如何让水族箱内的珊瑚快速生长(发个小文给大家拜年)

welles · 发表于 2012-2-3 13:28:39

本帖最后由 welles 于 2012-2-3 13:29 编辑

好久没在cmf发帖了，这次发个技术贴，权当给cmf的新朋旧友拜年—— 是关于珊瑚生长速度的，之前给杂志写的，貌似没在网上发过。
文章中提到的内容很多都来自这几年对ReefKeeping, Advanced Aquarist，以及其它一些珊瑚研究的相关文章的阅读，理解和综合，这里没法一一列举出处了。
其实关于珊瑚生长的很多微观原理，貌似我们现在不知道的部份比知道的多，毕竟珊瑚这东西经济价值有限，还是研究的人太少；不过这篇小文希望最终还是结合自己这几年养SPS的实际操作体验，给大家一定的参考。
水平有限，谨供参考，欢迎拍砖

如何让水族箱内的珊瑚快速生长

我们为何追求珊瑚的快速生长
海水珊瑚水族在某些方面和水草水族领域有类似之处——如同水草水族造景依赖于水草的生长一样，优秀的珊瑚水族造景，也需要依赖珊瑚的生长，特别是对于目前日益流行的以SPS(小水螅体石珊瑚)为主的珊瑚水族箱就更是如此。

SPS在生长过程中会针对光线条件展开竞争，在三维空间中形成优美错落的造型，由大量生长旺盛的SPS为主构成的珊瑚造景，最能体现珊瑚礁旺盛的生命力和自然美感，饲养者也可以在水族箱中重现自然界最为壮观的图景——细小脆弱的珊瑚个体逐渐成长为巨大的珊瑚丛林，将光秃秃的石堆转变为水下雨林。巨型的SPS粗大健硕，不再是需要小心呵护的弱小生物，而成为珊瑚礁的脊梁，并且成为小型鱼类，甲壳类等众多生物的隐蔽所，这种接近自然珊瑚礁状态的造景是所有珊瑚水族爱好者的终极追求，也是目前珊瑚水族主流玩家评判珊瑚缸是否成功的标准。因此对于珊瑚水族爱好者来说，如何促进珊瑚，特别是SPS的快速健康生长，就成为了一个重要课题。

遗憾的是，影响珊瑚生长的因素错综复杂，而在实验室环境下对活体珊瑚进行长期的研究分析也只在近几年才成为可能（部分上也要感谢珊瑚水族发展带来的经验），所以即使在珊瑚研究领域，关于影响珊瑚生长的机制方面仍然存在很多未解之谜，因此本文只能从目前我们已知的珊瑚生长影响因素做出浅显的解释和阐述，同时也试图为珊瑚水族爱好者提供一些具有实际操作性的建议。本文引用的很多实验都是利用SPS珊瑚进行的，但是相信结论对于大多数具备碳酸钙骨骼的珊瑚也同样适用。

珊瑚生长的微观过程
在讨论珊瑚的生长因素之前，我们应该先简单了解一下珊瑚的结构，以及珊瑚是如何生长的。就典型的SPS珊瑚来说，正如多数爱好者了解的，它的基本结构是一层薄薄的共肉组织包覆着碳酸钙“骨骼”而形成的。如果我们把这一结构放大，就会发现其实共肉组织并不是如同塑料薄膜一样紧紧裹着内部的骨骼，而是存在着一定的复杂结构。关于珊瑚共肉和骨骼的微观结构，我们可以把它比作一栋正在施工中的大楼：楼体的整个外表面包覆着一层薄薄的保护网，随着大楼不断的增高，保护网也不断的包覆新增加的楼体，从外部看我们其实看到的是一个包覆这保护网的实体。其实珊瑚的共肉组织就好像大楼外的保护网(只是更加致密)，而楼体的钢筋水泥就如同珊瑚的骨骼，共肉组织被称为“桥粒”的中间纤维组织固定在碳酸钙骨骼上，而且与施工中的楼房一样，这层保护网虽然牢牢的固定在楼体上但并不是紧贴着楼体。施工中的大楼的“增长”其实正是发生在保护网和楼体之间——工人们在这个作业空间中不断的完善结构，加高大楼。而珊瑚也是一样，它的生长也发生在共肉组织和骨骼之间的这个小空间中，珊瑚结构上的这一空间被称为“细胞质外钙化液”(extracytoplasmic calcifying fluid)，简称ECF。

珊瑚骨骼和共肉组织微观示意图

ECF空间很小，可能还不到1微米，但是却极其重要，ECF的液体虽然不是在珊瑚的细胞组织内部，但是也并非直接是环境中的海水，而是通过共肉组织细胞的一些离子输送机制产生的液体，在这里钙离子和碳酸根离子被结合为碳酸钙，沉积在珊瑚骨骼上，保证了珊瑚骨骼的持续生长。珊瑚则通过自动调控整个珊瑚各个位置ECF 区域的一些化学机制，控制珊瑚生长成为正确的形态，并且向着正确的位置生长。

由于直接研究ECF非常困难，因此珊瑚对ECF内各类离子调控的方式的微观过程，目前大多还是未知的，只是从宏观上我们大致知道珊瑚是这么做的：它要将水体里的钙离子输送到ECF，要通过对水体里CO2或者是碳酸氢根离子的应用为ECF提供足够的碳酸根离子，要保证ECF的PH值是合适的，要将光合作用产生的有机物或者是水体里需要的有机物输送到ECF参与钙化过程，要控制ECF中磷酸盐和镁的浓度以免这些物质抑制盐酸钙沉淀的生成。而在这一过程中，珊瑚内共生的虫黄藻光的合作用也起着至关重要的作用(作用机理的细节仍然没有完全被揭示)。

welles · 发表于 2012-2-3 13:29:02

影响珊瑚生长的主要因素
虽然珊瑚如何生长的诸多微观细节尚不明确，但是从宏观角度，我们可以根据目前已经了解的知识，列出一些关于珊瑚生长的重要因素，帮助水族爱好者更好的促进水族箱中珊瑚的生长。

光照和水流
光照影响着珊瑚内共生的虫黄藻的光合作用强度，光合作用不仅可以产生糖类物质作为珊瑚的能量来源，同时也很可能在控制ECF的PH值，以及协助碳酸钙沉淀等方面起着重要作用，研究揭示，在自然界中较明亮位置的珊瑚的生长速度可以是较暗位置珊瑚生长速度的三倍。

在珊瑚水族方面，如果希望通过光照来增强珊瑚的生长，首先应该考虑大功率的金属卤素灯，并且尽量选择低色温灯泡，低色温灯泡的光谱更多集中在光合作用的有效波长范围内，也就是所谓PAR值更高，比如XM 400W，色温10000K的灯泡就是很好的选择，这种灯泡的PAR值水平非常高，与很多12000K-20000K产品相比PAR值可以高出一倍，对珊瑚的快速生长非常有帮助。除了灯泡本身的因素以外，合适的反射罩以及优质的镇流器也有助于提升光照水平。

就SPS珊瑚来说，不同品种的珊瑚对光照的需求是不同的，但是总的来说所有品种的SPS珊瑚都在强光下生长更快，将生长最旺盛的珊瑚品种置于水族箱内最佳照明位置，可以保证珊瑚造景快速成熟。另外需要注意的是，强烈的光照需要有强劲的造流设备相配合，强烈的光合作用产生的大量氧自由基如果不能迅速被水流带走，则反而会伤害珊瑚。

PH
PH是一个最简单但是却最容易被水族爱好者忽略的因素，目前广受关注的温室气体问题之一就是二氧化碳会降低海水的PH值从而让珊瑚的生长速度放慢，具体的微观过程仍旧有争议，有理论认为过低的PH值会阻止ECF获得需要的钙离子，也有理论认为这会直接影响ECF的PH值从而影响碳酸钙的结晶过程，不管怎样，从宏观角度已经充分证明，过低的PH值会严重影响珊瑚的钙化生长速度。

对于珊瑚水族箱来说，尽量保证PH值在8.0-8.2 之间是比较理想的，更高一点也可以，但最低也不能低于7.8。比较有效的提升PH的方法，就是在珊瑚缸中加入石灰水，比如用石灰水进行补充蒸发水的操作。但是要注意过快过多的增加石灰水可能会导致碳酸钙发生剧烈的沉淀。同时需要注意PH值不是越高越好，过高的PH值会影响光合作用效果，因此也要注意控制PH值不要超过8.5。

对于大多数珊瑚水族爱好者来说，其实准确的测试PH值通常比控制PH值还困难。如果利用电子PH计监控PH值的话，需要经常对探头进行校正，否则读数非常有可能偏高，而很可能掩盖了PH已经过低的状况。

碱度(KH)
在考虑珊瑚生长的时候，碱度也是最重要的因素之一。天然珊瑚海的碱度为7dKH，但其实我们可以通过提升碱度来加速SPS珊瑚的生长——这一点无论是珊瑚水族爱好者的经验，还是严格的科学实验都已经证实了。在各种因素都正常的情况下，有时候将碱度提升一倍，甚至可以让一些品种的SPS珊瑚的生长速度也提升一倍！

海水中碱度主要由碳酸氢根离子决定，我们测试水族箱的碱度，其实也主要是想间接了解碳酸氢根离子的状况。碳酸氢根离子不仅对于珊瑚的钙化过程有着直接的影响，同时也为珊瑚内虫黄藻光合作用的过程提供碳源，珊瑚缸内的多种藻类也会利用碳酸氢根离子作为光合作用的碳源。

同时，提升碱度也有利于维持PH值的稳定，碱度越高，相同条件下PH值的波动也就越小。但是有一点需要注意的是，碱度本身虽然代表了以碳酸氢根离子为主的离子浓度，而且看起来越高越好，但是其本身也是水质的一种属性，就好像盐度一样，因此需要考虑到生物对这种水质属性的容忍范围。以笔者的经验，珊瑚水族箱的碱度可以控制在10dKH-13dKH之间，对于绝大多数珊瑚和生物都是安全的，而且可以有效的促进珊瑚的快速生长。但是在实际操作中请小心地逐渐提升碱度，同时密切观察珊瑚的反应。

碱度的快速降低对于很多珊瑚来说都是非常不好的，而偏偏海水中碱度的“储量”较少，而消耗很大，如果没有一个有效的补充方式，水体的碱度都会快速降低直至危险的程度。因此碱度必须定期的测试和补充调整。

钙
虽然看起来钙是一种非常重要的离子，但是实际上一味的提升钙离子浓度并不会显著的加快珊瑚的生长速度。有实验证实钙离子浓度只要超过360ppm，继续提升就不会对珊瑚生长有帮助了。而天然海水的钙离子浓度大约为420ppm，从实际操作的角度，笔者建议维持400-450ppm左右的钙离子浓度即可，过高的钙离子浓度不仅没有用处，反而会威胁水泵设备的安全运转。

但是如同碱度一样，在成熟的SPS珊瑚缸里，钙也是被持续消耗的，所以钙离子的含量也需要定期的测试，以免过低影响珊瑚的生长或者过高影响设备安全。这里需要特别提醒珊瑚水族爱好者的是，在很多成熟的珊瑚缸里，对钙和碱度消耗最大的是钙藻，因此不要因为珊瑚少就轻视对钙和碱度的持续监测。

磷酸盐
磷酸盐的存在，对于珊瑚的钙化骨骼生长，有着直接的抑制作用。磷酸盐抑制珊瑚的碳酸钙骨骼生长的机理尚不完全清晰，但是这一效应已经得到了广泛的实验验证。所以对于珊瑚水族爱好者来说，消除磷酸盐不仅仅是为了控制藻类生长，改善珊瑚颜色，同时也可以促进珊瑚的生长。

有机物和喂食
在很多海洋生物的钙质贝壳的生长过程中，有机物都起到很重要的作用。但是有机物在珊瑚骨骼生长中的作用还不是十分清楚，现在人们只是猜测有机物在控制ECF中的钙含量，控制珊瑚骨骼钙的生长位置，控制碳酸钙结晶速度，以及防止镁和磷酸盐等其它离子干扰碳酸钙结晶过程等方面发挥着作用。尽管人们目前还不清楚有机物在珊瑚骨骼生长中的具体作用，但是在实验环境下，如果对蛋白质或糖蛋白的合成进行60-85%的抑制，会使珊瑚的钙化生长速度降低50%，而这主要并不是因为珊瑚新陈代谢受影响而造成的，这一实验使我们认识到对珊瑚来说，蛋白基质的合成对珊瑚生长的影响比钙沉淀相关因素还要大的多。

在针对SPS珊瑚的喂食实验也证实，经常投喂天然动物饲料可以有效促进SPS的生长，比如丰年虾幼体和其它浮游生物(丰年虾幼体是否能被所有品种的SPS捕食还有疑问，但是某些品种诸如萼柱珊瑚和圆柱珊瑚经测试是可以捕食丰年虾幼体的)。另外在珊瑚喂食实验中还发现，虽然营养价值类似，但是很多人工饲料对于SPS生长的促进作用远不如天然浮游动物饲料明显。

温度
总体来说，在安全范围内更高的水温可以加速SPS的新陈代谢速度，也有助于SPS珊瑚的快速生长，大约27-28摄氏度的温度下，SPS的生长最为迅速。

总结
其实除了上文所描述的因素，还有很多别的因素会影响珊瑚的生长速度，比如珊瑚互相的竞争等等，但是上面所列举的这些因素，对SPS生长的影响是最大的，结合笔者实践经验和对珊瑚生长因素的研究，对于珊瑚水族爱好者来说，如果希望SPS或类似的珊瑚生长迅速，请注意做到以下几点：

1.       保持最佳水质，特别是控制磷酸盐浓度。
2.       使用PAR值最高的光源，在珊瑚可以承受的范围内尽量加强光照和水流。
3.       保持比天然海水更高的碱度，并且定期测试以保持碱度稳定。
4.       保证PH值尽量稳定在理想范围内，不要过低也不要过高，定期校准PH测试探头。
5.       保持合理的钙含量，保持27-28度的水温。
6.       在保持水质的前提下，尽量为珊瑚提供有效的饵料。

虽然珊瑚的生长速度的很多影响因素的微观过程我们仍然不了解，但是从宏观角度看，正是诸如PH，碱度(KH)，温度，光照等这些看似非常基本的条件，对珊瑚的生长速度影响最大。对于珊瑚水族爱好者来说，在尝试市场上各类标榜“神奇功效”的产品之前，不如先检查一下这些最基本的条件是否真的已经做到最好。另外，请记得这些珊瑚生长在地球上环境最稳定的环境之中，所以如果希望珊瑚生长良好，一定要保证珊瑚水族箱的环境稳定。朝三暮四，经常轻易的进行变动和调整，对珊瑚的健康成长有很大的不利影响。