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作者: winterkiller (曲終人散的落漠) 看板: Aquarium
標題: [心得] 水草不負責講座:燈光篇
時間: Tue Nov 13 21:51:30 2007
因為前陣子有許多關於草缸燈光的討論文章，還有
jackyu大在今年三月時發表的一篇精彩的草缸燈光
文，所以可能一些人對那些開始產生興趣，之前也
收到了些信件問有沒有更平易近人的解釋方式，所
以我就個人經驗做了一點整合來不負責任的發一篇文了XD
首先有幾個名詞要先讓還不熟悉的人瞭解，瞭解後
去看各篇燈光討論文應該都沒什麼問題了
PAR(Photosynthetically active radiation):光合作用有效輻射
指在可見光範圍0.4~0.7micro meter的波長是植物行光合作用的
有效波長，也就是藍光到紅光的範圍，而其中因為綠光植物吸收
較低而且穿透率和反射率都較高，所以實際上植物光合作用利用
的光譜是紅光和藍光區兩個高峰
PPFD(photosynthetic photon flux density):光合作用光量子流密度
在PAR範圍內光子的數量，就是單位時間內落到單位面積的平面上波長
範圍在 400-700 nm 的光子的數量，相較於PAR在草缸燈光的設計上這
才是我們需要注意的重點，單位一般為micro mole 米平方每秒
Lumen:流明:燈每單位時間所放出之光能
lux:每單位表面積所受到的光量
LCP(light compensation point):光補償點
光合作用和呼吸作用相同之點，也就是淨光合作用開始產生之點
LSP(light saturation point):光飽和點
植物達到最大淨光合作用速率且燈光再增強也不會使其速率再增
快之點
Photoinhibition:光抑制作用
陰性植物或長期在陰影下生長的植物遭遇太強的光線時，被葉綠
體吸收的多的光子無法被利用在光合作用上，如果又沒有被以螢
光這種長波輻射方式反射回大氣的話，會破壞葉綠體，就算沒達
到破壞限度在轉換這些多餘光子時也會降低光合作用速率
shade tolerant:陰性植物
LCP和LSP均較低的植物，遇強光時會因Photoinhibition而遭受
破壞
shade intolerant:陽性植物
LCP和LSP均較高的植物，在光量未達到LCP要求時會停止生長或
生長遲緩
而再來就進入我們要談論的重點了，究竟水草缸的照明是怎麼一
回事，讓我們先從自然界來看，陽光在考慮氣候影響後對陸生植物
提供的大約PPFD是2000micro mole photons 每平方公尺每秒!也就
是折合約450W對一立方公尺這樣子的PPFD，當然這是最大的情
況下，在一天當中其會因為時間而有所增長，晴天的平均是1150，
最大是1690，最小是400，也因此就平均來看太陽給予的PPFD大
約為258W對一立方公尺，換算成水量的話是每公升0.25W，所以
由這可以發現我們一般水族箱所提供的環境已經超出自然界許多，
也因此有一些水草的生長情形本來就是自然界中看不到的(如噴太
在地上被壓的死死的)，也因此我們對草況及藻類情況的要求也確
實超出自然環境下許多，但人造光源有個問題就是電能(瓦數)和光
能的轉換會有些損失，所以其實太陽給予自然界植物的光能其實
不能光就表面這樣來看
所以呢!究竟草缸的燈光要如何配置比較好呢?這便要考慮很多因子
了!古人常講的一公升對一瓦，實際上是因為當時燈具的效能以及
對穿透力的要求，HQI燈具為什麼穿透力高?因為它把150W以上
的電能轉換成光能，將這麼強的光量子流密度投射到一個較小的
範圍上，自然它穿透力強，而一般T8燈具是將數十瓦的電能轉換
成光能，將那些光量子流密度投射到一個較廣的空間中，加上反射
板的限制及燈具的自體庇蔭，自然其穿透力會減弱，而古人為了要
求五六十公分高的缸子在最底部仍然有營造符合他們要求草況的光
量子流密度，所以便增加T8燈具的數量，讓更多的光量子投射到
同一空間中，自然有較強的穿透力，這也是一公升對一瓦的由來，
這邊也要談到T5燈具，T5真的有比較亮嗎?實際上就巧意和以前
幸福水族、非常魚樂老闆的實驗結果，在反射板效果良好下其和
T8差距不大，T5會讓我們感覺較亮原因之一是因為它燈管較細及
燈具較小一樣的光量子流密度在較小的空間內被釋放出來自然會
讓人覺得它較亮，姑且不論它的亮度，在實際使用及HO燈管取
得較困難這兩點下，它仍比不上T8
當然現在燈具比以前在光能轉換上的確有所進步，但差別也沒有
到以前一公升對一ｗ的操作現在等同於一公升對0.5W如此誇張，
基本上很多好的水草業者在以前便沒有在推一公升對一Ｗ這種
光源配置了，巧意店裡冒泡冒的誇張兩三年沒翻缸的缸草況依
然不錯，其光源配置也不過250公升水量配120w的AD2而已，
其中一支還是產生光能只有普通三波長燈管一半左右的旭光植
物燈，而很多水館的水草販賣缸也是一百公升對50W左右的燈
光依然有著良好的冒泡情況，證明了冒泡(光合作用速率極快)跟
極強的燈管根本沒有什麼關係，水質管理和水草適應與否才是
重點。
而這裡來看一下一公升對一W的業者他的操作，北市民權水街
金魚世家老闆娘的兒子對此種草作頗有心得，他店內的缸子也
都是用一公升對1W甚至1.5W這種照明管理良好，使用的燈具
也是反射板不太差的JKS，而使用此法的重點呢，有人說是強肥
強CO2，而實際上是比一般稍多一點點的肥料量及與一般相同
每秒兩到三顆的CO2量，配上極低的魚隻密度及一天六到八小
時的光照，限制光照時間才是重點，而且這操作遠比強肥強CO2
來的好操控，而因為這種環境下缸內的新陳代謝非常迅速所以
要把魚量降到最低甚至沒有魚(網路上許多使用一公升對一W有
著漂亮草缸的大手也是這樣操作)以降低汙染及環境變因，相較
於一公升對0.5W到0.7W左右草缸的操作手法，一般都是每天開
十到十二個小時左右的燈，可以允許較多的魚隻數量，可以看出
其間的不同
而實際上我們操作時要如何拿捏呢?首先我們要考慮到深度的問題，
光量子流密度會隨著深度而有所耗損，也因此很多大大為了考慮
到最底層穿透率的問題而加了許多燈具，但是每一種草種其LSP
都不同，一些LSP較高的草光合作用速率還沒被撐滿一些LSP較
低的草已經達到最高速率無法增加了，而其間的差額便會造成浪費
使得藻類有機可乘，而也因為底層跟中高層的光量子流密度不同，
可能對缸內的草來說在中高層時的光量子流密度已經夠了，但是在
底部時無法滿足它的LSP，以至於在最底部時其草況或冒泡量較不如
預期，為了滿足最底層的穿透率而又加燈具，等它長上來以後又會
有浪費的問題，因此是否要讓每種草在每種深度都有著最高的光合
作用速率及最極致的草況是我們要思考的，而主張一公升對0.5W
左右的業者便是放棄最高的穿透率這點，去尋求最容易管理且又能
被接受的平衡!因為基本上我們提供的光照都可以符合陽性草LCP
這種最低需求，至於有沒有必要讓它長那麼快?讓某些草種在底部達
到超過一定光度標準才會有的極致狀態?也許對於想輕鬆玩草缸而
不是花非常多時間在管理及挑戰上的一般飼養者而言，這是不必
要的!這也是非常魚樂鄭老大對老客戶們常說的一句話:身為一個玩
水草多年的男子漢，一定都能體會什麼叫"不冒泡的浪漫"吧!
再來，我們在討論的是水生植物，水生植物其光合作用速率勢必
會因為水質狀況造成其生理變化而有所改變，甚至讓其LCP和LSP
有所調整，這是一種有可能的ACCLIMATION(馴化)現象，所以
用某種光照配合某種肥料是否會爆藻不能只就物化去討論，跟你
缸子的過濾系統，魚隻種類及數量，CO2循環擴散量，甚至底土
狀況及溫度、草種都有關係，所以我在以前的文章才提到一個水
族系統化學習的概念，以一個普通飼養者的能力很難可以造就出
一套適用性極廣的系統，唯有已累積許多經驗的業者或玩家得以
用經驗法則來推導出一套管理系統出來，比如說超長期飼養的七彩
草缸適合的配備、管理方式、魚隻密度等，純養燈魚短鯛等水草魚
和某些陽性草種的草缸適合的配備、管理方式、魚隻密度等，
而這些操作又會因季節不同而有所改變，如夏天和冬天的管理方式
常截然不同，而設備肥料co2量間的搭配也不一定拿什麼來套都
合，光燈具來講，反射板就佔了非常重要的角色，好的反射板可以
讓你的光量子流較不被浪費的回到缸中，爛的反射板可以讓你30w
的燈管只有15w的效果，安定器也跟燈管光衰的時間有很大關係，
而有的業者其系統可能使用反射板較差的燈具，同樣水量它多配幾
組燈具可以符合系統，有的業者使用高級燈具同樣水量它少配幾組
燈具可以符合系統，你如果把前面一位業者的燈具換成高級燈具給
它多配幾組自然就完蛋!而把後面一位業者的燈具換成破燈具少配
幾組下場也不會好
過濾方面也是一樣，因為這是很細膩的東西，每個過濾器其水流
和桶大小及濾材配置所須調整的都不盡相同，也會因缸子狀況如
魚隻種類密度等有所調整，這也是要用所謂經驗法則才能搭配出
來的，而搭配出來後還要配合缸中燈光肥料草種等其他因子，整
體要考量的東西十分複雜，當然每個人對草缸的標準不同，如果
可以調整出適合自己的方式也是很好的
所以草缸光照其實無絕對，就最一般最好管理的角度當然是較弱
的光會較好管理，但還是要配合水質和草種及肥料來做搭配，其
間複雜程度非一兩篇文章可敘述，在這只是提供大家一個概念，
選擇時可以有所取捨，水質才是養草的重點，紅不紅趴不趴長得
快不快葉形好不好老葉有沒落跟水質都脫不了關係，小缸常遇
到的紅色水草不紅跟其水質很難一直維持在良好狀態也有關係!
至於肥料影響植物生長的形態，這個機制其實非常非常非常複
雜，因為每個元素對植物的影響都有其重覆的地方，而又會因
環境的不同有所不同，有學過植物生理學的人應該瞭解這有多
難掌控，何況是一般的業餘人士呢!
有點累了~"~這次的不負責水草講座就到這邊了!! 祝大家期中考all pass
作者: winterkiller (曲終人散的落漠) 看板: Aquarium
標題: [心得] 水草不負責講座:燈光篇
時間: Tue Nov 13 21:51:30 2007
因為前陣子有許多關於草缸燈光的討論文章，還有
jackyu大在今年三月時發表的一篇精彩的草缸燈光
文，所以可能一些人對那些開始產生興趣，之前也
收到了些信件問有沒有更平易近人的解釋方式，所
以我就個人經驗做了一點整合來不負責任的發一篇文了XD
首先有幾個名詞要先讓還不熟悉的人瞭解，瞭解後
去看各篇燈光討論文應該都沒什麼問題了
PAR(Photosynthetically active radiation):光合作用有效輻射
指在可見光範圍0.4~0.7micro meter的波長是植物行光合作用的
有效波長，也就是藍光到紅光的範圍，而其中因為綠光植物吸收
較低而且穿透率和反射率都較高，所以實際上植物光合作用利用
的光譜是紅光和藍光區兩個高峰
PPFD(photosynthetic photon flux density):光合作用光量子流密度
在PAR範圍內光子的數量，就是單位時間內落到單位面積的平面上波長
範圍在 400-700 nm 的光子的數量，相較於PAR在草缸燈光的設計上這
才是我們需要注意的重點，單位一般為micro mole 米平方每秒
Lumen:流明:燈每單位時間所放出之光能
lux:每單位表面積所受到的光量
LCP(light compensation point):光補償點
光合作用和呼吸作用相同之點，也就是淨光合作用開始產生之點
LSP(light saturation point):光飽和點
植物達到最大淨光合作用速率且燈光再增強也不會使其速率再增
快之點
Photoinhibition:光抑制作用
陰性植物或長期在陰影下生長的植物遭遇太強的光線時，被葉綠
體吸收的多的光子無法被利用在光合作用上，如果又沒有被以螢
光這種長波輻射方式反射回大氣的話，會破壞葉綠體，就算沒達
到破壞限度在轉換這些多餘光子時也會降低光合作用速率
shade tolerant:陰性植物
LCP和LSP均較低的植物，遇強光時會因Photoinhibition而遭受
破壞
shade intolerant:陽性植物
LCP和LSP均較高的植物，在光量未達到LCP要求時會停止生長或
生長遲緩
而再來就進入我們要談論的重點了，究竟水草缸的照明是怎麼一
回事，讓我們先從自然界來看，陽光在考慮氣候影響後對陸生植物
提供的大約PPFD是2000micro mole photons 每平方公尺每秒!也就
是折合約450W對一立方公尺這樣子的PPFD，當然這是最大的情
況下，在一天當中其會因為時間而有所增長，晴天的平均是1150，
最大是1690，最小是400，也因此就平均來看太陽給予的PPFD大
約為258W對一立方公尺，換算成水量的話是每公升0.25W，所以
由這可以發現我們一般水族箱所提供的環境已經超出自然界許多，
也因此有一些水草的生長情形本來就是自然界中看不到的(如噴太
在地上被壓的死死的)，也因此我們對草況及藻類情況的要求也確
實超出自然環境下許多，但人造光源有個問題就是電能(瓦數)和光
能的轉換會有些損失，所以其實太陽給予自然界植物的光能其實
不能光就表面這樣來看
所以呢!究竟草缸的燈光要如何配置比較好呢?這便要考慮很多因子
了!古人常講的一公升對一瓦，實際上是因為當時燈具的效能以及
對穿透力的要求，HQI燈具為什麼穿透力高?因為它把150W以上
的電能轉換成光能，將這麼強的光量子流密度投射到一個較小的
範圍上，自然它穿透力強，而一般T8燈具是將數十瓦的電能轉換
成光能，將那些光量子流密度投射到一個較廣的空間中，加上反射
板的限制及燈具的自體庇蔭，自然其穿透力會減弱，而古人為了要
求五六十公分高的缸子在最底部仍然有營造符合他們要求草況的光
量子流密度，所以便增加T8燈具的數量，讓更多的光量子投射到
同一空間中，自然有較強的穿透力，這也是一公升對一瓦的由來，
這邊也要談到T5燈具，T5真的有比較亮嗎?實際上就巧意和以前
幸福水族、非常魚樂老闆的實驗結果，在反射板效果良好下其和
T8差距不大，T5會讓我們感覺較亮原因之一是因為它燈管較細及
燈具較小一樣的光量子流密度在較小的空間內被釋放出來自然會
讓人覺得它較亮，姑且不論它的亮度，在實際使用及HO燈管取
得較困難這兩點下，它仍比不上T8
當然現在燈具比以前在光能轉換上的確有所進步，但差別也沒有
到以前一公升對一ｗ的操作現在等同於一公升對0.5W如此誇張，
基本上很多好的水草業者在以前便沒有在推一公升對一Ｗ這種
光源配置了，巧意店裡冒泡冒的誇張兩三年沒翻缸的缸草況依
然不錯，其光源配置也不過250公升水量配120w的AD2而已，
其中一支還是產生光能只有普通三波長燈管一半左右的旭光植
物燈，而很多水館的水草販賣缸也是一百公升對50W左右的燈
光依然有著良好的冒泡情況，證明了冒泡(光合作用速率極快)跟
極強的燈管根本沒有什麼關係，水質管理和水草適應與否才是
重點。
而這裡來看一下一公升對一W的業者他的操作，北市民權水街
金魚世家老闆娘的兒子對此種草作頗有心得，他店內的缸子也
都是用一公升對1W甚至1.5W這種照明管理良好，使用的燈具
也是反射板不太差的JKS，而使用此法的重點呢，有人說是強肥
強CO2，而實際上是比一般稍多一點點的肥料量及與一般相同
每秒兩到三顆的CO2量，配上極低的魚隻密度及一天六到八小
時的光照，限制光照時間才是重點，而且這操作遠比強肥強CO2
來的好操控，而因為這種環境下缸內的新陳代謝非常迅速所以
要把魚量降到最低甚至沒有魚(網路上許多使用一公升對一W有
著漂亮草缸的大手也是這樣操作)以降低汙染及環境變因，相較
於一公升對0.5W到0.7W左右草缸的操作手法，一般都是每天開
十到十二個小時左右的燈，可以允許較多的魚隻數量，可以看出
其間的不同
而實際上我們操作時要如何拿捏呢?首先我們要考慮到深度的問題，
光量子流密度會隨著深度而有所耗損，也因此很多大大為了考慮
到最底層穿透率的問題而加了許多燈具，但是每一種草種其LSP
都不同，一些LSP較高的草光合作用速率還沒被撐滿一些LSP較
低的草已經達到最高速率無法增加了，而其間的差額便會造成浪費
使得藻類有機可乘，而也因為底層跟中高層的光量子流密度不同，
可能對缸內的草來說在中高層時的光量子流密度已經夠了，但是在
底部時無法滿足它的LSP，以至於在最底部時其草況或冒泡量較不如
預期，為了滿足最底層的穿透率而又加燈具，等它長上來以後又會
有浪費的問題，因此是否要讓每種草在每種深度都有著最高的光合
作用速率及最極致的草況是我們要思考的，而主張一公升對0.5W
左右的業者便是放棄最高的穿透率這點，去尋求最容易管理且又能
被接受的平衡!因為基本上我們提供的光照都可以符合陽性草LCP
這種最低需求，至於有沒有必要讓它長那麼快?讓某些草種在底部達
到超過一定光度標準才會有的極致狀態?也許對於想輕鬆玩草缸而
不是花非常多時間在管理及挑戰上的一般飼養者而言，這是不必
要的!這也是非常魚樂鄭老大對老客戶們常說的一句話:身為一個玩
水草多年的男子漢，一定都能體會什麼叫"不冒泡的浪漫"吧!
再來，我們在討論的是水生植物，水生植物其光合作用速率勢必
會因為水質狀況造成其生理變化而有所改變，甚至讓其LCP和LSP
有所調整，這是一種有可能的ACCLIMATION(馴化)現象，所以
用某種光照配合某種肥料是否會爆藻不能只就物化去討論，跟你
缸子的過濾系統，魚隻種類及數量，CO2循環擴散量，甚至底土
狀況及溫度、草種都有關係，所以我在以前的文章才提到一個水
族系統化學習的概念，以一個普通飼養者的能力很難可以造就出
一套適用性極廣的系統，唯有已累積許多經驗的業者或玩家得以
用經驗法則來推導出一套管理系統出來，比如說超長期飼養的七彩
草缸適合的配備、管理方式、魚隻密度等，純養燈魚短鯛等水草魚
和某些陽性草種的草缸適合的配備、管理方式、魚隻密度等，
而這些操作又會因季節不同而有所改變，如夏天和冬天的管理方式
常截然不同，而設備肥料co2量間的搭配也不一定拿什麼來套都
合，光燈具來講，反射板就佔了非常重要的角色，好的反射板可以
讓你的光量子流較不被浪費的回到缸中，爛的反射板可以讓你30w
的燈管只有15w的效果，安定器也跟燈管光衰的時間有很大關係，
而有的業者其系統可能使用反射板較差的燈具，同樣水量它多配幾
組燈具可以符合系統，有的業者使用高級燈具同樣水量它少配幾組
燈具可以符合系統，你如果把前面一位業者的燈具換成高級燈具給
它多配幾組自然就完蛋!而把後面一位業者的燈具換成破燈具少配
幾組下場也不會好
過濾方面也是一樣，因為這是很細膩的東西，每個過濾器其水流
和桶大小及濾材配置所須調整的都不盡相同，也會因缸子狀況如
魚隻種類密度等有所調整，這也是要用所謂經驗法則才能搭配出
來的，而搭配出來後還要配合缸中燈光肥料草種等其他因子，整
體要考量的東西十分複雜，當然每個人對草缸的標準不同，如果
可以調整出適合自己的方式也是很好的
所以草缸光照其實無絕對，就最一般最好管理的角度當然是較弱
的光會較好管理，但還是要配合水質和草種及肥料來做搭配，其
間複雜程度非一兩篇文章可敘述，在這只是提供大家一個概念，
選擇時可以有所取捨，水質才是養草的重點，紅不紅趴不趴長得
快不快葉形好不好老葉有沒落跟水質都脫不了關係，小缸常遇
到的紅色水草不紅跟其水質很難一直維持在良好狀態也有關係!
至於肥料影響植物生長的形態，這個機制其實非常非常非常複
雜，因為每個元素對植物的影響都有其重覆的地方，而又會因
環境的不同有所不同，有學過植物生理學的人應該瞭解這有多
難掌控，何況是一般的業餘人士呢!
有點累了~"~這次的不負責水草講座就到這邊了!! 祝大家期中考all pass
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