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珊瑚水族箱中的硝酸盐

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硝酸盐曾经长期困扰水族爱好者。这种形式的氮来自于食物,而且在很多鱼缸中都无法保持在自然水平。

大约10-20年前,很多水族爱好者只能依靠换水作为降低硝酸盐的手段。幸运的是,我们今天已经有很多手段可以将硝酸盐控制在需要的水平内,而现代水族箱的硝酸盐困扰要远远低于过去。

硝酸盐经常伴随着藻类问题,而藻类的生长的原因也确实通常是营养盐过剩,包括硝酸盐。硝酸盐还可以导致别的问题:比如卵圆鞭毛虫。对于一般的水族箱内的硝酸盐水平来说,其自身倒没有什么毒性,至少现在的科学研究还没有发现有什么问题。但是过量的硝酸盐会导致珊瑚的共生藻的过份生长,这会降低珊瑚的生长速度。

因此多数水族爱好者都努力降低硝酸盐水平。有些方法非常成功,而有些方法则不然。本文将以天然海洋和水族箱中的硝酸盐情形为基础,介绍一些成功的降低硝酸盐的方法,帮助爱好者将硝酸盐控制在较低的自然水平。

海洋中的硝酸盐

海洋中氮以多种形式存在,硝酸盐是其中的一种,其它的形式包括氮气,氨/铵,亚硝酸盐和无数的含氮有机物形式。在所有的无机形式氮中,硝酸盐是最主要的但是通常浓度并不高。海洋中的硝酸盐浓度与地域和水深都有关系。因为浅海中有很多生物消耗硝酸盐,因此硝酸盐浓度通常较低,经常低于0.1ppm。更深一些的水体的浓度通常在0.5-2.5ppm左右。而在那些深海海流上涌比较明显的浅海区域,硝酸盐水平就会高一些。

海水中的硝酸盐大多来自有机物的分解。例如下面以一种浮游生物的分解为例:

(CH2O)106(NH3)16(H3PO4)+138O2->106CO2+122H2O+19H++PO4---+16NO3-

浮游生物+氧气->二氧化碳+水+氢离子+磷酸盐+硝酸盐

其它硝酸盐的来源包括海底火山喷发,蓝绿藻的固氮作用,已经来自陆地的污染等等。所有这些因素都会引入到氮循环过程,而硝酸盐就是其最终产物。

很多生物可以吸收硝酸盐来合成自身所需要的物质,比如蛋白质和DNA。那些大部分或者全部以光和作用产生能量的微生物,是硝酸盐的主要消耗者,当然这其中也包括了藻类,珊瑚和海葵(通过共生藻)

在某些情况下,对于一些需要硝酸盐的生物,硝酸盐的升高会利于其生长。比如shoalgrass(Halodulewrightii,二药藻属生物),widgeongrass(Ruppiamaritime,川蔓藻)在硝酸盐为0.6ppm的环境中(比正常的0.1ppm的自然环境高)会生长更为迅速。不同的咸水植物会有不同的系统,从根系或者叶子吸收硝酸盐。

海水细菌,浮游生物,以及微藻也会因为硝酸盐的浓度升高而生长速度变快。

但是其它一些情况下,硝酸盐的升高并没有什么帮助,在这些情况下,磷酸盐,铁和光照等等因素会成为主要制约因素,例如大叶藻(Zosteramarina)的生长并不会因为硝酸盐浓度的增加而加快,它的生长通常受到光照的制约。

显然的,一些会从硝酸盐浓度增加获益的生物并不是我们的水族箱中想要的。除了明显令人烦恼的藻类以外,卵圆鞭毛虫也会因硝酸盐浓度的增加而繁殖迅速,至少在16ppm以内都是如此。当然水族爱好者可以觉得欣慰的是垃圾海葵是很难利用硝酸盐的。

鱼类看起来对于硝酸盐浓度并不敏感。很多研究都认为硝酸盐是没有太多毒性的。一个研究海水养殖的报告指出:研究证明非离子化的NH3对于繁殖缸是最大的潜在威胁,而一般在海水鱼繁殖缸中常见的NO2和NO3浓度都是无毒的。

然而,很多爱好者称他们的鱼在硝酸盐过高(大于50ppm)的环境中会表现得不健康。这到底是硝酸盐的提升导致的,还是某些别的因素正巧与硝酸盐问题一起出现,还是个未知数。

最后,对于自然的珊瑚礁来说硝酸盐的增加是糟糕的,会导致珊瑚礁转变为海藻环境,但是硝酸盐和其它营养盐(例如磷酸盐)相比与这种效应的关系,通常是不明确的。

水族箱中硝酸盐增加导致的结果

除了上面提到的,硝酸盐增加会导致一些不需要的微生物增加(主要是微藻和卵圆鞭毛虫)以外,珊瑚也会受到硝酸盐的影响。很多珊瑚不会对硝酸盐太过敏感,有些甚至还会因为硝酸盐的增加而生长加快,但是某些特定的珊瑚,特别长有钙化骨骼的珊瑚,更容易因硝酸盐的升高而产生负面反应。


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