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篇名: 消化菌生態系統
作者: KE**小彬	日期: 2010.06.29　　天氣: 　心情:

養水晶蝦不像養魚，養魚可靠勤換水來維持水質。但多種的因素，養蝦不需常換水。既然不適常換水，那只有靠硝化系統來維持水質的穩定性。養蝦不僅養蝦而已，也要養硝化菌(nitrification bacteria)。除了砸大錢買最好的濾器濾材，但有多少養者了解硝化菌？如果你的硝化菌培養不好，蝦子就一定養不好！

氮(nitrogen)在所有有生命生物的構造演個非常重要的角色，在水族缸中可存在氨(ammonia)、亞硝酸(nitrite)、硝酸鹽(nitrate)裡。但循環系統水中所生產的氮氣對有機生物幾乎無所影響(因為無法滲入，除非過度飽和狀態)。循環系統水中生物的排泄物(尿酸、氨基酸)和殘渣會很快的被異養菌(heterotrophic bacteria)化解成氨。

氨分二種NH4﹢和NH3 (NH4﹢為離子ionized、NH3非離子un-ionized)，彼此在水中的比率依PH和溫度而定。氨再氧化後由亞硝酸菌(Nitrosomonas)硝化，排泄成亞硝酸(N02¯ )。
化學程式(Water Pollution Control Federation, 1983, USEPA, 1975, and Boyd, 1979)：
NH4+ + 1.5O2 → 2H﹢+ H2O + N02¯
(二種都有毒性，NH3為劇毒，而亞硝酸菌硝化的是NH4+)

硝酸鹽菌(nitrobacter)再把把氧化後的亞硝酸硝化，排泄為硝酸鹽(N03¯ )。
化學程式：NO2¯ + 0.5O2 → NO3¯

跟據以上第一個化學程式，我們可明確得知亞硝酸菌不是直接的把氨轉換成亞硝酸，而是氧化後(oxidized)的氨轉換成亞硝酸，氧化後的氨成為亞硝酸菌的主要食物及能量的來原。大多數所得到的能量是用來長新細胞，而且須要大量的能量去生產少量的細胞。在過濾系統而言，這是個有益的特徵(不會短期內堵塞)。

硝化過程中的化學計量為(Gujer and Boller 1986)：
氧化1公克的氨須要4.34公克的氧氣 + 7.14公克的鹼物質(alkalinity CaCO3)。
所生產：0.21公克新硝化菌細胞 + 1.98公克酸(acid) + 4.43 公克亞硝酸。
到底一公克的氨是多少？
我們以一隻成蝦0.5公克、一天入食5%的體重來算
然後1.0公克入食量會產生(Colt, 1986)：
0.28公克二氧化碳(carbon dioxide)
0.38公克固體(solid)
0.03公克氨
那100隻蝦每天會生產75毫克的氨或0.33公克的亞硝酸。
但也需要：10.85公克的氧 + 17.85公克的鹼物質。

以下水質會使硝化菌達到最高的功能：

ph 7.5 – 9.0
硝化系統在ph和氨量偏低時(也是一般循環系統ph質)，硝化系統也會達到它的功能。ph會影響NH4+和NH3的比率；ph越低，NH3越低，ph越高，NH3越高。
循環系統在ph偏低時會有另一好處：氨的毒性是跟ph成比；ph越低，毒性(NH3)越低，ph越高，毒性(NH3)越高。
ph=6.0 溫度=24C NH3=0.05%
ph=8.2 溫度=32C NH3=12.6%
由以上情況一到二，NH3增加252倍！
http://ecaaser3.ecaa.ntu.edu.tw/weifang/lab551/fish/UIA.htm
明顯可見ph和溫度對氨的毒性佔有絕對的影響力！

水中的鹼物質
從硝化過程中的化學計量來算，我們得知硝化1公克的氨須要7.14公克的鹼物質，而且排出1.98公克的酸。
這也是為什麼循環系統的水過久不換會越變越酸。
循環系統的水中的鹼物質一定要定時監測。如用加劑時，一定要小心避免ph震盪。

溫度
生存條件：-5C 到 38C
理想的溫度是　22C – 25C
氣溫越低，硝化速度越慢，氣溫越高，硝化速度也越快。
水中氨的毒性與溫度高低成正比(NH3與NH4+的比率)；溫度越低，毒性越低，溫度越高，毒性越高。

氧氣
水中的溶氧量對消化系統是關鍵！
入硝化系統的氧不要低於 2.0mg/L
低於 1.0mg/L 的系統，氧（而不是氨）成為限制硝化菌的成長因素。

燈
硝化菌無法生存在超過１％陽光(Olson, 1981)。
完全黑暗是最理想的生存環境(Horrigan, et al., 1981)。

鹽份
無影響！
海水中的硝化可生存在淡水裡，而淡水中的硝化可生存在海水裡(Kawai, et al., 1965)。
但加鹽或淡水化一定要慢慢的調整(＜5ppt)→給予硝化菌充分的調整時間。

其他
任何化學物，只要是對魚蝦有害，對硝化系統一定也有害。有些藥量對魚會達到醫療效果，但對硝化菌是毒性。
醫療前可把硝化系統移出，醫療後換水去殘藥再把硝化系統裝回。

新系統
開始建立淡水硝化系統時，最好用“移種”方式起動系統：只須要3%的濾材來自於已建立的系統可省一半的時間！
新系統不用“移種”方式起動：亞硝酸菌約21天，硝酸鹽菌約35-40天。
氨和亞硝酸多於15-20mg/L時，對消化菌是毒性。開始建立硝化系統時，一定要定時監測。

當多數養蝦者（包括我）用的是ADA土時，ph質會固定在5.5-6.5左右，也是操作在理想區之外，養者一定要特別注意消化系統需求和定時監測水質，尤其是水中的溶氧量和鹼物質，否則會有不堪設想的結果。殘渣也需勤快的撈出，減輕水質負擔。

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