色溫、光照強度和藻類之間的關係

藻類向來是許多草友最頭痛的問題，
在 Tom Barr 提出藻類「誘發」理論和因子之前，
對付藻類的各種假設或推論紛紛出籠，
流傳於水族界的許多說法之中，
有許多經證實其實是以訛傳訛的假設。
就以照明和藻類的關係來看，
防藻光譜和光照強度和藻類的關係，
是兩個經常被人提及的論點。

到底哪一種光色對藻類成長最有幫助或最不利？
水族界相關的論點很多，
那到底學術方面是否有相關的研究？
我們就以德國馬爾堡（Marburg）大學生物系所進行的光照與藻類的研究來看吧。
馬爾堡大學針對三種藻類藍細菌（Anacystis nidulans）、斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）和淡色紫球藻（Porphyridium purpureum），
分別代表藍綠藻、綠藻和紅藻來進行實驗。

實驗的燈具採用了歐斯朗的三波長 36 W 燈管和植物燈管，
三種三波長的燈管分別是 865 的晝光色、840 的冷白色和 830 的暖白色。
以四種不同光色或光譜的人工照明，
藉以比較藻類成長的差異。
進行了七日以後的結果如下圖所示：

​以綠藻（也就是斜生柵藻）來看，
成長成績最好的是植物燈，
其次依序是 840 和 830 的燈管，
比較差的是 865 的晝光色燈管。

以單細胞紅藻（也就是淡色紫球藻）來看，
成長成績最好的是 840 的冷白色燈管，
830 的暖白色燈管略遜一籌，
植物栽培燈次之，
最差的是 865 的晝光色燈管。

以藍藻（也就是藍細菌）來看，
成長成績最好的是 865 的晝光色燈管，
植物栽培燈次之，
最差的是 830 和 840 的燈管。

這個實驗的結果顯示，
浮游植物是無法透過特定光色的照明來對抗的，
因此對抗浮游植物必須採取其他的手段。

德國馬爾堡大學在獲得了這個初步的結果後，
又進行了另外的實驗。
研究人員針對溫度的研究發現，
藍細菌偏好溫暖的環境，
在 30 ℃ 時藍細菌的成長比 25  ℃ 多出了 8%；
淡色紫球藻則在 30 ℃ 以下的環境成長較佳，
在 25 ℃ 時淡色紫球藻的成長比 30  ℃ 多出了 8%；
斜生柵藻在 25 和 30  ℃ 兩種環境下的成長則幾乎是一樣的。

除此以外，
德國馬爾堡大學也針對光照強度和藻類的成長進行了研究。
在 25 ℃ 下兩種光照強度～5,000 lux（a） 和 20,000 lux（b），
比較了三種藻類的成長。

結果發現了：
藍細菌在兩種光照強度下的培養成長是沒有差異的；
而斜生柵藻和紅藻的成長則和光照強的息息相關，
而且當光照強度由 5,000 lux 上升至 20,000 lux 時，
這兩種藻類的成長增加速度為三倍。

當研究人員更進一步提高照明強度時，
三種藻類的成長反而越趨緩慢，
代表著強光不但達到了藻類的光飽和點，
甚至已經造成了強光阻抑的作用。
很可惜馬爾堡大學並沒有進一步說明強光阻抑的光照強度。

不過 Richardson 等人也曾於 1983 年針對光照和藻類發表過研究。
作者發現了許多藻類的光飽和點和強光阻抑點。
其研究結果發現，
大部分的藻類無法利用強光，
或許在強光中能夠存活，
但成長並不會增快，
而且沒有一種淡水藻類能夠在全日照（2,000 μmol/m^2/s）下成長。
研究發現的藻類強光阻抑點一般為 200 μmol/m^2/s，
範圍由甲藻綱的 86 μmol/m^2/s 至矽藻綱的 233 μmol/m^2/s 不等。

藻類種類	光飽和點（± 標準差）（μmol/m^2/s）
矽藻綱（Bacillariophyceae）（22 種）	84（± 8.1）
綠藻門（Chlorophyta）（9 種）	211（± 58）
藍藻綱（Cyanophyceae）（14 種）	39（± 6.2）
甲藻綱（Dinophyceae）（17 種）	47（± 6.6）
紅藻綱（Rhodophyceae）（3 種）	79（± 20）

在水草栽培的照明的強度使用上，
根據德國的研究介於 5,000 至 10,000 lux 之間，
而 Tom Barr 認為大部分的強光水草缸，
水面的光合作用有效能量（PAR）大約為 200 μmol/m^2/s，
換句話說，
我們栽培水草時的人工照明，
其實不但對水草有利，
對大部分的藻類而言也是最適合的強度。
由德國和美國的研究資料看來，
想要透過改變照明強度來抑制藻類，
其實並不容易。
至於光色的問題，
那就更複雜了，
因為每一種藻類偏好的光色並不一致，
何況是水體本身和水中有機質對不同光譜的吸收，
這些都是我們很難以掌握的。

對於藻類的防治，
還是得回歸 Tom Barr 所提出的誘發理論來控制。


本文同時刊載於台灣「AquaPets」雙月刊 2008 年四月號。