水草激红实验的结果

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家里的三尺缸经过了三个多月的调理,
水草的生长渐渐地恢复到一个较好状况。
我所谓的调理,
也只不过是开始添加戊二醛和氮磷钾与微量元素。
相较于过去四五年来只单靠底泥来提供这些营养,
水草现在总算有了更多的养分补充,
特别是碳元素。
不过过去三个月来添加戊二醛的过程当中,
让我发现了很有趣的现象,
这是从前没注意到过的。
由于我这次的实验目的是红色的水草,
水族缸内使用了许多种的红色水草,
例如红羽毛草、血心兰、红菊花草、古巴叶底红和红松尾。
在刚开始使用过期的戊二醛时,
各种水草的生长虽开始有所进展,
但发展状况不尽理想,
所以改添加全新的戊二醛。
没想到红菊花草(Cabomba furcata)和红松尾竟然缩顶且发生溶叶的现象!
试了两三天新的戊二醛后,
我停止添加观察水草的变化。
发现红菊花草从底泥附近长出侧芽来,
而红松尾则看得出来一去不复返的变化。

红菊花草原本的生长还不错,不料再添加了全新的戊二醛之后竟然全部灭绝了。

就在反复添加与不添加戊二醛之间的实验,
我发觉红菊花草竟然是属于害怕戊二醛的水草之一。
但是在此要强调的是,
这也有可能是我的水族缸环境不佳所致,
戊二醛未必是真正的罪魁祸首。
红菊花草的阵亡并未令我感到气馁,
我后来以红蝴蝶来取而代之。
其实红蝴蝶原本就是首选的红色水草之一,
只不过进入秋冬以后,
台湾水族市场上的红蝴蝶变得很难得见到。
直到一次偶然的机会,
才买了几株回来种植。
两天以前水族缸的照明也做了一些调整,
原本使用的两支 T5 NO 21W 830 的灯管被我换了下来,
改成一支 T5 HO 39W 860 的灯管。
一方面我不想浪费灯罩反射的效率去安装两支灯管,
另一方面安装两支 21W 的灯管又不够亮,
可说是种浪费的行为。
而 830 的灯管色彩偏黄,
为了减少因灯管色系所造成的视觉误差,
换成了 860 的灯管比较不会有这个疑虑。

在即将实验的前一分钟所拍摄的参考图片,做为日后成果的比较。

就在 2014 年 1 月 20 日中午点灯后,
我往水族缸内倒入了这次实验的主角:
蔗糖(sucrose)!
没错,
就是蔗糖。
能够促进水草变红的化学物质研究很多,
为何会选上蔗糖这个化学物质?
这是因为在 2013 年有一篇最引起我注意的花青素研究,
这是日本学者百濑(Momose)等人的水蕴草(Egeria densa)研究,
在这篇研究当中,
日本的学者比较了相同浓度蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖和山梨糖醇等对于叶片花青素产量的影响,
发现了花青素产量最高的是果糖,
第二名是蔗糖,
第三名是葡萄糖,
而麦芽糖和山梨糖醇则无影响。
不过作者指出,
果糖虽然是引发花青素合成和累积能力最高的物质,
但在培养过程当中,
非常容易引起非无菌环境中的微生物污染,
用白话文来说,
就是很容易促进细菌的生长。
因此选用蔗糖进行实验。
此外对于一般人而言,
蔗糖是我们每天都吃得到的东西,
很容易买得到且非常便宜,
况且安全性更胜戊二醛和硝酸钾有千百倍,
除非是糖尿病的患者。

本次实验所添加的有机质:冰糖。冰糖其实就是高度纯化的蔗糖。

根据日本学者的研究成果,
水蕴草单纯叶片置入 0.1 M 的蔗糖溶液试管内培养 7-10 天,
会呈现出“血红色”的变化,
而如果水蕴草的叶片连同茎节一起培养的话,
则会呈现“黄色”的变化。
最重要的是,
作者还附上了色彩鲜艳的实验成果图片,
我这辈子还没见过血红的的水蕴草哩!
再加上顶多只要十天就能知道成果,
看了岂能不令我感到心动!
于是我就依据我的三尺缸水容量为 160-180 公升来计算,
以蔗糖的分子量为 342 且要达到 0.1 M,
我的水族缸要倒入的蔗糖公斤数让我吓了一大跳,
为了小心起见,
我不敢一次到位倒入 0.1 M 的冰糖份量,
只倒入了一整包的一公斤冰糖,
冰糖算是市售纯度最高的蔗糖制品,
计算起来约有 0.016 - 0.018 M,
不到日本学者的 1/5 浓度。
除了一方面我采取保守行事以外,
最主要是日本学者也提到了只要 0.01 M 的蔗糖便足以令水蕴草的叶片转红了。

一公斤的冰糖倒入水族缸内,立刻开始迅速的融解。

我在 2014 年 1 月 20 日点灯后展开实验。
就在倒入一整包冰糖的瞬间,
我的脑海里闪过了一个化学变化:
蔗糖在水中会水解成葡萄糖和果糖......
这对于水族系统的微生物而言,
岂不成了绝佳的营养来源。
而日本的学者也提到了果糖促进微生物滋长的经验。
无论如何,
我这次本来就抱持着玩玩看的心态,
想求证实验室或试管内的成果,
是否也将发生在水草缸的复杂系统内。
冰糖入水后只见快速溶解的反应,
一切都很美好且无任何其他的变化。
到了 2014 年 1 月 21 日也就是冰糖倒入后经过一日,
水族缸整个呈现白濛的状态,
感觉得出来水族缸内的微生物有暴生的迹象,
不过鱼虾都还算是相安无事。
到了 2014 年 1 月 22 日的清晨,
也就是过不到两天的时间,
虽然还不到点灯的时间,
但偶而可看见水族缸内冒出气泡来。
我心里一惊,
该不会产生发酵作用了吧?
果然在白天的时候,
水族缸内的冒泡越来越旺盛,
水质白濛的状况变得更严重,
且鱼虾甚至螺类都开始浮头。

冰糖倒入水族缸后的 24 小时,水质开始变得混浊。

到了 2014 年 1 月 22 日晚上我下班至门口时,
闻到了家里传来了一阵阵“甜酒酿”的气味,
原本以为老婆大人因为天气寒冷煮了甜酒酿来进补,
进门后发现并不是那么回事。
我走近水族缸观看,
发现水面上漂浮了许多的气泡,
而且水质变得较为黏稠的感觉。
我从靠近水面闻了一下,
甜酒酿的味道就是从水族缸发出的。
至于鱼虾则严重浮头但还没出事。
到了 2014 年 1 月 23 日也就是经过了三天,
鱼虾开始出现死亡的尸体,
而甜酒酿的气味变得更严重了。
此时我注意到了 pH 控制器的数字变化,
虽然已经有好几年没去校正控制器的数值了,
但先前在低科技水草缸的实验观察阶段,
酸碱值几乎没低于 7.6,
超过 pH 8 可说是稀松平常的数值。
但如今在添加了冰糖后的三天,
水族缸的酸碱值一路降低至 6.16,
如果从水族缸疯狂冒泡的现象来看,
酸碱值的下降还没触底。
实验至此,
可说正式宣告玩不下去了。
不过时间已经太晚了,
也只能留待明日再来换水。

经过刻意调整变得不红的红蝴蝶和古巴叶底红,经过了一天的蔗糖溶液浸泡,色彩尚未变红。

到了 2014 年 1 月 24 日也就是添加冰糖后的第四日,
甜酒酿的味道变得更浓郁了。
小儿终于受不了开口问道:
“家里怎么会有股恶臭的味道?”
我冷冷地纠正他说:
“那是甜酒酿的味道!”
老婆大人问我家里哪里来的甜酒酿?
我指着白濛冒泡的水族缸说:
“从水族缸来的。”
老婆大人走近闻了一下......
果然.....
!!!
此时此刻的我,
也只能静静的洗耳恭听,
默默的聆听来自长官的斥喝。
就在过农历新年的前夕,
好好的水草美景不去顾好,
还乱搞酿酒的实验,
弄得全家都是薰臭味......
无论如何,
如今我唯一能做的,
就是立刻进行 100% 的整缸换水,
以挽救水深火热的鱼虾,
尽速结束场为期四天的闹剧。

冰糖倒入水族缸后的 48 小时,水中开时大量冒泡,同时水面累积了许多泡沫,此时也发出了甜酒酿的气味。

虽然这次的蔗糖激红水草实验告一个段落,
还没能见到水草是否真的变得更红,
就已经正式宣告失败了,
但我们还是可以从中获得很多的教训和经验。
首先,
这个实验可说是明知故犯自找麻烦。
我们在铁肥与红色水草就已经再度强调过了,
不可以任意套用不同条件下的研究成果,
换句话说,
绝对不可以任意套用细胞培养的成果至复杂的大环境之中。
我们的水草缸环境,
肯定不是实验室的纯净细胞培养条件,
而是属于复杂的水族生态大环境。
日本学者进行水蕴草激红的实验,
是在 10 mL 的小试管内,
况且只有几片叶片,
这和我们的水族缸复杂大环境,
有着天壤之别。
简单的来说,
水族缸内的微生物或细菌种类多达千百种,
数量更是多到难以估计,
且各种微生物都为了争取营养而蠢蠢欲动,
这时候哪怕是有毒的戊二醛或无害的蔗糖,
进到水族大染缸之后,
都只能沦为遭到微生物分解的下场,
充其量也都只能算是众多的“有机质”之一,
除非是被确认为微生物无法分解的有害物质。
有机质过多会导致水族缸重度污染,
这是所有养鱼者都知道的常识。

白色混浊的水质开始变得较为黏稠的感觉,而且水族缸的酸碱值不断的下降。

从这个角度来看,
如果我们把焦点聚集在水草激红的化学物质,
且真正是源自复杂水族环境所获得的研究成果,
我个人所知也仅有“减少硝酸氮”和“增加二氧化碳”这两个元素,
是经过学界证实在复杂水族环境内能增加花青素的,
而且很凑巧的是,
硝酸氮和二氧化碳都不是有机化合物。
其他的各种化学物质或有机质,
例如一些日本和台湾水草肥料业者很爱标榜的 ECA,
至今还被美国的水草博士 Tom Barr 视为骗人的万灵油(snake oil)。
至少我还没见过学界对于所谓 ECA 的客观研究报告,
更别提这种化学物质进到了水族缸复杂环境以后,
下场很可能就和有毒的戊二醛与无害的蔗糖一样,
有机质本身都还没来得及大展身手,
就已经被水族系统内的亿兆微生物大军给蚕食分解。
在极低剂量时,
有机质促进微生物或异养菌成长产生二氧化碳,
对于水草的生长或变红还有所助益,
尤其是搭配严格限制氮肥;
在剂量过高时,
很可能就会出现水质污染混浊且优养化的下场。
水草缸内的植物相克作用或毒他作用也是类似的状况,
水草就算会分泌许多化学物质想抑制藻类,
但在水族大环境中这些物质也能沦落为微生物的分解营养来源之一,
我们也就不难理解,
为何美国的水草专家 Tom Barr 博士和丹麦的水草专家 Ole Petersen 博士,
都不认为在实验室内所发现的植物相克作用,
会发生在水族缸大环境之中。

就算是具有灭菌作用的戊二醛,在复杂的水族系统下,也难逃惨遭分解殆尽的命运。

综观我阅读过的许多水草与花青素研究报告中,
日本的这篇蔗糖研究成果最令我感到震撼的,
血红色的水蕴草简直就是电影场景或电脑修图才见得到的色彩。
很遗憾的是,
如此神效的蔗糖终究禁不起水族系统微生物分解的这一关,
我们暂时也只能在小试管内默默的欣赏水草彩色奇蹟了。
这次失败的水草激红实验,
更坚定了我向来对于科学文献思考和判读的自信,
如今我不仅于纸上谈兵而已,
而是最根本的实验也真的去做了,
但成果并无神奇的发现,
完全没脱离现有知识所能解读的范围。
至少我的实验成果再度告诉我们:
美国水草专家 Tom Barr 博士和丹麦水草专家 Ole Petersen 博士的实证科学又赢了一次,
而不是水草肥料业者的宣传伎俩或水草玩家之间的趣闻(anecdote)。
无论如何,
这次的实验除了让我体验了理论与实际的差异之外,
我无意中学会了“甜酒酿”的制作方式,
也算是意外的收获吧。
 

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