操作【生態水培】的幾個重要關鍵

1.覆蓋率
覆蓋率決定光入射到水體內的量,也就決定了藻類及沉水植物是否能生存提供水體氧氣的量。

水芙蓉或布袋蓮等植物,當其生長蓋滿水塘時,水中的藻類因沒有光線而死亡,間接造成水中生物因缺氧致死。因此布袋蓮、槐葉萍、、等植物被稱做生態殺手。
但水生植物可以由莖葉部分提供氧氣到其根系,所以水生植物可以生活在沒有氧氣、腐臭的水體中。然而陸生植物的根系卻必須靠根圈附近的氧氣生存。在水體不流動,水面高覆蓋率的情形下光線無法進入水體,藻類無法生存製造氧氣,水體很容易缺氧。陸生植物就完全沒有生存的機會。尤其在夏季高水溫的情形下,缺氧更嚴重。

如果能用生態水培的模式利用挺水水生植物在缺氧環境中仍可存活的特性,就能進一步將污水廠(養豬、養魚、社區、學校、牛奶加工廠)所排放含有高量營養鹽的水作淨化處理。不只能解決河川湖泊水庫有機污染的問題,更能有額外作物的收益。其中如天使花.翠蘆莉.水稻….等就是極佳的水質處理作物。

但是在低覆蓋的情形下呢?
經過實驗證實,低覆蓋的情形,光線大量進入水體藻類濃度會急劇增高。養分被藻類吃光反倒是陸生植物發生缺肥現象,長不大。但是此時挺水植物仍能生存。

夏天高溫,又預到陰天的情形。如果水體優氧化藻類濃度過高。藻類沒有光來製造氧氣。.全部水體內植物.動物,同時呼吸用掉水中全部的氧氣。水體會瞬間缺氧,造成魚類.藻類全步驟死。水體由本來的耗氧分解,瞬間轉成厭氧分解散發臭氣。所以控制藻類濃度非常重要。
a.如果要種植陸生植物,又要有較清澈的水質。覆蓋率建議控制在65%-75%之間。如此便可以調節過高水溫,控制光線來抑制藻類過度繁生,並利用藻類提供足夠的氧氣。
b.夏季水體最好能循環流動,尤其覆蓋面積較大時。或者像荷葉一樣在葉與葉的間隙空間就讓水體可以見光。如此就可以提供那足夠的氧氣量,不會造成大面積缺氧。

2.氧氣
氧氣關係著魚類的生存,和陸生植物的根系吸收養分的能力,因此十分重要。

1).水中氧氣如何來的?
水中氧氣主要來源是水中浮游植物產生的,佔水中溶氧的89.2%。由大氣直接擴散溶解到水中的共佔7.2%。
加入新水帶入的氧氣佔3.6%。
2).增氧機可增加水中溶氧多少?
約可提高14%左右。
3).水中的飽和溶解度為何?
溫度10℃時為11.3ppm
15℃時為10.5ppm
20℃時為9.0ppm
25℃時為 8.2ppm
30℃時為 7.6ppm
35℃時為 7.0ppm

因此可以發現–控制藻類的濃度以提供完全溶解於水中的氧氣,效益是最大的(89.2%-純氧完全溶於水) ;比起利用電力氣曝增加14%溶氧(大氣氧含量23%不見得溶於水)效益高出5-6倍。
水溫是另一個種重點。高水溫不僅是水體溶氧能力降低,而且水中根系、生物的呼吸作用加大,這就是為何水耕在台灣夏季幾乎難以施行的原因。

然透過水體的流動就可將經過藻類的高氧水帶到浮板下方,提供給暗無天日缺氧的植物根系和魚類呼吸。所以在夏季利用馬達帶動水的循環,可提高生態水培的成功率。


氣根與水根並行(汽電共生-汽油的力量大.電力卻環保-汽油高污染 電力卻難儲存)
水根吸收肥料及水份的能力幾乎不必浪費太多的能量。因此一顆蕃茄樹就可以生產2萬個蕃茄豪不費力。

但是裸露在空氣中的氣根,要比培養在水中的水根,吸氧量大2-4倍但不受限於水。
因此在水體容易缺氧的高水溫情形下,利用杯體內高於水平面的氣根來生長是權宜之計。

但是長期在高溼度下的氣根,最難過的是遇到高溼度的空氣及高溫度,造成盆內根系附近的水浸滯不動。作物本身又無法蒸散。一下子杯內氣根就會因為缺氧腐爛。因此盆件自我換氣換水能力就極為重要。大神奇杯是小神奇杯蒸散透氣面積的4倍氣根容積兩倍。



3.肥料
肥料千千萬萬種,但是植物要的就是那一些它當下生長時期所需的部分。
有機肥料也可以,但是礦化成無機肥的過程會耗掉很多氧氣。所以用量要很小心.。最好是長期而定量,就可以培養定量的細菌。
通常培育的環境有兩種
一種是不斷有養料補充的環境
如湖泊的優氧化、養殖業、罐頭工廠、家庭污水排放,就要看肥料的成分而定。
另一種是封閉水域環境
如小魚池、魚菜共生、複合養殖、生態水培,肥份可能有但是不夠或缺少某些成分這時候就必須持續的補充肥料提供植物所需。

4.光線
一般水耕必然將養液隔絕光線.原因是
1)太陽光照射水體或養液時,養液中的鐵會產生沉殿現象。
2)生長在養液中的藻類會與高等植物爭鐵。
3)未隔絶光線所繁生的藻類易阻塞管線。
但是在生態水培的實驗裡,除了可能阻塞管線外,沒有發現缺鐵這個問題。可能是某些條件不同吧?
5.PH質
一般水耕會因為植物吸收的肥份不同,會發生PH質變動的情形。但是生態水培的實驗水檢測出來都是弱酸反應。可能是種植的植物種類太多。或水中的藻類.微生物的互動反應。目前不得而知。

6.杯內填介質
在水田裡種植栽,除了水生植物之外很難種其他陸生植物。但是如果在水田裡面作壠就可以輕鬆淹灌水種各式各樣的作物。

其原因就是高出水面的土壤會不斷的蒸散,帶動新的水流(氧氣)進入介質中。提供植物根系呼吸,以及高出水面的氣根可以增加氧氣的交換能力。經過實驗其交換量是跟土壤與空氣接觸的表面積成正比。即使用神奇杯來實驗結果也是一樣。但是條件和菜壠有點不同的就是植物相對水位波動是零,而菜壠的水位是不斷波動的。
水位的波動可以帶入更多的氧氣到土壤內。但是對於植物的根系來說適應土壤含水量變化的波動也是一種壓力,尤其如果必須由氣根轉變成水根狀態時。


利用神奇杯的高透氣性,填入介質利用表面積的蒸散作用,帶動氧氣進入根圈。就是在夏季生態水培種植是否成功的重要關鍵。

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