Новые аквариумные растения

Надо помнить, что в кипяченой воде после остывания соли собираются в нижней части сосуда, их там нужно оставить, перелив воду в другой сосуд. Если заменяется больше одной трети воды в аквариуме, кипяченую воду, для насыщения кислородом и углекислым газом надо продуть компрессором.

Для питания растений нужны соли железа и хотя воде их обычно содержится достаточно, очень часто растения болеют из-за недостатка железа. Характерные признаки этой болезни “железного хлороза” – морщинистые листья растений, их желтизна и прозрачность. Дело заключается в том, что усвоение растениями питательных веществ происходит благодаря хлорофиллу в клетках их листьев. Хлорофилл же образуется в листьях на свету, который играет в этом случае роль энергоносителя, и при наличии в клетках растворимых солей железа в качестве катализатора. Поскольку из-за присутствия в аквариумной воде кислорода и фосфатов (фосфаты являются результатом деятельности некоторых микроорганизмов), растворимых солей железа в воде крайне мало, растения в большей или меньшей степени болеют, а иногда погибают. Это случается, когда растворимые соли железа переходят в нерастворимое состояние прямо в клетках растений.

Из сказанного становится понятным, почему значительная замена аквариумной воды свежей на некоторое время заметно улучшает рост и состояние растений. Доливая, свежую воду, мы вносим в аквариум питание и соли металлов, и в первую очередь железо в растворимой форме, что обеспечивает на некоторое время нормальные условия для образования хлорофилла и питания растений. Казалась бы, что при рассмотренных условиях постоянного голодания от недостатка железа растения лишены возможности, сколько – ни будь сносно произрастать в аквариуме. Это конечно не совсем так. Существуют и второстепенные источники питания растений железом, которые дают им возможность существовать, хотя растения и не достигают предельно возможного развития и красоты. Например, выпавший под влиянием кислорода и фосфатов осадок солей железа вновь переводится в частично растворимую форму под действием анаэробных бактерий грунта; некоторые растения способны своей корневой системой концентрировать органические кислоты, переводящие некоторое количество железа в растворимую форму.

Аквариумным растениям можно помочь добавлением в воду одного из так называемых “хелафоров”. Хелафоры – это синтетические органические вещества, которые способствуют питанию растений. В качестве хелафора немецкие аквариумисты используют этилендиаминтетрауксусную кислоту, сокращено ЭДТА или ей подобные, выпускаемые в настоящее время фирмой «Тетра». Не следует путать с веществами служащими для определения жесткости воды типа “триалон Б”. Особенностью ЭДТА является то, что связывание ей питательных металлов идет в строгой последовательности, а именно: железо, титан, медь, никель, никель и. т.д., что способствует их лучшему усвоению растениями. Они становятся крупнее и даже цветут.

Дозировка ЭДТА зависит от жесткости воды: при общей жесткости воды до 10 град. необходимо 10 мг/л ЭДТА, от 10 до 16 градусов – 20 мг/ л; более

16 град. – 25 мг/л.

Следует заметить, что применение ЭДТА совершенно безвредно для рыб.

Поскольку ЭДТА образует стабильные органические комплексы с «питательными» металлами, растворенными в воде, ее нужно добавлять в новый аквариум или при чистке старого вместе со свежей водой. При этом добавлять ЭДТА следует пропорционально количеству заливаемой воды.

Я применял ЭДТА и получил хорошие результаты. Исходная вода имела жесткость около 9 -12 град. ЭДТА добавлялось в дозировке 10 – 12 мг/л.

Глава 6. Углекислый газ для аквариумных растений

Аквариумные растения на свету образуют из углекислого газа (СО2) и воды- сахара (углеводы). Этот процесс называется фотосинтезом. . Ночью растения в процессе дыхания выделяют СО2.

Большинство аквариумных растений, хоть и называются водными, в естественных условиях произрастают как болотные растения, и выставляют над водой хотя бы часть листьев и, обязательно, цветы. Так в природных биотопах в ареалах распространения в тропическом поясе Земли, аквариумах растения, растут по берегам рек и озер в зонах временного затопления в периоды дождей. Т. о. они приспособились получать углекислый газ из атмосферы и из воды, тогда как в аквариуме они вынуждены забирать его только из воды.

В достаточно озеленённом аквариуме углекислый газ (СО2) является основным лимитирующим фактором.

В то время как для растений СО2 жизненно необходим, слишком большое его количество может затруднить дыхание рыб. Поэтому ночью диффузию СО2 в аквариум следует уменьшить.

Для хорошего роста аквариумным растениям нужны:

– свет нужного спектрального состава и длительности

– поступление (подача) углекислого газа во время фотосинтеза

– питательные вещества и микроэлементы

– грунт с нужными свойствами.

Подводные растения способны потреблять углерод в двух формах: как растворенный CO2 и как анион HCO3~. Все растения могут потреблять углерод в форме CO2. Этот процесс пассивен, не требует затрат энергии и осуществляется путем диффузии из внешней среды в ткань растения. CO2 будет поглощаться тем быстрее, чем больше разница в его концентрации между водой и тканями растения и чем короче расстояние, на котором

происходит выравнивание концентраций.

Таким образом, если во внешней среде происходит увеличение содержания углекислого газа, то увеличивается и его потребление растениями. Концентрация CO2 в воздухе и воде приблизительно равна 0,5 мг/л. Углекислый газ очень хорошо растворим в воде, однако его диффузия в воде идет приблизительно в 10'000 раз медленнее, чем в воздухе. В стоячих водах это обстоятельство сильно затрудняет потребление CO2. В проточных же водах газ диффундирует лишь через, так называемый, "поверхностный слой" (или границу Прандтла). Это непосредственно прилегающий к поверхности растения обусловленный силами трения крайне тонкий слой, в котором вода неподвижна даже при самом сильном течении. Его толщина приблизительно 0.5 мм, однако, это в 10 раз толще, чем у наземных растений. Как результат – требуется приблизительно 30 мг/л свободного CO2, чтобы удовлетворить фотосинтетическую потребность водных растений. Течение постоянно приносит с новой водой и новые молекулы CO2, чем поддерживается его концентрация в окружающей среде. Однако известно, что многие растения хорошо растут и в стоячей, и в щелочной воде, где потребление растворенного CO2 весьма проблематично.

Водные растения приспособились к ограниченному количеству CO2 несколькими способами. Многие виды имеют мелко -рассеченные листья. Это увеличивает отношение их площади поверхности к объему и уменьшает толщину поверхностного слоя. Водные растения имеют обширные воздушные каналы, называемые, аэренхимой, которые позволяют газам двигаться свободно по всему растению. Это дает возможность, перегонять в листья и ассимилировать CO2, который поступит внутрь растения даже при получении его некоторыми видами растений из грунта при помощи корней. Наконец, многие виды водных растений способны синтезировать, используя гидрокарбонаты наравне с CO2. Это важное приспособление в щелочных водах при pH между 6,4 и 10,4, когда большинство растворимого неорганического углерода существует в форме гидрокарбонатов.

Было выяснено (3), что при возникновении белого налета на поверхности листьев растений рН воды с верхней стороны листа щелочное, а с нижней стороны слабокислое. Было высказано предположение, что, подобное явление связано с потреблением иона HCO3~. При наличии отрицательного

заряда этот ион уже не может диффундировать в ткань листа подобно CO2. Для этого нужен специальный механизм активного переноса, получивший название "протонового насоса". При этом растение в основном за счет световой энергии транспортирует на внешнюю нижнюю сторону листа H+-ионы сдвигая там рН в кислую сторону и как следствие баланс HCO3~/CO2 в сторону последнего. Полученный таким образом углекислый газ диффундирует в ткань листа.

Одновременно с транспортом протонов идет и перенос OH~-ионов на внешнюю верхнюю сторону листа. Здесь рН повышается, что приводит к выпадению в осадок соединений типа MeCO3 в виде белого налета.

В целом процесс потребления HCO3~ менее эффективен, чем поглощение CO2 из-за своей энергетической зависимости. Очевидно растения выработали его как приспособление к существованию в щелочных , стоячих водах. Растения же кислых проточных вод такого механизма не имеют либо, как

минимум, отдают предпочтение поглощению CO2.

В нейтральных до слабощелочных водах с низкой карбонатной жесткостью (а следовательно и с малым количеством CO2 и HCO3~) большинство растений растет крайне плохо.

Аквариумист может добиться улучшения доставки CO2 водным растениям двумя способами. Во-первых, можно увеличить степень перемешивания воды в аквариуме. Это уменьшит толщину пограничного слоя, и будет гарантировать, что уровни CO2 в воде и воздухе находятся в равновесном состоянии. Этот метод недорог, легко осуществим, и в большинстве случаев дает положительный эффект.

Во-вторых, газ CO2 может быть введен в аквариум. Это – более дорогое удовольствие и при выполнении ненадлежащим образом может приводить к гибели рыб. Однако этот метод становится единственно возможным при культивировании растений полностью неспособных использовать гидрокарбонат (например, виды рода Cabomba).

Аквариумист должен знать, что растения состоят из углерода [C] на сорок три процента сухого веса, а в аквариуме без подачи углекислого газа (CO2) его настолько мало, что им просто негде взять основной строительный материал для своих клеток.

Растения, используя световую энергию, кислород, углерод и водород осуществляют фотосинтез.

С помощью фотосинтеза углеводы, например глюкоза, получается из двуокиси углерода (углекислого газа) по реакции:

CO2 + 6H2O + 674 ккал –> C6H12O6 + 6H2O.

Как видно из формулы это невозможно без достаточного количества CO2.

По этой формуле также видно, что процесс фотосинтеза растений требует определенного уровня энергии света . Если свет недостаточно яркий, фотосинтез происходить не будет. При уровне освещенности, близком к оптимальному (1), фотосинтез будет происходить все быстрее.

Данные исследований фирмы Тропика, крупнейшей компании по выращиванию аквариумных растений, показали, что в природе, при достаточном количестве питательных веществ, углекислый газ вместе со светом являются главными лимитирующими факторами роста растений. При условии насыщения воды всеми питательными веществами. В компании «Тропика» две недели наблюдали результаты по выращиванию риччии, и получили следующие результаты:

– нет подачи углекислого газа плюс низкая освещенность , рост растений равен нулю (за две недели почти никакой прибавки массы листьев),

– при малой подаче углекислого газа и низкой освещенности рост увеличивается в четыре раза,

– при малой подаче углекислого газа и высокой освещенности, рост усиливается в 6 раз (на примере, ричии).

Даже средний уровень подачи CO2 в плохо освещенном аквариуме приводит к 2-х кратному усилению роста растений. Потому что может производиться больше хлорофилла без фатальных последствий для баланса энергии растения – растение тратит меньше энергии и ресурсов для извлечения CO2 из воды, и остается больше энергии для оптимизации переработки световой энергии в ткани растения. В результате, хотя не увеличивалась интенсивность освещения, растение может более эффективно использовать уже имеющийся свет. Очевидно, что выгода от увеличения интенсивности освещения и подачи углекислого газа превосходит эффект от повышения только одного из них.

Из вышеизложенных фактов следует что: интенсивность освещения должна соответствовать количеству подаваемого в аквариум углекислого газа и наоборот.

У большинства любителей растений, не владеющих методикой Nature Aquarium недостаток света, и отсутствует подача углекислого газа, поэтому темпы роста растений не высоки –один лист в неделю. Увеличив только свет, вы улучшите рост, но в этом случае возникает угроза появления водорослей. И только приведя освещенность в норму, и сделав подачу углекислого газа получите ускорение роста будет в несколько раз.

Чтобы обеспечить оптимальный фотосинтез водных растений концентрация свободного углекислого газа в воде должна быть порядка 15-30мг/л, при этом нельзя превышать предельно допустимую концентрацию для рыб 30мг/л.

Низкая растворимость углекислого газа в воде, относительно толстый недвижимый слой и высокая концентрация, необходимая для обеспечения фотосинтеза подсказали одному ученому утверждение: "Для пресноводных растений, естественный уровень соединений углерода в воде является главным сдерживающим фактором фотосинтеза…" [3]

При быстром росте растений после начала подачи CO2 очень скоро начнут проявляться признаки нехватки питательных веществ, так как растения быстро использую все железо, калий, магний и прочие микроэлементы. Так что подачу углекислого газа можно использовать в сочетании с ежедневным внесением удобрений.

6.1 Углекислый газ и кислород

Вопреки распространенному заблуждению, углекислый газ не вытесняет из воды кислород, а наоборот, и не ограничивает его доступность для дыхания рыб – они успешно сосуществуют. Наоборот – благодаря хорошему росту растений концентрация кислорода днем, когда растения активно синтезируют, достигает 11 мг/л, что намного выше 100% границы насыщения при температуре воды 24С, и к утру падает только до 8,0 мг/л. Для нормальной жизнедеятельности рыб достаточна концентрация растворенного кислорода в воде 5 мг/л (насыщение 60%).

Если в аквариуме до 200 литров нормально буферизированная вода (с dKH=2-4) и он не перенаселен рыбами, содержание кислорода к утру остается достаточно высоким (8мг/л), а при pH более стабилен, если подачу CO2 не выключать на ночь.