前段時間在某問答網站,系統推送了一個問題,那位題主問「是否魚缸裡硝化細菌加多了,容易長藻」。當時並沒有在意,一划而過。因為最近一直在寫「起底硝化細菌」系列文章,突然又想起這個問題來,於是重新搜索了一下,已經有不少答主做出了精彩回答。
瀏覽這些答案可以發現,沒有人認為魚缸裡硝化細菌加多了,會導致藻類爆發。基本都是回答沒有關係,也有答主認為硝化細菌少了(硝化系統不完善)才容易爆藻,也就是他們認為,硝化細菌對藻類有抑制作用。事實真的是如此嗎?其實真的未必是這樣。作為題主,他能問出這樣的問題,估計是他加了過多硝化細菌以後,魚缸出現了爆藻,否則他為何會有此疑問呢?也就是說,這樣的事實應該是真實存在的,他才想來尋找答案。
魚缸爆藻是養魚過程中的一個常見現象,不僅影響美觀,也會造成魚缸溶解氧降低,產生毒素,嚴重的甚至造成魚死亡,非常令人頭疼。關於爆藻的原因,基本都認為是光照和營養物質豐富(即富營養化)惹的禍,幾乎沒人往硝化細菌身上考慮。就算偶爾有考慮的,也多是認為硝化細菌能夠抑制藻類爆發。今天咱們就來分析下這個問題,鶇龜先生認為,硝化細菌加多了(硝化系統太強)真的是會造成魚缸藻類爆發。也許很多朋友會覺得這種說法不可思議,甚至是天方夜譚,別急,請看鶇龜先生下文詳細分析。
一、魚缸中藻類爆發的原因
藻類是一群個體小,具有葉綠素,能進行光合作用,但沒有真正的根、莖、葉分化,也沒有維管束組織的非常低等的植物。俗話說萬物生長靠太陽,魚缸中藻類爆發的第一個條件是良好的光照。藻類雖然低級,但葉綠素的光合作用,是需要陽光參與的。一旦光照時間過長或光照強度大(陽光直射),光合作用得到強化,藻類就會不斷繁生。因此,適當控光可以有效防止藻類爆發。
造成藻類爆發的第二個因素,就是氮磷鉀等營養鹽類含量太多,即俗稱的富營養化。那麼在氮磷鉀等營養元素中,又是哪些元素對爆藻更為重要呢?一般認為,藻類爆發主要和氮磷兩元素有關,鉀的影響不太大,其中磷元素是重要的限制性因子。這是因為,藻類的生長,氮和磷都是必須的大量營養元素,其中氮用來合成蛋白質,磷用來組成DNA、RNA、磷脂和傳輸能量,而鉀雖然也是必須的元素,但需求量小。
研究發現,當水中氮、磷的濃度超過0.2mg/L和0.02mg/L時,就會促使藻類大量繁殖。在適宜的光照、溫度、pH和營養等條件下,藻類通過葉綠素的光合作用,吸收氮和磷,合成自身生長所需要的原生質,反應方程式為:
由上面的方程式可見,藻類繁殖是需要大量的硝氮(即硝酸鹽)參與的,對氮的需求量要比磷多。那麼為何磷能成為限制因子呢?這與各元素在水中的來源難易程度有關。
從自然水體來看,對於氮元素,來源豐富,且無論是銨氮還是硝氮,都是極易溶於水的,在水中本來就不缺。而且,就算水中一點沒有,也完全沒有問題。因為很多藻類(如藍藻)是具有生物固氮能力的,可以直接利用空氣中的氮氣,所以氮很難成為限制性因子。鉀鹽也多是易溶於水的,且藻類對其需求本身就極少,水中也不容易缺,有點就夠了。
而磷則不同,大部分磷的化合物,都是難溶於水的,導致水中可溶性磷含量不多,因此能夠成為限制性因子。對於很多自然湖泊富營養化的治理,控制入湖的磷元素含量,即能很好控制藻類爆發,這在北美和歐洲等地的湖泊,都有許多成功的例子。當然,也有不成功的例子,典型的如我國的太湖,通過控制磷元素入湖,就沒有什麼效果,水華仍經常爆發。這是因為,對於太湖而言,前期化肥、含磷洗滌劑等過量使用,導致入湖的磷大量沉積於湖底淤泥中,形成巨量磷庫,然後緩慢釋放到水中,導致磷並不缺乏。
魚缸中的水環境,雖然不同於自然水體,但引起藻類爆發的直接原因,同樣也是富營養化,即氮、磷等營養鹽含量過多造成的。且魚缸中由於水體小,無論是氮還是磷,都是不缺的,濃度很容易達到爆藻的要求。所以這也就不難理解,為何魚缸裡的水,只要給點陽光就燦爛,馬上爆藻給你看。
那麼,魚缸裡藻類的爆發,到底和硝化細菌的大量使用有沒有關係呢?答案可以說是肯定的,在光照、溫度、pH等其他條件不變的情況下,魚缸中硝化細菌用多了,確實可以促進藻類生長,甚至產生爆藻。
二、為何說硝化細菌加多了會造成魚缸爆藻?
上文中,我們說氮和磷等含量過多,是造成水體富營養化,進而爆藻的直接原因。對於自然水體,如湖泊,因為磷在水中含量少,所以很多時候成為限制性因子,藻類是否爆發就要取決於磷的含量是否充足。但魚缸中不是這樣,氮和磷的來源都很豐富,都不缺乏。
魚缸中氮的來源,和魚食中的蛋白質有關。氮是組成蛋白質的主要元素之一,魚食中是含有大量蛋白質的。這些蛋白質被魚取食後,在體內被分解為胺基酸而吸收,代謝後的廢棄物氨、尿素和尿酸等,經魚鰓和排洩孔,釋放到水中,形成氮源。同時,吃剩下殘留的魚食中的蛋白質,也會經氨化細菌的分解而釋放出氨,進入水中。當然,藻類直接生物固氮,這也是魚缸中氮的一個來源。總之,魚缸中由於水體小,氮是不缺乏的。
魚缸中磷的來源,同樣也和魚食有關。磷同樣是魚類生長、發育的必須營養元素,用以合成核酸(DNA和RNA)與磷脂。磷缺乏時,容易引起魚類相應的病變,如食欲不振、生長緩慢、骨骼畸形等。因此,在魚食中也是含有大量磷元素的,特別是其中的動物性原料,如魚粉、肉粉和骨粉等。這些磷被魚通過攝食吸收以後,僅有約30%被利用,其他70%則隨尿液、糞便等排放到魚缸中。就這樣,隨著我們每天的餵食,磷也逐漸在魚缸中積累。對於魚缸中的磷,也是不缺乏的,畢竟磷超過0.02mg/L濃度即可產生爆藻,這一數值還是非常好突破的。
那麼這與硝化細菌到底有何關係呢?我們看下硝化細菌的工作原理就明白了。我們都知道,硝化細菌是轉化氨氮的,將有毒的氨(NH3),通過亞硝化細菌和硝化細菌,依次轉化為亞硝酸鹽(有毒)和硝酸鹽(無毒)。這個轉化,由以下三步組成:
通過上述轉化,問題就非常清晰了,硝化細菌轉化氨氮的最終產物是硝氮(即硝酸鹽)。而它只管轉化氨氮,卻並不負責清除硝氮,隨著硝化細菌持續不斷的工作,源源不斷的硝酸鹽被產生出來,供藻類直接利用。也就是說,硝化細菌為魚缸藻類的爆發,提供了大量的氮源。而在魚缸中,由於水體所限,每日餵食,磷含量也充足,並不缺乏。在這種情況下,只要有氮的供應,條件適宜(如光照、溫度和pH等),藻類就要爆發。
綜上所述,我們開篇中提到的題主那個問題,「魚缸裡硝化細菌加多了,容易長藻嗎?」答案就是肯定的了,硝化細菌加多了,造成硝化系統過於強大,產生了大量的硝酸鹽,在磷不缺乏的情況下,可以源源不斷供應藻類生長,這就是問題的癥結所在。從這個方面來說,硝化細菌太多也不是好事情,確實是造成魚缸容易長藻的一個原因,只是我們並沒有向這方面去考慮。
一句話,過猶不及,什麼東西都要有個度,對於硝化細菌,同樣也是如此。適度利用有助於我們養好魚,過多則有可能是個煩惱之源。
三、結語
藻類的爆發,主要取決於氮和磷的含量,即水體富營養化程度。由於二者都是魚生長發育所必須的營養元素,因此氮和磷在魚食中含量均較為豐富。隨著每日餵食,氮和磷不斷進入魚缸中,經魚食殘餌分解和魚體內代謝,返回魚缸水中。因此,氮和磷在魚缸中的含量都不缺,只要光照、溫度和pH等條件適宜,藻類就會爆發。
硝化細菌通過轉化氨氮,可以實現魚缸氨解毒,但最終產物硝氮(硝酸鹽)無法從魚缸中清除。隨著硝化反應的不斷進行,硝酸鹽越積累越多。在魚缸中磷元素不缺的情況下,硝氮含量越多,藻類繁殖越快。這就是為何說硝化細菌加多了,不僅不能抑制藻類,反而更容易長藻的原因。
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