[請益]微生物作用的討論&具體魚缸操作依據

[Momo0405]

前情提要一下，小弟因為一些因素需要撤掉原本的三尺缸。也好，舊的撤了才能開新的。海缸世界似乎學無止盡，還有很多事情想要做，自己規劃造景規劃水流、測量PAR值並依此定位珊瑚、自己規劃管線配置設計缸體、更加精進水質控制......如果可以規劃新的缸，當然不可能突然變得面面俱到，下一缸我給自己的期待是能多了解一點水質，因為很多問題好像都是源自於水質控制不好。玩海水其實是被女朋友推坑，一開始沒做功課就收二手缸來玩，可想而知一路上犯了許多錯，出事了就會跑附近的珊瑚店買東西，希望花錢就能消災，導致產品東一個西一個，我覺得這件事情很困擾，總擔心不同品牌的飼養邏輯對不上導致產品打架，我知道很多前輩都說不要拘泥於什麼系統，可是我就是想要試試看一套整合得好好的產品，再依經驗值跟知識累積慢慢延伸出不同品牌的搭配，想要因為有想法所以做出不同產品搭配而不是在什麼都不理解的情況下就隨便搭配，讓產品的搭配變得有證據或經驗支持而不是病急亂投醫。所以近期比較投入在研究各個牌子的產品，查資料的時候馬上遇到問題，然後又誤打誤撞回歸當初愛上海缸的初衷，看看文章試著找解答，然後試著從得到的資訊去推論實際要怎麼操作。

不免俗地附上舊缸日常維護習慣
日常維護為
1. OLBY菌兩罐每天1滴(三重薇薇珊瑚購入，成分我也不知道)
2. TM蝦菌每天0.5mL(蝦皮寵趣購入)
3. 胺基酸每天3~4滴(林口海派購入)
4. 藻粉每天半匙(林口海派購入)
5. 珊瑚糧每天一匙左右(三重薇薇珊瑚購入)
6. 碳酸氫鈉依數據每天浮動添加(三重薇薇購入)
7. OLBY魚飼料每天餵(三重薇薇珊瑚購入)

每周維護為換水1/5(60L)
1. TM珊瑚鹽(蝦皮寵趣購入)

接下來要解釋這個荒誕的邏輯跟做法是怎麼來的。因為每次換水前用Salifert測鈣鎂都在標準值內，預期的最低濃度都還在標準範圍內那我幹嘛額外添加？因此一直以來我都只有依KH測試結果去浮動調整KH的添加量而已，鈣鎂是不添加的。然後之前在R2R看到有玩家採用每天低劑量的菌種添加策略養得還不錯，所以我模仿他，我的菌是每週建議劑量除以7每天添加（我的想法是，穩定的缸子裡細菌小生態的理想狀態是震盪不大的動態平衡，而不是像藥物一樣講求一個有效治療濃度跟代謝速率之間的關係，所以投藥的時候制定給藥方案我比較關心有沒有維持最低治療濃度跟方便性，但是控制細菌生態的時候我比較在意平衡有沒有一直被擾動，所以改採低劑量天天添加的策略，很幸運地到目前為止還沒有出什麼大問題）。至於生物餵食的部分就單純是人家說什麼我就試什麼，我也不知道我在加什麼，就覺得NP好像控制得好好的就可以試著開始餵食而已，超蠢。一直以來我心裡都很擔心，我覺得我的鹽度控制在35PSU左右，可是會不會那35PSU裡面，微量元素極度缺乏而NaCl比例越來越高？剛好藉著可以重新開缸的機會剛好來學一下人家產品怎麼用。

接下來進入正題，我在研究AF的菌種的時候卡住了，不知道BIO S, PRO BIO S跟NP PRO到底差在哪所以去爬文，爬了官網介紹還是不懂，"AF PRO BIO S is a unique composition of specially selected probiotic bacterial strains designed to accelerate the decomposition of organic matter ."誰來給我解釋解釋，什麼是益生菌，所以又在8.4東翻西找，找到一些很厲害的文章，做了一些小筆記，但還是很多問題，所以想請教廣大前輩。小弟不材，用高中僅存的知識碎片試著做了一些推論，還請各位不吝指導糾正

以上是記憶中高中生物講到的氮循環，因為關聯性比較高所以稍微複習了一下。

以上手寫筆記是根據jeremie前輩的文章做的讀書心得(文章來源放在下面)
稍微解釋一下思緒請大家不吝指正，生物的代謝作用會產生NH3，根據jeremie文章，市售的所謂硝化菌主要並不是高中生物所教氮循環中的化學自營菌，所以上面那個流程打一個叉叉，真正進行硝化作用的是異營硝化菌，因為異營，主要不是把環境中CO2拿來合成體質，所以體質中的C來自於碳源補充，部分異營生物要維持生化功能體內有固定C/N比值(詳見資料2)，這邊剛好補充到了我以前的知識盲點，以前別人跟我說菌加太多不好我不知道原因，現在有點頭緒了，不知道這樣想對不對，水中的菌藻千萬種，不乏有自營生物會消耗CO2，若CO2缺乏時，碳酸酐酶因此會消耗KH補充CO2，小結論就是太多硝化菌會很吃KH，不過我對這個觀點打一個問號，因為根據jeremie文章指出硝化菌多為異營，那自營的部分應該絕大部分是光合作用吧？多加硝化菌的影響應該不大才對，缸內藻太多才是CO2不夠而消耗KH的原因。無論如何，硝化菌把NH3代謝成NO3以後，接下來就要被生物利用了，高中說植物可以利用極少量的NH4和大量的NO3合成體質，NO3就是所謂的氮肥，在海水缸也是類似的概念，NO3既是代謝的產物亦可作為生物利用的肥料，控制得宜可以提供珊瑚等生物適當的養份，濃度太高則會傷害珊瑚，所以我們必須靠外加細菌的方式去控制這些NO3(還有PO4)，而這些執行同化作用的細菌應該就是大家統稱的"益生菌"了吧?，益生菌是各種可以利用NO3合成體質的異營菌，既然是異營菌，就需要碳源，但是這些異營菌生長的時候也可能造成一些副作用，首先是大量的益生菌生長會消耗掉水中的養分，不知道是不是就是玩家們說"水太瘦"的意思？再來大量的細菌呼吸時會消耗O2產生CO2，所以我們需要配備一台蛋白機可以加減補充水體中的氧氣，也不能長時間關閉蛋白機以免造成生物缺氧。但這邊我就不懂了，前面說自營生物過量可能會過度消耗CO2而吃掉KH但這邊反過來說同化作用的異營菌太多反而會大量製造CO2應該可以避免前述情況發生，那加太多菌到底是對KH的影響是什麼？。但無論如何，同化作用的細菌總是長大了，他們的命運有兩個，一是蛋白機打掉，二是浮游生物吃掉，然後浮游生物又變成珊瑚的食物。

那最後一點就是實務上操作該怎麼做呢？我猜應該有以下要點
(1)培菌空間適當，太多或太少都有缺點
(2)BIO S(硝化菌)照著說明書上使用，開缸初期有培育起來以後規律補充就好，不過我仍然會想試試看如果照我之前的習慣，每天少量補充不知道會不會造成太大的影響？我是這樣想的，因為多出來的少量硝化菌，頂多因為食物不足死掉變成污染，但是如果只是很少量的添加，汙染量也不是說不能處理。而且在飼養習慣完全確定以前，生物總數跟餵食量都會緩慢改變，如果今天我慢慢加大我的餵食量或是生物口數有增加，每天少量滴加硝化菌的方法是否就成了一個保險措施，可以確保硝化菌的代謝能力有慢慢跟上我的汙染?不至於不小心造成NH3出現
(3)PRO BIO S(益生菌)基本上照著建議劑量添加，但如果正在調整餵食策略，拉高餵食量或者發現NP一起變高，表示硝化菌扛住有機汙染的量了但益生菌沒扛住NO3的產量，這時應該是可以像滴定鈣鎂KH一樣浮動性的暫時拉高益生菌的添加量來造成短期的降NP效果
(4)NP PRO(碳源)基本上就是異營菌的食物，要跟著益生菌的添加量做調整

為了新缸的健康，請各位前輩指導，謝謝XD

參考資料:
(1)一些微生物作用的簡介 by jeremie pH8.4
(2)各種除氮菌之個別反應 by創新水科技研發服務網

 

[jeremie]

如果要將微生物的代謝模式分的精確一點的話其實可以有三個層面的分類：
1. Phototroph v.s. Chemotroph
=> 以能量來源區分。前者利用光能，後者利用化學能。

2. Lithotroph v.s. Organotroph
=> 以電子來源區分。前者電子來自無機物，後者則是來自有機物。

3. Autotroph v.s. Heterotroph
=> 以碳源的差異區分。前者利用無機碳源(自營)，後者利用有機碳源(異營)。

教科書中典型的自營硝化菌便是屬於Chemo-litho-autotroph，也就是利用化學能(氨或亞硝酸鹽氧化的能量)、無機電子源(氨或亞硝酸鹽)、與無機碳源(二氧化碳)的細菌。

而我在文章中提到的異營硝化菌指的則是許多市售硝化菌產品所含的菌種(因為他們多半比自營硝化菌好商品化)。
這類型的細菌是利用有機物作為主要的碳源與電子來源，但同時又有能力氧化氨或亞硝酸。

只是絕大多數針對水族箱或其他養殖系統的研究仍顯示自營的硝化細菌與古菌才是這些環境中主要的硝化微生物，至於異營硝化菌在氮循環中所扮演的角色以及長期下來究竟能對水質處理有多少貢獻就都還有很多未知數。

最後講一下益生菌產品和碳源。
許多廠商所設計的碳源系列產品都會有一款配合使用的菌種製劑，如AF的Pro Bio S或KZ的zeobak，而這些菌種產品多半就是一些可以利用有機碳源的異營菌。
至於對KH的影響我是認為在多數的狀況下應該是很難觀察出什麼差異，但理論上硝酸鹽被同化的過程確實可能使KH上升(基本上就是反過來的硝化作用)。

 

[Momo0405]

首先，謝謝天，謝謝地，賜我一個大神直接的回應

只是絕大多數針對水族箱或其他養殖系統的研究仍顯示自營的硝化細菌與古菌才是這些環境中主要的硝化微生物，至於異營硝化菌在氮循環中所扮演的角色以及長期下來究竟能對水質處理有多少貢獻就都還有很多未知數。

我覺得討論的過程思緒可以很發散，但是終歸是要回到務實面去給出一個明確指引來解決魚缸問題，結論如下
(1)我沒有特別設置，也沒有證據可以說明我的玩法裡面出現了具有明顯效益的厭氧區，照理來說缸內並不存在極度高溫高鹽或缺氧的區域可以培養具有代謝NO3能力的古菌
(2)照理來說，手動固定添加異營硝化菌有"相對"較高機率導致缸內異營硝化菌為優勢物種，但是顯然我並沒有一個簡單的觀測方法可以真的知道魚缸內的菌種表現，也是有可能每周或每天滴所謂異營硝化菌，結果比例較低的自營硝化菌較適應於缸環境而大量繁衍成為優勢物種
(3)其實這些都是猜想，且如你所說，還有很多未知數
(4)但是回到現實面，一缸一況，我是一個沒有使用活石，單純依靠硝化菌的玩家，不論真相為何，開缸之初不管有沒有引入活石，硝化菌的添加是需要的，等觀察到NH3歸零NO3出現的時候，表示初步的硝化菌建立成功，可以開始依照產品建議添加益生菌跟碳源(當然也需要考慮其他因素比如藻類演變)，這時也開始可以慢慢引進生物了，之後的維護，如果沒有打算使用並定期更換活石的話，也必須依靠定期的菌種添加，所以其實不用糾結在到底是哪種生態地位的菌主導魚缸內氮循環，定期加就對了，試著避免一次造成巨大的變化，維持缸內菌種的動態平衡才是重點。

至於對KH的影響我是認為在多數的狀況應該是很難觀察出什麼差異，但理論上硝酸鹽被同化的過程確實可能使KH上升(基本上就是反過來的硝化作用)。

我覺得同上，還有很多未知數，而且生化反應千千萬萬種，我也只知道其中一兩條而已，更何況我根本也不知道比重為何，到底硝化菌過多會大量消耗KH還是異生菌過多會拉高KH還是根本不會造成顯著的影響大概都難以證實吧？KH的添加有一點像第一型糖尿病患者必須定期補充胰島素一樣，要用血糖當參考去安排胰島素的施打方案，當然有建議的血糖控制方案，但如果出現了意料之外的血糖變化，也是有辦法彈性的緊急調整胰島素的使用；而KH的添加要根據數據的變化去動態調整，至於怎麼樣的玩法會造成怎麼樣的KH數據變化趨勢，who knows？可能可以推論但難以驗證，重點是當KH不知道為什麼突然降低的時候，我有辦法盡快意識到並且及時補充。

所以這一串問題其實有點像是打打嘴砲而已XD，反正也還不知道真相，知道了真相可能對實際上的操作也沒有多大影響，每個人有自己的信仰還有玩法，但撇除掉這些因素，大致上來說就還是看有沒有NH3判斷硝化菌的狀況，看NO3濃度決定要不要加益生菌跟碳源，盡量維持KH的震盪不要太大！不知道這樣的結論妥不妥。但這些討論還是有收穫啦，以前有魚友跟我說益生菌就跟人吃的腸道益生菌一樣，可以達到增加珊瑚還有魚隻健康的效果，所以一定要加，可以幫助洗色也可以讓珊瑚長得更肥，這個可能是比較不正確的，益生菌應該比較像是可以執行同化作用的異營菌的一種，功能在控制NP

 

[jeremie]

我沒有特別設置，也沒有證據可以說明我的玩法裡面出現了具有明顯效益的厭氧區，照理來說缸內並不存在極度高溫高鹽或缺氧的區域可以培養具有代謝NO3能力的古菌

我這邊提到的古菌主要是指氨氧化古菌(Ammonia-Oxidising Archaea)。
這些古菌的生長條件其實並沒有和一般硝化菌有太大的區別，都是固著生長的好氧自營微生物，因此也不需要什麼極端環境才能培養。

但是回到現實面，一缸一況，我是一個沒有使用活石，單純依靠硝化菌的玩家，不論真相為何，開缸之初不管有沒有引入活石，硝化菌的添加是需要的，等觀察到NH3歸零NO3出現的時候，表示初步的硝化菌建立成功，可以開始依照產品建議添加益生菌跟碳源(當然也需要考慮其他因素比如藻類演變)，這時也開始可以慢慢引進生物了，之後的維護，如果沒有打算使用並定期更換活石的話，也必須依靠定期的菌種添加，所以其實不用糾結在到底是哪種生態地位的菌主導魚缸內氮循環，定期加就對了，試著避免一次造成巨大的變化，維持缸內菌種的動態平衡才是重點。

純論硝化微生物的話我不覺得他們是很需要特別引入的東西。
基本上只要有氨源、一些微量元素、和合適的環境就足以讓他們自己長起來了，剩下就只是時間問題而已。

不過除此之外的許多微生物就不太可能憑空冒出來了，尤其是一些主要生存在海洋中的類群。
不用活石當然也是能養，只是很多環境微生物的引種主要就得靠你之後放入的生物來慢慢帶入了。
至於市售菌種基本上也不太可能取代活石在這方面的功能，因為絕大多數的環境微生物根本也沒辦法培養，更別說是商品化了。

我覺得同上，還有很多未知數，而且生化反應千千萬萬種，我也只知道其中一兩條而已，更何況我根本也不知道比重為何，到底硝化菌過多會大量消耗KH還是異生菌過多會拉高KH還是根本不會造成顯著的影響大概都難以證實吧？KH的添加有一點像第一型糖尿病患者必須定期補充胰島素一樣，要用血糖當參考去安排胰島素的施打方案，當然有建議的血糖控制方案，但如果出現了意料之外的血糖變化，也是有辦法彈性的緊急調整胰島素的使用；而KH的添加要根據數據的變化去動態調整，至於怎麼樣的玩法會造成怎麼樣的KH數據變化趨勢，who knows？可能可以推論但難以驗證，重點是當KH不知道為什麼突然降低的時候，我有辦法盡快意識到並且及時補充。

所以這一串問題其實有點像是打打嘴砲而已XD，反正也還不知道真相，知道了真相可能對實際上的操作也沒有多大影響，每個人有自己的信仰還有玩法，但撇除掉這些因素，大致上來說就還是看有沒有NH3判斷硝化菌的狀況，看NO3濃度決定要不要加益生菌跟碳源，盡量維持KH的震盪不要太大！不知道這樣的結論妥不妥。但這些討論還是有收穫啦，以前有魚友跟我說益生菌就跟人吃的腸道益生菌一樣，可以達到增加珊瑚還有魚隻健康的效果，所以一定要加，可以幫助洗色也可以讓珊瑚長得更肥，這個可能是比較不正確的，益生菌應該比較像是可以執行同化作用的異營菌的一種，功能在控制NP

實際飼養確實也沒必要了解那麼細啦，單純只是有趣而已。
不過我通常還是會建議將硝化作用與整體的微生物相看成兩個概念，畢竟硝化微生物佔你缸子內整體環境微生物的比例恐怕根本不到1%。

至於什麼東西才能叫益生菌就取決於你要怎麼定義了。
比較常見的益生菌定義確實是拿來稱呼各種直接與宿主生物健康相關的益菌，如腸道微生物或是珊瑚的共生微生物，但也是有人會把能協助維持環境的微生物也一起納入。
以市售菌種來說應該還是以環境功能為主，頂多附加一點競爭病原菌的效果吧。