How Recycling is Better

อยากเปลี่ยน ของเสียให้เป็นอาหาร

ในปัจจุบันมนุษย์ ได้ทิ้งสิ่งปฏิกูลต่าง ๆ แก่โลกนี้ มากมาย ในความเป็นจริง โลกนี้ ดำเนินผ่านกาลเวลา มานานหลายล้านปี
ถ้าสัตว์ต่าง ๆ ที่เป็นบรรพบุรุษของเรา กินแล้ว ขี้ ๆ ตลอด ป่านนี้ ขี้ไม่ล้นโลกหรือ ??

คำตอบคือ ขี้ หรือ สิ่งปฏิกูลนั้น ไม่ล้นโลก เนื่องจากว่า สิ่งปฏิกูลเหล่านั้น ถูกแปรเปลี่ยนกลับให้กลายเป็นอาหารใหม่
ทำให้สัตว์ต่าง ๆ มีอาหารกิน มีอุจจาระ เรือ่ยๆ มา จนถึงปัจจุบันนี้

การที่มนุษย์เราเรียก อุจจาระ ของมนุษย์ว่า สิ่งปฏิกูล เนื่องจากมนุษย์ไม่ชอบมัน มันจึงเป็นของน่ารังเกียจ แต่สำหรับสิ่งมีชีวิต อีกประเภท
สิ่งปฏิกูลคือ สวนสวรรค์ของมัน สิ่งมีชีวิตนั้น ก็คือ จุลชีพต่างๆ และ แบคทีเรีย และสิ่งปฏิกูลของแบคทีเรีย ก็คือ สารประกอบอย่างพวก แร่ธาตุ ต่าง ๆ
ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส แบคทีเรียก็ไม่ได้ใช้ประโยชน์ แต่สิ่งมีชีวิตหนึ่งที่ใช้ประโยชน์ก็คือ ต้นไม้ และ ต้นไม้ ก็กลายเป็นอาหารสำหรับสัตว์ จนถึงมนุษย์อีกที

ดังนั้น ถ้าเราเอามนุษย์ สัตว์ ต้นไม้ กับจุลชีพ มาเชื่อมกัน ก็จะสามารถเชื่อมได้เป็นวงกลม โดยมี สิ่งปฏิกูล กลายเป็นอาหาร สม่ำเสมอกัน สิ่งเหล่านี้ เราเรียกกันว่า
"วัฏจักร" หรือ Cycle ของสารต่าง ๆ ที่เป็นตัวกลาง หรือ เราจะเรียกสิ่งนี้ว่า วัฏจักร ของสิ่งปฏิกูล

ทีนี้กลับมาเข้าเรื่องของ ตู้ทะเลกัน อาหารที่เราให้ปลากิน หรือ ให้ปะการัง สัตว์ก้นตู้กิน เราก็เริ่มทำการใส่สายใยของวัฏจักร ลงเข้า ไปในระบบตู้เลี้ยงปลาของเราแล้ว

การที่เราสามารถทำอาหารให้เกิดเป็นวัฏจักร ได้ จะเกิดความอุดมสมบูรณ์ของตู้ และเสียค่าใช้จ่ายน้อยลง เนื่องจากค่าการกำจัดของเสียออก จะน้อยกว่า และหากเราไม่สามารถทำให้เกิดวัฏจักรได้ ความอุดมสมบูรณ์ของตู้ก็ลดลง ความงามตามธรรมชาติก็ลดลง

ว่าด้วยเรื่องวัฏจักร

ถ้าหากมองลึกลงไป ว่า วัฏจักร เปรียบเหมือนอะไร เราจะพบว่า วัฏจักร โดยปกติ ประกอบด้วย

• ตัวละคร ( หรือสิ่งมีชีวิต ) ที่มีบทบาทในการทำหน้าที่ต่าง ๆ
• สสารที่เป็นวัฏจักร หรือ ตัวกลางในการแลกเปลี่ยนระหว่าง ตัวละคร
• ปัจจัยภายนอก ที่มีผลกระทบต่อวัฏจักรที่มีอยู่
• และ สุดท้าย ก็คือ เวลา ที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนตัวกลาง จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง

องค์ประกอบเหล่านี้ ล้วนสัมพันธ์กับการดำรงอยู่ของวัฏจักร และถ้าขาดอย่างใดอย่างหนึ่งไป โดยไม่มีสิ่งทดแทน วัฏจักร ก็จะหยุดการหมุนเวียน และเกิดผลแทรกซ้อนตามมา ดังนั้น สิ่งที่เราจะต้องเรียนรู้เกี่ยวกับวัฏจักร คือทั้งหมดของทั้ง 4 อย่างนี้ และหากเราต้องการสร้างวัฏจักร ปัจจัยที่ 1 และ 2 เป็นปัจจัยที่ขาดไม่ได้

นักเลี้ยงหลาย ๆ ท่านคงเคยได้ยินเกี่ยวกับวัฏจักร เหล่านี้มาบ้างแล้ว เช่น ในเรื่องวงจรของไนโตรเจน ( Nitrogen Cycle ) วงจร ฟอสฟอรัส ( Phosphorous Cycle ) วงจรสารอินทรีย์ ( Carbon Cycle ) เป็นต้น

สิ่งที่จะต้องจัดหาให้ตู้ทะเลระบบหมุนเวียนครบวงจร คือ องค์ประกอบของความสมดุลย์ของวัฏจักร

การจะดำเนินวัฏจักรให้ครบได้นั้น องค์ประกอบสำคัญที่อยู่ในอันดับแรก คือ ตัวละคร ซึ่งจริง ๆ แล้ว หากเราใส่ตัวละครหรือสิ่งมีชีวิตลงไป สิ่งมีชีวิตนั้น จะทำตามสัญชาติญาณตนเอง เมื่อผนวกกับเรื่องของเวลา ก็จะทำให้วัฏจักรดำเนินต่อไป ได้เองโดยธรรมชาติ

แต่เราก็ไม่ควรที่จะวางใจ เพราะทุกอย่างมักมีเหตุการณ์ไม่คาดฝัน เกิดขึ้นได้เสมอ หากยกตัวอย่างว่า แบคทีเรีย จะคอยย่อยสลายของเสีย พอมองลึก ๆ ลงไป จะพบว่า แบคทีเรียที่ว่า เอง ก็มีมากมายหลายสายพันธุ์ การจะเลือกพึ่งพิงเพียงสายพันธุ์เดียวอาจทำได้ ถ้าสามารถคุมการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมได้ แต่ถ้าไม่ได้ หรือ มีผิดพลาดเมื่อไหร่ แบคทีเรียสายพันธุ์ที่เราพึ่งพิง ตายเสียหมด ก็จะทำให้ไม่มีแบคทีเรียเหลืออยู่จะเป็นผู้เล่นต่อไป

เวลา กลับเป็นจุดบอดของวัฏจักรขนาดเล็ก

ถ้าเรามองในกรณีของ ผู้ล่า และ เหยื่อ และ ผู้ย่อยสลาย เราจะพบว่า

เหยื่อ มักเริ่มต้นด้วยจำนวนมาก และ ผู้ล่ากับผู้ย่อยสลายมีจำนวนน้อย

ต่อมา เริ่มมีผู้ล่าเพิ่มจำนวน และ ผู้ย่อยสลายของเหยื่อก็เพิ่มจำนวน ( เนื่องจากมีมูลและซากของเหยื่อ กับผู้ล่า )

ต่อมา เหยื่อเริ่มลดลง แต่ผู้ล่ากลับทวีจำนวนมากขึ้น และผู้ย่อยสลายก็ทวีจำนวนมากขึ้น

ผ่านไปจนเหยื่อเริ่มลดน้อยถอยลงมาก ผู้ล่ากลับขาดแคลนอาหาร ทำให้ผู้ล่าเริ่มลดจำนวนลง ผู้ย่อยสลายยังมีจำนวนมากอยู่

ต่อจากนั้น เมื่อขาดผู้ล่าแล้ว เหยื่อเริ่มเกิดใหม่ บางทีเกิดจากการนำซากหรือผลผลิตที่ได้จากผู้ย่อยสลาย มาใช้เป็นการเติบโต ผู้ย่อยสลายเริ่มลดจำนวนลง

ต่อมาเหยื่อเริ่มเกิดมากขึ้นเรื่อย ๆ และผู้ย่อยสลายเหลือจำนวนน้อย

ต่อมาจึงเข้าวัฏจักรใหม่อีกรอบ

สิ่งที่ต้องคำนึงคือ กว่าเหยื่อจะเจริญเติบโต ต้องใช้เวลาเท่าไหร่ และ กว่าเหยื่อจะเพิ่มจำนวนได้มากพอ ต้องใช้เวลาเท่าไหร่ กว่าผู้ล่าจะเจริญเติบโตมา จนสืบพันธุ์ได้ ต้องกินเวลา เท่าไหร่ หรือ ผู้ย่อยสลายเติบโตจนย่อยสลายทันจะต้องกินเวลาเท่าไหร่

ยกตัวอย่าง ว่า กว่ามนุษย์จะเติบโตและสืบพันธุ์ได้ กินเวลาไม่ต่ำกว่า 10 ปี กว่าไรทะเลจะเติบโตและสืบพันธุ์ได้ ก็ราว ๆ 2 สัปดาห์

ในระหว่างเวลาที่เติบโตจนสืบพันธุ์ได้ โดยตัดปัจจัยปัญหาอื่นทิ้ง เราลองคิดดูกัน ว่า สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ จะต้องมีวิธีการเพื่อเอาตัวรอด จากผู้ล่า อื่นๆ เป็นระยะเวลา นาน มากพอควร ( ลองใส่ไรทะเลไปใกล้ ๆ ปลา จะพบว่าปลากินหมดไม่เหลือ ภายในไม่ถึง 10 นาที )

อาจงง ว่า เหตุใดเราถึงเน้นเรื่อง "เวลา" ขนาดนี้ คำตอบคือ เป็นเพราะว่า "เวลา" จะทำให้สิ่งต่าง ๆ จัดอยู่ในความ "สมบูรณ์" ได้

ทีนี้ มาดูถึงเรื่องการจัดวงจร ที่จะหมุน เวียนเปลี่ยนของเสีย ให้เป็นวัฏจักร เพื่อนำมาเป็นอาหารใหม่กัน จึงขอให้ดูให้ถ่องแท้ ในเรื่องของวัฏจักร คาร์บอน

1. อาหารที่เราให้ไป จะถูกปลา หรือ สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ กิน และแปรเปลี่ยนเป็น ขี้ปลา เมือกปะการัง กากอาหาร สิ่งปฎิกูล ต่าง ๆ รวมถึง ยูเรีย ที่ออกมาจากผู้ล่า อย่างเช่นปลา ที่กินอาหารเข้าไป หากมีเวลาเพียงพอ และ ปริมาณผู้ล่าเพียงพอ อาหารจะหมดไป ถ้าเป็นอาหารมีชีวิต และมีขนาดเนื้อที่กว้างใหญ่ พอ 1 ใน 100 อาจหาที่แฝงเร้นกาย ลงใน ที่ซ่อนตัว และ หลบหนีจากผู้ล่าได้ แต่ถ้ามี พื้นที่คับแคบอาหารจะถูกกินจนไม่เหลือ
• ขณะเดียวกัน หากให้อาหารมากไป อาหารที่เหลือ ก็จะค้างอยู่และเริ่มเน่า ทำให้น้ำเน่าตามไปด้วย
2. ขี้ปลาหรือสิ่งปฏิกูล จะเกิดการย่อยสลาย โดยอาศัยจุลชีพต่าง ๆ โดยเฉพาะแบคทีเรีย แต่ถ้ามี สัตว์ขนาดเล็กอยู่ในระบบ พวกมันอาจหากินกับขี้ปลาก่อนที่จะโดนย่อยสลาย ทำให้แบคทีเรียไม่ต้องทำงานมากเกินไป
• ถ้าหากแบคทีเรียมีน้อยเกินไป แต่ขี้ปลา กลับสะสมเร็วเกิน ก็จะเกิดช่องว่าง ให้มีแบคทีเรียชนิดอื่นแทรกแซง เช่น พวกกลุ่มไม่ใช้ออกซิเจน เป็นเหตุให้น้ำเน่า
3. แบคทีเรียจะย่อยสลาย ทำให้เกิดสารอินทรีย์โมเลกุลย่อย และ สารอนินทรีย์ต่างๆ ส่วนกากที่ย่อยไม่ได้ ก็จะมีแบคทีเรียชนิดอื่นมาย่อยแทน
• หากการทำงานของแบคทีเรียได้ไม่มากพอ หรือ ไม่สมบูรณ์ ( ซึ่งพบบ่อยในธรรมชาติ ก็จะเกิดกรดอินทรีย์ธรรมชาติ อย่างเช่น Humic Acid หรือที่เราเคยได้ยินกันว่า ฮิวมัส ในหน้าดิน ตัว Humic Acid นี้ รวมถึงตัว Tannic Acid ก็จะทำให้น้ำมีสีเหลืองไม่สวย
4. พืช และ ผู้ผลิต ในระบบนิเวศน์ จะนำสารอนินทรีย์ ที่เกิดจากแบคทีเรีย เหล่านี้ ไปใช้ในการเติบโต และสารอินทรีย์โมเลกุลย่อย ก็อาจกลายเป็นวิตามินให้พวกปลา
• ถ้าหากผู้ผลิต ผู้ดึงสารอนินทรีย์และสารอินทรีย์ไปใช้น้อยเกินไป ก็จะเกิด ภาวะ สารอนินทรีย์คั่ง สารอินทรีย์คั่ง นั่นคือ เหตุการณ์ ๆ เกิด Old Tank Syndrome
• ผลผลิตที่ได้จากสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์หลายชนิด สามารถคงตัวอยู่ได้แม้เวลาผ่านไปหลายปี
• พืชและผู้ผลิต จะกลายเป็นอาหารสำหรับสัตว์ หรือตายไป เป็นซากพืช ทำให้แบคทีเรียต้องเข้ามาย่อยพืช เพิ่มเติมอีกด้วย

 

ดังนั้น ผลสรุปคือ สาร ต่าง ๆ ต้องมีความ "พอดี" และ สิ่งมีชีวิตทีมีบทบาทในวัฏจักร ก็ต้อง "ครบ" และ มีเวลาให้สิ่งมีชีวิต เพื่อให้เกิดความ "สมบูรณ์"

ในธรรมชาติมีข้อได้เปรียบตรงที่มีพื้นที่กว้างใหญ่ จึงทำให้ปัญหาความขาดแคลน และความล้นเกิน ถูกแบ่งเบาได้ด้วยการย้ายถิ่น จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เมื่อผู้ล่า ย้ายออกไป เหยื่อก็เติบโตได้ หรือถ้าเหยื่อหมด เหยื่อจากที่อื่นก็เข้ามาเติบโตได้อีกเช่นกัน แต่ในตู้เลี้ยง หรือบ่อเลี้ยงในฟาร์ม กลับมีปริมาตร น้อยเกินกว่าในธรรมมากมาย ซึ่งมีทั้งข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีคือ เราสามารถคุมปัจจัยการหมุนเวียนต่าง ๆ ได้ง่ายกว่า เช่น เราสามารถคลุมไม่ให้ลมพายุ พัดกระแทกจนมีผลกระทบต่อตู้ทะเลเราได้

ข้อเสียคือ ความสมบูรณ์ ( Perfectly ) นั้น น้อยกว่า ในธรรมชาติ และหากพึ่งพาขบวนการธรรมชาติมากไป จะเกิด ความล่าช้า ในการหมุนวัฏจักร จากที่ควร
จะได้ผลงาน ดี ๆ กลับกลายเป็น ตาย ยก ตู้ อะไรทำนองนั้น

แต่มนุษย์ก็เก่งอยู่อย่าง คือ ทำการศึกษา จนพบได้ว่า หากเราเพิ่มปัจจัย บางอย่างเข้าไป ก็จะช่วยร่นระยะเวลาที่จะต้องรอ ให้เกิดความสมบูรณ์ เหลือน้อยลงเป็นอย่างมาก นึ่นคือ การทำให้เกิด ภาวะ Boom ของสิ่งที่ช่วยทำลายของเสียโดยการนำของเสียนั้น ๆ มาทำให้เข้มข้น เพื่อให้สิ่งมีชีวิตที่เป็นตัวละคร มีโอกาสสัมผัสกับ สิ่งปฏิกูล มากขึ้นจะได้จับกินมากขึ้น สิ่งที่ทำให้เกิดการเร่งของสภาวะธรรมชาติ เราเรียกว่า เตาปฏิกรณ์หรือ Reactor

ดังนั้น แนวทางที่จะเลือกจึงมีโอกาส เลือกได้ 3 แบบคือ

;

;ว่ากันมาถึงพื้นฐานเสียยืดยาวเลย

สิ่งที่อยากให้ผู้อ่านได้เข้าใจคือ บทความนี้ เกิดขึ้นเพราะการสังเกตว่า

1. ทุกครั้งปะการังจะไม่เก็บตะกอนที่ลอยไปติดตัวปะการังกิน แต่ปะการังในธรรมชาติ มีชีวิตอยู่ได้อย่างไร เพราะไม่เห็นเขาจับตะกอนที่ว่านี้เลย ในธรรมชาติ แพลงตอนก็มี แต่ก็ไม่น่ามากขนาดพาให้ปะการังในแนวปะการังได้แพลงตอนจำนวนมาก
   มายมหาศาลเหล่านั้นได้เป็นอาหารเพียงพอ ( โดยเฉพาะปะการังตระกูลถ้วยส้ม และช่อสี ที่ไม่สามารถสังเคราะห์อาหารหินเองได้ )
2. ปลาที่ว่ายกันเป็นฝูง ๆ ในทะเล นั้น หาอะไรมากิน เพราะลำพังในตู้เลี้ยง มีปลาแค่ไม่กี่ตัว ก็อาหารไม่พอแล้ว แต่ในแนวปะการัง ปลาต่อพื้นที่เฉพาะแนวปะการัง ก็มากกว่าตู้เลี้ยงอีกเช่นกัน
3. ตัวอ่อนสัตว์น้ำ สามารถเอาชีวิตรอดได้อย่างไร ในทะเล แล้วทำไม ในตู้เลี้ยงที่เรามีการให้แพลงตอน มันกลับไม่กิน
4. เราจะนำของเสียที่เกิดจากอาหาร กลับมาเป็นอาหารใหม่ได้อย่างไร
5. หากน้ำทะเลในโลกเกิดการเน่าเสีย และเหลือปะการังในตู้เลี้ยงเท่านั้น เราจะทำอย่างไรจึงจะเลี้ยงปะการังเหล่านี้ให้ขยายพันธุ์ได้ โดยใช้ต้นทุนต่ำที่สุด
6. LandBase Coral Farm หรือฟาร์มปะการังที่ไม่ได้ติดทะเล จะหมุนเวียนน้ำมาใช้อย่างไร

การค้นหาคำตอบของคำถามเหล่านี้ ไม่ง่ายมากพอ ต้องการ ๆ ทดลองและการสังเกต ร่วมกับการค้นคว้าข้อมูลเดิมอีกมาก

นั่นคือมีข้อมูลเดิมว่า

• ปะการังหาอาหารได้จาก แสงสว่าง( ผ่านทาง zooxanthellae ) แพลงตอนพืช และสัตว์ แบคทีเรียกับจุลชีพขนาดเล็ก ตะกอนในน้ำ และสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำ
• สารอินทรีย์ในน้ำจะเป็นผู้รวบรวมให้สารอินทรีย์ขนาดเล็กและสารอนินทรีย์มาเกาะรวมกันและเป็นก้อนใหญ่ขึ้น ขณะแบคทีเรียจะย่อยสลายให้เกิดเป็นสารอินทรีย์ละลายออกไปในน้ำสลับกันไปมา
• ปะการังบางชนิดเลือกอาหารการกิน
• แพลงตอนในทะเลมีทั้ง แพลงตอนกลางวัน และ แพลงตอนกลางคืน
• สารอินทรีย์บางชนิดถูกกำจัดโดยวิธี Photochemical หรือ Chemical-Absorption

เราก็เลยพยายามมาดูกันว่า สารอินทรีย์แต่ละชนิดมีวัฏจักร กันอย่างไร แล้วเราจึงเลือกสิ่งมีชีวิตที่จะมาทำงานในวัฏจักรนั้นให้ครบ

กล่าวถึงสารอินทรีย์ขนาดเล็กที่ลอยในน้ำ

สารอินทรีย์ขนาดใหญ่

สารอินทรีย์เหล่านี้ ถูกผลิตจากที่ต่าง ๆ กัน เช่น เริ่มจากชิ้นใหญ่ ๆ อย่าง ซากพืชซากสัตว์ อุจจาระ มูล ต่าง ๆ ถูกทิ้งไว้ แล้วเริ่มเน่าเปื่อย ถูกกระแสน้ำพัดให้แตกตัว หรือ มาจากสิ่งเล็ก ๆ อย่างสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำ ต่อมามีอนุภาคแขวนลอย เช่น เมือกของปะการังหรือปลาหรือ อื่น ๆ ทำให้จับตัวกัน เป็นชิ้นใหญ่ขึ้น จนตกตะกอน ซึ่งการย่อยสลายสารอินทรีย์เหล่านี้ ต้องอาศัยพลังงานและก๊าซออกซิเจน จึงเป็นเหตุให้ก๊าซออกซิเจนในน้ำน้อยลง และถ้าน้อยมาก ๆ ปลาก็จะตายได้ การกำจัดสารอินทรีย์เหล่านี้ จึงมีความสำคัญมาก

เราคิดว่า สารอินทรีย์เหล่านี้ ควรจะถูกอะไรบางอย่างกินไป อย่างเช่น กลายเป็น Marine Snow แล้วถูกสัตว์ประเภทกรองน้ำกิน กินไป สัตว์เหล่านั้นเช่น ปะการัง ถ้าเป็นอย่างนี้ระบบจะสมดุลพอดี แต่จากผลที่เราพบ ปรากฏว่า ปะการังไม่แยแสที่จะจับตะกอนในตู้ที่เลี้ยงมากมายนัก นั่นหมายความว่าอย่างไร?
เราพยายามหาคำตอบมากมาย ตัวอย่างเช่น

• เมือกปะการังมีพิษติดอยู่ ต้องรอให้แบคทีเรียย่อยสลายไปก่อน จึงจับกินได้
• มี ตัวรับรู้ทางเคมี ว่า สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่อาหาร ( ซึ่งมันอาจไม่ใช่จริง ๆ นั่นแหละ )
• มีแบคทีเรียชนิดที่เป็นอันตรายเกาะอยู่เลยไม่จับกิน
• ขนาดไม่พอดี เล็กเกินไปหรือใหญ่เกินไป
• อื่น ๆ

อาการเหล่านี้ต้องรอเวลา เพื่อให้แบคทีเรียกำจัดสิ่งไม่ดีออก แล้วปะการังอื่น ถึงจะกินได้ แต่นี่ก็เป็นเพียงสมมุติฐานเท่านั้น หลายครั้ง การกวนตะกอนทำให้ปะการังบาน อาจเพราะว่า มีตัวเคมีบ่งบอกถึงความเป็นอาหาร ให้มันรับรู้ แต่ก็ไม่ได้แปลว่าจะถูกนำไปใช้เป็นอาหารต่างหาก

( ติดตามภาคต่อไป )

Reference

http://www.ocean.fsu.edu/faculty/huettel/coral.html