【植物篇】浅谈植物在过滤中的作用




应用在水族中的植物大致分为:


1.沉水植物:皇冠草等各种水草


2.浮水植物:睡莲、水葫芦、各种浮萍


3.挺水植物:梭鱼草、芦苇、菖蒲、紫芋、铜钱草等,水陆两栖植物,河岸边常见。


4.低等植物:硅藻、小球藻、青苔等各种藻类,无处不在。


以上都是水生植物。


5.陆生水扶植物:此中比较喜爱湿土的,通过驯化生出气根,但不是真正的水生。比如绿萝。



一.植物在氮循环中的脚色


在没有植物存在的环境下:


异养细菌将蛋白质分解成氨基酸,氨基酸进一步分解成氨氮。


压硝化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐。


硝化菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。


—-有氧条件下,硝酸盐累积,需要换水。


—-缺氧条件下,反硝化菌将硝酸盐还原成氮气(参考“缺氧过滤”)。


在有植物的环境下,植物便会吸收硝酸盐,仅此而已吗?


并不是,植物不仅吸收硝酸盐,也吸收氨氮、尿素,另有研究表明植物吸收氨基酸,而且对氨基酸对植物生长有更多益处。吸收比例因植物而异。


所以在氮循环中,植物除了将蛋白质分解成氨基酸没有插一脚,其他的都包了,可以说它在源头上抢了异养细菌、硝化细菌和反硝化细菌的饭碗。



二.植物衰老死亡导致的重复污染


植物在氮循环中作用如此大,是不是养一缸绿水就一劳永逸,事情没那么简朴。


因为水族箱中,大部分氮泉源,不是粪便,而是死掉的植物。


植物也不是永生的,像藻类,对氮的吸收率非常高,但是死的也飞快,一死就把吸收的污染物质全数返还给水体。因此虽然藻类的吸收率高,但是整体去污本领低下。浮萍和水草也是如此,这些植物都需要把它们控制在生长期,因为当他们过了生长期,就会在吸污的同时衰老排污。为防止这一点,需常常修剪过于繁茂的水草的老叶。修剪植物=换水,可以这么说。对于藻类,不能修剪,那就参加滤食性动物、底栖动物来吃掉藻类,控制数量就可以低落藻类对水的污染。


这是水下植物,对于挺水植物和陆生植物,就没有这个重复污染的问题。因为它们的叶子是在水上的。



三.光照不足植物大量消耗溶氧


在夜晚或光照不足的环境下,如果是沉水植物、低等植物,那么将会消耗大量溶氧举行呼吸作用,对其他生物造成危害。这是为什么江河湖泊出现水华(绿水),会导致一夜之间,大量鱼类浮尸。


(所以不要留恋绿水,这是水质污染严重的表现)


叶子暴露水面的植物:挺水植物、浮水植物、陆生水扶植物耗氧小得多



四.挺水植物和陆生水扶植物的区别


陆生水扶植物,鱼菜共生里许多,生菜、番茄这些,它们的焦点,是办理缺氧的问题。因为水扶植物会消耗水中的氧,而当氧不足的环境下,会无氧呼吸产生酒精,导致烂根。


挺水植物和陆生植物最大的区别是,它具有从叶子向根茎输送氧气,并从根系分泌氧的本领(根系泌氧ROL)。这是水生植物在长期水体缺氧的环境下进化出来的。在根系周围形成富氧区,用来保护根系。这也是为什么水生植物根部在淤泥中而不腐烂,而陆生植物最多只能在湿润但是“透气”的土壤中生长。


虽然挺水和陆生水扶植物一样可以吸收水中的污染物,但水扶植物劫掠了其他细菌的溶氧,溶氧是大部分过滤的限制因素,研究表明,不同溶氧量下,氨氮代谢速度差别巨大。所以总体上,水扶植物的过滤本领约=0。



五.挺水植物的优点


挺水植物叶子在水上,不会消耗水体溶氧,光互助用时,可以根部泌氧,这是天然的纯氧气泵,可以增加水体溶氧,促进好氧微生物代谢,挺水植物巨大的根系也是天然的物理滤网和细菌附着面,在根区附近形成好氧、缺氧微情况,适宜于不同范例微生物的生长运动。吸附重金属。研究表明挺水植物根系会分泌有机物促进微生物代谢,低落COD(化学需氧量)。别的挺水植物也可以在浅水区为水生动物、鸟类、两栖动物提供栖息、繁殖的场所,丰富生物多样性,增加生态系统稳定性,也有景观作用。


挺水植物在人工湿地改善城市污染水体、改善土壤含氧量方面有许多应用了,根本不会选用其他植物。


挺水植物用于大型水体的净水可行,用于家庭小水体是否可行?需要多少数量的植物才能不换水?这有待验证,因为不同的光照条件、不同的饲养情况、天气都有影响,不过可以肯定的是,挺水植物要比水扶植物(绿萝富贵竹之类鱼菜共生的非水生蔬菜)要强许多,在原有过滤底子上,添加挺水植物,是可以提升水质的(理论上)。



六.根部泌氧的决定因素


挺水植物根系泌氧的速度,有两个因素决定,一是根系的大小,根茎型优于根须型,根孔隙度决定氧气释放量。二是地上部生物量,生物量决定光互助用产生的氧宇量。因此像泽苔、梭鱼草、尤物蕉、紫芋这样较大型的根茎型挺水植物,泌氧效率较高,同时相辅相成去污本领也强。


七.植物软化硬水以及补充微量元素


水的硬度由溶解于水中的钙、镁盐类构成,硬水会对鱼类造成伤害。


而钙、镁是植物所需元素中的中量元素。植物对钙的吸收仅次于钾,钙是细胞膜的重要组成部分。镁的主要功能是作为叶绿素的中心原子,缺镁的环境下导致植物失绿。


植物可以通过吸收钙镁离子,防止水质过硬,但是当他能做到这点时候,便会同时出现其他微量元素匮乏症,这时候需要添加微量元素。


鱼菜共生说的,养鱼不换水、种菜不施肥,背面一句是有条件的,只是不施氮磷肥,除非是含微量元素配方的鱼饲料,否则最后都会缺微量元素的,尤其是螯合铁。



八.如何做到不换水


换水主要目标有两个,一是低落硝酸盐/氨氮/亚硝酸盐浓度,二是低落硬度。


这两个目标植物都能做到。但是需要相匹配的数量。


1.选用生长速度快的水生植物,推荐使用挺水植物,不要使用水培陆生植物。


2.均衡喂食量和植物的数量。使输入营养=植物生长量,如何观测是否均衡,观察水是否变绿,水变绿说明植物竞争力不足,参加滤食性动物控制藻类数量;水保持不绿,说明植物已经满意当前营养量。


3.定期修剪植物老叶,注意:植物的生长速度=过滤本领,满缸水草的植物过滤本领=0。挺水植物不需要修剪,但是繁殖过密时需要减密。


4.添加微量元素。通过观察植物是否发黄等症状,添加相对应的微量元素。


5.充足的光照。


简朴说就是两点,足够的生长旺盛的水生植物+防止水生植物溶解腐烂叶。



九.本土39种挺水植物去污本领(仅作参考)


表1不分次序,表2是脱氮脱磷速度(1平方该植物1年内吸收的氮或磷总量)排行。




如果要寻找挺水植物,最好的方法,是去当地的河岸、溪流野采,那些是最适合当地天气的挺水植物。


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