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2008年3月15日

氨氮對水草的毒害


銨(NH4+)也稱為銨態氮或氨氮(我沒寫錯喔!)是許多水族愛好者感到頭痛的化學物質,
主要是因為氨氮對於許多水中的動物具有很強的毒性,
而氨氮也是許多水草吸收氮肥的主要或重要形式,
因此有許多水草愛好者把氨氮視為水草最重要的氮肥來源,
甚至提出了硝化細菌與水草競爭氨氮的理論.
例如 Diana Walstad 女士在「水草與生化過濾」的兩篇文章內,
blog.sina.com.tw/paludarium/article.php
blog.sina.com.tw/paludarium/article.php
也提及了水草和硝化細菌競爭氨氮的看法,
甚至覺得生化過濾器可以因此免了.

同樣的研究圖表,卻引來不同的解讀.
 
隨著許多學術研究文獻的陸續發表,
雖然大部分的水草偏愛氨氮是個是事實,
可是氨氮對於水草的毒害也是個很重要的議題.
氨氮對於水草的影響可由水中和底床兩個層面來探討.
 
其實早在 1980 年時 Best 等人便發表研究發現氨但對於金魚藻(Ceratophyllum demersum)的脅迫作用,
可是該研究也發現當硝酸濃度上升至 105 mg/l 時,
金魚藻的成長曲線卻仍舊不受影響.
可惜當時接續探討的研究並不多見.
一直到了 2004 年的時候才有研究近一步的發現,
當水體氨氮濃度達 1 mg/l 時對金魚藻的成長有促進的作用,
而氨氮濃度達 5 mg/l 時開始抑制金魚藻的成長,
此外在富營養水和底質的條件下,
氨氮達 0.6 mg/l 時即開始抑制金魚藻的生長.

金魚藻在氨氮濃度 5 mg/l  時達到了抑制濃度.
 

根據 2007 年針對黑藻(Hydrilla verticillata)(台灣也叫水王孫)的研究,
當水中氨氮濃度由 0.5 上升至 2 mg/l 時,
黑藻的相對成長率也隨之增加.
但當水中氨氮濃度高過 8 mg/l 時,
黑藻的成長隨著氨氮濃度增加而顯著降低.
其中在氨氮濃度 16 mg/l 的條件下,
黑藻全部死亡.
 
或許我們會覺得很疑惑,
金魚藻和黑藻都是沉水植物,
這和我們一般栽培的有莖水草(挺水植物)不太一樣,
或許我們不能直接套用.
對此我們只能說,
根據許多的研究發現,
沉水植物對氨氮的吸收能力是勝過漂浮植物而更勝挺水植物的.
 
黑藻在氨氮濃度 8 mg/l  時達到了抑制濃度.


底質氨氮對水草也同樣具有重要的影響.
根據 2006 年的一篇針對苦草(Vallisneria natans)和伊樂藻(Elodea nuttallii)(美洲小水蘊草)的研究,
比較了 5、10、50、100、500 和 1000 mg/l 等六種底質氨氮濃度對於水草的成長影響發現,
底質氨氮濃度在小於 50 mg/l 的條件下苦草的成長比較好,
而底質氨氮濃度在小於500 mg/l 的條件下伊樂藻的成長比較好.
 
在這一篇研究當中還有一個很令我感興趣的地方,
研究使用了河道底泥和黃土以一比四的方式混和當成底質,
氨氮雖然注射入底質內,
不過水中的氨氮的濃度也加以測量並比較如下:
 
水體與底質氨氮濃度的變化:
底質
天數
氨氮(NH4)濃度(mg/l
0
5
10
50
100
500
1000
0
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
7
0.98
1.16
0.98
1.08
1.19
5.19
2.03
28
1.36
2.04
0.8
0.92
0.8
1.28
0.8
 
上述的表格透露了一個很明確的訊息,
雖然底質的氨氮濃度變動極大,
甚至達到毒害水草的程度,
可是水體的氨氮濃度的變動卻很小,
依舊在促進水草成長的範圍內.
這於玩泥土的天然水草缸而言,
是個很值得注意的訊息.
對我而言另一個重點是,
泥土對於氨氮的「吸附」(即陽離子交換容量)能力,
也是不容忽視的.
 
水草對於氨氮的吸收,
除了與水體和底質的濃度有關以外,
也和溫度的高低也有關.
根據 2003 年一篇針對六種沉水和漂浮植物的研究,
水溫在 22~15.4 ℃ 時,
水草對於硝酸和磷酸的吸收並不受到影響,
不過低水溫會降低水草對氨氮的吸收效果.
這是個很值得注意的訊息,
因為這樣的低水溫即使在台灣的冬天也是遭遇得到的.
 
整理本世紀以來針對氨氮和水草的許多研究文獻,
簡單的歸納起來就是:
水中氨氮濃度太低時,
水草不愛吸收氨氮;
水草氨氮濃度太高時,
水草卻受氨氮的毒害.
 
我們的水族缸或許遭遇不到毒害水草的底床或水中氨氮濃度,
不過針對魚類的安全氨氮濃度,
往往也已經是許多水草不愛吸收的濃度,
這個時候的氨氮該何去何從?
我想還是得借助硝化細菌的功能吧.


本文同時刊載於台灣「AquaPets」雙月刊 2008 年十月號。


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