物理过滤的作用及其与生物过滤的关系

水族箱过滤系统包括三大功能:物理过滤   化学过滤   生物过滤。就自己来说,最早的过滤器中只有简单的滤棉,后来增加了活性炭,多了化学过滤的功能,最后才有了生物滤材,现在,过滤系统中唱主角的是生物滤材,物理滤材只是配角,而活性炭只是偶尔使用,这种情况估计在鱼友中相当普遍(玩海水的除外)。需要说明的是,这里说的主角配角,只是就滤材的数量而言,没有贬低物理和化学过滤的意思。

物理过滤相对于生物过滤似乎简单一些,特别是使用方面,大家采用的方法大同小异,好象没有什么可研究的地方,但我发现,随着有关过滤方面的知识不断增加,对物理过滤的疑问反而更多了,而且涉及到一些很实际的问题,如滤材的选择和配置,借此机会和有兴趣的朋友一起进行探讨。

根据有关资料和一些鱼友的见解及分析,我试把物理过滤的作用归纳如下,如有遗漏和错误,请大家补充或纠正。

一)滤除水中的悬浮物,减少水的浑浊;

二)滤除部分有机物,降低硝化系统的负担,进而减少NO3的积累。在淡水缸中,通过清洗滤棉,可以去除一部分有机物,但作用有限,而在海水缸中,由于蛋白分离器的使用,作用非常明显;

三}吸附水中的部分有害物质,除色除臭(主要是利用活性炭);

四)保护滤材,延长滤材的使用寿命;

五)通过机械作用打碎较大的有机物颗粒,加快有机物的分解。

第一和第三个作用,已经是众所周知的常识。第二个作用主要适用于海水缸,个别高手也有把蛋分用于淡水缸的。第四个作用和多孔隙生物滤材(如玻璃环)的普及有很大关系。第五个作用似乎只见于外挂。

活性炭兼有物理、化学、生物过滤三种功能,是广泛使用的一种滤材。有两个问题值得考虑:1)活性炭在什么情况下必须使用,在哪些情况下可以不用?许多人把活性炭用于自来水的处理,生态版也专门作过这方面的介绍。有的人只在某些特殊情况下使用活性炭,如去除残余药物、除色除味等。也有的人把过滤器中的活性炭取出,全部换成玻璃环,这样做有什么利弊?因为活性炭属于多功能滤材,对一些问题的分析不能只考虑物理方面,这使问题复杂化了。2)活性炭的种类很多,如木炭、竹炭、煤炭、骨炭、果壳炭等,应该如何选择?有人认为,水处理只适合用煤炭,这和我们的常识不符,我的理解是,活性炭的选择应根据水质来定,自来水处理可选择孔隙较小的果壳炭,最好是优质椰壳炭,而有机污水则首选煤炭。

生化棉有的是孔隙比滤棉大的泡沫制品,也有的比滤棉密度更高,不知道是怎么分的。从功能上看,滤棉和生化棉都有生物过滤和物理过滤双重作用,没有明确的界限,这还比较好理解,问题是,滤棉(包括生化棉),作为生物滤材,最适合培养什么细菌?如果是矿化细菌,那么,就应该把它们放在过滤系统的最前端。有的过滤器,如黑钻,全部采用生化棉,其用意是什么?是不是说,生化棉无论培养矿化细菌还是硝化细菌都有同样良好的效果?也就是说,放在前面有利于培养矿化细菌,放在后面有利于培养硝化细菌?

关于外挂的滤材配置方式,推荐的做法并不是把滤棉放在第一级,是不是为了延长外挂的维护周期?把滤棉放在第一级有什么利弊?还有一些问题,如滤材的保护,暂且略过。

以上问题也许不影响过滤系统的使用,但和过滤效率有关,至少对一部分人来说不是多余的。
生物过滤足够强大后,大大减轻了物理过滤压力。

不能被细菌分解的部分占投入量的很少比例,我感觉是1%,最多不超过5%,以我的缸为例,垃圾多数停留在滤材后面,还有所谓硝化细菌垃圾挂在过滤管道和滤材上。滤棉上的垃圾草叶我两三个月不动它。接近完全堵住时我连同一层滤棉一起丢掉。

两年半我没有动滤材以及底砂,投喂量不小,至今仍然感觉没有问题。(草缸蝙蝠鲳)

把生化过滤效率提高,可以减少物理过滤压力。三层稀疏的滤棉而已。水清鱼靓。

我感觉过滤的设置,使用三菌,三层稀疏的滤棉,一层生化棉,总水量3%的优质玻璃环,喷淋或反气举增氧,就可以满足多数人的稠密养殖需要了.
   
三菌开缸的基本思路有两点:

1,通过人的控制行为干预微生物种群的分布,使有益菌形成优势种群;

2,利用多菌种的协同作用,加快建缸速度。
    所谓“三菌”,是指硝化细菌,酵母菌,乳酸菌,后来又增加了枯草菌,变成四菌。在这4菌中,主力军是硝化菌,酵母菌和乳酸菌是起配合作用的,当然,它们也有各自的作用,不能被取代。枯草菌本身是一种益菌,但它和前3种菌是否有协同作用,似乎不够明确。一些鱼友发现,加入3(4)菌后,鱼便的分解大大加快,后来,这成为3菌开缸成功的一个重要标志,但如果认为3菌开缸的主要目的就是为了加强对有机物的分解,则是误解。
3菌开缸有4个要点:

1,投菌前全面彻底消毒;

2,投菌后加强打气;

3,初期控制投喂;

4,有腥臭味立即换水。详细操作步骤可参见太原鱼民的《创建新生态缸的简单办法》和小飞虾的《裸缸建立生态缸的简单步骤》。有必要说明一点,3菌开缸有一个重要的前提,就是必须有强大的过滤系统,包括足够的滤材,而且最好有底砂。
   
鱼缸和滤材等的消毒是3菌开缸的一个重要步骤,不消毒行不行?这倒是很有探讨意义的。我想请大家注意两个事实,1,生物在各个地方的分布是存在很大差异的,虽然我们看不见微生物,但它们和动植物一样应该存在分布差别,也就是说,每一个地方都有特定的强势物种;2,在有限的空间中,生物的数量都有一定的限制,竞争是不可避免的,打个比方,如果要在一片茂密的森林中引进新的树种,是非常困难的,要使它替代原来的树种成为强势种群,就更不可能了。唯一的办法,就是把原来的树砍掉,大量种植新树种。消毒就等于把原来的生物除掉,让我们选择的生物更容易抢占地盘。
   
硝化细菌无处不有,鱼缸过一段时间就会自己出现,为什么我们还要去买来添加呢?这里有时间的考虑,也有质量的考虑。我有一个想法,生物之间的差异是普遍存在的,同样是马,有的跑得快,同样是奶牛,有的产奶多,同样是甘蔗,有的更甜,这里有个体的差异,也有品种的差异(当然也有后天环境的影响),我想硝化细菌也有不同品种的差异,否则生产厂家和科研单位也就不需要进行筛选和改良了。因此,个人认为,开缸应该尽量选择有信誉的厂家的产品,或者引种别人的优良品种。
目前市面上有些硝化细菌产品已经包含了酵母菌和乳酸菌,和另外添加效果一样,只需再加妈咪爱就可以了。

我的目的只是希望对它的得失进行学术上或技术上的讨论,为什么有的人成功,有的人失败?这才是有意义的探讨。以我的经验,如果3菌开缸成功,好处是很明显的,以前我一直为鱼便难分解头痛,但投3菌却解决了这个问题,在3菌开缸成功的例子中,有机物分解明显改善的并不是个别现象,有一定的普遍意义,这是值得探讨的。许多人都知道,3000的生态版拿数据说话这方面做得不够,所以,水质发生了什么变化,如氨和亚硝酸盐的浓度多少,多长时间达到稳定?很少有人提供相应的数据,反而有机物分解改善却是肉眼可见的。
   
有益菌当然不止3菌或4菌,但也不是可以随便增加,据说有的光合细菌和硝化细菌有拮抗作用。个人理解,消毒后3菌比较容易拔得头筹,有些人失败,象你说的消毒不彻底可能是原因之一。遗憾的是,肉眼是看不到细菌的,我们根本不知道消毒后还残留哪些菌,以后又有哪些菌加入。一般来说3菌(或4菌)是基础菌种。我第一次养7彩的时候,遇到一种怪病,把病鱼拿出来用鱼救浸泡(当时只能买到这种鱼药),很快就好,一放回缸里旧病复发---缩鳍,发黑。直接在缸里用药则反反复复,用高锰酸钾,高浓度漂白水,以及土霉素,四环素多次对鱼缸消毒,甚至太阳曝晒,都毫无作用,最后只好改养银龙了。到现在也没弄明白,是什么细菌(或病毒)这么顽强。

关于硝化细菌的定义,我想还是有一个公认的界说的,我以前也用过不少品牌的硝化细菌,包括喜瑞的,都是普通的液体硝化菌,也就是没有复合其它菌类的,这类产品在市面上占多数,而且我估计销量也最大。关于有机物分解的问题,我介绍一下自己的情况吧。我的草缸已经4年多了,停用CO2以后,草一直长不好,后来改种水榕,一年前改造过滤系统后转养七彩,因为投饵量比较大,鱼便的问题很突出,砂面上积了不少鱼便碎屑,鱼在附近游过时,就会漂起来,特别是觅饵时更加严重,让人感觉很不舒服,滤棉也要勤洗。每次换水时必须洗砂,吸出来的水黑乎乎的,非常脏。重新建缸后,情况明显改善,我是洗砂才注意到的,以前吸出的水悬浮物很多,而且是黑(褐)色的,后来的悬浮物几乎是白色的,数量少得多,仔细观察,砂面很干净,偶然可见少量碎屑,如果隔了一夜,则基本看不到。

最近一次洗砂距上次已经两个多月,感觉白色的悬浮物没有明显增加,吸出的水只是略带黄色。重新建缸时开始对水质进行测试,连续投菌7天,第5天N02已小于0.1mg/L,这几天没有喂饵,第6天才开始少量投饵。水质稳定后,我曾在不同时段对NO2进行测试,结果一样,用国产采虹和美国鱼博士测试剂测试,分别为<0.1mg和0,表明NO2没有出现可察觉的波动。关于N03的问题,我的情况比较复杂,以后有机会再说。

关于消毒的意义,我认为就是为了给有益菌创造一个较好的环境,不破不立。一般来说,已经形成强势的菌种是会抑制其它竞争性菌种的(当然,也有许多细菌可以良好共生),也就是强者恒强,特别是状态很差的老缸,它的环境对有益菌的壮大是不利的,我们完全可以帮助它,并不难做,为什么不做呢?同样道理,有益菌形成强势后,会建立一种新的平衡,依然是强者恒强。我不排除这种情况---就用大家熟悉的水葫芦来举例吧,它的生命力和繁殖力特别强大,一旦入侵某个水域,会对原来的生物种群分布格局造成巨大的冲击,微生物可能也有这种情况,好在这种情况不多见。

我觉得,3菌开缸可以从广义和狭义两个层面理解,广义的说,在开缸时不论用什么方法投放3菌,都可称之为3菌开缸(也许用“n菌”比较好,但约定俗成,姑且还是叫3菌吧)。至于3000生态版推广的加酸奶,酵母粉的开缸方法,则属于狭义的3菌开缸。两者的理论基础相同,但后者在操作方面建立了一套有自己特色的体系。我主张尽量使用市售的n合1硝化细菌产品,但也不反对加酸奶等土办法。对于3菌热,我还是比较冷静的,既肯定它的优点,但也不赞成夸大它的作用。其实,3菌开缸和臭肉开缸一样,只是一种开缸方法,用得好是有益处的,不用也可以。相对来说,3菌开缸吸收了新的生物技术成果,逐渐会普及,我指的是广义的3菌开缸,至于狭义的3菌开缸,在目前条件下可作为一种过渡方法,今后也仍会被一部分人采用。

问题是怎样让不成熟的缸成熟?有一种说法,有益菌最终会自然而然地占据优势,这个说法我不太赞成,我相信,不需要加任何菌,绝大多数缸都可以建立良好的生态系统,但前提是管理得好,特别是当系统已经恶化的时候,要扭转它是相当困难的,重建可能比慢慢调理要容易。我养鱼养草多年,有不少经验教训,也因为疏于管理而尝到不少苦头,所以我对水族系统会自然而然向好的方面转化的说法持怀疑态度。对于水质的评价,用测试剂得出的数据是最有说服力的,但有的东西,如有机物的分解速度,超出了水质评价的范围,而且有的人认为有机物分解快速未必是一件好事,但无论如何,它是生态系统的一个组成部分,而且我感觉它并不象硝化系统那样容易成功,只有少数缸可以自然的形成强大的矿化系统。有一种还需要进一步验证的说法(记得看过一篇资料,一时找不到):某些矿化细菌会把有机物大部分分解为其他物质,而不是氨,这样一来就会减少硝化系统的负担,进而降低NO3的积累,我觉得这是有可能的。

谈谈个人对管理的看法。水族箱的生态环境不象自然界中大水体那样自己保持平衡,因此,必须通过各种管理手段进行调控,以取得动态的平衡。平衡可以建立在不同的标准上,比如NO3的浓度,可在0—200之间选择一个平衡点来进行控制,视各人具体情况而定,有时再高一点也可以。还有波动的控制,如少量勤换水,就可以减少水质的波动。当然,水质管理包括很多方面,各种因素错综复杂,互相影响,不能孤立地看问题。建立良好的平衡,不是标准越高越好,不同的鱼有不同的要求,一般业余爱好者和发烧友的标准也不一样。有的人主张让鱼去适应环境,也有的人主张给鱼尽量创造原生地的环境,这两种做法都可以行得通,但平衡点不一样。

在水族箱管理中,最困难的就是微生态的平衡。在外部条件比较稳定的情况下,微生态也会保持相对平衡,但从生物学的观点看,其中的差别是很大的,有好的平衡,也有不好的平衡(好与不好看对什么而言)。硝化细菌不足是一种平衡,有强大的硝化系统也是一种平衡,后者通常需要人为创造一些条件才能实现。硝化系统只是整个微生态系统中的一个子系统,一个良好的微生态系统,当然不能只考虑硝化细菌。对微生态出现的问题,一般的做法是消毒杀菌,好坏通杀,然后重建系统。这种手段多用于系统状态特别差的情况。个人认为,水族箱微生态环境的好坏,大致上是正态分布,很好和很差的是少数,大部分是在好坏之间,有些缸看起来差不多,但其中微生物的种类和分布千差万别。还有一个重要标准是系统的稳定性,这在很大程度上取决于微生物自身的稳定性,这也是选育优质菌种的重要标准之一。对于不好不坏的系统,是可以接受的,只不过在管理中面对的问题多一点,一般也不难解决,实际上,没有强大的硝化系统,氨氮问题也可以用别的方法解决。应该承认,在某些方面细菌比人做得好,硝化细菌是一个例子,其它有益菌道理也一样,用得好,对日常管理有帮助。

谈一点个人看法,和3菌理论无关。在水族箱中投放有益菌,多少都会有一些好处,但如果是想对整个微生态系统进行改造,并达到预期的目的,则需要各种条件的配合,具备的条件越充分,成功的可能性就越大。因为我们对微生物的认识有限,许多机理都不清楚,就算是知道需要哪些条件,也未必都能够提供,因此,投入有益菌后,能否建立良好的生态系统,带有一定的随机性,而不是一个必然的结果。

有益菌在水产养殖中的使用包括注射(浸泡);食物添加;直接投入养殖水体3种方式。后两种方式的应用网上都可找到试验报告。有益菌在肠道内的作用研究得最多,最早,机理方面的研究也比较全面,而在水体中的作用机理了解得比较少,相对而言,硝化细菌的研究比较充分,实际应用也比较成熟,一般非专业人员都可以利用测试剂对使用效果作出大致的评估。其它有益菌在水体中的效果也得到肯定,评价方法以统计数据为主,如存活率,增重率,也有对水质改善方面的评价,如水体中氨氮和硝基氮的降低率,但机理方面的研究则远远比不上硝化细菌。对微生物的研究,最困难的还不是单一菌种的作用机理,复合菌如EM中的菌种,都是通过实际试验筛选的,一般是选择功能互补,相互间没有拮抗作用的有益菌,然后通过试验选出最佳配方。在机理不明的情况下推出有益微生态实用产品,有两个条件,一是通过实验证明有确定的使用效果,二是具有高度的安全性。

对于有益菌在水族中的应用,目前还无法进行深入的理论探讨,只限于一些方向性的东西,如果原则上取得一致,就可以暂时撇开理论问题,多做一些实际方面的研究。个人认为,有经验的老手做3(4)菌开缸是很容易成功的,对效果的判断也更准确一些。在老手指导下,新手3菌开缸也很安全。