弱光 LED 水草栽培實驗(04):一個月成長紀錄

「節能減碳愛地球」是一句在台灣隨時喊得震天響的口號。
我曾經問自己一個很愚蠢的問題:
如果要票選最不愛地球的園藝種植或寵物飼養活動,
我將把票投給哪一項?
我應該會毫不猶豫的把手中的一票投給水草栽培!
水草栽培之所以不環保或不愛地球的原因有好幾點:
1. 消耗大量的電力。
植物需要光合作用才能生長,
但放眼所有的園藝種植和寵物飼養活動,
惟有水草栽培需要至少 8-10 個小時的人工照明,
啟動人工光源就是消耗電力,
這還沒把水草缸冬天時必須保溫的電力消耗算進去。 
2. 消耗大量的水資源。
植物成長需要水,
但沒有任何的園藝種植和寵物飼養必須如水草缸一樣,
動輒必須頻繁且大量的換水,
而且從水草缸所移除的廢水對於陸上的植物而言卻是好用得很。
3. 使用化學肥料。
園藝種植有許多的肥料來源可以使用和選擇,
但恐怕沒人敢在水草缸內使用「天然」的有機肥料吧。
水草缸的水體施肥幾乎都是採用化學肥料,
因此水草缸對於有機物質的循環再利用幾無貢獻。
4. 灌注大量的二氧化碳。
這點又更糟糕了,
除了水草栽培還有哪種園藝種植需要額外打那麼多二氧化碳的?

底部的山土厚度最高也只有 2 cm,設缸後三天就發生底泥發黑的現象,這是多年來我從未遇過的現象。這有可能是因為鹿沼土的龐大表面積和所伴隨的細菌培養有關嗎?

所以不管從哪個角度來看,
我都無法否認種植水草是所有園藝栽培活動中最不環保或最不愛地球的一項。​
可是想令水草愛好者輕易地放棄種植和欣賞水草,
這件事談何容易!
那麼我們至少可以改善吧:
採用低科技水草種植法或天然水草缸,
那就不需換水、不必施肥也不用打二氧化碳,
栽培水草很不環保的惡名一口氣就解決了三項。
至於人工光源的問題,
除非是種植在戶外,
否則室內的水草缸沒有人工光源就玩不下去了。
那麼我們何不採取降低照明強度來減少電力的消耗呢?
我真的不知道水族界盛傳的水草照明一公升一瓦(1 W/L)是怎麼傳出來的。
我在德國文獻對水草照光強度的建議(上)德國文獻對水草照光強度的建議(下)​兩篇文章中,
談到了德語文獻對於水草照明強度的建議從來就沒這麼強過。
更令人難以費解的是,
一公升一瓦的照明強度是針對 T8 燈管所提出的,
然而隨着時代的演進,
不論是燈罩反射效率的提升,
甚至是發光效率更高的 T5 或 LED 照明推出,
這個一公升一瓦的觀念似乎在許多水草玩家心中有這根深蒂固的地位。
於是我們一方面繼續為了水草栽培使用大量的電力,
另一方面又常常被照明過強所帶來的後遺症所困擾著,
為了解決強光的問題不得不添加更多的二氧化碳和肥料,
許多水草玩家就這麼陷入了不愛地球的惡性循環當中。

紅蝴蝶是這次低光栽培實驗的觀察重點之一。在第一個星期時紅蝴蝶發生了縮頂,原本以為是失敗了,但將就擺着不去理會。不過經過了四個星期的對照比較,不論是大紅葉、紅蝴蝶和寬葉血心蘭都有所成長。

​低科技水草缸對我而言是一條不歸路,
倒也不是我特別重視環保或愛地球,
而是一方面我自認沒有造景的天分,
所以從不追求快速成景甚至參加比賽;
另一方面是我熱衷想找出最省錢的方式把水草種活,
我所指的種活並非椒草或榕葉之類的超低難度水草,
而是較高難度的紅色有莖水草。
我們在 Diana Walstad 的水草心路歷程(下):出書過程歷盡艱辛一文中,
提到了 Diana Walstad 以小花盆內裝有機培養土的方式將紅蝴蝶栽培成功。
這意味着就連紅蝴蝶(Rotala macranta)這麼高難度的水草,
也能夠以低科技無二氧化碳的方式栽培成功。
只不過 Diana Walstad 成功種植紅蝴蝶的方式,
恐怕不是一般人所能夠接受的。
在水族造景內放置小花盆實在是有礙觀瞻,
破壞了整個水草造景的美感;
培養土(potting soil)雖然提供了更豐富的碳元素來源,
但伴隨而來的水色變黑問題也不是大部分的人容忍的。
至少我自己就不想去嘗試或複製這樣的紅蝴蝶種植成功經驗。
如果想要在低有機質的環境中栽培紅蝴蝶,
就勢必要從兩方面着手來彌補低碳環境的困擾。
最顯而易見的就是降低照明強度。
調低光照就是降低光和作用的效率和對碳元素的需求。
紅蝴蝶對於低光照可以忍受到何種程度,
這一點相信沒幾個人知道,
因為絕大部分的水草玩家提高照明來種植紅蝴蝶都唯恐不及了。

大百葉和紅羽毛在低光照的環境下也是綠色的。紅羽毛剛植入時還有些許紅色,但後續長出的新葉已經完全綠化。

​另一個可行的作法就是提高好養菌的培養數量,
大量的微生物消耗氧氣的同時也會釋出二氧化碳,
剛好提供水草成長所需的碳元素。
水草缸內能夠培養大量微生物的位置主要有兩處:
過濾器和底床。
我們在水草缸可以用活性碳嗎?一文中談到了濾材的單位表面積,
表面積越大則越有機會培養大量的細菌,
而活性炭具備極龐大的單位表面積,
可說是目前市面上便宜又好用的選擇。
不過要把活性炭當作底材鋪設在水族缸內?
這恐怕沒幾個人願意去實驗看看。
我這一次設缸的底床採用了鹿沼土,
誠如在弱光 LED 水草栽培實驗(03):鹿沼土的設缸過程與化學特性文中表格中所顯示的,
同樣是粒徑 1 mm 的材質,
鹿沼土的比表面積為矽砂的 866 倍以上,
也就是說能夠培養微生物的面積可能增加了至少 866 倍以上!
這是個非同小可得倍數,
縱使鹿沼土只有 1/100 的表面積能夠培養細菌,
而矽砂的表面就算能夠完全讓細菌附着,
那也是超過 8 倍的極驚人微生物數量了。
就衝着我自己 DIY 的 IKEA OMLOPP LED 燈具是屬於低功率的照明,
再加上偶然能夠使用鹿沼土當作水族缸底材,
我對於以低科技缸種植紅蝴蝶燃起了一絲希望。
不論是以低光照或鹿沼土栽培紅蝴蝶, 
至少不曾有人提出過相關的經驗報告吧。

以一支水面燈條和一支背景岩板距離水面 25 cm 的燈條為一組,平時兩組燈以交替點亮的方式提供水草最低的照明共計 12 個小時,之間有斷續四個小時的時間是四支燈條全部同時點亮以提供水草較亮的照明。

我的這個低光照鹿沼土實驗缸在今年(2016 年)5 月 8 日(母親節)當日總算把水草大致種植完畢。
我在設缸完成後的翌日進行了水質檢驗,
原本想要檢驗總硬度(GH)和碳酸硬度(KH)這兩項的,
不料總硬度測試劑因過期失效無法檢驗水質,
還好碳酸硬度未過期還能正常使用。
其實如果要我針對水草栽培選出唯一的一項水質檢驗,
我會毫不猶豫的把手中的一票投給碳酸硬度(或鹼度)!
在市售的諸多水質檢驗項目之中,
水草大抵上有相當大的適應或忍受範圍。
不過有些高難度水草對於碳酸硬度的容忍範圍相當窄小,
大部分的水草寧可碳酸硬度過低而非偏高。
認識水質的硬度一文中也曾提到過:
GH 可說是個好東西,
因為水草同時需要鈣和鎂才能存活,
除非水質的 GH 高到了極點,
否則是不需要擔心的;
水草並不需要鹼度來成長,
所以我們能夠將水族缸的鹼度保持在零。
此外透過碳酸硬度的檢驗,
我們也能夠得知某種底材對於水質酸化的貢獻程度。
無論如何,
我家裡的自來水在注入水族缸當時的碳酸硬度為 3.25 dKH,
我的鹿沼土水族缸在加滿水後的隔日測得的碳酸硬度為 1.75 dKH,
隔一日也得到了相同的 1.75 dKH,
也就是說鹿沼土很快地就把水質調整至一個穩定地低碳酸硬度環境。
​​
背景的南美拖鞋蘭只長側芽而不開花,很可能是光照不足所致。由於我獨愛南美拖鞋蘭,因此又追加種植了兩個品種計四株,由於蘭花葉片嚴重遮光,就算岩板上方同時點亮兩支燈條,能照射至水中的餘光也已經大幅減少。

鹿沼土還有另一項令我覺得很訝異的表現,
就是山土出現了發黑區塊!
我使用山土當作底泥種植水草已經將近十年了,
這麼久以來從來就沒發生過山土如此快速發黑的現象,
而且是在設缸後的三天就發現了。
更詭異的是我這次也只鋪設了約 2 cm 不到的厚度,
我在再戰天然水草缸!的那一次設缸中,
大膽的舖設了 5 cm 的山土加 1 cm 的美國矽砂,
也都沒那麼快產生底泥發黑的現象。
水草尚未長出根系提供底床相當地氧氣,
是個無庸置疑的因素。
但另一個可能的原因,
應該是鹿沼土極龐大的表面積。
我的底砂選擇向來都是矽砂,
但同樣是粒徑 1 mm 的鹿沼土和矽砂,
比表面積相差超過了 866 倍。
在此也要強調的是,
不論是鹿沼土或矽砂的粒徑都是 1~2.5 mm,
所以這個倍數差距勢必要有所修正。
無論如何,
鹿沼土表面能夠培養更多的微生物是個不爭的事實,
表層好氧菌大量消耗氧氣的結果,
不需太深入底層就發生了嚴重缺氧。
這個現象也只能期盼水草盡快長出根系,
並對深層的底材挹注更多的氧氣。

寬葉血心蘭和小血心蘭可說是這個水族缸內比較紅的水草了,而且在低光照環境下沒發生縮頂或生長停滯的情形。日本簀藻和虎耳等原本就是綠色的水草也在低光照環境下生長緩慢。

我的水族缸除了水草以外也在背景岩板種植了南美拖鞋蘭(Phragmipedium),
種植蘭花的目的並非純觀賞莖葉而是要欣賞花朵,
我的南美拖鞋蘭經過了兩年多的種植只發側芽而無花梗,
在經過搜尋相關訊息後發現原來光照不足是最可能的原因。
也就是說為了追求南美拖鞋蘭的開花,
我必須點亮背景岩板上的第二支燈條。
如果四支燈條全點亮肯定能將蘭花和水草都栽培成功,
但這又違背了我想理解水草能在何種低光環境成長的初衷。
在經過了一兩個星期的觀察和調整之後,
我發目前將照明分成兩組各自點亮八個小時,
以一支背景岩板燈條加上一支水面燈條搭配為一組,
每日兩組總共點亮水族缸和背景岩板 12 個小時,
期間有四個小時的重疊時間也就是四支燈條全亮。
就水草的照明而言,
一支背景岩板燈條加上一支水面燈條其實是比我原本計畫更低的光照強度,
因為我後來在背景岩板補種植了兩個品種共四株南美拖鞋蘭,
這對於源自背景岩板的遮光範圍只會更大或更嚴重。
水草如果能在這樣的環境下生長意味着兩種可能情況:
或許水草存活所需的照明原本就我們比所想像的低很多;
​另一種可能性是水草只需要斷斷續續的四個小時四支燈條全亮就夠活下去了,
而其他的八個小時照明都只是給人欣賞但無法激發水草進行有效的光合作用。
不論是哪一種可能情形使水草存活下來的,
對我而言都是很有趣的觀察,
不過水草在這樣的低光環境下似乎處於瀕臨生長的臨界點,
因為所有的水草生長的速度都非常的緩慢。

大百葉和紅蝴蝶是兩種歷史最為悠久的高難度紅色水草,都能在低光照的環境下順利存活並緩慢生長,完全沒有莖節拉長的追光現象,也沒有脫褲子的下部落葉情形。紅蝴蝶後方的紅雨傘也變成了綠雨傘了。

經過了四個星期的耐心等待,
總算有個初步的成果呈現。
若非經由照片的比對,
幾乎很難看得出水草有所成長,
我甚至誤以為過去這四個星期來水草都只是沒死維持在靜止狀態。
況且這次的重新設缸時間很不恰當,
今年(2016 年)五月北台灣的天氣極為炎熱,
設缸至今的水溫最低都還超過 27 ˚C 甚至 29 ˚C 已是常態。
由於我在高溫水草栽培實驗高溫水草栽培:四個半月實驗總結兩文中的經驗,
並不把這樣的高水溫緊張兮兮的當成一回事,
畢竟水草在高溫不易種活的原因並非熱死而是嚴重缺碳或缺肥,
因此我每日添加兩倍劑量的戊二醛來補足碳元素或排除缺碳的這項變因,
營養則是透過底床下的山土來供應而不再添加任何的液肥。
過去一個月來的觀察重點幾乎都放在紅蝴蝶(Rotala macrandra)和大百葉(Pogostemon stellatus),
這兩種水草可說是歷史悠久的典型高難度紅色水草,
如果連這兩種高難度紅色水草都能在如此低光量的環境下存活,
實驗成果將更具有直接的說服力或更容易被人理解。
買回來時弱小(貪小便宜)的五株紅蝴蝶在種植的第一個星期發生了縮頂或停滯生長,
對此我一度感到有些沮喪並認為紅蝴蝶可能無法在如此低光量的環境下存活,
原本並不看好紅蝴蝶的後續發展但又將就擺着心想頂多是放棄而已,
想不到第二個星期開始所有的五株紅蝴蝶都長出了新的側芽,
而且紅蝴蝶日益穩定的生長至今不再發生縮頂,
低光照種活紅蝴蝶基本上已經獲得初步的成功。
但我想要觀察的水草栽培實驗並不止於此,
於是下一階段的調整和紀錄已經就此展開了。

初設缸完成與一個月後的對照比較。若非經過照片比對,平日幾乎感受不到水草的生長,誤以為水草處於極度低光環境的成長停滯狀態。經由照片的紀錄讓我對這次的弱光 LED 水草栽培實驗更具信心了。

​​待續...

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