弱光 LED 水草栽培实验(03):鹿沼土的设缸过程与化学特性

我原本想将就使用先前换缸时所挖出来的旧底泥(山土加美国硅砂),
再增加个 1~2 cm 的美国硅砂厚度,
那么就可以顺利种植水草了。
然而或许我为了解决灯具色温的困扰花掉了两三个星期的时间,
原本的旧底泥就这么泡水荒置在新的水族缸内没去理会。
当我完成灯具的施工并试着去翻动查看底泥时,
碰到了最不愿遇见的状况:
底泥已经发黑且发臭了!
最上层的底泥在外表上看起来无异样且色泽完好,
但只要稍稍翻动下层的底泥,
立刻浮现发黑发臭的砂土。
发黑又发臭的底泥确定是不合我用了!
山土加美国硅砂所组成的底泥,
在种植著水草时因为根部​向下层输送氧气,
对于底泥的发黑发臭具有相当好的预防效果。
另一种可能性则是这一堆底泥经过了两年的使用,
已经累积了不少的有机质,
平时由于山土具有很大的黏性,
有效地阻挡了有机质不断地向下沉淀。
可是我在翻缸和设缸的过程之中,
把原本堆积在较上层的有机质全给搅拌在一起了,
也就是说这些底泥变成了有机质丰富的泥巴,
有机质含量丰富的底泥又没水草根系输送氧气,
较下层的泥巴发黑又发臭就不令人感到意外了。
我索性把这些底泥全部挖出并用在阳台的诸多花盆当作补土。

换完新缸后直接就把旧的底泥(山土加美国硅砂)铺设至水族缸内。其实只要愿意续用现有的两盏 8000 K 水族灯具,就已经算是大功告成了。但我实在不想再忍受 8000 K 的超白色温,于是花了一些时间在解决灯具色温的困扰,底泥一时无暇理会没想到就发黑发臭了。 

那么我这次要用哪种底砂呢?
那还用说!
当然就是赤玉土囉!
透过硅藻土、黑土、赤玉土和沸石对于水质影响的观察比较所得到的资料,
我发觉赤玉土超便宜且效果可能绝佳。
因此等待着周末的来到,
打算到假日花市扛个一大包赤玉土回来用。
就在一个风和日丽的周末下午,
我带着既兴奋又着急的心情来到假日花市。
兴奋是因为我又有新的水草种植实验可以进行了;
着急则是因为水族缸已经摆放几个星期了都还没搞定。
在花市的某个园艺资材摊位上,
我一眼就看上了颗粒尺寸合适的赤玉土。
基于比价捡便宜的消费者心态,
况且我也好久没能好好的逛花市了,
我打算整个花市绕个一圈才回来扛那一大包赤玉土。
然而就在另一个摊位上,
除了赤玉土我也看见了鹿沼土,
而且两种产品的价格一模一样,
但更重要的是,
在鹿沼土的外包装上注明著:
酸碱值(pH)= 5.2 ~ 5.6(弱酸性)!
这可就引起我的高度好奇了。
在此之前我于鹿沼土只有一个刻板印象:
似乎是属于较为昂贵的栽培介质!

在假日花市巧遇鹿沼土,由于价格与赤玉土相同,此外淡黄色的材质符合我的底材颜色需求,最重要的是外包装注明著 pH=5.2~5.6 引起我极高的兴趣。我在一时冲动下就把鹿沼土扛了回家,从此改变了本次水草栽培的命运。很遗憾的是,我并未仔细查看包装袋上是否有标示鹿沼土的烧成温度。

有关鹿沼土的其他相关讯息我一概都不清楚,
因为从来也没想到要使用这种栽培介质。
我询问贩售鹿沼土的摊位老板:
鹿沼土不是比赤玉土昂贵吗?
老板诚实以对的告诉我:
鹿沼土(在台湾)其实不太好卖,
由于是酸性栽培介质,
使用的人不太多,
最主要是用来种植杜鹃花,
其于的大都只是用鹿沼土来点缀搭配而已。
我接着又问老板一个很重要问题:
鹿沼土会沉入水中还是浮起在水面?
老板听到这个问题觉得我似乎是来搅局的,
不再理我便转头去招呼其他客人。
不论如何,
鹿沼土是否能沉入水底,
可能要我自己测试看看了。
而鹿沼土的酸性特质或许在陆生植物的运用较少,
但对于水草栽培而言可是个大受欢迎的栽培介质。
那么万一鹿沼土没法沉入水底该怎么办?
我心里已经盘算好了:
就洒到阳台的各个花盆里当作补土吧。
计画永远赶不上变化!

在我贪图酸性特质的一时冲动下,
就这么舍弃赤玉土并把鹿沼土给扛了回家。

挖除了旧的发臭发黑底泥后,我思考了好久下一步该怎么走,最后决定还是在缸底铺设 5 Kg 的山土。过去几年来山土提供了很正面的水草种植效果,这次山土的主要功能是当作基肥,可以减少或拖延水体的施肥;山土在本次由于并非当作碳元素的主要来源,所以不需要铺太多。

我敢大胆使用鹿沼土也是冲著酸性介质很适合种植水草,
黑土如何降低 pH,KH 和 GH?文中我分析过底土酸化的主要原因,
阳离子交换容量(CEC, cation exchange capacity)的高低才是最重要的关键。
也就是说鹿沼土应是阳离子交换容量相当高的介质,
而非里面蕴含着何种神秘的特效成分。
鹿沼土另一个吸引我目光的原因是 " 色彩 ",
我自己 DIY 的水族缸照明色温偏黄且亮度偏弱,
暗红色的赤玉土会使得整个水族缸看起来更暗红,
鹿沼土的色彩因为是淡黄色的关系,
水族缸底床看起来比较明亮一些。  
更重要的是,
我无故多了一项有趣的观察实验:
鹿沼土对于水草栽培的效果如何?
至少我没见过相关的经验分享。
而用赤玉土种植水草就显得不稀罕了,
赤玉土的设缸过程一文中也有详尽的分享。
我对这个新水族缸的热情又更激化了。
这个新设水族缸除了鹿沼土以外,
我依旧先在缸底铺设了 5 Kg 的山土,
主要是为了能提供水草根系营养,
日后倘若碳元素不足将以戊二醛来补充碳元素,
而 5 Kg 的山土平均铺设在缸底的厚度为 2 cm,
铺设在山土上方的鹿沼土厚度则为 4 cm。
在开始注入自来水时,
我首先要面对的关卡就是鹿沼土能否沈水的问题。

山土在缸底铺平后的高度约为 2 cm,然后开始缓慢倒入本次底材的主角:鹿沼土。现阶段最关心的现象的是鹿沼土能否顺利沈水?如果鹿沼土密度太低无法沈水,那么我将会把所有的山土连同鹿沼土全部从水族缸底挖出,然后分散倒进阳台的各个花盆里当作补土。

当缸内的水位淹没鹿沼土约 3 cm 时我停止加水,
发现大部分的鹿沼土沈在水底,
但有一部分则是在水中载浮载沉的,
甚至有少数是在水面上漂浮。
我对于此一现象的判断是:
鹿沼土颗粒应是含有大量的孔隙,
有些孔隙内的空气无法立即排除。
这似乎意味着鹿沼土的单位表面积很庞大,
可能很有利于培养微生物。
不过我还是让泡着浅水的鹿沼土静置观察,
而鹿沼土果然在 24 小时内全数沈入水底。
就算我用手在水里搅动鹿沼土也能全部再沈底。
然而就在我把水族缸加满水的过程中,

不慎扬起了粉尘导致整个水族缸极为混浊。
于是我启动了过滤器来协助改善水质,
但过滤器却是火上添油令水质混浊更加恶化。
我耐心的等待一天却毫无好转迹象,
心里不禁嘀咕:
​如果鹿沼土的阳离子交换容量很高,
怎么会水质依旧如此混浊。
我实在受不了了便把几乎两年没有清洗的圆桶过滤器拆下来清洗,
这才发现过滤器内早已经充满了泥浆,
怎么可能继续发挥过滤水质的效果。
而过滤器在彻底清洗完毕并重新运转以后,
水质果然在一天内就完全恢复了清澈。

鹿沼土全数倒入水族缸铺平后的高度约为 4 cm。大部分的鹿沼土是沈入水底的,但看起来轻飘飘的感觉,有一部分的鹿沼土则是漂浮在水面上。我的推测是鹿沼土含有极为大量的孔隙,内部的空气无法在一时间全部排除,所以必须耐心等待才能完全沈底。

不过我必须面对的另一个问题是:
鹿沼土会不会过轻导致水草无法定根而容易浮起?
于是我随手拿了两株小水草种植在水流不怎么弱的位置,
看看鹿沼土沈水后的颗粒重量能否托住水从而不会浮起,
果然这两株水草很争气的稳稳固定在底床上。
鹿沼土到这个阶段算是通过了初步考验!
然而我对于鹿沼土的好奇心又更浓厚了:
鹿沼土到底是什么东西?
在先前提过鹿沼土是属于酸性的介质,
因此我推测鹿沼土的阳离子交换容量(CEC)应该很高;
而鹿沼土在泡入水中之后没法立刻沉底,
所以我推测鹿沼土的应是含有大量的孔隙。
不过推测毕竟并不等于事实,
我们还是要回归真正研究文献所提供的资料。
​我查阅了有关鹿沼土的资料,
中文和英文的相关讯息简直是隔靴搔痒,
但日本有关鹿沼土的研究资料可就丰富了,
毕竟鹿沼土是日本以自己的土壤所烧成的栽培介质。
我首先针对鹿沼土的阳离子交换容量进行搜寻,
这才发现鹿沼土的阳离子交换容量暗藏者相当深澳的学问!
根据日本大学石川重雄等人在 2012 年的研究发表,
鹿沼土的阳离子交换容量和烧成处理的温度息息相关。
鹿沼土在 0 °C(生土)时的 CEC 约为 20 meq/100g,
以 400 °C 烧成的 CEC 最高约为 110 meq/100g,
但若以 1000 °C 烧成的鹿沼土之 CEC 最低至约为 0 meq/100g。

在注水的过程中不慎冲击山土扬起底泥导致水质混浊,于是启动了过滤器以协助净化水质。或许是已经两年没清洗的缘故,过滤器送出的泥浆水只让水质混浊更加恶化。等了一天也毫无好转的迹象,于是不得不拆下过滤器并彻底清洗,水质这才恢复清澈。

​日本所提供的鹿沼土烧成温度与 CEC 的高低关联如下:
1000 °C(0 meq/100g)<  0 °C(20 meq/100g)< 800 °C < 600 °C  < 200 °C < 400 °C(110 meq/100g)
原来鹿沼土的 CEC 高低和烧成温度的关系非常之大!
这下子可事态严重了!
我早就把鹿沼土的包装袋给扔掉了,
我所买的鹿沼土到底使用几度高温烧成的?
话又说回来,
我就不信有哪个购买鹿沼土的消费者会去注意到烧成的温度!
此外该研究也提供他们所测得的沸石 CEC 为 200 meq/100g 以供参考比较,
这比起我在硅藻土、黑土、赤玉土和沸石对于水质影响的观察比较所引用的数据高了一些。
在此也补充另一份很值得参考的表格比较了鹿沼土、赤玉土和沸石:
另外还有三份分析报告比较了鹿沼土和赤玉土。
1. 大阪大学在 1999 年日本土木学会学术演讲会上所发表的分析报告:
2. 日本环境省在 2007 年所发表的一份分析报告:
市贩土壤
粘土含量(%)
磷酸吸收系数(g/Kg)
鹿沼土
22.8
22.2
赤玉土
12.5
23.8
2. 大阪产业大学在 2010 年日本土木学会学术演讲会上所发表的分析报告:
净化材
有机物去除率(%)
浊度去除率(%)
鹿沼土
17.1 ~ 29.4
54.8 ~ 80.7
赤玉土
25.1 ~ 52.3
54.2 ~ 77.0
从几个比较表格看来,
​鹿沼土在比表面积方面大胜赤玉土,
而净化水质的能力则是不相上下。
单是从数据的比较而言,
鹿沼土比赤玉土更适合用来当作净化水质的滤材,
庞大的比表面积就不知能培养多少微生物了!
无论如何,
鹿沼土使用于水族缸或水草栽培应是不成问题的,
至少日本有些玩家已有用鹿沼土栽培水草的实验比较,
不过在此先不再多谈日本的使用经验,
就从我自己的水草缸来试验和体验,
然后再来做鹿沼土的更多探讨与经验比较囉!​
​​
鹿沼土虽然度过了第一关的沈底考验,但是否就能托住水草根茎而不让水草浮起,也是至关重要的。我随手从阳台的水槽内摘了一小株三白草和椒草来进行插枝测试,而且是种植在水流较强的位置。还好这两株水草都稳稳的站在原地并未浮起。鹿沼土总算是可以安心使用了。


​待续...


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