一、底砂之分类


一般所称的「底砂」，通常泛指铺在缸底的任何栽培介质而言，并不只局限于硅砂（silica sand），但仍以硅砂为主。作为底砂应是有条件的，包括大小要适中、物理与化学性质要稳定，以及不能在使用过程中溶解（dissolve）或水解 （hydrolysis）出有害或不受欢迎的成分等，凡符合这些基本条件的底砂，都可称为「适用底砂（suitable for bottom sand）」，否则不宜作为底砂使用。例如，珊瑚砂即不适合作为底砂使用，因为它在酸性水质中，会不断溶出钙离子，使硬度（hardness）大幅提升， 或在含有二氧化碳的水中，会发生水解响应，同时使硬度及pH、KH值上升，恐对水质造成不利的影响或冲击。



水草缸的底砂种类很多，不过依据其来源的不同，可将它们分成三大类︰天然砂（natural sand）、加工砂（manufactured sand）及人造砂（artificial sand）等。兹将它们的基本特性或差异分述如下︰



1. 天然砂︰从自然界开采的砂系（sand system）称为天然砂，有大矶砂及硅砂之分，来源包括海滨砂、湖砂、河砂、海砂及山砂等等。天然砂是经过风雨或水流冲涮滚磨以岩石或卵石后，所形成的 颗粒核心体，强度较高，很密实，物理与化学性质较稳定。其优点在于取得较为容易，大量使用时可降低成本；但缺点是，可能混有杂质（锻石质），有时必须作杂 质的去除处理之后才适合使用。



2. 加工砂︰这是一种机械加工产品（machining products），或是再造化产品（renature products）。机械加工砂是由机械破碎、筛分制成的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石、锻石岩石等可能影响水质的岩粒，一般商品为粒径约 2~6mm的石屑，呈不规则状，较不美观，应用极少。再造化砂是使用天然岩粒或砂粒为原料，再加以改造，使之赋予一定特性的产品。例如，ADA黑土、 ADA PSS、TBS东风一号、TBS东风三号，以及其它各种基肥砂（base fertilizer sand）等。这类产品应用较多，且适用的范围较广，但价格较高。



3. 人造砂︰可分为合成砂（synthetic sand）、化学砂（chemical sand）、烧制砂（burning sand）三种。合成砂主要由砂粉或矿粉、黏结剂、附加物（如色料）按一定配比混制成的具有所要求性能的砂粒。这种砂的观赏性很高，富有色彩及造形上的变 化（例如，白、黑、蓝），软硬及大小均匀适中，不过在使用期间的活性（activity）较低，水草扎根较为松散，除了较受欧洲人青睐外，在其它地区使用 并不多见。化学砂主要得自化学工业制造，目前用作底砂的化学砂产品，似乎只有黑金刚砂（black carborundum）一种而已。烧制砂又分为烧结砂（sintering sand）及烧成砂（firing sand）二种，系以适当的土质（如赤玉土、陶土）烧制而成。烧结砂主要产品有锻烧赤玉土、AZOO活性底床等；烧成砂主要产品有陶瓷砂、发泡炼石等，它 们的特性容后分述。



二、大矶砂



大矶砂是由日本传入的汉文名词，按其原义系指开采自河川、溪流、海滨或山间，类似超小型的鹅卵石的砂粒，其特征是比一般硅砂大，粒径约5 ~ 8 mm，白色、黑色、灰色颗粒相杂，圆润或扁平，没有锐角。它的材质稳定，不影响水质，故很适合用作底砂（除了粒径稍大之外），是最早被用作底砂的材料。不 过因产地不同，品性有很大的差异（如有些混入或多或少的锻石质），选择时要特别注意。



开采自河川或溪流的大矶砂，其成分因产地上游地质而异。大部分为花岗岩风化所产生。因此以石英、长石及云母为其主要成分外，还可能混入贝壳、锻石。这些混 入成分对水质有不良影响，在使用之前最好设法除去。来自日本进口及自产者（如宜兰砂、台东砂）主要属于这一类型。在建筑上的应用也蛮多的。



开采自海滨的大矶砂，是海中的山丘或海岸边之山坡受波浪浸蚀作用，崩坏落下所形成的砂。材质接近纯硅砂，砂粒大多数近乎圆形，粒度均匀，但大小参差不齐， 可能混入珊瑚砂。在开采时，必须经过筛选合乎尺寸的颗粒，以及需再使用淡水冲洗去除盐份之后，才能成为商品。因开采成本较高，故应用较少。



开采自山间的大矶砂，为砂粒、黏土及其它物质之混合物。其分出砂粒的主要成分为石英、长石，所夹带的矿物为云母、角闪石、辉石、磁铁矿等。山砂约含5～20％的黏土，在开采之后，必须再经选砂及洗涤措施才能使用，开采成本最高，市场罕见有这类大矶砂出售。



综合上述，可知大矶砂的来源主要取自河床或溪边，或是建筑使用剩余之砂石。此种大矶砂取得上并不困难，因此价格最便宜。然而，因其中可能混入锻石质成分，所以在使用之前，最好能经酸浸及水洗的手续再使用较为合适。



酸浸之目的在除去锻石质成分，可以利用醋酸溶液（效果较差）、稀盐酸或稀硝酸浸泡至不产生气泡（二氧化碳）为止。水洗之目的在将残留的酸液及酸浸溶出成分除去。若要选择大矶砂做底砂，应以不会影响水质的硬度及pH值的大矶砂，才是明智之举。



三、硅砂



以硅酸盐成分为主体的粒状物质称为硅砂，颗粒明显比大矶砂小，粒径大约1~ 4 mm之间，有天然砂及加工砂两种。天然硅砂通常开采自海岸的砂矿，其形成主要是石英石或高硅酸岩石，经年累月受波浪之摩擦、打碎，冲流到海中而沈积者。由 于开采出来的硅砂必须先水洗除去盐分才能成为商品，故又称「淡化硅砂」，以和「含盐硅砂」区别。硅砂与大矶砂另一不同点，是含云母、长石比较少，主要成分 是石英（二氧化硅），故又称石英砂（quartz sand）。纯度较高的石英砂呈白色，不过大部分因含有杂质而呈有特定的颜色，市场上最常见的商品大多是?#092;黄至?#092;棕色。



加工硅砂为使用机械打碎高硅酸岩石或石英石之后再筛选而得。精制的加工硅砂经过水洗之后，二氧化硅含量（质量分数）≧99％，完全不含锻石质成分，不会影 响水质的硬度及pH值，颗粒约3 ~ 4 mm大小，颗粒稍较尖锐，堆积密度较大，对促进水草部发育较佳，品性较有保证，价格也较高，在台湾很少看到这类产品，但在日本则偶尔有所闻。



台湾虽然四面环海，沙岸满布，但是因沙粒太小，并不适合用作底砂，故所需硅砂几乎全来仰赖进口，其中以「美国硅砂」和「荷兰硅砂」占最大宗。荷兰硅砂的光 泽似乎比较暗一点，而美国硅砂则比较明亮一些，除此之外，在色泽上的差异不太大，都是?#092;黄褐色、有些透明感，偶尔也夹杂少数深褐砂粒于其中，且 粒径均介于1 ~ 4 mm之间。这二种产品在一般水草缸的使用最广，由于它们均来自国外进口，成本较高，所以价格比大矶砂贵约1/2。



最近这些年来，菲律宾硅砂（在日本又称南国砂）、奥地利硅砂，及其它地区的硅砂也陆续在台湾水族市场出现，使得硅砂产品趋于多样化，无论产品来自何方，其 实它们的成分几乎都相同的，主要的品性差异，仅在于是否混有珊瑚砂或贝壳砂而已，因此在选购时要特别注意这问题，最好能稍作检测。检测方法如下，随便抓一 把硅砂，置入稀盐酸溶液中，如果完全没有起泡，表示可能是较优良的产品。若不幸选购到含有珊瑚砂或贝壳砂的产品，同样必须经由酸浸及水洗的处理之后，再进 行铺设底床作业较为适宜。



四、黑土



黑土其实是「砂」，而不是「土」，在台湾为何出现这样的称呼，已经无法考证，坦白说，这个命名并不十分恰当，因为没有接触过黑土的人，很难想象它居然是粒径2 ~ 5 mm，外表黑色但基体是白色的砂粒状物。



最具代表性的黑土是ADA的产品；另外，翠湖「TBS东风一号」也属于这类产品。基本上，它们都属于包裹型（coated）的释酸剂 （acidulant）。以沉水性的天然产轻石（pumice）做载体，饱和以pH 5.0 ~ 6.5的天然酸（natural sour），干燥之后，外面再包裹一层以黑土（Amazonia Soil）为主原料制成的膜衣（membrane），这层膜衣为非水溶性，但对水分有一定的渗透性，可以透过其内外渗透性之差异，把载体孔隙中已经固化的 天然酸缓缓溶解，并经由这层膜衣给释放出来。



轻石是一种熔岩（lava），白色，内部充满了气体形成的泡泡，因此比重很轻，与水差不多，有些甚至于可以漂浮在水上，所以又称为浮石。孔隙率高达 71.8 ~ 81.0 %，像海绵一般，可以吸收大量液体。化学成份︰SiO2、70 %，Fe2O3、5.5 %， FeO、 2.4 %， Al2O3、11.50 %，CaO、0.79 %， MgO、0.29 %，K2O、4.10 %，Na2O、5.80 %。化学性质相当安定，对水质不会造成任何影响。不过物理性质稍差，受到磨擦时，其表面会有粉化的现象，以及质地松软，在压力下容易崩解。



如果说︰「黑土主要是针对水草缸需求而制造的商品」，可是一点也不为过。大部分水草（尤其是南美水草）通常喜欢生长在弱酸性的水质中，使用黑土所布置而成 的「黑土缸」，正好可以提供或满足这样的水质环境，这是黑土最重要的功用。因为黑土外面的包裹层，可以控制载体释放酸剂的速度，让它缓慢释放出来，因而能 较为长期达到控制水体pH的目的，如此一来，水质环境得以被控制在较为理想的pH范围。



当足够数量黑土所释放的天然酸系完全发挥作用时，可以完全取代KH缓冲系统，使原来的天然缓冲系统被黑土所构成的人工缓冲系统所取代，因此有关「KH - CO2 - pH」的三角互动变化关系，将逐渐被瓦解，使得CO2的浓度变化不再对pH造成任何影响，如此一来，即可以让水质稳定在由该酸剂所控制的pH 5.0 ~ 6.5范围。这种pH控制方法，比用其它方法都来往有效而持久。另外，黑土所释放的天然酸，因对硬度离子（hardness ion）也具有形成螯合响应的能力，因此兼备软化水质的功能，所以黑土广受一般消费者欢迎，不过价格偏高，可是非人人使用得起的。



黑土的释酸作用是有寿命的，当载体逐渐将体内的酸剂释尽时，它就会丧失原来的功效。其使用期限的长短，与载体释放酸剂的速度有关，载体释放酸剂的速度又与 包裹层的浓度及完整性有关，凡砂粒包裹层较薄或包裹层普遍有破损的黑土，释放酸剂的速度较快，其使用期限可能会缩短。经常性的换水，常导致酸剂的流失，也 会缩减它的使用期限。包裹层太浓，较易因碰撞发生局部剥落而破损，所以包裹层的浓度要恰得好处。



当黑土的释酸作用失效时，必须更新黑土才能继续维持原有的功能，否则失效的黑土只能当作一般底砂使用而已。使用黑土布缸的缺点是，在刚买回来的时候，粉尘 会比较多，以及初期使用期间，可能会有白茫的混浊现象发生，那应该是包裹层或载体的粉尘，必须靠过滤系统才能除去。同时，使用日久，部分颗粒可能会碎裂， 或包裹层逐渐剥落，导致有一些泥状的黑土产生。



（其它︰赤玉土、黑金刚砂、陶瓷砂、活性底砂、基肥砂…等）

底床败坏之成因及对策



一、前言

所谓底床败坏，简单地说，就是底床（栽培水草的砂层）因缺氧气形成厌气环境，而导致砂层发黑、发臭，甚至于引起水草根部腐烂的一种表征症状。这种症状可能 局部发生，也可能普遍存在，无论如何，它是水草栽培的大忌，假如不幸发生底床败坏症状，想要种出一缸美丽的水草，几乎是缘木求鱼之事。

根是水草的命脉所在，它具有吸收、输导、固着、支持、贮藏和繁殖的功能，如果根部因为底床败坏，导致根部无法发挥正常的功能，甚至于造成根部腐烂的症状，水草的生长必然会受到严重的抑制，或者终究难以育成。

底床是水草根部支撑的基础，底床栽培环境的好坏，深深影响着根的发育与成长。在水族缸中栽培水草，底床是否拥有良好的通气性，无疑是根部发育与成长最具关键性的影响因子，因为水草根部需要氧气来呼吸，没有根部的呼吸作用，水草是很难在底床扎根并发挥正常功能的。

二、底床的通气性

我们都知道，一般陆生花卉很怕淹水，因为植物根系长期处于水浸状态，土壤的孔隙被水分所饱和，土壤中的空气减少，容易发生缺氧状态，可能影响根呼吸 （Rootrespiration）而引起烂根症，因此，应选用排水和透气良好的疏松砂质壤土栽培花卉。即使是使用水耕栽培蔬菜，其营养液也需要打气藉以 输入氧气，否则亦可能因缺氧，导致根呼吸困难而引起烂根症。

栽培水草何尝不是如此，虽说水草的根具有长期处于水浸状态之能力，对底床通气不良具有较大的忍受力，但若缺乏氧来源而导至根无法正常呼吸，同样也会发生烂根症。水草根呼吸所需要的氧气，最直接的管道是来自底床，因此底床的通气性是否良好，势必影响水草根呼吸的效率。

用来栽培水草的底床系被包容在整个水环境之中，它不像生长在自然界水域一般，水层之水可经由底床往地下继续渗透，为水草的根部及好气异营性细菌（简称好气 菌）带来源源不绝的「渗透性氧气」，它只能靠水层与底床之间产生对流作用，带来有限的「携带性氧气」，所以氧气很容易被「好气菌」活动消耗掉，可能造成水 草根部的缺氧状态。

为了增加底床的通气性，用做底床材质的砂粒原本应该越大越好，但是也不能过大，以免影响水草的「定根性」，所以砂粒的直径以介于2 ~ 4 mm为佳。另外，又为了促进水层与底床之间的对流作用，我们也可以在底床的最下方埋设「底部加温线」，让底床的温度与水层之间，产生一较大的温差效应，以 驱动更有效率的对流作用。有关这一切的考虑，无非要让底床始终维持良好的「好气状态」。

三、水草根部缺氧的生存机制

前面曾提到，底床中的氧气很容易被「好气菌」活动消耗掉，可能造成根部的缺氧状态。有关这方面的探讨，随后（见下节）会有进一步的说明，现在我们先来讨论水草根部处于缺氧逆境中，它是如何渡过难关的。

水草比一般陆生植物，具有更发达的通气组织，此种组织分布于整个植物体的器官中，可以用来储存及输送氧气。当水草在进行光合作用时，所生产的氧气会优先储 存于通气组织内，或由叶部经茎干输送到根部。当底床缺乏氧气时，氧气可经由此通道而供应给根部利用，因此仍然可以正常生长于水中。

不同的水草种类，由于根系的呼吸强度不同，对氧气的要求也不一样。因此，上述氧气之内部?#092;输，有时候虽可维持根部正常之「有氧呼吸作用」，但是 在多数时候，对一些种类则不能维持，以致发生「无氧呼吸作用」。例如，荷根（Nuphar subintegerrimum）之地下茎，经常发生此种作用，藉以渡过根部缺氧的难关。换言之，无氧呼吸作用也可能是，许多水草为克服缺氧逆境，所进行 的另一种求生的方式。

不过，严格来说，无氧呼吸作用仅能算是水草暂时性的求生机制而已。因为无氧呼吸作用，并不需要藉由氧气与醣类反应，来产生二氧化碳、水，及可供根代谢之能 量，它其实是一种发酵的作用，可直接由醣类发酵成二氧化碳、酒精或各种有机酸（如草酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、乳酸等），并生产可供根代谢之能量。通常 仅在根呼吸被打断后，才能引起无氧呼吸作用。此种作用所生产的能量，仅约有氧呼吸作用的1/32，效率相当低，而且能量转换速率缓慢，同时易造成酒精或其 他有机酸在根部细胞的积蓄，多少都会影响根部的正常功能，因此终究非长久维生之计。

四、好气菌对底床缺氧的影响

水草的根需要氧气呼吸，而底床许多微生物也需要氧气进行「好气性分解」，所以若底床与水层之间，缺乏强而有力的对流作用，可能造成氧气不足的现象。所谓好气性分解，主要是指好气菌分解有机废物的作用。

沉积在底床内的有机废物（如鱼的粪便），通常可以被好气菌的分解而得以清除掉（自净作用），并将它转为无机养分供水草吸收利用，因此对水草的生长有益无 害。问题是，在分解过程中，我们必须提供好气性菌有足够的溶氧，否则好气性菌的活动会受到缺氧的抑制，导致「好气性分解」速率越来越缓慢，终被厌气异营性 细菌（简称厌气菌）的「厌气性分解」所取代。

一旦厌气菌开始在底床中活跃起来，那就表示底床已经逐渐由原来的「好气环境」转为「厌气环境」，且整个底床的自净作用将改由厌气菌来主导，结果使得有机废 物的分解速率变得相当缓慢，以及它的某些分解产物（如硫化氢），可能会对水草根部造成致命的毒害，或进一步与基肥成分作用，造成底床发黑、发臭的现象。

虽然底床败坏之成因，主要是底床缺乏氧气的关系，但是在很多缺氧的情况，是由于好气菌消费其中的氧气及有机废物所致。如果能加速底床的对流作用，藉以增加 足够的氧气来源，不仅没有底床败坏问题，甚至于由好气菌所生产的肥料，尚可作为水草的天然养分。然而，在一般水草缸中，其底床的对流作用普遍效率不佳，因 此我们必须尽量减少有机废物在底床的堆积量，以缓和好气性分解作用的耗氧速率。

五、底床败坏之对策

底床败坏发生的时机，并未限定于在什么期间，纵使在水草缸刚设置之新缸亦可能发生，不过它主要是发生于管理不善的老缸。许多人对于发生底床败坏的问题常感 到不知所措，莫不担心自已辛苦栽培的水草可能因此毁于一旦，其实，发生底床败坏问题固然让人忧虑，但只要了解底床败坏之原因，这种问题是可以在事前完全避 免的，或者至少也有能力在事后进行改善的。

要避免底床败坏发生，就必须要防止底床堆积太多的有机污物。虽然强力水流可将大部分污物及时带至过滤器中清除，但是仍有一部分会沉积在底床，日久之后，难 免在底床表面逐渐积累，最好能及时加以清除，否则一旦让它混杂于砂层的孔隙中，不仅会影响对流作用的效率，而且易因好气菌之消费造成溶氧的耗损，导致水草 的根呼吸发生困难。一般清除底床表面污物的方法是使用「虹吸法」，通常配合局部换水时进行。另外，适当的养殖密度及适度投喂，也是减少有机污物产量的有效 方法。总之，就治本而言，我们首要工作是要防止底床混入过量的有机物。

当不幸发生底床败坏时，我们如何做出适当的处理？「翻缸」是最好的方法，不过却相当累人，如果不是很严重，可以试着先用其他方法改善。例如，暂时停止喂 食，减少鱼排泄物的产量；改用马力更强的抽水马达，藉以形成强劲水流；增加换水的频度，顺便吸一吸底床；在底床插管通气，使厌气状态转为好气状态；设法增 加光合作用的强度，使叶部的氧气能更有效率地输送至根部；埋设底床活化胶囊，藉以引进分解效率更高的菌种，加速有机污物的清除速度；或注射强力分解酵素的 稀释溶液，协助原生厌气菌对有机污物的处理能力等等。

漫谈黑水及黑水在水族缸中的应用


一、前言

黑水（Black water）是水族缸的添加剂之一，顾名思义，它是一种黑色的液体，一般市售商品为8 ~20﹪的腐殖酸（Humus acid）溶液。腐殖酸的种类很多，在农业的开发应用上，经过了漫长的历程，它的多功能作用，也越来越得到了人们的肯定。由于腐殖酸类肥料（Humic fertilizer）通常是黑色的，所以也有人称为黑肥（Black fertilizer）。

腐殖酸在水族缸中的应用，主要是受到大自然热带雨林流域水质的影响。在亚马孙河系的流域中，腐殖酸含量约在0.9 ~ 15 ppm之间，主要来自沈积物中腐殖酸的释放，以及土壤腐殖酸的淋溶。由于亚马逊流域盛产各种热带鱼，在水族缸饲养这些来自远方的「娇客」，如果也能加一些 腐殖酸在水中，将会更令牠们「有家」的感觉。对来自其他地区鱼类的饲育多少也有一些帮助。

腐殖酸对水草栽培的影响所知不多，有关这方面的文献仍嫌欠缺，惟可从腐殖酸在水中的物理及化学性质，以及它在农业上的功能，推测腐殖酸对促进水草的生长可 能与陆生植物类似。本文除了针对腐殖酸的本质作介绍之外，也将进一步探讨它的功能，以及在水族缸（主要是水草缸）的应用。

二、腐殖酸简介

英文「Humic acid」一词，有人翻译为「腐"植"酸」，也有人翻译为「腐"殖"酸」。它是由动植物遗骸，主要是植物遗骸，受到微生物和介质作用，经过分解和合成的变 化形成的一种有机物质，因此从这个意义上讲，宜以翻译为腐殖酸较为适当，除非它的来源物质全部都是植物遗骸。不过，现在这二个名词都可混合使用。

腐殖酸系腐殖物质 （Humic substances）因产生腐殖化作用（Humification）所形成的一类复杂高分子有机酸。腐殖物质广泛存在于地球表面，是自然界最常见的有机 碳。大部分腐殖物质与粘土，氧化物等无机物相连，小部分溶于土壤溶液，尤其是碱性土壤，称为腐殖土（Muck）。甚至于有些低级煤矿，也称得上是腐殖物质 的种类。例如，一些低热值煤，如泥煤、褐煤和风化煤中往往含有很丰富的腐殖酸，这些煤有时称为腐殖煤（Humic coal）。

腐殖酸的化学结构十分复杂，主要由许多种分子量较大，而又带有不定数目羧基的芳香族化合物混合而成。其间差别主要决定于其生成时之地球化学条件，这些条件 首先是环境、水、热，其次是腐殖酸酸化过程完成的程度，最后则决定于腐殖酸形成时的介质含水层、沈积物或土壤中各种化学元素的种类含量及存在状态。

由于腐殖酸结构的复杂性和形成条件以及提取方法的差别，造成了腐殖酸的化学实体、生成机理、生物活性和空间结构等方面存在着许多难题。不过依其对不同溶剂 的溶解性，可分成三大类：（1）黑腐酸（Humus acid），微溶于水，可溶于碱溶液；（2）棕腐酸（Hy-matomelanic acid），难溶于水，可溶于丙酮、乙醇等溶液；（3）黄腐酸（Fulvic acid），可溶于水。

依成分分析，腐殖酸含有碳、氢、氧、氮等元素，芳香核、羟基、羧基、羰基、醌基、甲氧基等活性官能基（Functional group）。这些活性基团决定了腐殖酸具有弱酸性、亲水性、离子交换性、螯合性、氧化还原性及生理活性等。

三、黑水的成分

存在于天然水体中的腐殖酸主要是黄腐酸成分，因为只有黄腐酸才易溶于水。黑腐酸仅微溶于水，需要转变为钾、钠等一价金属盐或铵盐才能溶于水，这些盐的水溶液都呈碱性，比较不适合用于制造黑水。棕腐酸则难溶于水，其盐类的亲水性也不佳，所以并不适合用于制造黑水。

黄腐酸的分子量较小，它的官能基含量也较少，但比黑腐酸及棕腐酸的生理活性高，因而容易被生物吸收利用。其水溶液呈弱酸性，尤有利于形成一般热带鱼及水草 的弱酸性环境。因此，优良黑水产品所含腐殖酸中，应该都是黄腐酸成分，在水族缸使用，比较不会增加水体的色度。不过，有许多黑水产品，都是使用黑腐酸的钾 或钠盐制造，使用时不仅会使水质pH升高，而且较易导致色度增加，效果也不如预期。

虽然腐殖酸的总量很大，它存在于土壤、煤炭、湖泊、河流及海洋中，总量高达万亿吨，但其中黄腐酸的百分含量却很低。因此，想从土壤或自然水域中，作为资源 开发几乎是不可能的，不过有些褐煤（一种低级煤），燃点低，热稳定性差，燃烧效率很低，但它却是一种制造黄腐酸的必备物质。工业上黄腐酸的主要来源，大多 来自这类低热值的煤为原料制造而得。

四、黄腐酸的功能

由于腐殖酸类肥料在农业上广泛被应用，而且历史相当悠久，因此有关黄腐酸对对陆生植物生理机能的影响，已经有许多的研究报告公布。其中包括：黄腐酸被植物 直接吸收后，可以成为调节生物化学反应的活性物质；另外，它对植物细胞新陈代谢之促进、酶的激活、自由基的抑制及消除，以及抗氧化性之增加等，均被证实具 有若干成效。虽然这些研究并非针对水草栽培而来，但将它应用于水草栽培之中，理论上，对促进水草生长应该也有相似的作用。

天然水体中的黄腐酸是微量元素之重要载体，它可以利用螯合作用，来延长或维持其有效性，使水生植物能获得较为稳定的微量元素来源。黄腐酸也能螯合其他营养 元素（如钾、钙、镁），使它们以较为平缓的速率释放给植物吸收利用，从而可提高养分的缓效性及持久性，使水生植物对养分的均衡吸收有良好作用。另外，在很 广范围的pH值（pH4.0-9.0）的水体中，黄腐酸都可以把3价铁还原成2价之亚铁，已知2价亚铁的肥效高于3价铁。这些作用对于水草栽培也特别有 利。

还有，黄腐酸能取代天然水体的KH缓冲系统，增加水体之缓冲力，使水体之酸碱反应缓和，以及使pH较不受CO2浓度变化之影响，而表现得更为稳定。另外， 它也能提供水环境（水层及底床）有益微生物之活性，使水层与底床有益微生物大量增殖，包括好气性细菌、放线菌、纤维分解菌的数量增加较多。对加速有机物的 矿化，促进营养元素的释放有利。

腐殖酸甚少使用于水产养殖，因此有关黄腐酸对鱼类的作用与影响，一般所知甚少，亦罕见有专门文献做出研究结论，目前主要信息来源，几乎都是从水族相关信息管道中获得，不过这些信息仍以经验导向居多，少有研究结论，?#092;属美中不足之憾事。

据悉，黄腐酸对于饲养在水族缸中的鱼类，主要具有如下功效：因可与重金属离子螯合，进而降低重金属对鱼类所造成的伤害（关于这一点应该可以确定）。除此之 外，它也具有保护鱼体表面胶质、抵抗病原菌入侵、抑制病原菌大量繁生，以及促进鱼类健康，诱发繁殖活动，并展现自然艳丽的体色等功效。

五、黑水在水族缸中的应用

黄腐酸促进植物生长作用的大小，直接与其来源母物质（如腐殖煤）及分子量有关。一般而言，泥煤腐殖酸优于风化煤腐殖酸，分子量较小的黄腐酸优于分子量较大 的黄腐酸，其中以黄酸（fulvic acid）的促进效果最好，这可能与它的分子量最小有关。因此，黑水的成分似乎以黄酸的组成越多越佳。不过，基本上在使用之前，若能先了解黄腐酸本身的特 性，将更能掌握其有效性。

黑水产品，过去它的原料原来都使用腐殖酸钾（即黑腐酸钾）先配制成水溶液后，再适度酸化而成，不仅色泽很深，使用后水质的色度难免会增加，可能因而影响水草的光合作用。目前这种产品已经不再生产，预计未来新一代的产品，将完全以黄腐酸为原料来制造。

只要是以黄腐酸为原料来制造的黑水产品，无论是那一厂牌，应该都比使用黑腐酸的盐类制造者为佳。黄腐酸作为一种天然活性物质，长久以来即存在于天然水体 中，如果能使用于水草缸中把自来水还原为「自然水」，可以让水草及鱼虾皆有「回家」的感觉。同时，此种活性物质在水草的生长过程中，可能起了为人所不知的 奇特作用，或至少黄腐酸对施肥应该有增效作用，藉以提高肥料的利用率。

泥碳土及草泥在水族缸中的应用



一、泥碳土及草泥简介

泥碳土又称泥炭土、黑土、腐殖土，属于泥煤（peat）的一种。泥煤的成因，主要是很久以前（少说也有千万年以上），由浸水环境中的植物性残骸（如藻类、 苔?#092;类、水生及沼生植物类），大量沉积于地层中，在厌气 (anaerobic) 状况下，经微生物部分分解作用，所形成的黑色或暗褐色矿物。它是一类由植物变成煤过程中的过渡产物。泥碳土的含水量很高，一般可高达85~95%。开采出 来经过自然干燥后，其水分可降低至25~35%。

草泥又称草煤、草碳（炭），也是泥煤的一种，矿源没有泥碳土来得丰富。主要是由生长在低洼处、季节性积水或常年积水地方，需要无机盐养分较多的草本植物 （如苔草属、芦苇属）和冲积下来的各种植物残枝落叶，经由类似泥煤的腐殖化过程而成的棕褐色矿物。它的形成年代，没有泥碳土来得久远，可能还含有大量的未 分解植物组织，如根、茎等残留物，有时肉眼就能看出。

无论是泥碳土或草泥丸之矿床，均可在世界各地被发现，其涵括面积颇广，深度往往可达数十公尺。初开采时，因含有大量水分，在作为燃料燃烧之前，必须把水分除干。由于这类泥煤碳量低、水分高，燃烧热值低，开采的价值也远较其他煤矿为低。

二、泥碳土及草泥的用途

由于泥煤的燃烧热值低，难免限制了它作为一般燃料的用途，不过因泥煤产量丰富，故已有越来越多的「泥煤发电机组」在世界许多地区被建设或?#092;作， 例如，在芬兰，使用泥煤发电已形成一个新兴产业。泥煤在夏天挖掘，然后被?#092;送到发电厂，泥煤发电已占该国总发电量的6%。又如，在中国大陆也开 始有国外公司（如美国太平洋顶峰投资有限公司）与当地煤业集团合作，共同投资泥煤发电厂。

泥煤除了当燃料使用之外，在农业及园艺上也有不少的用途。但不是直接用作肥料，因为无论是泥碳土或草泥，在形成过程中，经过长期的淋溶，本身可供植物吸收 利用的养分不多，但皆含有大量的纤维质，土质疏松，透水透气性能好，保水保肥能力较强，质地轻且无病害孢子和虫卵，所以主要用于土壤改良或做为栽培基质， 在园艺上的应用尤多，可称得上是目前全世界最广泛、最重要的、最常用的盆栽观叶植物之土壤基质。

由于泥碳土或草泥本身的肥力有限，如果要当作肥料使用，通常还必须根据植物养分需求，加进足够的氮、磷、钾和其他微量元素肥料；或者与鱼粉、鸡屎、羊屎等 有机物质的若干种，经过一定的加工处理，可以混配而制成农用固体肥料。此种肥料的特性是，一次性栽培可长时间不需要施追肥换土，是相当理想的室内花卉栽培 土。

三、在水族缸中的应用

泥碳土及草泥含有不少的纤维和腐殖酸，其溶出成分pH 6.0 ~ 6.5，或更低一些，因此可应用于作为水族缸的pH调降剂。使用泥碳土或草泥作为pH调降剂的最大好处是，pH可以温和调降，而且能较为长期稳定维持弱酸 性水质，不必担心使用过量会对水质造成冲击性的pH变化。另外，腐殖酸的螯合作用，对硬水的软化也具有一些功效。这些特性对于原产于热带或亚热带地区、需 要中性至弱酸性软水水质的鱼类来说，是值得使用的物质，据悉对繁殖和饲养短鲷很有作用。

使用泥碳土及草泥时，不可直接丢在底床上，因为很容易藏污纳垢，不仅很难管理，而且易造成水层混浊现象，因此需与底砂及基肥混合使用，或在底床最下方先铺 一层泥碳土或草泥，上面覆盖一块适当大小的网布，然后再将底砂铺上（但失效后不好清理）；或者使用透气网袋（如中药袋、丝袜）填充包裹（以免散落），直接 置放于过滤器中使用，或悬挂在水族缸后壁面（比较看不见）。在使用上，似乎以后者较为理想，因为泥碳土及草泥皆有时效性，当它们的释酸作用停止时，可方便 更换或补充，不过这种方式的使用期限会缩短。

在使用过程中，水色可能是个问题。盖腐殖酸难免会对水色造成不同程度的影响，一旦在水中被释放出来，原来澄清无色的水体，可能转为带有一些黄色的色泽。当 腐殖酸的释放量较多时，甚至于有点像「尿」的颜色，看起来并不雅观，而且可能会影响光线的穿透率，对水草的光合作用有害，所以泥碳土或草泥的每次用量不宜 太多，尤其是颜色较深的商品。

四、注意事项

泥碳土或草泥在花市或一般园艺资材店也可以买到，不过园艺所卖的小包装商品，可能并非我们所需要的，因为那种泥碳土及草泥，通常已经添加了许多肥料，而且 会加入碱性物质（石灰）来调整酸碱度。这对养鱼缸来说是个负担，或对水草缸来说也容易引起藻类滋生问题。有些泥碳土或草泥易发霉，这是因为其腐化的程度不 够高，所以还有一些有机物缓慢地腐败。若使用这样的产品则会引起养殖或栽培上的问题，应该要尽量避免。

泥碳土或草泥都有「有效使用期限」，当它们不再继续释放出腐殖酸时，显示已经失效了。问题是：我们如何加以判断呢？从水色去观察原是很方便方法，无奈从水 色去判断比较难以拿捏，最好经由pH检测比较准确，如果检测结果发现不再具有降低pH之作用，即表示已经失效了，必须更新或补充。一般约有效使用期限约 2~3个月。

泥碳土或草泥的有效使用期限长短不一，依商品质量及使用方法不同而异。另外，经常换水常会导致腐殖酸释放速度加快，可能因而缩短其有效使用期限。还有在硬 水中，由于水体的缓冲作用比较强，因此相同的产品及用量，其效果会比在软水中来得差一些，或pH比较难以降下来。如果能在使用之前，先将硬水软化（使用氢 型离子交换树脂）较能达到降低pH之目的。

五、结论

市面上有关泥碳土或草泥的相同产品虽然很多，但在质量上还是有差别。对于一个想要使用的新手而言，由于对于泥碳土或草泥的认识不足，如何选购优良产品便成 了头疼课题。询问业者并不一定能得到正确的答案，因为业者并不一定会?#092;实回答问题，也有可能是业者自己并不了解自己所卖的产品，更别期待业者提 供我们有用的信息。所以与其探讨「如何选购」之前，不如先从泥碳土与草泥的特性作一探究竟，比较容易了解状况，并可提高自己有选购优良产品的判别能力。

泥碳土与草泥丸可设法用于降低或稳定pH值，也具有若干软化水质的功能，无论是养鱼或种草，通常需要弱酸性及软水的养殖或栽培环境，泥碳土与草泥丸正好具 备有这样的功能，所以若想改善水质，使之达到弱酸性及软水的要求，似乎可以考虑在水族缸使用这类产品，不过缺点是有水色变黄的问题，可能会影响透光度，这 个基本的认知不能没有。

基本上，泥碳土与草泥都是藉由腐殖酸的释放，而达到降低pH及软化水质的目的，黑水系由腐殖酸配制而成，使用黑水也能达到相同的目的，不过黑水必须经常性 定期添加才能发挥效果，不似泥碳土或草泥使用一次之后，可以维持约2~3个月，所以使用泥碳土或草泥会较黑水便利许多，不过黑水在pH的调节及控制方面， 明显较占优势，如果不怕麻烦，使用黑水来替代泥碳土或草泥，应该也是另一种值得考虑且为更佳的选择。

底砂应具备之基本特性



一、前言

生长于自然水域的众多水草，一直仰赖底床土壤之固定与孕育，而得以延续生命，并繁衍后代，使其族群能生生不息，永续发展。一旦水草被移植于水族缸，它们的 家园变小了，只剩下狭窄的地方，真正的土壤也消失了，取而代之的是一些非土壤的栽培介质，这些栽培介质泛称为「底砂」。



依底砂的原义，本来是指铺在水族缸底部的砂，但是我们所要探讨的「底砂」，是广义的解释，系指用作栽培水草的任何底床材料而言，所以不一定就是砂子。无论 底床材质为何，用在水草缸的「底砂」，通常不再是原来水草赖以生长的土壤（虽然其取得容易，且量多不需成本），而是其它材料，不过其中最常用的还是砂。



底床是水草根部支撑的基础，底床材质的是否适当，深深影响着根的发育与水草成长，甚至也可能成为水草栽培成功与否的重要原素，因此难免引起我们的重视。理 想的底砂需具备良好的物理、化学及生物特性。本文将以这些特性为导向，叙述它们与水草缸的密切关系，期盼所述内容对您有益。

二、理想底砂的物理特性

底砂的物理特性包括砂粒大小、色泽、形状、比重、比表面积、崩解性等，其中以砂粒大小最受重视。用作底床之砂粒，大小必须适当，凡过于细小或粗大之砂粒皆 不宜。如果使用太细小的砂粒作底砂，可能会像土壤一般，很容易引起水质混浊及通气性不佳的问题。反之，若使用过于粗大的砂粒，水草扎根会有困难，也不利于 水草的生长。一般以粒径介于2 ~ 4 mm为佳。



水族缸靠着过滤器的动力产生「循环水」带动水流，若使用土壤或过于细小砂粒作为底床，一旦不慎引起「尘土飞扬」，循环水流将不断加以激荡，可能使之无法因 物理性自净作用（如沈降）而获得澄清，通常必须靠过滤的操作才有改善之机会，这不仅会增加过滤器的负担，而且不见得对混浊有立即改善的效果。



另外，在水族缸的封闭架构中，水体完全没有渗流作用，它不像在自然水域中，水体有不断往地层渗流的作用，足以将溶氧带入底床中供水草根部呼吸，所以即使土 壤的架构十分细致，仍然不必担心通气性不佳的问题。可是，水族缸却缺乏这样的作用环境，它只能靠对流作用，把溶氧带入底床中。如果砂粒太细小，势必影响水 层与底床之间对流作用之促进或形成。



虽然以粗大的砂粒堆积作底床，拥有较高的孔隙率、不结团、良好的通气性、干净等优点，但是水草的扎根性差，植物体不稳固，容易被鱼类或强劲水流连根拔起， 对于迷你型水草（如迷你矮珍珠）的栽植可能遭遇困难，若一味追求通气性及避免混浊问题，而选用过于粗大的砂粒，也是十分不适宜的。因此，水草要长得好，一 定要选用适当尺寸的底砂作为栽培介质，藉以提供让根系发育健康，以及让水草有更良好的生长环境。

三、理想底砂的化学特性

底砂的化学性特性，主要是指它在碱性和酸性水环境中，都应具有良好的化学稳定性（Chemical stability），尤其是指具有抗水解的化学稳定性而言。底砂与水接触，若发生水解回应，经常会导致水质酸碱度的变化。此种响应在碱或酸的催化下，可能会加速进行。

底砂的化学稳定性俨然成为底砂必备的一种重要性能，我们通常不希望底砂影响到水质的pH，特别是让水质碱化；更不希望水解后所产生有害的成分，威胁水草或 鱼类的健康，因此以选择化学稳定性高的材质为佳。例如，珊瑚砂在酸性水质中易发生水解响应，导致pH上升，硬度增加，可能对大部分的水草或鱼类有害，所以 珊瑚砂并不适合用作底砂。

不过，大部分的水草及鱼类都喜欢生活在弱酸性水质中，而某些地区的自来水无法供应这样条件的水源，怎么办？除了利用「做水」的模式调整水质之外，使用「人造底砂」释放酸性成分，藉以将pH控制在设定的弱酸性水质，也是一种有效的方法。

虽然人造底砂具有某种特定的化学不稳定性，可是这毕竟是经过人为刻意制造的特性，所以在使用期间，应不致于有不良的后遗症发生。不过此种底砂的释酸作用是 有时效性的，即当它的释酸能力丧失之后，它原来所设计的释酸功能即会消失，但是仍然可以继续当作一般底砂使用。例如，ADA黑土及TBS东风一号，都属于 这类产品。

四、理想底砂的生物特性

底砂的生物特性，主要是指底砂具有孕育大量有益微生物，并藉以清除水族缸底床的污染物质之特性。这种特性是底床发生「生物自净作用」的基础。凡具有这种特性的底砂，称为「活性底砂」或「活性底床」，它已经具有自净能力，或具有类似生物过滤的功能。

活性底床的生物自净能力并非来自底砂本身，而是来自附生在底砂表面或堆积孔隙中的有益微生物群，其中主要是一些异营性细菌（如氨化细菌），也有另一些是自 营性细菌（如硝化细菌）。由于单纯的底砂并没有微生物生存其中，所以是「非活性的」，必须等到微生物群在其中自然形成之后，它才具有净化水质的活性。因 此，「活性」一词，主要是针对微生物自净作用的能力之有无或强弱而言。

任何底砂都可能在水族缸的养殖或栽培环境中，由非活性状态自然转变为活性状态，即在初布缸期间，它们的表面或堆积孔隙中，因无法滋生足够数量的有益微生 物，所以活性很低。不过，随着底床有机沈积物的增加，微生物开始活跃起来，因此它的活性会增强。一般而言，底砂的材质若不同，孕育微生物的种类与数量也可 能不同，所表现的活性之强度亦会有所差异。

有极少数人造底砂，为了要强化底床的活性，特别在制造过程中，加入特殊的菌种，可以直接引进水族缸中，针对底床的特性，担负起更有效率的自净作用。例如， AZOO TK活性底床就是属于这类产品，它能提供特殊细菌生存的环境，藉以发挥更强而有力的清除底床污染之作用。另外，在设缸之后不久，在底床中置入底床专用微生 物制剂（如TBS底床活性胶囊），也具有活化底床的效果。

五、结论

由于新兴的底砂材料种类甚多，且来源不同，性质及价格差异颇大，使我们在面临选择时，可能遭遇到困难，不过如果能对底砂应具备之基本特性有所了解，将有助于以最合理的价格，选购到较为优良或符合自已需要的商品。

例如，底砂的物理性质若优良，就不易崩解，大小适中，不仅可以降低发生败床之机率，而且也能兼顾根部发展之需要；底砂的化学性质若稳定，不会提升水体pH 值及增加硬度，对多数水草及鱼类生长有利；材质内部及表面若具有大量微细孔相连腔体，可有效培育微生物菌体，并产生良好的自净能力，可加速有机物矿化速率 等。

总之，在布置水草缸时，如果能多考虑水草对底砂的物理、化学及生物特性之需求，即能将底床建构成类似自然生态系统的特性，让有机废物能迅速转换为成养分供给水草吸收，进而稳定水质及净化水质，为水草及鱼类提供一个较有利的生长环境。

活沙过滤法简介

或许最近鱼友们或多或少都听过活沙过滤法了，但是很遗憾的是这并不是一项新的水族过滤技术，早在好几年以前这个概念便已经形成，而要说是由谁所发明的也难 以考察了，在欧美这个技术可以说是最令水族爱好者所感兴趣的喔，不过或许是台湾水族的信息传递的不是那么好，以致于有许多鱼友也是最近才听到的，包括我自 己也是，当然啦﹗假设你是一位常逛外国网站的人我想你应该早有耳闻了。虽然这个概念老早就有了，不过活沙过滤的形式及设置的程序却还在不断改进研究当中。
先说明一下活沙过滤法能带给我们哪些道统过滤法所不能达到的优点，或许你会对这个新的过滤法更感兴趣︰

◎有效降低缸中持续升高的硝酸盐含量。
◎由于由海底引进的硝化菌与脱氮菌，提供缸中更接近自然与更高效率的过滤效果。
◎预防缸中不正常的营养盐累积，而导致缸中藻类的过度泛滥。
◎提供缸子高稳定的水质，并减少换水的频率。
◎大大减少鱼缸过滤硬设备的成本，且简化系统维护的程序。
◎提供缸中生物更近似自然环境
你是否也觉得上面的优点几乎解决目前所有过滤器所共有或存在的缺点呢？是否也怀疑它的功效真的有如此的强大吗？

让我们先说明一下何谓活沙过滤系统，活沙过滤法其实跟道统的底沙过滤法是有点像的，下面的这张布置图就是活沙过滤法在缸中的布置情形

布置的模式跟道统的底沙过滤是有点像的，不过详细的布置法却跟道统的底沙过滤法差异十分大喔。最大的差异在于我们不再以马达将水强制的透过过滤表层，纯粹靠的是水中氧气浓度的不同而以扩散的效果来达到流动，这么说或许有点不懂不过下面会针对这边加以介绍﹗

〔１〕 这一层主要是由粒径在于０．５═～１═的细沙所组成，浓度在１英寸到２英寸之间，主要的功能在于除去缸中的有毒物质氨及亚硝酸盐，其功能有点像我们一般的 过滤器的主要功能，而由于所选用的沙子较细，相对也提供给我们更多的表面积让硝化菌帮我们过滤水质，但是也是由于此层是高耗氧区但是又是由细沙所构成难免 会有氧气不足的顾虑，所以在这一层我们还要特别引入一些栖息于底沙的生物，帮助我们翻动这一层的沙子，让其不会有缺氧的现象。至于这一类的生物有沙蚕、海 参、一些贝类、螺类、或是特殊会钻沙的鱼类以及某些会翻砂的虾蟹类如枪虾等…。

不过或许你会质疑不用打马达将水引过沙子这样会有过滤效果吗，其实这倒不用担心，铺在底部的沙只要不太浓其实过滤力还是够的，在沙子的表层可都是高含氧过滤区呢﹗

〔２〕这一层沙石的粒径约略大于１═～３═，浓度也在１英寸到２英寸之间，主要的功能为脱氮效用，这边住的是帮助我们将硝酸盐转换成氮气的脱氮菌，因为没 有用马达将水流强制地透过底沙，所以到这一层水中的含氧量已经非常低了，在这么低的含氧量下已经不太有硝化菌了，因为菌种也会有相互竞争的情形，在这边正 好提供一个良好的低氧气浓度环境给脱氮菌利用，或许你会想不是要在无氧气的环境才会有脱氮菌的存在吗？

其实啊﹗脱氮菌只是作用时不须耗氧气的一群菌种罢了，一般的缸子都会有低氧气或是较缺氧的地方，不过由于多半的地区还是属于高浓度氧气的地方，所以真正提 供给脱氮菌居住的地方其实是不够的，而我们的这个新过滤系统却特别的为脱氮菌准备了一个可以大量繁殖的场所，由于讲求的是要低浓度的氧气，所以我们不希望 有任何的底栖生物来翻动此层的沙子进而提升此层的含氧量，所以我们会在每一层沙子之间都加上隔网，来防止第一层的底栖生物跑到第二层，当然网目的大小可要 与沙子相互搭配的喔，我们是希望连沙子都不会乱跑来跑去的喔，只有水会流过去而已。

〔３〕这边的充水层最大的效用就是防止我们的缸中产生缺氧的地区，这也是为何我们在第一层要用细沙，而下一层却要用颗粒稍大的沙子，因为其实经过第一层浓 度的沙子后含氧量也已经降低了很多了，而此时透过第二层的沙子时，我们选用颗粒较大的沙子，让含氧量的浓度持续降低但是却不像第一层那样减缓的那么快速﹗ 以确保在第二层的下方时还不至于有完全缺氧的现象产生。但是那么多的沙子我们哪能确定一定不会有缺氧的地区产生呢，所以才需要靠第三层来帮助我们调整啊， 由于第三层并没有沙子，所以氧气的浓度会在这边完全的调和平均一下，而扩散可是四面八方的喔，所以要是第二层的某个地区氧气浓度低于第三层的浓度时，此时 氧气自然就会往那边跑，替你将那边不足的氧气补足，不过由于是低氧气浓度所以你也不用担心会不会将第二层的氧气浓度又提升，如此便可有效的形成一个我们需 要的氧气浓度梯度。

先看一下最道统的底沙过滤法︰
像这种过滤法很容易在接近缸底的部份就已经形成缺氧的情形，当然日子一久你的缸底就会变得很黑，而且亦有可能产生有害物质硫化氢，虽然是有产生硝化菌与氮化菌的效果，不过产生缺氧层却是我们所不愿见到的。

而新的活沙过滤的一个新创新点便是将道统的底沙过滤加以改善，并将缺氧层去除。

因活沙过滤由于表层的高氧气浓度，所以水流会以扩散的模式由高氧气浓度的地区流向低氧去浓度的地区，也就是向缸子的底部流去，至于你说水的流动是怎样的 呢，是走哪一条路线呢？其实扩散是四面八方的，所以无从得知水的流向，不过这不是重点所在，我们只要由氧气浓度的观点去看就可以十厘清楚的了解到水的流 向，因为氧气是由水所带动的不是吗﹗那么关于底层的充水层的作用我再解释一下﹗

假设我们的缸子在经过第一层细沙的过滤后，由于某些原因导致某些局部的地区有稍稍缺氧的现象，如上图中的灰点地区，而这些低区假设在到达第二层过滤的底部 时仍然呈现缺氧现象且有扩大趋势时，此时在一般的底沙过滤时灰色的地区便会不断的扩散，原因是难有新的氧气再由其他地方加入所以底缸便十分容易有缺氧层存 在。而在活沙过滤系统中假设有这种缺氧的地区出现时，充水层中的氧气便会扩散过去，将微量的氧气由下方扩散上去，因为以我们原先的设计在第二层的过滤后其 实只是低浓度的氧气区而已，并非是完全缺氧的地区，也就是说最底下的充水层并非呈现缺氧状态，所以一有缺氧的地区产生时充水层便会为其补充不足的氧气，以 保持我们的缸中没有缺氧层的存在。

活沙过滤系统的布置完成后，最重要的便是要引入天然的活沙，藉由引入天然的活沙不但可以为我们的缸子带来更多的微生物，而且由天然海洋引入的菌不包括硝化 菌而且还包含了可以去除硝酸盐的氮化菌，由于这些菌种及微生物都是由海洋引入的，所以可以说是最为天然功效也是最大的，这也何以活沙过滤系统可以让我们的 缸子更趋近天然的礁岩系统，至于什么叫活沙呢？指的就是由天然的礁岩区底下所取回的沙子，这些沙子有些是贝类的碎屑构成，也有些是鱼类啃食珊瑚礁所产生的 碎屑，或许是珊瑚礁所产生的小碎岩，也只有这类的沙子才能真正提供我们所需要的活沙喔，因为活沙并非不是那么容易取得，所以在国外也有业者提供这方面的服 务，至于要引进多少活沙呢﹗其实是不需要整缸都是用活沙的，因为我们要的是微生物及菌种，所以只要拿取部分的活沙，混和一般的细沙铺在最上层经过一段时间 后整缸的沙就像是活沙般了，配合微生物、活菌、及底栖生物你的缸底就像是天然的礁岩般整个活化起来了﹗活沙过滤系统也才完全地?#092;作起来。

不过我说过由于活沙过滤系统的布置还在不断改进讨论之中，原因是像铺设于底沙的沙子浓度、沙子粒径的大小、氧气实际的梯度分布、充水层的浓度甚至要不要充 水层等都会由于每个缸子系统的不同，布置的不同而产生不同的效应，而这些细小的细节又关系着活沙过滤系统能否成功的?虽然你也是依照着这 个概念去建立，却由于布置的不同而倒致在第二层过滤前已经溶氧不足，自然底缸充水层的效果便无法发挥，看似简单的安排却会由于对系统的无法掌握而达不到预 期的功效，不过要是你的缸底有黑黑的现象，这倒是还不须特别紧张，这还算正常现象不过要是很黑又很脏时可能就是由于沙层的过浓，而导致缸底的溶氧比预期的 还要少，可以试着检查一下缸中沙子的浓度是否过浓，或是翻砂的生物不足倒置第一层沙层溶氧不足。

另外对于活沙过滤系统是否要清理呢？其实是不需要的，整个缸子就是一个像小型生态般是不须加以清理的，缸中的有机物都由缸子自行消化，也不须使用滤棉来滤 除大型的杂质颗粒，因为所以存在于缸中的有机物都会有固定的生物帮我们将其利用消化掉。所以活沙过滤法的确是个蛮理想的过滤形式，也是较为自然的一种过滤 法，或许鱼友会想说那我可不可以将活沙过滤结合其他的过滤形式，其实这也是可以的，不过假使活沙过滤可以如此有效的?那么其余的过滤器其 实真的是不需要的，不过假使你对自己的技术不是那么有把握硬要搭配其他的过滤法，其实也没关系只不过在活沙的过滤部份至少不要变成你缸子唯一的缺氧层来源 即可。不过我觉得假使搭配其他的过滤系统使用，那对于整个系统的控制反而要更加清楚与敏锐，不然很容易因为不当的搭配而使得两套系统所需的条件混乱而成效 不彰喔﹗

至于有人问到活沙过滤须不需要换水，其实就理论上是不需要的，因为整个系统趋于成熟时，每样物质都会一再的循环利用，缸中的沙子 或粉尘也会经一再的分解而释放出我们原本希望以换水所补充的微量元素，至于常见的硝酸盐也会被活沙的底层响应给消耗掉，所以其实换水变得不再那么必要，成 为视情况所辅助的工作，再者一般我们都建议使用活沙，再搭配蛋白除沫机使用，而用来替换除污秽水的海水或是因蒸发而补充的淡水，其实也都是另一种形式的换 水，所以换不换水也就真的可以视情况了﹗
过滤器的选择﹗

过滤器

1.上部式过滤器
它是安放在水族箱上面的一种过滤器，利用水帮浦将水族箱中的水抽至过滤器的一端，进入过滤器中的水即沿着过滤器透过滤材最后到达另端，由底部口落入水族箱 中，形成循环。由于此种过滤器的深度不高，容积很小水似乎没有什么压力，要求滤材有极好的通透性，否则易于堵塞。由于容积小，过滤能力有限，所以饲养的鱼 儿不能多，更不能饲养软件动物。
此主题相关图片如下︰

2.底部过滤器
2.底部过滤器
这种过滤器大部份是自制的。将带有布满孔隙的塑料管围成闭合的管道网，在一端设有竖直的水管，能将水引出到水族箱中，在闭合的管道网上面铺设一块漏水板， 在漏水板上面再铺一层尼龙网，在尼龙网上方铺满浓为5公分-10公分的细粒珊瑚砂做为过滤材质。但由于珊瑚砂层不可太浓，而且易于形成板结死角，清洗也较 困难，饲养量不能太多，有些鱼还喜欢挖洞穴，使尼龙网和漏水板暴露造成水流的"短路"现象。所以底部过滤器是一种低效率的过滤系统，很少单独使用，有时为 了造景及增加对底部的珊瑚的处理偶而也有加用底部过滤器。
1.珊瑚砂 2.尼龙网 3.漏水板 4.带孔的集水管 5.竖管
此主题相关图片如下︰

3.下部过滤器（溢流式过滤器）
这是置于水族箱支架下面的过滤器，由上下的连结是透过二根管子，一根是穿过水族箱的底部直插在过滤器中，当水族箱中的水面超过管子的顶部时就会透过管子溢 流到下部过滤器中，下部过滤器可以设有滴流式过滤及各种机械、生物、吸附过滤。经过过滤的水再由水帮浦提升到上面的水族箱中形成循环。由于进水口及出水口 的位置较高，在停电时不会发生倒流现象。
1.水族箱 2.下部过滤器 3.溢流出水管 4.进水管 5.生化球滴流式过滤
6.滤材 7.滤材 8.水帮浦 9.雨淋式进水管
此主题相关图片如下︰

有关硝化细菌的问答--绝对精华

1. 在上一次的对话中，您曾提到另有一类属于有机营养的硝化细菌则具备分解鱼类的粪便之能力，我对这种说法感到有些疑惑，难道硝化细菌也有无机营养与有机营养之分，它们的差别为何？
答︰事实上，有极少数「有机营养菌」也具有氧化氨以获取能量的能力，这类细菌被称为「有机营养硝化细菌」，不过它们主要靠分解有机物维生，不是靠氨的代谢 作用。加上这类细菌在进行氨的代谢作用时，其效率表现显得微不足道，无法与无机营养硝化细菌相提并论，因此通常不被视为真正的硝化细菌，即真正的硝化细菌 一般仅指「无机营养菌」而言。因此在学术上为防止混淆起见，微生物学家有必要特别强调「真正的硝化细菌」是什么。所谓真正的硝化细菌是指︰以利用氨或亚硝 酸盐作为主要生存能源，以及能利用CO2作为主要碳源的「无机营养菌」（Watson et al.，1989）。因为「有机营养菌」不具备利用CO2之能力，而且代谢氨之能力远不如一般硝化细菌，所以不能视为真正的硝化细菌。
2. 我现下才了解原来硝化细菌又有「有机营养硝化细菌」及「无机营养硝化细菌」之分，在水族缸中是否这两类硝化细菌均存在，以及它们如何分工，如果「无机营养硝化细菌」不存在，是否「有机营养硝化细菌」可以取代除氨的作用？
答︰「有机营养硝化细菌」及「无机营养硝化细菌」有可能同时自生于水族缸中，因为有许多细菌无所不在，可以从各种不同管道进入水族缸。不过，「有机营养硝 化细菌」主要靠分解有机物维生，此种?#092;生模式远较利用氧化氨以获取能量容易得多，再加上水族缸中通常到处充斥鱼粪便，因此它们宁愿过着「有机营 养性」生活，而不进行氨的代谢作用，换言之，即使「无机营养硝化细菌」不存在，它们亦不会以取代其除氨功能，真正在水族缸中发挥除氨功能的硝化细菌非「无 机营养硝化细菌」莫属。
3. 在完全无机的环境中，「有机营养硝化细菌」缺乏有机来源，为了生存，会与「无机营养硝化细菌」竞争氨源吗？
答︰虽然「有机营养硝化细菌」也具有代谢氨能力，不过它们基本上的维生模式，主要靠有机物氧化所获得化学能，而不是靠氨氧化获所得化学能。只有在特殊情况 下，例如，缺少有机资源，但有丰富的氨来源，以及在酸性环境下（无机营养硝化细菌无法作用），则可以改变维生模式依靠氧化氨获得化学能来生存。由此观之， 在正常情况下，「有机营养硝化细菌」应无能力与「无机营养硝化细菌」竞争氨源。
4. 某些市售硝化细菌产品，强调同时具有分解水族缸中有机物及氨之能力，它们是否为「有机营养硝化细菌」制剂，依上述谈话，使用此类产品应该不会有好的除氨效果，对吗？
答︰一般而言，只有「有机营养硝化细菌」才同时具有分解水族缸中有机物及氨之能力，但此种细菌分解有机物之效率既不如一般「有机营养菌」来得高，代谢氨之 作用也远较真正的硝化细菌为弱，由此看来，如果想透过这种制剂来达到除氨的目的，可以预期其效果将十分有限。因此，为加速达到除氨的目的，最好选用「无机 营养硝化细菌」制剂才有明显效果。
5. 曾经在水族馆看到消化细菌产品，消化细菌又是什么细菌，两者是否为相同的细菌，据说这种产品中的细菌，具有迅速分解水族缸中有机物，真有这么神奇吗？
答︰消化细菌与硝化细菌同音，很多人误以为它们是相同细菌，其实两者完全不同。它是一种枯草菌（ Bacillus licheniformis ），因最早发现于禾本科植物的枯茎叶上而有此谓称。它是陆上环境中普遍存在的一种好气有机营养菌，但是在淡水及海水的底泥中均能检出此种细菌之存在，分布 相当广泛。枯草菌无毒，能分泌出活性强的蛋白质分解酵素，用以快速地分解水中之有机氮化物，亦能分解其他有机物，在水质净化上能担任重要的分解角色。当它 的制剂被商品化后，据悉对鱼类的排泄物具有迅速分解效率，因此坊间乃以消化细菌谓称之。
6. 硝化细菌所需要的有机物都要靠自己产制，这不是很麻烦且浪费时间吗？为何它们不能分解水族缸中既成的有机物，以获得它们所需要的有机资源？
答︰一般「有机营养菌」在利用一般大分子有机物（如脂肪、蛋白质及核酸等）之前，通常会制造这些物质的分解酵素排出体外，将其分解成可溶性且为小分子成 分，使之能透过细胞膜再加以利用。因为这些酵素在菌体外作用，故称为胞外?（exoenzyme）。硝化细菌不能分泌胞外?，而且存在于膜壁空间 （periplasm）的?类通常也不具备分解一般大分子有机物之特征，因此无法分解水族缸中既成的有机物（如鱼粪便），因此它们所需要的有机资源都要靠 自己产制，以致于它们的生长及繁衍速度，远较一般「有机营养菌」慢许多。

7. 原来硝化细菌不能分解水族缸中既成的有机物（如鱼粪便）的主要原因，是由于它不能分泌「胞外?」，以致无法将一般大分子有机物分解成可透过细胞膜的小分子有机物之故，这是否表示凡可透过细胞膜的小分子有机物，硝化细菌就可能加以利用？
答︰这种猜测相当合理，但却不一定是对的。因为硝化细菌除了缺乏分解一般有机物之能力外，许多可溶性且为小分子有机物，即使透过主动或被动?#092;输 之作用进入细胞内也无法利用，其主要原因为其柠檬酸循环（citric acid cycle）中缺乏α-酮基戊二酸脱氢?（α- ketoglutarate dehydrogenase）之故。此种缺陷使有机物不能经由柠檬酸循环转变为细胞物质而加以利用。
8. 硝化细菌利用有机物的关键原素是什么？
答︰硝化细菌利用有机物的关键原素，须视有机物能否扩散穿过其细胞膜，以及它是否具有α-酮基戊二酸脱氢?而定。一般而言，低于12个碳的有机物分子可能 因被动或主动吸收进入其细胞内。通常直链简单有机分子较支链简单有机分子更能够经由其细胞膜进入细胞内，因此被利用的机会相对增加。至于有机分子的溶解度 则由亲水基和疏水基决定的，当亲水基占优势时，其溶解度就大，被利用的机会也相对增加。但若缺乏α-酮基戊二酸脱氢?，则被利用的机会则大为减少。
9. 不同种类的硝化细菌对有机物的感受性是否相同，以及它们对可利用的有机物是否具有趋向性？当环境中存在这类有机物时，它们维生的模式是否会因而改为有机营养生活？
答︰所有硝化细菌对有机物的感受性并不一定相同。一般而言，若依硝化细菌对有机物的感受性不同，可分为以下两种︰专性硝化细菌 (obligate nitrifier) 及兼性硝化细菌(facultative nitrifier)。前者系指完全不能利用有机物或仅能利用极少数简单有机物的硝化细菌；后者则指能利用较多种类有机物的硝化细菌（Watson et al.，1989）。但是无论是专性或兼性硝化细菌，它们对可利用的有机物并无特殊偏好，因此通常不改其无机营养生活的本性。例如，若环境中存在有丰富葡 萄糖成分，它们也许可以加以利用，但绝不因此放弃任何从氨氧化以获得化学能之机会。
10. 对有机物感受性较佳的硝化细菌，是否因获得可利用的有机物，而加快其生长及繁衍速率？
答︰大部分对有机物感受性较佳的硝化细菌若改为有机营养生活，其生长及繁衍速率常快于无机营养生活，至于究竟快多少，还得视有机物的种类不同而异。不过也 有少数例外，例如，维氏硝酸杆菌（Nitrobacter winogradskyi）的世代交替时间不因进行有机营养生活而缩短，反而更长。它若进行无机营养生活，平均每隔8 ~ 14小时增殖一倍，但是，如改为有机营养生活，平均每隔70 ~ 100小时才增殖一倍