铵(NH4+)也称为铵态氮或氨氮(我没写错喔!)是许多水族爱好者感到头痛的化学物质,主要是因为氨氮对于许多水中的动物具有很强的毒性,而氨氮也是许多水草吸收氮肥的主要或重要形式,因此有许多水草爱好者把氨氮视为水草最重要的氮肥来源,甚至提出了硝化细菌与水草竞争氨氮的理论。
例如 Diana Walstad 女士在「水草与生化过滤」的两篇文章内,也提及了水草和硝化细菌竞争氨氮的看法,甚至觉得生化过滤器可以因此免了。
同样的研究图表,却引来不同的解读:
随着许多学术研究文献的陆续发表,虽然大部分的水草偏爱氨氮是个是事实,可是氨氮对于水草的毒害也是个很重要的议题。氨氮对于水草的影响可由水中和底床两个层面来探讨。
其实早在1980年时 Best 等人便发表研究发现氨但对于金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)的胁迫作用,可是该研究也发现当硝酸浓度上升至 105 mg/l 时,金鱼藻的成长曲线却仍旧不受影响。可惜当时接续探讨的研究并不多见。一直到了 2004 年的时候才有研究近一步的发现,当水体氨氮浓度达 1 mg/l 时对金鱼藻的成长有促进的作用,而氨氮浓度达 5 mg/l 时开始抑制金鱼藻的成长,此外在富营养水和底质的条件下,氨氮达 0.6 mg/l 时即开始抑制金鱼藻的生长。
金鱼藻在氨氮浓度 5mg/l 时达到了抑制浓度。
根据 2007 年针对黑藻(Hydrilla verticillata)(台湾也叫水王孙)的研究,当水中氨氮浓度由 0.5 上升至 2 mg/l 时,黑藻的相对成长率也随之增加.但当水中氨氮浓度高过 8 mg/l 时,黑藻的成长随着氨氮浓度增加而显著降低.其中在氨氮浓度 16 mg/l的条件下,黑藻全部死亡。
或许我们会觉得很疑惑,金鱼藻和黑藻都是沉水植物,这和我们一般栽培的有茎水草(挺水植物)不太一样,或许我们不能直接套用.对此我们只能说,根据许多的研究发现,沉水植物对氨氮的吸收能力是胜过漂浮植物而更胜挺水植物的。
黑藻在氨氮浓度 8mg/l 时达到了抑制浓度。
底质氨氮对水草也同样具有重要的影响.根据 2006 年的一篇针对苦草(Vallisnerianatans)和伊乐藻(Elodeanuttallii)(美洲小水蕴草)的研究,比较了 5、10、50、100、500 和 1000 mg/l 等六种底质氨氮浓度对于水草的成长影响发现,底质氨氮浓度在小于 50mg/l 的条件下苦草的成长比较好,而底质氨氮浓度在小于500 mg/l 的条件下伊乐藻的成长比较好。
在这一篇研究当中还有一个很令我感兴趣的地方,研究使用了河道底泥和黄土以一比四的方式混和当成底质,氨氮虽然注射入底质内,不过水中的氨氮的浓度也加以测量并比较如下:
水体与底质氨氮浓度的变化:
底€€
天€€
氨氮(NH4)€€度(mg/l)
0
5
10
50
100
500
1000
0
1.511.511.511.511.511.511.51
7
0.981.160.981.081.195.192.03
28
1.362.040.80.920.81.280.8
上述的表格透露了一个很明确的讯息,虽然底质的氨氮浓度变动极大,甚至达到毒害水草的程度,可是水体的氨氮浓度的变动却很小,依旧在促进水草成长的范围内。这于玩泥土的天然水草缸而言,是个很值得注意的讯息。对我而言另一个重点是,泥土对于氨氮的「吸附」(即阳离子交换容量)能力,也是不容忽视的。
水草对于氨氮的吸收,除了与水体和底质的浓度有关以外,也和温度的高低也有关。
根据 2003 年一篇针对六种沉水和漂浮植物的研究,水温在 15.4~22℃ 时,水草对于硝酸和磷酸的吸收并不受到影响,不过低水温会降低水草对氨氮的吸收效果。这是个很值得注意的讯息,因为这样的低水温即使在台湾的冬天也是遭遇得到的。
整理本世纪以来针对氨氮和水草的许多研究文献,简单的归纳起来就是:水中氨氮浓度太低时,水草不爱吸收氨氮;水草氨氮浓度太高时,水草却受氨氮的毒害。
我们的水族缸或许遭遇不到毒害水草的底床或水中氨氮浓度,不过针对鱼类的安全氨氮浓度,往往也已经是许多水草不爱吸收的浓度,这个时候的氨氮该何去何从?我想还是得借助硝化细菌的功能吧。
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