从基础学习水草生长原理

ppstone

硝化作用的效率
硝化作用的效率取决于系统中硝化细菌之数量及其生长速率。在自营性硝化反应（autotrophic nitri-fication）中，氨或亚硝酸盐可提供能量来源，因为两者透过生物氧化程序均可产生相当多之能量。利用这些能量的一部份，硝化细菌可用于繁殖，以增加它的数量。

利用水草碳源合成有机物进而构成繁殖的基质是自营性细菌的本能，已知细菌细胞之分子式大致可表示为C5H7O2N3，基于此，硝化细菌利用水草碳源合成细菌繁殖基在各阶段的化学反应如下：

1.氨氧化阶段（ammonia-Oxidation stage）：
　　15水草碳源＋13NH3→10NO2－＋3C5H7O2N＋10H＋＋4H2O

2.亚硝酸盐氧化阶段（nitrite-Oxidation stage）：
　　5水草碳源＋NH3＋10NO2－＋2H2O→10NO3－＋C5H7O2N

根据上述反应，1公斤氨气之自营性硝化反应，在第一阶段中约可产生150克的生物质（biomass），在第二阶段中约可产生20克的生物质，二者之数值皆以干重（dry-weight）为基准。由此可知亚硝酸菌繁殖的速率比硝酸菌快很多（约为7.5倍），因此亚硝酸化作用之效率应高于硝酸化作用，换言之，在养殖池中有NO2－累积应属正常之现象。

硝化细菌用于生长及繁殖所需的水草碳源主要是由异营性细菌消费有机物之氧化反应中提供，因此在养殖池中通常均有稳定的水草碳源来源才使硝化细菌的生长及繁殖不致受到限制。可是也有一些养殖池对有机污染的防治作得相当成功，以致异性反应程序伴随发生之水草碳源比较少，而形成硝化细菌与藻类竞争水草碳源资源的局面。在这种情况下，水草碳源极可能成为硝化细菌生长与繁殖的限制因子。此时必须另外补充无机碳源才能消除水草碳源对硝化细菌的限制，通常的作法是在养殖池中加入可溶性碳酸盐（canbonate）或重碳酸盐（bicarbonate），而且也可以顺便补正由于硝化反应所导致的pH值降低。

硝化细菌必须栖息于固体表面才能进行硝化作用与生殖作用，但在养殖池中许多固体表面（如池底表面）均被腐生异营性细菌所盘据，使可供硝化细菌居住的空间相对减少，这当然也会影响硝化作用的效率，原因是缺少合适的栖息环境，硝化细菌之数量是很难增加的。有鉴及此，我们可以透过殖工程之规划与设计，为硝化细菌布置一个「家」。

一般生物硝化程序（biological nitrification processes）所使用的各种生物反应器就是硝化细菌共同居住的「大小区」，里内可供养许多的硝化细菌。我们可利用养殖污水来喂养它们，并提供合适于它们生存的条件，使它们能在生物反应器中定居下来，不断地为我们消除养殖污水中氨及亚硝酸盐。如此一来，养殖用水就可以一再循环使用，因此可减少换水的频率，对水资源的合理运用也提供了莫大的帮助。


大家，我必须解释一下。
上面那个化学式有一些问题，大家不要误解，硝化细菌并非是依靠水草碳源来氧化氨氮和亚硝酸的，而是用氧气的。上面的化学式是个总式，由于硝化细菌是化能自养细菌，他们将氧化氨氮和亚硝酸得到的能量储存起来，然后使用这些能量将水草碳源合成为自身的细胞物质（葡萄糖），同时放出氧气（这个过程类似于绿色植物的光合作用，只不过能量不来源于光线，而是依靠氧化氨氮来获得），因此在化学总式中氧气看似不参与反应。其实氧气是必须参与反应的物质，氧气的高浓度推动化学反应的快速进行。
但大家必须注意，水草碳源也是硝化细菌必须的，这一点同样不容忽视。

929231

纯技术贴啊

ppstone

硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌（Nitrosomonas sp）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌



（Nitrobacter sp）参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用水草碳源、CO32-、HCO3-等做为碳源，通过NH3、NH4+、或NO2-的氧化还原反应获得能量。硝化反应过程需要在好氧（Aerobic或Oxic）条件下进行，并以氧做为电子受体，氮元素做为电子供体。其相应的反应式为：


亚硝化反应方程式：

55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3

硝化反应方程式：

400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O

硝化过程总反应式：

NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3

通过上述反应过程的物料衡算可知，在硝化反应过程中，将1克氨氮氧化为硝酸盐氮需好氧4.57克（其中亚硝化反应需耗氧3.43克，硝化反应耗氧量为1.14克），同时约需耗7.14克重碳酸盐（以CaCO3计）碱度。

在硝化反应过程中，氮元素的转化经历了以下几个过程：氨离子NH4-→羟胺NH2OH→硝酰基NOH→亚硝酸盐NO2-→硝酸盐NO3-。

图片

02

反硝化细菌





反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。


反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。当有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体，当无分子态氧存在时，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3+和N5+做为电子受体，O2-作为受氢体生成水和OH-碱度，有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定，由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。从NO3-还原为N2的过程如下：

NO3-→NO2-→NO→N2O→N2

反硝化过程中，反硝化菌需要有机碳源（如碳水化合物、醇类、有机酸类）作为电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。其反应过程可以简单用下式表示：

NO3-+4H(电子供体有机物)→ 1/2N2+H2O+2OH-
NO2-+3H(电子供体有机物)→ 1/2N2+H2O+OH-

污水中含碳有机物做为反硝化反应过程中的电子供体。由上式可知，每转化1gNO2-为N2时，需有机物（以BOD表示）1.71g;每转化1gNO3-为N2时，需有机物（以BOD表示）2.86g。同时产生3.57g重碳酸盐碱度（以CaCO3计）。

如果污水中含有溶解氧，为使反硝化完全，所需碳源有机物（以BOD表示）用下式计算：

C=2.86Ni+1.71N0+DO0

其中：

C为反硝化过程有机物需要量（以BOD表示），mg/l;
Ni为初始硝酸盐氮浓度（mg/l）
N0为初始亚硝酸盐氮浓度（mg/l）
DO0为初始溶解氧浓度（mg/l）

如果污水中碳源有机物浓度不足时，应补充投加易于生物降解的碳源有机物（甲醇、乙醇或糖类）。以甲醇为例，则

NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7O2N+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-

如果水中有NO2-,则会发生下述反应：

NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7O2N+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-

由上式可见，每还原1gNO2-和1gNO3-分别需要消耗甲醇1.53g和2.47g。

当水中有溶解氧存在时，氧消耗甲醇的反应式为：

O2+0.93CH3OH+0.056NO3-→0.056C5H7O2N+1.64H2O+0.056HCO3-+0.59H2CO3

综上所述，可得反硝化过程需要有机碳源（甲醇）的投加量公式为：

Cm=2.47Ni+1.53N0+DO0

其中：

Cm为反硝化过程中需要的甲醇浓度（mg/l）

其余符号同上

综上所述，硝化反应每氧化1g氨氮耗氧4.57g,消耗碱度7.14g,表现为PH值下降，在反硝化过程中，去除硝酸盐氮的同时去除碳源，这部分碳源折合DO2.6g,另外，反硝化过程中补偿碱度3.57g。

ppstone

水草肥料与水质调节剂的配制方法
水草肥料与水质调节剂在水草培植与水草日常管理中起着很重要的作用，其质量的优劣直接影响到水草的生长、水质的好坏及热带鱼的健康。所以，这是一项要求非常严谨与细致的工作。

一．水草肥料的配制方法 水草肥料分为底肥（长效肥）、根肥、液肥、铁肥和植物激素几种，根据不同的用途使用不同的肥料。新建立的水族箱可将底肥与底砂搅拌在一起使用。液肥属于追肥，一般每周或10天使用一次。一些大型水草或需要高肥的水草，根据长势适时在其根部附近施人适量根肥，以补充个别水草的需求。铁肥是根据需要，在水族箱中适时追加的一种单项肥料。植物激素在水族箱中的作用目前尚有争论，它更适合用于水草种植场。

（1）铁肥的配制方法。水草只能吸收二价铁，但二价铁很容易被氧化成三价铁，为了防止铁的氧化，铁肥必须配制成螯合铁。所采用的螯合剂大多为乙二胺四乙酸二钠（EDTA—二钠），也可以使用二乙烯三胺五乙酸（DTPA）、羟乙基替乙二胺三乙酸（HEEDTA）、1，2—环己二胺四乙酸（CDTA）、乙烯二胺（EDDHA）等等。这些有机化合物以铁离子为核心，将其包裹起来防止铁的氧化。

下面介绍配制0.05摩尔／升螯合铁肥的具体方法：

全部配制过程分三步进行。

第一步：将1000毫升蒸馏水加热至60～70℃，精确称取乙二胺四乙酸二钠37.7克置于三角瓶中，加人温蒸馏水600毫升左右，搅拌至全部溶化，再将其余的蒸馏水加人并搅拌均匀。

第二步：精确称取硫酸亚铁（化学纯）27.8克置于另一三角瓶中，加人l000毫升蒸馏水并搅拌均匀。

第三步：将以上两种溶液混合后搅拌均匀，即为0.05摩尔／升螯合铁溶液——铁肥。

硫酸亚铁中铁的含量为20.09％，按以上方法配制的2000毫升铁肥中实际含铁5.6克，可供28立方米水体使用。铁肥须避光密封保存。

如果为了省事，到化学试剂商店可买到柠檬酸铁，也是很好的铁肥。

在配制液肥时，所使用的硫酸铜、硫酸锰、硫酸锌也需要进行螯合处理。配制步骤仍分三步，第一步与第三步不变，只有第二步中所加人的硫酸铜、硫酸锰、硫酸锌的量不同，配制螯合铁时硫酸亚铁的分子量为278.01，使用量为27.8克：配制螯合铜时，硫酸铜的分子量为249.68，使用量为25克；配制螯合锰时硫酸锰的分子量为169.0l，使用量为16.9克；配制螯合锌时，硫酸锌的分子量为287.54，使用量为28.8克。将其分别溶于1000毫升蒸馏水中。

硫酸铜中铜的含量为25.45％，2000毫升0.05摩尔／升的螯合铜溶液实际含铜6.4克，可供1600立方米水体使用。

硫酸锰中锰的含量为24.63％，2000毫升0.05摩尔／升的螯合锰溶液实际含锰4.2克，可供60立方米水体使用。

硫酸锌中锌的含量为22.74％，2000毫升0.05摩尔／升的登含锌溶液实际含锌6.5克，可供2167立方米水体使用。

（2）液肥的配制方法。严格地讲，每一种水草都应该有一套单独的营养液配方，但一个水族箱中不可能只栽种一种水草，所以，配制液肥时（包括底肥和根肥）只能依据大多数水草对营养要求的平均值来确定配方。在每立方米水体中，含氮3.9O克、钾2.55克、磷0.50、钙0.50克、镁0.40克、硫0.43克、 铁0.20克、 锰0.07克、 氯0.04克、 硼0.03克、 锌0.003克、铝0.001克、铜0.004克时，即可满足大多数水草对营养的要求。

水草生长的必需营养元素共有16种，其中碳、氢、氧可以在水体中获得；钙、镁在自来水中的含量已经足够，较硬的水尚需软化处理；氮、磷来自鱼类的残饵粪便；故设计肥料配方时应尽量排除以上7种元素。但是，在使用磷酸盐时又将磷加了进来。例如，为了加入钾，就要使用磷酸二氢钾或磷酸氢二钾，这是不可避免的。

以下为可供10立方米水体使用的液肥配方（化学制剂全部为化学纯）：

容量为2升的玻璃或陶瓷器皿中加人200毫升蒸馏水，依次加人硫酸钾57克，硼酸0.3克，钼酸铵0.004克，每加一种药剂都要搅匀，再加人下一种药剂。然后依次加人0.05摩尔／升螯合铁720毫升、0.05摩尔／升螯合锰330 毫升、0.05摩尔／升螯合锌9毫升、0.05摩尔／升螯合铜13毫升，每加一种溶液后都要搅匀。最后加人230毫升蒸馏水搅匀，即为1500毫升液肥。密封避光保存。   以上配方仅供参考，读者可根据自己的经验和使用情况加以改进。

（3）底肥与根肥的配制方法。在液肥的基础上加人氮和磷，并进行加工，使其具有缓释效果即为底肥和根肥。所加人的氮和磷可选用农用化肥。氮肥包括：硫酸铵（含氮21.2％，硫24.26％），氯化铵（含氮26.17％，氯66.27％），尿素（含氮46.64％），尿素铁（含氮34％，含铁8.85％），应尽量避免使用硝酸盐。磷肥有磷酸二氯铵（含磷26.92％，氮12.18％），磷酸氢二铵（含磷23.45％，氮21.22％），过磷酸钙（含磷24.6％，钙15.9％）。

举例说明：在1500毫升液肥中加入尿素铁100克，磷酸氢二铵21克，搅拌均匀后，加人适量筛过的红土压成颗粒（如果制根肥可揉成泥丸，阴干），用聚乙烯醇或甲基纤维素加水，上火熬化，喷涂在颗粒或泥丸表面。干燥后形成一层具有微孔的膜，遇水后营养素会从微孔中缓慢渗出。熬聚乙烯醇时加水少，液体稠，形成的膜就厚，肥效时间就长，反之则短。正规生产厂家采用专用的膜，包好膜后用激光给膜打孔，由孔的大小可以准确控制肥效期。

在设计配方时应注意两点：第一，要注意原料的纯度和营养元素的含量。例如：硫酸亚铁中铁的含量为20.09％，在计算时假如使用的是工业级硫酸亚铁，其纯度为98％，实际用量还要按下述公式进行修正。

实际用量=理论用量20.09%

第二，要注意任何一种化合物都含有两种或两种以上的元素。例如：仅就营养元素而言，硫酸亚铁中含有铁和硫，硫酸铜中含有铜和硫，配方中使用多种硫酸盐之后，累计起来硫可能就超标了，这时就要修正配方，改用其他的化合物。 内容来自woyaoyu.com 我要鱼水族网

（4）植物激素的使用方法。植物激素又称植物生长调节剂，它可以人为地控制水草生长、粗壮、分蘖、生根及发芽。它的使用效果与肥料、温度、光照、水分等诸多因素相关连。

1、赤霉素（九二○） 有显著的促生长作用，但它只具有伸长的作用，没有粗壮的作用，能迅速打破种子、块茎、鳞茎的休眠，促进发芽。水草对赤霉素非常敏感，过量使用会导致药害，使水草死亡或白化。

使用方法：

①水上草。10～20毫克／升浓度喷洒叶面，配合施肥。

②打破休眠，促进种子发芽。0.5～1毫克／升浓度将种子、块茎、鳞茎浸泡10分钟，取出晾干后栽种。如睡莲、网草等可进行反季节生产。

注意事项：

①该产品有片剂、粉剂和乳剂，使用时片剂和粉剂难溶于水，可用少量酒精溶解，逐渐边加水边搅拌。乳剂可直接对水使用。

②以上介绍的使用剂量为纯品，乳剂的纯度为4％，或以商品说明为准，使用时加以折算。

③现使用现配制，配好后24小时失效。

④不可与碱性物质接触，如碱性农药、碱性化肥（碳酸氢铰、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠）。 内容来自

2、增产灵（4一碘苯氧乙酸，对碘本氧乙酸） 喷施后经茎叶吸收，能加速细胞分裂，使水草既能伸长又能粗壮，有促进开花、结实作用。水上草可以l0毫克／升浓度喷洒叶面。

注意事项：

①该产品为粉剂，难溶于冷水，可先用开水或酒精溶解，然后用冷水稀释。如有沉淀可用少量纯碱促使其溶化。

②晴天施用，喷洒后6小时之内如遇雨，应重喷。

③严格掌握施药浓度，浓度过高会产生药害。

3、增产素（4一溴本氧乙酸） 喷施叶面后，可通过茎叶吸收，使茎叶颜色变得更深（更适合施用红色水上草），叶片变厚。使用剂量为10毫克／升

注意事项：难溶于水，先用酒精调和，再用水稀释。

4、喷施宝 由植物激素与氮、磷、钾、镁、锌、硼等营养元素组成的配合药物，具有提高光合作用速率、增加叶绿素含量的作用，从而使植株更加健壮。由于生产厂家不同，可按产品说明书使用。

5、萘乙酸 具有增加分蘖，促进生根的作用。

使用方法：将有茎水草割下后捆成捆，立着放在盛有药液的浅盘中，药液浓度为10毫克／升，浸泡2小时栽入水中。水草会生根早，草茎粗壮。

注意事项：该产品对皮肤和黏膜有刺激作用，注意防护，施药后尽快洗手。

6、七○二 具有促进分裂，促进生根，提高抗寒能力的作用。

使用方法：幼草分畦移栽时，浸根24小时，药液浓度为40毫克／升。表现为缓苗快，生长旺盛。

注意事项：移栽后6小时之内不能浇水（包括下雨），以后要加强水肥管理，效果才更明显。