延长照明时间对水草成长的影响分析.docx

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延长照明时间对水草成长的影响分析

延长照明时间对水草成长的影响

这是个很常被人提及的问题，

水草一天需要多少照明的时间？

相信大部分的人会回答8-14个小时以内。

那么理由为何？

因为这是模拟野外的成长环境，

况且水草在晚上也需要休息，

如果光照时间太长的话，

水草将无法获得是当的休息，

那么成长也会因此不佳。

程度较高的玩家或许会接着补充，

光合作用分成了光反应和暗反应两个步骤...

然而事实上果真如此吗？

光合作用的暗反应，

使指“不需”有光照便能进行，

并非“不可”有光照才能进行。

那么水草真的需要在夜间休息吗？

延长光照的时间对水草有何影响？

这实在是个很有趣的议题。

学界对于光照时间和水草成长的研究，

其实并不多见。

不过还是有几篇可供参考的文献，

在此略做整理提供大家参考和思考。

早在1986年Polar等人就曾经对浮萍进行了研究。

他们将浮萍分成了光照18个小时和24个小时两组，

进行了为期8天的实验。

结果发现栽培于24个小时光照（也就是没有黑暗）组的浮萍，

在八天之后的干重比18个小时光照组的浮萍，

多出了44%！

也就是说浮萍在连续24小时无黑夜光照下的生长，

其实是更好的。

不过浮萍毕竟是浮水植物，

实验结果的可靠性恐怕是很受质疑的。

浮萍在连续24小时光照下的成长比18小时的成长来得更好。

那么我们来看看真正的沉水植物吧。

Spencer等研究学者于1986年也针对黑藻（Hydrillaverticillata）进行了实验。

作者将黑藻分成了10、12、14和16个小时等四组，

在光照强度80umol/m-2/sec的环境下，

总共进行了八个星期的栽培试验。

结果发现黑藻不论是在12、14或16个小时的长光照时间下，

成长的速率都比只有10个小时下高出2-3倍之多，

虽然随着照明时间的增加，

也就是光照时间延长超过12个小时以上，

黑藻的成长速率有下降的趋势，

不过研究学者认为，

这仍属统计学的误差范围内。

但无论如何，

黑藻在长光照下的成长速率，

确实是比短光照的环境下来的更好。

黑藻的“产量”随着光照时间增加而增加。

接着在2002年由Pilon等学者所发表的研究可又更有趣了。

研究人员针对龙须草（Potamogetonpectinatus）进行了试验，

龙须草是一种世界广泛分布的水草，

从接近北极的格林兰到非洲的坦干伊克湖都由其踪迹。

学者们挑选了分别来自俄罗斯（北纬68度）、荷兰（北纬53度）和西班牙（北纬42度）等地域型的植株，

进行了强光照（350 umol/m-2/sec）和较弱光照（50umol/m-2/sec）以及13小时、16小时和22小时光照时间的交叉实验，

整个实验的时间也是进行了八个星期。

光照强度的测量是在水面下2公分的地方，

水草的种植是用园艺栽培用的黏土和水草砂以1:

3比例混合，

也就是类似天然水草缸的栽培方式。

研究学者发现了很多很令人振奋的结果。

首先是照明时间由13小时增加至16小时，

水草的成长并未出现据统计意义的差距。

这代表着若要刺激龙须草有大幅的成长，

需要延长照明时间至16-22小时之间，

否则的话促进效果可能有限。

由实验的结果来看，

当水草成长于照明强度较低或延长照明时间的环境下，

植株的茎节间距离比较长而茎节数量也略微增加，

因此整体的植株高度比较高。

而茎部所占植株的整体比例也是增加的。

另外在照明强度较低或缩短照明时间的环境下，

水草体内的叶绿素浓度也随之增加。

光照强度与长短对水草的影响。

其次是光照强度虽然增加了六倍（由50增加至350umol/m-2/sec），

不过在13小时的照明下，

水草的成长只增加了85.85%；

在22小时的照明下，

更只增加了 31.65%！

这种现象最有可能的解读是，

龙须草的光饱和点较低，

因此给予太强的照明其实都浪费掉了。

当然了实验过程中营养供应不及水草的需求，

也是可能的因素之一。

此外研究学者还发现，

龙须草在较低光照下，

不论是叶片面积、茎的长度和光合作用效率，

都有明显的增加。

照明时间同样是由13小时增加至22小时，

在50umol/m-2/sec较低光照下，

水草的平均干重增加增进了105.66%；

而在350umol/m-2/sec的强光照下，

水草的平均干重增加只增进了45.69%。

其中以俄罗斯的植株增加最高，

在50umol/m-2/sec较低光照下，

照明时间若由13小时增加至22小时，

也就是增加了9个小时或69%的照明暴露，

水草的干重由增加20mg变成了增加67mg，

也就是大幅增加了235%。

算起来可说是投资报酬率最高的做法！

龙须草在长时间低光照强度下的“产值”最佳。

16小时组的结果省略。

中国大陆的研究学者王祎等人也在2007年针对穗花狐尾藻或聚藻（Myriophyllumspicatum）进行了试验。

实验的光照长短分成了8、14、16和24小时等四组，

试验进行了十周以后也获得了一些很值得参考的成果。

每日照明8个小时这一组可说是水草成长最差的一组，

而16个小时的这一组则是成长最佳的一组。

值得注意的是，

在24小时照明条件下，

植株长度和分枝树量虽然都不如14时这组，

但干重却是增加了35%，

研究人员发现这和24小时这组的茎部较硬且木质化程度较高有关。

聚藻相较于许多沉水植物，

可说是光补偿点和光饱和点较高的水草，

因此其结果算是比较接近我们常栽培的水草。

不过可惜的是，

中国大陆的研究学者对于水草的种植，

是采取5公分塘泥的栽培方式，

也就是类似天然水草缸的栽培方式。

因此我们不清楚如果采用了EI各种营养和碳元素吃到饱的方式，

结果是否会有所改变，

尤其是24小时的这一组。

无论如何，

每日连续照明24小时下的水草成长，

显然要比只照明8小时来得好得多了。

聚藻在每日16小时的照明下，可获得最大的产值。

虽然仅有四篇针对水草的研究文献，

而且也未必适用至所有的水草，

不过我们还是能归纳出一些看法。

就水草的生长而言，

长时间的照明显然来得比短时间照明更佳，

虽然每日连续24小时的照明未必比较好，

但显然还是优于只有8个小时的照明。

这也是对植物光合作用“暗反应”的另一种注解方式，

即暗反应是指“不需”而非“不可”有光之下的反应。

而水草要在夜间休息的说法，

也受到了挑战。

不过我们也要很小心的解读，

不可很单纯的认为增加光照总剂量（不论是强度或时间），

就一定会增加水草的成长速率，

因为由Spencer等学者所做的黑藻研究来看，

某些水草在超过了某个光照总剂量后，

成长速率便不再增加了。

而由王祎等学者的聚藻研究来看，

某些水草在24小时的连续光照下，

甚至可能会出现成长减缓的现象，

但是就算是有减缓的情形，

水草的成长还是比只照明8小时来得好多了。

此外对某些水草而言，

延长照明时间来促进生长的做法，

似乎存在着诱发点或临界点，

也就是要超过某个时间后，

才能促进大幅的成长速率。

以黑藻为例，

当照明时间由10小时延长至12小时，

便能大幅促进水草的成长，

而当光照时间由12小时继续增加时，

则看不见这样的效果。

照明时间长短与强弱对水草成长的影响。

同样的，

龙须草的研究中也发现了，

当照明时间由13小时增加至16小时的时候，

尚看不出明显的水草成长速率变化，

要将照明时间延长至22小时以后，

就能看得出变化了。

这样的诱发点或临界点，

或许与植物体内的荷尔蒙有关，

而且每一种水草都不尽相同，

不过实际上的解答如何，

就有待专家学者的进一步研究了。

无论如何，

对于想要快速成景或收割水草的玩家来说，

或者对于要增加水草贩售产量的业者而言，

增加光照的时间可说是可行的方法，

延长照明时间所带来的“效益”可说是最高的，

尤其是在较低照明强度下，

更是投资报酬率最好的做法。

而对于不热爱修剪水草的玩家来说，

每天照明8 个小时也的确足够水草活下去了啦。

不管怎么说，

看完了学界的几篇研究以后，

延长照明时间对水草有害的说法，

恐怕有待做进一步的研究查证