化態+硫酸鹽。許多微生物可用硫酸鹽作為硫的唯一來源，以氧化態把它轉變成為有機的硫氫基化合物。
微生物在水產養殖水環境的修複中，碳循環中微生物分解有機物釋放二氧化碳，經植物的光合作用合成複雜的有機物，為底棲動物、魚蝦蟹類提供和多糖類物質；氮循環中微生物通過氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用把含氮物質變為有機氮，為水產養殖提供餌料和肥料等蛋白質物質，生成硝酸鹽為藻類所利用，從而降低水體中的氨氣、氨氮與亞硝酸氮，起到了淨化作用；磷循環中微生物使水中的溶解態的磷被懸浮顆粒吸咐形成顆粒態磷，經凝絮作用轉為沉澱，有效地降低了水體的磷元素，同時也為動物提供了其需要的磷元素；硫循環中在微生物的作用下產生硫酸鹽和硫化氫等，其中硫化氫對許多需氧微生物有毒作用，同時硫化氫與金屬生成沉澱，降低了有害的硫化氫，硫酸鹽可為動物提供需要的含硫氨基酸等。
因此，微生物在碳、氮、磷、硫循環中都起了非常重要的作用，它可以促進四大元素在生態鏈中轉化，保持了水產養殖環境的動態平衡，從而抑製有害生物，形成有益微生物菌群，分解有機物，消除有害物質(NH3、H2S、過量的N、P等)，有效地淨化了水質，減少水產養殖動物疾病的發生，提高其成活率，促進養殖動物的生長。
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