[转帖]水草的生长和二氧化碳的关系

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水草吸收二氧化碳的胃口到底有多大？

水草吸收二氧化碳的“胃口”非常惊人的！以自来水这平均每升水含有3mg的二氧化碳来计算，水草叶子形成1克葡萄糖，需要完全消耗500升水中所含有二氧化碳的总量。实际上可能比500升水大得多，因为水中的二氧化碳不可能被水草完全吸收利用的。水草从水中吸收二氧化碳作为原料，再进行光合作用，和水合成葡萄糖。水草利用葡萄糖为食物供自己生活，剩余的食物再用来建造自己的身体。所以二氧化碳对水草是非常重要的！根据一些研究显示，要使水草进行旺盛的光合作用，所需要二氧化碳的含量，在中性强硬水中至少需要30mg/L，在酸性强软水中至少需要11.8mg/L。


水草缸PH、KH和CO2直接的关系表



地面水和自来水中二氧化碳含量知多少通常地面水的二氧化碳含量很少超过5mg/L，这是因为河水一直在流动，专业术语叫“曝气”的关系。而且是越接近水面二氧化碳就越少，因为接近水面的地方有水草进行光合作用放出氧气，而水底有有机物分解出二氧化碳的关系。深井中的泉水二氧化碳含量有时高过数百mg/L，不过也会因为地区的不同而有所差异。自来水在经过水厂时，也会有人工曝气的过程，它同样使水中的二氧化碳减少。一般会低过采水源母水的30％～70％。


二氧化碳溶解于水中的量到底有多少二氧化碳无色无臭，有微酸味。二氧化碳较空气重50％，易溶于水。在0℃及一个大气压的条件下，1公斤纯水可以溶解3350mg的二氧化碳。二氧化碳的溶解性会随着温度的升高而下降。 5℃(2770mg/L)、 10℃(2310mg/L)、 15℃(1970mg/L)、 20℃(1690mg/l)、 25℃(1450mg/L)、 30℃(1260mg/L)、 40℃(970mg/L)。

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水草缸有必要加二氧化碳吗

尽管二氧化碳在纯水中的绝对溶解度大于氧，但是由于二氧化碳在空气中的含量很少，所以空气中的二氧化碳溶解于水的含量并不多。在常温下，地面水的二氧化碳的含量会有不同，与空气中的二氧化碳溶解于水的溶解度无关。主要的原因在于地面水环境因子会消耗或者增加二氧化碳的浓度。由于水草缸的用水多数来自自来水，这种水的二氧化碳含量通常在3mg/L左右。而水草要进行光合作用需要至少15mg/L，所以两者相差非常远。因此如果不添加二氧化碳，水草的光合作用就会受到抑制。



二氧化碳的产生方式1.发酵法。将酵母菌加如含糖的水溶液中，通过酵母菌的分解作用，使糖分解成二氧化碳。缺点：1.二氧化碳的纯度不够，气体中含有甲烷等杂质。2.反应器占空间，本方法必须有一个足够大的容器作为反应器。3.耗费时间，从装置到产生二氧化碳至少需要10天以上。4.气压太小，并且难以控制理想的二氧化碳添加量。 2.化学反应法。利用碳酸盐在强酸中分解的原理，产生多量的二氧化碳。优点：1.反应器小。2.时间短。3.气压大。缺点：1.纯度不够，其中含有强酸成份。 3.钢瓶供应法。缺点：JS往往用大瓶灌小瓶的方法，使鱼友的钢瓶常常充不满。最好找一家是拿到工厂用机器充的。虽然单瓶价格略高，但是从使用时间的角度计算还是划算的。



水草摄取二氧化碳的途径1.游离态的二氧化碳。这是水草在水中摄取二氧化碳最简单，也是最不费力的途径。游离态的二氧化碳通常来自空气中二氧化碳的溶解，或者水中生物的呼吸作用。 2.化合态的二氧化碳。二氧化碳溶解于水中时，有一部分和水合成碳酸。碳酸分子在水中二氧化碳含量降低时，又会分解成二氧化碳和水，其中二氧化碳可被水草吸收。不过有些水草能直接摄取碳酸中的二氧化碳。 3.化合态的碳酸氢钙。碳酸氢钙是水中经常存在的一种钙化合物。尤其是在硬水中更是多。当水中的二氧化碳和碳酸极为贫乏时，吸收能力强的水草可以从碳酸氢钙分解并摄取二氧化碳。Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O+CO2这种反应会出现沉淀现象，专业术语叫作“钙沉淀”。 4.化合态的碳酸钙。水中如果有不溶性的碳酸钙成份存在，例如贝壳、珊瑚沙等，当水草二氧化碳和碳酸极度缺乏时，某些水草能摄取水中的摄取二氧化碳，并导致PH值大幅度提升。CaCO3+H2O→Ca2++2OH-+CO2



水草摄取二氧化碳的能力水草摄取二氧化碳的能力，是广大“草友”必须了解的重要问题。各种水草摄取二氧化碳的能力不完全一样，有强有弱。摄取二氧化碳能力强者，不一定吸收二氧化碳的速率就快。水草吸收二氧化碳的能力通常与光合速率有关。最能表现水草摄取二氧化碳能力的状况，就是在水草游离态二氧化碳的含量降低时，水草为了补足二氧化碳的需求，水草就会从水环境中其他含碳物质中摄取二氧化碳。这种能力因水草品种的不同，各有差异。水草箱中的不同的水草，在二氧化碳的夺取上会相互间竞争。获得最后成功的将是那些在游离态二氧化碳极度缺乏的环境中，仍能不断生长繁殖的品种。不过光线会改变水草对二氧化碳的摄取能力。



二氧化碳对PH值的影响 水中的二氧化碳对PH值的影响非常大。二氧化碳在水中的溶解度极高，部分溶解于水中的二氧化碳与水结合成碳酸。碳酸的电解常数K1＝3.5×10¯¹7、K2＝5.0×10¯¹¹（25℃）。如果水中不含碱度，且水中含有饱和溶解二氧化碳，理论上在25℃的时候，水的PH值可以达到3.8。在实际情况下，水中含有碱度的时候，当水中含有二氧化碳达到饱和时，PH值最多能达到5.7左右。这个值对大多数水草是个不好的生活环境，但是水草的生存还构不成很坏的影响。当PH在5.0以下时，则对大部分的水草生存有害。但是当水中含有可溶性钙盐即碳酸钙的时候，二氧化碳则会使水的PH值上升。综上所述鱼友们可以知道，水中的二氧化碳除非它的量已达到超过水草需要量很多，并用极软的水栽培水草，或者水中含有钙盐（比如水草缸的底沙中含有珊瑚沙）产生反制作用，才会因PH过低而伤害水草。否则过量的二氧化碳也只是造成二氧化碳的浪费而已。

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二氧化碳的浓度对光合作用的影响

自然水体中的二氧化碳浓度，平均约为5mg/L。但实际上在水草的原水域，有时候水中的二氧化碳值只是这个的一半或者是几倍。在光合作用良好的水域中，二氧化碳低于平均值是很平常的。在水草水族箱中，虽然有很多的二氧化碳被水草利用掉了，但是水族箱中的鱼类会呼出二氧化碳。特别在饲养密度很高的水族箱中，这样的作用不能被忽略。在这样二氧化碳浓度很高的水族箱中，水草会充分利用进行光合作用，尤其是那些生长缓慢的水草，如水榕类。水中的二氧化碳的含量，还会受到水流动的影响。在没有过滤也没有打氧的水族箱中，二氧化碳的浓度会相当高。不过在水草水族箱中除非有必要，一般最好避免打氧。通常在短时间内，增加水中的二氧化碳浓度，水草的光合作用会迅速增加，直到其他因子条件（通常是光）限制为止。在其他因子条件没有限制时，当二氧化碳浓度增加到平均值的5～10倍时，多数水草的光合作用会随之增高。所以在早晨开灯后数小时内，水族箱内的水草会大量“吐氧”。但是，当水中的二氧化碳过高时，却会阻碍水草正常的光合作用，被称为〖二氧化碳的反制作用〗。二氧化碳的反制作用常根据水草品种、光合组织发育阶段、输入二氧化碳时间的长短以及温度而定。不过二氧化碳过量所造成的后果（对水草），不象想象的那么严重。一般的情况是，光合率明显降低。不过这时要更加小心的是你的鱼哦！



二氧化碳过量会造成什么后遗症在纯水草缸中，很少发生二氧化碳过量的问题。因为二氧化碳输入再多，除非因其浓度超过饱和，而产生二氧化碳的反制作用，否则水中PH的变化还不会达到让水草难以生存的程度。但是如果水草缸中有养鱼，这时的情况就不一样了。当水中PH值变化到5.5，在光照不变的情况下突然增加二氧化碳，使其量超过水草对二氧化碳需要量的饱和浓度，会导致水草进行光合作用的机能趋于缓慢，这种现象就是二氧化碳的反制作用。这时只有增加光照强度，二氧化碳才会被利用。对热带鱼而言，PH值接近5.5时，首先受害的是它们的鳃。症状是鳃瓣变成红褐色，大量分泌粘液，组织溃烂坏死。若PH值低于5.0，这时大部分的热带鱼将死亡。不过单纯在水中输入二氧化碳，使PH值下降到5.5以下，这种可能性不高。但是二氧化碳含量过高却会造成鱼类中毒死亡。各种热带鱼能忍受而后低于浓度是不相同的。七彩神仙100ml/L，黑玛利是300ml/L，孔雀鱼是800ml/L。



不同光波对水草二氧化碳的利用率水草要进行光合作用的先决条件是要有光。除了光以外，还需要水和二氧化碳才能将它们合成糖类。水中的二氧化碳在不同的光波段中被水草利用的比率是不相同的。其中以位于红光波段利用二氧化碳的比率最高，紫光波段次之，然后是橙、靛、蓝、黄、绿等光波。在红光下，水草利用二氧化碳的比率最高可达到95％，但是在绿光下，水草利用二氧化碳的比率仅60％左右。因此我们可以了解，红光波段不仅是水草进行光合作用最佳的光能区之一，也是水草利用二氧化碳最高的作用区。



为什么水草的叶上会沉淀石灰质水草在光合作用中吸收水中的二氧化碳，平均每放出1毫克的氧，就需要吸收1.3752毫克的二氧化碳。但如果环境中的二氧化碳不足够时，水草就转而利用重碳酸盐，例如碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，间接获取二氧化碳。硬水中常会有碳酸氢钙，一旦碳酸氢钙中的二氧化碳被水草所吸收，重碳酸盐就会分解。并产生微溶性碳酸钙沉淀于水草的叶面上。严重的时候沉淀的碳酸钙会影响水草的光合作用。这时如果加二氧化碳在水中，虽有改善水草叶面沉淀石灰质的功能，但只是治标的方法。最好的方法是除去水中的重碳酸盐，同时适量添加二氧化碳。

育成水草的二氧化碳浓度的上下限在低二氧化碳浓度的水中，水草的光合作用通常会受到抑制。当二氧化碳的浓度增加时，水草的光合作用速度也开始增加，一直到二氧化碳增加到某一浓度时，光合作用与呼吸作用的消耗正好相抵，这时的二氧化碳浓度就是二氧化碳的补偿点。也就是水草所需二氧化碳的下限。在光照充足的前提下，二氧化碳的浓度必须大于或等于补偿值，水草才有可能正常生长。二氧化碳的补偿值会受到环境因素的影响，尤其是水温。不同水草对温度的要求各异。如果光照充足，温度也合适的时候，再继续增加二氧化碳的浓度，一直到水草的光合作用速率达到最大值的时候，这时的二氧化碳浓度就是水草所需二氧化碳的上限，也叫作饱和二氧化碳浓度。这时如果再继续增加二氧化碳的浓度，水草光合作用的速度也不会再增加。



转贴自：Sonic2000水族闲情 作者：仟湖