二氧化碳與水草缸的關聯性
每隔一段時間都會有初踏入水草缸的新手提出一個疑惑，那就是到底要不要提供二氧化碳（CO2）給水草缸？這時就又會有正反兩方跳出來說明，同樣雙方各持自己的看法，關於這個常見的問題，獅子認為我們應從植物生長機制來作為討論的出發點，探討在大自然的植物生理是存在什麼樣的運作方式，再慢慢推出水草缸是否要提供二氧化碳，首先要先從過去大家都讀過的光合作用開始。
光合作用的概述
光合作用這個名詞耳熟能詳，相信大家在求學的歷程就該都有聽過，但勿忘水草缸裡面除了水草會行光合作用之外，還有萬惡的藻類也可以辦得到同樣的事。針對水草缸是否要提供二氧化碳，就讓我們先從根本的源頭開始推演，逐步前進來發現真實。
▲上圖為光合作用的流程，想像植物的葉片就是接受太陽光的太陽能板，光合作用就是當植物的葉綠體在吸收太陽公公的光能之後，葉綠體中的葉綠體及酵素便利用植物所吸收的水分及二氧化碳當作原料，製造出氧氣（O2）、葡萄糖（C6H12O6）及水（H2O）當作產物，而被製造出來的水又會回去再行光合作用，針對光合作用，依上圖將分作三個部分來做「簡易」的解說。
（1）光反應：當植物開始接受太陽光照射時，植物所吸收的水分進入葉綠體讓葉綠素產生光反應，利用光能把水（H2O）分子光解變成氧原子（O）與帶正電的氫離子（H+），接著每個氧原子（O）會再跟另一個氧原子結合變成氧氣（O2），最後從植物的氣孔排出供生物呼吸之用。
（2）能量：水（H2O）經過光反應會產生供碳反應之用的能量，上述的氫離子（H+）即為碳反應之所需。碳反應早期的舊稱為暗反應，在過去認為該步驟不需要接受光照便可執行，但若沒有前面的光反應所生成的氫（H+）就不會有後續的反應行為，也因二氧化碳的參與故更名為碳反應。
（3）碳反應：碳反應過程需要氫離子（H+），在植物接受外來的二氧化碳（CO2）後，藉由酵素的幫忙來生成葡萄糖（養分）及水，所生成的水量比光反應前所獲的水量還要少，個人認為從物理的角度切入，得到這個結果確有符合能量守恆，至於葡萄糖則是透過植物的韌皮部送至植物全身。在大自然中，植物中的葡萄糖還可轉變成澱粉、蛋白質、脂肪等物質。
▲光合作用的化學反應式
上開花費一些篇幅介紹光合作用，最後水草缸需不需要二氧化碳的答案其實已經顯露，水草缸對於二氧化碳的需求是肯定的。植物成長的養分大部分來自於光合作用，主要都是靠水及二氧化碳轉成葡萄糖供自身所用，這也就是為什麼開燈時間較久與提供適足的二氧化碳，水草長得比較快的原因，關於水草燈具的選擇，可參考獅子所著〈水草燈具與水草生長的關聯性〉的文章。
或許有人會想發問，既然前面已經提到植物行光合作用即可獲得養分，那為什麼我們還要添加肥料給水草缸？主要目的是補足光合作用所不能形成的元素，像是氮（N）、磷（P）、鉀（K）、銅（Cu）等元素。在大自然環境中，植物死亡後的遺骸分解會變成現地的養分被保留下來；而在一個人工供觀賞用的水草缸裡，通常看到水草枯萎或水草頂水便修剪取出，如此讓養分不會存留於環境內，所以才會另外添加肥料給水草缸，至於肥料怎麼給就又是另外一門學問。（推眼鏡）
陰性水草與陽性水草
推演到這裡，已經知道要藉助二氧化碳的參與來實現光合作用，為何又出現水草缸需要或不需要提供二氧化碳的分歧言論？原因在水草缸的領域中，存有「陰性水草」與「陽性水草」的分類方式，所謂的陰性水草謂指對光線與二氧化碳需求低的水草，大多生長緩慢為其特徵，例如：小榕、鐵皇冠、莫絲等，獅子認為近幾年十分熱門跟小榕一樣同為天南星科的辣椒榕（亦有人稱神祕草）也屬陰性水草的一員，有的辣椒榕品種在強光下葉子會出現十分亮麗的色彩；接著就是介紹陽性水草，這類水草對二氧化碳及光線需求相對陰性水草來得高，栽種陽性水草若不提供二氧化碳恐有造成生長狀況不佳甚至整株死亡的情形，以上就是對於要不要供給二氧化碳見解不一的原點，也因為這樣導致立場相異的人觀點分歧。以目前市場總體來講，陰性水草的品種基本上是遠少於陽性水草，所以市面上販售的水草多半偏屬陽性水草。
文末結語
有以上的分類說明已經做了觀念釐清，水草無疑是有二氧化碳的需求，只有需求程度的高低差異，即便是陰性水草需求低也並非完全不需要二氧化碳，假設水草所處環境完全不存在任何碳源，最終便無法行光合作用落得死亡的下場。某些水草在種植時不提供二氧化碳可能會出現脫鈣的現象，例如：澤瀉科的水草，此現象會使得葉片有白色粉末附著的情形，這時提供二氧化碳一段時間後便可獲得改善。
每每新手問到類似的問題，獅子猜想新手內心只是在糾結要不要花錢而已，像是陸生植物所需的二氧化碳早已存在於大氣中，無須額外花費，而水草缸的二氧化碳卻要花錢購得，這大概就是讓新手頻頻提出相同問題的主因。至於二氧化碳要如何供應，市面上有現成的設備可供購買，也有省錢的DIY作法，操作手法眾多大家自己斟酌使用，還有一點必須要注意，二氧化碳屬於酸性氣體，導入水中會調降pH值，供給量太大會發生魚缸內的水質過酸化或缸內生物缺氧的情形。
希望未來能有更多的同好投入水族的休閒領域，藉由魚缸的運作來瞭解自然生態是如何運行，進而喚醒人們對自然環境的保育意識。我們都知道植物可以利用二氧化碳製造出我們所需的氧氣，但具有「世界之肺」的雨林卻因人類的砍伐活動正在快速減少中。
參考資料
延伸閱讀
