水草、生化过滤、氨氮和硝酸之间的关系     水草缸是否需要生化过滤？

鱼只新陈代谢产生大量有机物质进而被水草吸收，此物质主要是氮与磷酸盐的化合物，水族箱中如果它们的含量不降低的话，就会造成藻类的过度成长。提供菌类活动面，细菌在水族箱中完成一种十分重要却难以看见的任务，它们持续地将一些化合物分解与重组，如果没有这些细菌，可能对水族箱或鱼只造成威胁因此它们需要许多活动空间不论是在底床上、过滤器内甚至是水草上这也是水草另一个重要的功能所以在水族箱设立的最初阶级我们需要在水族箱内种植密集的水草使得许多无用的菌类也经由水草而给分解了实际上这还得靠附着于水草表面的硝化细菌来达成户外研究显示：从高污染的河流中取得的不断增殖的细菌在放入水族箱之后其数量便经由水族箱中密植的水草以及其它提供广大附着的物体给大大地降低了。除有毒物质有关研究表明污染物如：水杨酸、碳酸与洗衣粉等有毒物质均能被水草消除因为来自金属加工厂与屠宰场未经处理的废水在导入含有沼泽植物的实验性设施后经处理过再流出的水已接近饮用水的品质。防止藻类成长您当然不可忘记经验老道的水族迷所强调的一个事实将生长良好的水草密集列植于水族箱中是防止藻类蔓生的最佳方式因为在与藻类争夺养分时水草占有显著的优势当然水草比藻类强的先决条件是它们在水族箱内必须以强壮健康的方式来生长与繁殖。提供避难繁殖场所首先让我们提醒您水族箱中水草最重要的功能就是能让鱼在水族箱中繁殖而且有些鱼只特别喜欢将卵产于水草叶面上若没有了水草幼鱼在水族箱中便无处可躲于是就可能遭受到含吃的大型鱼攻击。还有一件事：小水蚤会居住在水草的式梗上与叶面上而使得鱼儿可轻易地捕食。对于赞成采用有生命的水草之立场相信我已经表明得够清楚了。其余值得我们省思的应该是如何让这些水草去执行上面所说的必要功能。

水草对于水族环境的功用，与生化过滤器之间有著异曲同工之妙。水草缸是否需要生化过滤器？让我们来看看 Diana Walstad 怎麽说......水草的功能不只是水族缸的装饰品而已，水草协助维持鱼类的健康。含氮化合物，尤其是铵与亚硝酸，对鱼类而言具有剧毒。水族爱好者多年以来非常倚重细菌的硝化作用（生化过滤）来将这些有毒物质转化成无毒的硝酸。水族爱好者以及甚至鱼店商家非常容易忽略水草对于氮肥的吸收，甚至（错误的）假设水草主要吸收硝酸。

水草偏爱铵甚于硝酸

许多陆生植物如豌豆与番茄的确在使用硝酸的环境下成长的比使用氨时还要好，因此有些植物学家假设水草也同样的吸收并且在硝酸下成长比较好。然而实际的研究结果却截然不同。世界各地的科学家针对水草吸收氮肥做过了许多的实验研究。我能够提出针对33种不同水草品种所发表过的研究，在33种水草当中只有4种是偏好硝酸的（表一）。

表一：受测试水草品种对氮肥的偏好。

然而这四种水草来自营养异常贫乏环境，这在水族缸并不常见。更甚者，水草对氨氮的偏好程度是非常高的。举例来说，浮萍（Lemna gibba）在五个小时内吸收了营养溶液中 50% 的铵，纵使这些营养溶液中的硝酸浓度是铵的百倍以上。将伊乐藻（Elodea nuttalii）放置于硝酸与铵的混和溶液中，在 16 小时内便吸收了 75% 的铵，而硝酸实际上却都没去使用（图一）。只有在铵使用完以后，伊乐藻才会吸收硝酸。

图一：伊乐藻对铵与硝酸的吸收。

同样的，当少根浮萍（Spirodela oligorrhiza）栽培于铵与硝酸的混和溶液中，氨被快速的吸收，而硝酸实际上被忽略了（图二）。为了这个特别的研究，水草是栽培于无菌的条件下，铵不会因硝化作用而消失。况且，研究人员发现在实验当中水草的成长迅速，确认了铵的吸收并非实验的误差，而可能是水草质量增加与对氮肥所致。水草乾重的氮浓度介于 0.6 至 4.3% 之间。

图二：少根浮萍对氮肥的吸收。

表二显示了大萍（Pistia stratiotes）快速吸收硝酸与铵的程度。水草是培养于含有 0.025 mg/l 的硝酸氮中，需要花 18 个小时将硝酸吸收完；然而类似的水草在含有 0.025 mg/l 的氨氮中，只需要 3.5 个小时便将铵吸收完。当研究人员将氮肥浓度增加时，差异就更大了。在 13 mg/l 的氮肥浓度下，水草需要 71 个小时（几乎三日）来吸收硝酸，不过当氮肥是氨氮时，吸收也只需要 4 个小时。

表二：大萍对硝酸与铵之吸收速率比较。

对水草来说，硝酸的吸收似乎需要需要比铵费功夫。举例来说，水芙蓉在黑暗中吸收硝酸非常缓慢，而铵的吸收则不论在光照或黑暗中都相同。这表明硝酸的吸收需要比铵需要更多的能量。更甚者，硝酸的吸收常常必须被引诱才会开始。也因此，水芙蓉在放置于纯硝酸中 24 小时以后，对硝酸的最大吸收才会发生（水中只要有铵就会抑制硝酸的吸收）。

铵在许多的生物中，例如植物、藻类与霉菌，确实会会抑制硝酸的吸收与利。例如藻类在氨的浓度高于 0.02 mg/l 时，就不会吸收硝酸了。当营养溶液中添加了铵以后，浮萍对硝酸的吸收便立刻停止了。这个抑制作用是可逆的，因为水草在水中的铵消失以后一两日，便会开始吸收硝酸。我们可以这麽假设，铵对于硝酸吸收的抑制，避免水草在吸收硝酸时的能量消耗。

水草对亚硝酸的吸收

虽然水草能以亚硝酸作为氮肥来源，对水族爱好者来说，最关切的问题是：水草可否在有毒的亚硝酸变成无毒的硝酸之前，便将亚硝酸消除？我无法找到足够的科学文献来下定论。无论如何，对水草来说，亚硝酸还原成铵的化学反应，需要比硝酸还原成铵时所消耗的能量还要少。（水草必须将硝酸或亚硝酸转变成铵才能够使用并且製造蛋白质）因此，当少根浮萍（Spirodela oligorrhiza）栽培于同时含有硝酸与亚硝酸的溶液中，会偏好吸收亚硝酸，我们就不觉得意外了（图三）。

图三：少根浮萍对硝酸与亚硝酸的吸收比较。

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