Создание искусственной среды для выращивания аквариумных растений

Курсовая работа на тему:

«Создание искусственной среды для выращивания аквариумных растений»

Введение

В курсовой работе о естественной среде обитания водных болотных растений были подробно рассмотрены факторы внешней среды, которые оказывают существенное влияние на фотосинтез и рост растений. Становится ясно, что мы должны руководствоваться уроками природы, выращивая аквариумные растения. Для аквариумистов появляется увлекательная возможность извлекать уроки не только из исследований естественных биотопов, но и во время научных экспериментов в лабораториях. Цель - оптимальная культивация растений в аквариуме

1. Температура

Значение температуры в аквариуме, как экологического фактора, часто недооценивается. Но она оказывает важное влияние на обмен веществ растений. Если некоторые растения не желают правильно развиваться, в большинстве случаев причину ищут в освещении, в параметрах воды или снабжении питательными веществами, но нередко оказывается, что за плохой рост ответственна температура. Например, Саbоmbа сагоlimina хорошо развивается при температуре 20-25 °С, а при более высокой температуре побеги гибнут. Плохое развитие кабобмы при высокой температуре неудивительно, поскольку вид распространен в регионах с ярко выраженным чередованием времен года. Там Саbоmba сaroliniana населяет водоемы, температура которых большую часть года относительно низкая. На вопрос об оптимальной температуре для аквариума нельзя дать универсального ответа, поскольку каждое растение предпочитает свой вполне определенный режим. Хотя большинство аквариумных растений хорошо себя чувствует в пределах 24-26 °С, этот диапазон не всегда является оптимальным. Чтобы облегчить выбор правильной температуры воды для каждого растения в аквариуме, была составлена таблица температурных допусков для важнейших аквариумных растений. Таблица 5, помещенная в приложении, дает минимум, оптимум и максимум температур. Величины минимума и оптимума составляют проверенные опытные данные, полученные на основе многолетних наблюдений в оранжерее и аквариуме. В основе максимальных показателей среди прочих лежат и многочисленные замеры в естественной среде обитания; возможно, максимум многих видов еще выше, нежели известные нам величины. В соответствии с современным уровнем знаний о естественной среде обитания водных и болотных растений исходят из того, что значительный температурный перепад между днем и ночью благотворно воздействует на рост растений. К тому же, принимая во внимание многообразие культивируемых аквариумных растений, акклиматизировавшихся в субтропических и умеренных поясах, рекомендуется зимой температуру в аквариуме снижать на несколько градусов, что, например, представляется жизненно необходимым для непрерывного выращивания видов апоногетона. При реализации подобных рекомендаций необходимо учитывать и требования к окружающей среде рыб, содержащихся в том же аквариуме, для которых они даже оказывают стимулирующее воздействие на нерест.

2. Освещение

Значение освещения для процессов роста растений. В естественной среде обитания виды в ходе эволюции приспособились к суточным и годовым изменениям солнечной активности, чтобы как можно оптимальнее использовать свет для фотосинтеза. В отличие от этого, в аквариуме растения вынуждены обходиться искусственными источниками освещения, которые в течение всего дня светят неестественно равномерно. Большинство культивируемых аквариумных растений характеризуются тем, что могут приспособиться к этой изменившейся среде обитания. Но следует не забывать, что существуют и другие растения, которые пока так и не удалось успешно разводить в аквариумах. Одной из причин неудач может быть неприспособленность растений к искусственному освещению. В начале аквариумистики аквариумы часто выставлялись на окно, где растения получали дневной свет. И если летом рост был замечательным, и при этом особенно пышно развивались плавающие растения, то зимой из-за слабости и короткого периода освещения многие растения погибали. Неэкономичное использование ламп накаливания уже давно не отвечает современным требованиям. Для аквариумистов, заинтересованных в хорошей растительности, выбор лампы определяется преимущественно двумя критериями: с одной стороны, она должна обладать необходимым для фотосинтеза спектром, а с другой - и рыбы, и растения должны представать в приятном для глаза освещении. В чем же заключаются различия? Для лучшего понимания данной проблемы сначала следует определить, что такое свет. Видимый "белый" свет состоит из всех цветов спектра (от фиолетового, синего, зеленого, оранжевого до красного), каждый из которых обладает определенной длиной волны. Этот свет расположен в диапазоне от 380 до 780 нм (нанометров). Больше столетия известно, что различные цвета света оказывают разное воздействие на растение. Но также было установлено, что человеческий глаз воспринимает цвета спектра иначе, нежели растения. Хотя для фотосинтеза им нужен весь спектр, они все же предпочитают красный (около 700 нм) и в меньшей степени синий (около 450 нм) диапазоны спектра. В отличие от этого, максимальная восприимчивость человеческого зрения лежит в диапазоне желто-зеленого спектра при 555 нм. Но в этом диапазоне кривая фотосинтеза демонстрирует резкий спад. Таким образом, для роста растений важны не только светоотдача (кпд) лампы, но, в особенности, ее цветовой спектр. Поэтому специальные излучатели для растений, такие как, например, Sylvania GroLux или Osram LFlora были сконструированы таким образом, чтобы давать максимум излучений в красном и синем спектрах. Правда, этот "красный" свет воспринимается человеческим зрением как неестественный, отчего для большинства потребителей он используется только в сочетании с другими лампами. Примечательно, что растения в известных пределах способны благодаря ассимилирующему пигменту подстраиваться к цвету освещения (хроматическая адаптация), что было подтверждено на множестве научных опытов со светом различного цвета. Но растения должны "настроиться" на изменившееся качество света, на что уходит несколько недель. Некоторые криптокорины реагируют на изменение цвета и интенсивность освещения опадением всех листьев. Даже если доказано, что многие растения обладают известной приспособляемостью к цвету, из этого еще не следует, что любая лампа в равной мере способствует росту растений и что спектр не имеет значения. Подобная точка зрения противоречила бы всем современным знаниям о природе фотосинтеза растений. Значение "благоприятных" для растений ламп благодаря их позитивному воздействию как на рост, так и на развитие пигментной системы (например, стимуляция коричневых и красных пигментов каротиноидов) бесспорно. По этой причине при выборе типа ламп главное внимание следует уделять качеству света, а эстетические аспекты должны быть отодвинуты на второй план.

2.1 Выбор типа ламп и цвета освещения

В распоряжении аквариумистов для освещения растений и рыб имеется множество типов ламп. Заинтересованный в хорошем развитии растений любитель в первую очередь должен ответить на принципиальный вопрос, использовать ли ему люминесцентные или лампы высокого давления (лампы накаливания, галогенные и лампы смешанного излучения в данном издании не рассматриваются). Учитываться должно следующее: подбор цвета освещения, у которого должен быть световой спектр с высоким процентом красного цвета, направленный на стимуляцию фотосинтеза, в то же время лампа должна обладать высокой светоотдачей и хорошей способностью к цветопередаче.

Люминесцентные лампы

Преимущество люминесцентных ламп заключается в их высокой светоотдаче (больший кпд, нежели у ламп высокого давления), большом сроке службы, хорошей цветопередаче, невысокой цене и низком энергопотреблении (высокая экономичность). Гамма цвета освещения гораздо богаче, нежели у ламп высокого давления. Характерное свойство люминесцентных ламп, в отличие от газоразрядных, обеспечение равномерного освещения аквариума. Однако мнение о том, при каком освещении рыбы и растения предстают в наиболее выгодном свете - чисто субъективное. Срок службы люминесцентных ламп около 7500 часов. Тем не менее, следует избегать высокой температуры окружающей среды, которая может возникать в закрытых осветительных приборах. Максимальный световой поток достигается при 20-25°С. Сильно отклоняющаяся от нее температура окружающей среды резко снижает светоотдачу. Плохие рефлекторы существенно уменьшают освещенность. Хорошими отражающими свойствами обладает алюминиевая фольга, которая к тому же недорога. У нового поколения трехполосовых люминесцентных ламп диаметром 26 мм выше светоотдача, нежели у "старых" диаметром 38 мм. Широкое применение современных люминесцентных ламп в аквариумистике желательно и перспективно. Эти лампы отличаются компактной формой, очень высокой светоотдачей и длительным сроком службы, однако еще не всех цветов освещения. Для выращивания растений можно порекомендовать все выпускаемые различными фирмами лампы, а также специальные "излучатели для растений", отличающиеся высоким процентом красного цвета в спектре. Правда, добиться отдельного, специального цвета освещения не так то просто. Рекомендуются лампы (цветовая температура до 3000 по Кельвину) фирмы Osram цветов освещения Lumilux 22, 31 и 41, а также соответствующие компактлампы Dulux 31 и 41, лампы фирмы Philips маркировки TLD 82, 83 и 92, а также фирмы Sylvania цветов освещения 182, 183 и 193. При необходимости они могут быть комбинированы с нейтрально белыми люминесцентными лампами (например, Osram Lumilux 21, Philips TLD) 84, 94 или Sylvania 184). Проверенной комбинацией являются, например, Osram 22 или 32 с Philips 94, а также GoLux с Philips 84 или 94. Хотя специально разработанные "облучатели растений" Osram 77 LFluora и Sylvania GroLux, также как Triton и aquarelle обладают низким кпд по сравнению со многими другими лампами и в наши дни используются гораздо реже, все же неоспоримо их позитивное воздействие на растения вследствие высокого процентного соотношения красного и синего цветов в спектре. Стоит упомянуть, что поставщики аквариумного оборудования поставляют уже названные трехполосные люминесцентные лампы и под другими наименованиями (например, Trocal)

Газоразрядные лампы

Ртутные лампы высокого давления и галогенные паросветные лампы несколько лет назад стали широко применяться в аквариумистике. При этом для большинства аквариумистов, выбирающих этот тип ламп, решающими были два аспекта: с одной стороны, открытый сверху аквариум (доступный благодаря свободно подвешенным люминесцентным лампам) производит необыкновенный эффект, с другой - подсветка аквариума дает приятную игру света и тени. Часто возникает необходимость достаточного освещения больших, особенно высоких аквариумов. Отдельным недостатком газоразрядных ламп является их высокая цена, сравнительно низкая светоотдача, в отличие от люминесцентных ламп, и неблагоприятные комбинаторные возможности с другими типами ламп. Ртутные лампы высокого давления У ртутных ламп высокого давления низкая светоотдача и относительно плохая цветопередача. Преимуществом данного типа ламп является большой срок службы (примерно 9000 часов). Для освещения аквариумов с растительностью в первую очередь годятся лампы с высоким процентом красного цвета в спектре. Лучше всего подходит цвет освещения ламп Osram HQL Super de Luxe. Во вторую очередь следует использовать теплый белый цвет освещения ламп Osram HQL de Luxe, Philips HPL Comfort, Radium HRL de Luxe и Sylvania HSL Comfort.

Галогенные лампы

По сравнению с ртутными лампами высокого давления световая отдача и цветопередача у галогенных ламп существенно улучшена. А недостатком является сравнительно маленький ресурс - примерно в 6000 часов. Для пользователя крайне важно знать, что галогенные лампы дают около 2 - 5% ультрафиолетовых лучей. По этой причине лампу не следует использовать в открытом состоянии, а накрывать защитным стеклом, поглощающим вредные УФ излучения. При очень высокой освещенности необходимо использовать специальный абсорбирующий УФ излучения фильтр. Негативный опыт с применением ламп этого типа основывается как раз на отсутствии такой защиты.

Следствием сильного облучения ультрафиолетом может произойти разрушение пигмента растений! Кроме того, у галогенных ламп пока что весьма ограничен выбор цветов освещения и слишком мало учитывается необходимая для фотосинтеза растений область спектра.

Рекомендуются лампы Osram wdl ,Philips HPI, Rdium WDL и Sylvania WDL, а также нейтрально белые источники Osram NDL и Philips MHN.

Необходимая световая энергия

Чтобы дать исчерпывающий ответ на этот вопрос, автором были произведены многочисленные замеры люксметром (с. 9-10) в естественных ареалах. Результаты этих исследований отражены в табл. № 6. Подобные величины не могут быть точно перенесены на аквариумную среду, ибо дневной свет обнаруживает другой и меняющийся спектр, нежели искусственные источники света, а с другой стороны важная для фотосинтеза растений область спектра не охватывается настроенным на восприимчивость человеческого глаза люксметром. Такие замеры позволяют делать разнообразные выводы о потребности растений в освещении в аквариуме, а потому быть важными и полезными для практического применения. В соответствии с исследованиями Заиег (1989) освещенность на поверхности аквариума в целом колеблется от 10 000 до 30 000. А на глубине 40 см только что оборудованного аквариума светопотери уже достигают 69%. Замеры автора книги в большинстве случаев давали даже более низкие величины. В аквариуме, эксплуатируемом продолжительный срок, освещенность существенно редуцируется и видоизменяется за счет увеличения замутняющих и красящих веществ. Только по одной этой причине имеет смысл регулярно менять воду. Далее, необходимо помнить, что именно красный свет в первую очередь поглощается водой, отчего в очень высоких аквариумах этот диапазон спектра достигает дна в минимальном процентном отношении. Только редкие растения, которые в естественных условиях растут на большой глубине, оптимально приспосабливаются. Выбор подходящих видов растений для аквариумов выше 60 см резко сокращается. Поэтому для аквариумиста, любящего красивую поросль в аквариуме, первая заповедь - не использовать слишком высокие аквариумы, чтобы создать для растений благоприятные условия освещения. Если данные естественного обитания сопоставимы с аквариумными (с. 9-10), по ним ясно, что светолюбивые растения в естественном биотопе освещаются гораздо сильнее, нежели в аквариуме. Если учесть, что большинство растений в их среде обитания находится на глубине 30 см или растет просто во влажной почве, вряд ли этим видам повредит интенсивное искусственное освещение. Много света в аквариуме едва ли повредит светолюбивым растениям! Правда, при разнообразии видов, которые содержат в аквариуме на небольшом пространстве, сложно разделить растения с небольшой потребностью в освещении (слабоосвещенные или тенелюбивые растения), с большой потребностью в освещении (сильно освещенные или светолюбивые растения). Поэтому аквариумисту необходимо правильно определить оба типа. Ассимиляция у тенелюбивых растений отмечается при сниженной освещенности, и при интенсивном облучении они могут получить сильные повреждении и даже погибнуть. Таким образом, при освещении аквариума необходимо учитывать потребности тенелюбивых растений. Выбор затененного места в аквариуме, например, вдоль боковых или задней стенок может помочь выполнить эти требования. Невозможно одновременно подобрать оптимальный уровень освещенности для тенелюбивых и светолюбивых растений. Оттого каждый аквариумист должен решить, насколько будет высок уровень освещенности. Как правило, приходится выбирать "золотую середину", отвечающую потребностям многих видов. Но это означает, что светолюбивые растения не смогут развиваться оптимально. Поэтому аквариумист, любитель растений, должен выбирать по возможности наиболее интенсивное освещение и размещать тенелюбивые растения в менее освещенных местах аквариума. У многих аквариумистов есть желание иметь ориентировочные параметры необходимой освещенности своего аквариума. Однако часто используемый расчет ватт на литр объема, учитывая различную высоту аквариумов, оказывается настолько неточным, что от него можно отказаться. Растения сами подсказывают оптимальные условия развития и правильного освещения. Например, они реагируют на удовлетворительное или неудовлетворительное освещение типичными изменениями своего облика. Поэтому проверьте, насколько сильно вытягивается побег с удлиненными узлами, утратила ли нижняя часть растения листья, не меньше ли растения размеров, приведенных в описании видов в данной книге. Посмотрите, не развиваются ли растения менее пышно, нежели это можно увидеть на фотографии, не слишком ли мало образуется красного пигмента, и оттого не формируются красные кончики отводков, характерные для хорошо освещаемых растений. Если на эти вопросы вы не сможете ответить утвердительно, вам следует увеличить освещенность аквариума. Уже подчеркивалось, что на тенелюбивые растения необходимо обратить особое внимание, поскольку при определенных обстоятельствах слишком сильная освещенность может им повредить. Но практика показывает, что такая опасность возникает редко, потому что обычное освещение аквариума слишком слабое. Совсем иначе это выглядит в так называемых голландских аквариумах, знаменитых своей необыкновенной растительностью. Тайна таких аквариумов заключается в их очень интенсивной освещенности, достигаемой максимально возможным количеством установленных люминесцентных ламп. При внимательном рассмотрении подобных аквариумов незаметно предпочтение, которое отдается взыскательным, светолюбивым растениям. Эти интенсивно освещаемые аквариумы могут рассматриваться в качестве эталона оптимального ухода за растениями. Таким образом, если вы заинтересованы в таком же хорошем и быстром росте растений, вам необходимо пойти тем же путем и не экономить на освещении. Но аквариумы подобного рода не только требуют большого ухода, поскольку быстрый рост растений нуждается в регулярной подрезке и подсадке, но и очень энергоемки. Альтернатива, при которой обходятся меньшими энергетическими затратами, заключается в том, что подбирают растения, которые обходятся слабой либо средней освещенностью. Разумеется, и таким способом можно оборудовать аквариум, соответствующий голландским критериям. В заключение стоит подчеркнуть, что удовлетворительного роста растений можно достичь, соблюдая взаимосвязь с такими факторами, как температура, свет и соотношения питательных веществ. Длительность освещения. На вопрос о длительности дневного освещения лучше всего ответить, вспомнив условия, в которых они растут в естественной среде обитания. Почти все культивируемые водные и болотные растения произрастают в тропиках и субтропиках между экваториальной зоной и географической широтой 30°. Поблизости от экватора суточная длительность освещения достигает примерно 12 часов. На географической широте 10° световой день, в зависимости от времени года, колеблется от 11 час. 30 мин. до 12 час. 40 мин., при 20° от 11 час. до 13 час. 20 мин. и на географической широте в 30° от 10 час. 12 мин. до 14 час. 05 мин. Таким образом, в этом регионе растения под открытым небом бывают освещены примерно от 10 до 14 часов. Растения в ходе длительного периода эволюции прекрасно приспособились к ритму день-ночь. Далее, для растений, обитающих на большой глубине, вследствие отражения света от водной поверхности при низком положении солнца долгота дня гораздо меньше, нежели для наземных растений. На этом основании делался вывод, что долгота освещения в аквариуме должна длиться 8- 10 часов. Но подобное заключение было опровергнуто. Вышеназванные данные необходимо дифференцировать: с одной стороны, необходимо учитывать, что наименьшая долгота дня в 10 часов на географической широте 30° длится не весь календарный год, а несколько недель "зимой" и затем постепенно увеличивается до 14 часов. С другой стороны, сравнительно небольшое количество растений в естественных условиях длительное время находится на большой глубине, где рефлексия света действительно существенно сокращает долготу дня. Для всех остальных видов, то есть для большинства аквариумных растений, отражение света от водной поверхности не особенно влияет на длительность освещения. Поэтому вопрос об оптимальном освещении должен дифференцироваться. Рекомендуется золотая середина, которая могла бы удовлетворить все растения. Этот компромисс заключается в минимальной длительности освещения в 12ч. Максимальная длительность менее критическая и может достигать примерно 15ч. Правда, с определенной продолжительности освещения интенсивность фотосинтеза больше не растет. Затем следует учитывать, что слишком слабая освещенность не может быть компенсирована за счет увеличения продолжительности освещения. Чтобы создать удовлетворительные условия развития в аквариуме как можно большему количеству растений, рекомендуется ежедневная продолжительность освещения в 12-13 ч. Хотя снижение продолжительности до 10 ч. какое-то время на многих растениях не скажется, но некоторые виды через несколько недель погибают. Вредная для растений рекомендация устраивать "пасмурный день", то есть раз в неделю отключать в аквариуме свет, должна быть отвергнута. Если в тропиках целый день льют проливные дожди, то освещенность никогда не падает до нуля.

3. Грунт аквариума

Большинство культивируемых аквариумных видов являются болотными растениями, которые большую часть питательных веществ получают с помощью разветвленной корневой системы из почвы и лишь небольшую за счет поверхности растения. У водных растений корни настолько малы, что основной их задачей является укрепление в грунте. В весьма небольшой степени они усваивают питательные вещества. Такие растения питаются почти исключительно растворенными в воде ионами, которых в ней намного меньше, нежели в почве. В прошлом много дискутировали о качестве грунтового субстрата, однако не подвергалось сомнению, что грунт имеет большое значение для питания аквариумных растений. Когда в аквариуме хотят иметь оптимальную растительность, то уже при оборудовании аквариума необходимо позаботиться о том, чтобы подобрать для грунта такой материал, в котором содержалось бы достаточное количество питательных веществ. Жидкое удобрение, применяемое аквариумистами, служит лишь дополнением, но ни в коем случае не является заменителем богатого питательными веществами грунта.

При выборе субстрата для грунта необходимо учитывать следующие факторы: грунт не должен содержать или в очень малом объеме такие вещества, которые подвергаются гниению (например, гумус); размер пор должен быть таким, чтобы, с одной стороны, обеспечивать вентиляцию и не препятствовать проникновению воды в почву, а с другой, обеспечивать корням легкое проникновение. Нужно использовать богатый питательными веществами субстрат; грунт должен иметь показатель рН от кислого до нейтрального (проверку производить минимум 6%-ым раствором соляной кислоты; при сильном вспенивании в субстрате слишком много кальция). Только тогда растениям гарантирован оптимальный обмен веществ. Лишь немногие растения (например, Cryptocoryne affinis, Cryptocoryne crispatu1а или виды Vallisneria) отвечают на щелочные показатели рН грунта лучшим ростом, чем в кислой среде. В главе о грунте как источнике питательных веществ (с. 10) указывалось на то, что в естественной среде обитания на рост растений благоприятнее всего воздействует суглинистая почва (смесь песка и глины) с высоким содержанием гумуса. Анализы почвы (Horst, 1986) показывают, что запас питательных веществ в естественном донном грунте существенно выше, нежели в аквариумном. Вдобавок, соотношение воды к почве в аквариуме значительно ниже, чем в естественных условиях, где процессы гниения оказывают иное воздействие, нежели в искусственном биотопе. Некоторые водные растения в состоянии приспосабливаться и развиваться даже в сильно заиленном, плохо вентилируемом и бедном кислородом анаэробном грунте, даже предпочитая такую среду. Но число встречающихся в подобной почве водных растений ограничивается несколькими видами, например, кувшинками и людвигиями, которые вследствие разнообразного морфологического приспособления (развитой системы полостей, обширным аэрационным тканям, дыхательным корням) все же допускают корневую вентиляцию.

Следует подчеркнуть, что большинство водных растений не в состоянии развиваться в столь экстремальной среде. Хотя почвы, на которых произрастают многие аквариумные растения в условиях естественной среды, содержат некоторую часть гумуса, благодаря профилю почвы видно, что там обеспечена достаточная вентиляция и снабжение кислородом, поскольку речь идет о смеси различных компонентов. Поскольку грунт природных ареалов нередко содержит гумус, это часто приводило к ошибочному выводу, что для хорошего роста растений в грунт аквариумов следует обязательно добавлять большое количество органики. Но опыты по выращиванию, в том числе некоторые эксперименты автора, показывали, что применение органического материала (перегной, луговая земля, чернозем и т.д.) в качестве грунтового субстрата в аквариуме в первые месяцы может стимулировать бурный рост растений, однако в дальнейшем вследствие сильного уплотнения, а также слабой вентиляции грунта приводит к их гибели.

Следует также отказаться от использования в аквариуме суглинка, глины, латерита или подобных грунтовых субстратов, поскольку они по названным причинам через пару месяцев неизбежно вызывают отмирание корней. В результате обсуждений в качестве основного компонента грунта рекомендуется грубый, непромытый, бедный известью песок. Он может быть покрыт кварцевым галечником с максимальным диаметром зерна в 1-3 мм. В зависимости от потребности растений в питательных веществах в песок можно добавить (не перемешивая) суглинок и глину, а также продаваемую в зоомагазинах латеритную землю (в которой обычно уже добавлены микроэлементы), чтобы увеличить запасы питательных веществ для растений. Однако при использовании подобных добавок всегда существует опасность, что они со временем сильно уплотнят грунт. Чтобы как можно дольше воспрепятствовать уплотнению и затвердению грунта, рекомендуется применение нагревательных элементов на дне или установка дросселей люминесцентных ламп под аквариумным дном. Подогреваемое дно вызывает легкую циркуляцию воды и вследствие этого вентиляцию грунта. Тот же эффект получают, если аквариум (на высоте нескольких сантиметров от днища) поставить над радиатором. Полезно разводить улиток. Правда, при благоприятном донном климате размножение улиток становится чересчур активным. Их следует регулярно собирать. Это можно легко делать с помощью опущенного на дно кусочка яблока. Через какое-то время улитки соберутся на яблоке. Разрыхление время от времени грунта также оказывает благоприятное воздействие на рост растений. Эти мероприятия, однако, не уберегают грунт от того, что по прошествии года он скудеет. К сожалению, пока зоомагазины не предлагают такого же разнообразия удобрений, какие давно имеются для комнатных растений. Палочки удобрений или гранулированные удобрения для комнатных растений нужно использовать с большой осторожностью и в очень маленьких дозах.

4. Вода в аквариуме

Взаимосвязь между соединениями углерода, рН и карбонатной жесткостью. Для питания высших растений углерод является жизненно важным элементом. В отличие от наземных растений, которые удовлетворяют свою потребность в углероде исключительно поглощением углекислого газа из воздуха, водные растения снабжаются этим питательным элементом преимущественно из различных неорганических соединений углерода в воде (СО2 - углекислый газ, H CO3 - углекислота, HCO3 - гидрокарбонат, СОз2 - карбонаты, Са(НСОз)2 - гидрокарбонат кальция). Для фотосинтеза растений в аквариуме двуокись углерода является важнейшим питательным веществом. При низком уровне рН встречаются свободная двуокись углерода и углекислота. Когда в результате ассимиляции растений двуокись углерода поглощается из аквариумной воды, то это - если не принимать во внимание другие факторы, например дыхание рыб, - приводит к повышению уровня рН. Как только свободная двуокись углерода в воде поглощена, растения начинают вести себя по-разному. Если у одних растений рост приостанавливается (например, у всех изученных до настоящего момента водных мхов, в том числе и Fontinalis antipyretica), то другие аквариумные растения, в отличие от них, способны ассимилировать и использовать (биогенное обезыствление) гидрокарбонаты, в результате чего уровень рН снова возрастает. Вследствие этого происходит выпадение нерастворимого карбоната кальция (СаСОз), что видно по известковым отложениям на листве растений. Научными экспериментами доказано, что в результате поглощения водными растениями гидрокарбонатов уровень рН может возрасти до 11. Многие виды, которые вынуждены обходиться наличием свободной двуокиси углерода, намного раньше прекращают свой рост. Возможно, причины прежних неудач с выращиванием редких, требующих особых условий видов, связаны именно с этим.

Многочисленные исследования природных биотопов показывают, что большинство аквариумных растений живут в слегка кислой, бедной кальцием и солями воде, содержащей достаточное количество свободной двуокиси углерода и углекислоты. Хотя многие из этих растений в известных пределах способны к адаптации и обладают довольно широким диапазоном допустимости, все же и они предпочитают описанную выше среду. Однако другие растения вследствие их зависимости от свободного углекислого газа не могут или способны в малой степени поглощать из воды гидрокарбонат. Поэтому для их фотосинтеза в аквариуме прежде всего необходимо наличие двуокиси углерода. Только относительно малое число тропических водных растений населяет природные биотопы с богатой известью водой и щелочным рН. Растения в такой воде в целом отличаются тем, что при интенсивном фотосинтезе они могут дополнительно извлекать двуокись углерода из имеющегося гидрокарбоната кальция. Выводом из этих химико-биологических взаимосвязей является необходимость устанавливать в аквариуме такой рН, который удовлетворил бы как можно большее число растений с различными требованиями к среде обитания. Подобный уровень может лежать примерно в диапазоне рН 6,2-7,2. Сильно ассимилирующие аквариумные растения поглощают большое количество CO2, отчего необходимо дополнять это питательное вещество и одновременно удерживать показатель рН в нужных пределах.

Для насыщения CO2 в зоомагазинах имеются разнообразные приборы. Но следует подчеркнуть, что необходимость в дополнительном CO2 возникает когда аквариум, с одной стороны, густо засажен, а также имеет хорошее освещение, а с другой, - не достаточно естественное воспроизводство углекислого газа, в том числе в результате дыхания рыб и окислительных процессов, о чем свидетельствует выпадение в осадок извести. Сделать вывод о целесообразности дополнительного насыщения CO2 позволяют замеры рН и его регулярный контроль. В этой связи важно знать, что двуокись углерода в очень высокой концентрации становится ядовитой для рыб, и что существуют виды рыб, которые не переносят низкий рН. Поэтому вплоть до установления нормальной концентрации ССЬ необходимы регулярные замеры с помощью тестов CO2 (соблюдать характеристики производителя). Но для аквариумных растений важны не только знания о тесной взаимозависимости между рН и содержанием двуокиси углерода в воде, но и о пропорции карбонатной жесткости (называемой щелочностью) по отношению к двуокиси углерода. Чем выше карбонатная жесткость, тем больше необходимо двуокиси углерода, чтобы поддерживать гидрокарбонат кальция в растворенном состоянии, то есть препятствовать выпадению извести в осадок. По этой причине имеет смысл умягчить в большинстве своем жесткую водопроводную воду. Например, рекомендуется опреснение с помощью слабокислого катионита (скажем, фирмы Dennerle). Подготовленную воду затем, смешивая с водопроводной, можно довести до необходимого параметра от 2 до 8 ° dGH.. Аквариумная вода с еще более низкой карбонатной жесткостью обладает очень малой стабильностью рН и пригодна для разведения некоторых рыб, обитающих в мягких водах, а не для выращивания большинства аквариумных растений. Вода с карбонатной жесткостью свыше 15° dGH представляет собой неблагоприятную среду для оптимального роста растений, поскольку рН вследствие своей высокой стабильности регулируется слабо.

5. Обеспечение растений в аквариуме питательными веществами

Для естественных водоемов с богатыми популяциями растений характерно наличие всех жизненно необходимых для роста питательных веществ. Если отсутствует одно питательное вещество или оно в недостаточном количестве, то по "Закону минимума" (1855) Либиха это становится ограничивающим рост фактором. В отличие от природной в водопроводной воде отсутствуют или содержатся в недостаточной концентрации многие такие существенные для растений элементы, как железо, калий, магний, натрий и т.д. Другие же питательные элементы, как азот и фосфор, напротив, - в слишком высокой концентрации. Поэтому иногда необходимо добавлять в аквариумную воду удобрения, в которых содержатся все необходимые для роста растений питательные вещества в целесообразном сочетании. Далее, время от времени требуется восполнять дефицит отдельных элементов, например, железа, с помощью специальных удобрений, содержащих поливитамины. Ассортимент удобрений в зоомагазинах обширен, поэтому важно проконсультироваться. Но с подобными препаратами следует быть крайне осторожными и использовать их достаточно экономно. Прежде всего следует применить несколько меньшую дозу от рекомендованной производителем и подождать реакции. Излишек питательных веществ часто приводит к усиленному размножению водорослей! Наконец, нельзя забывать, что питательные вещества поглощаются разными видами растений в неравных объемах и пропорциях. Чтобы удовлетворить потребность в питательных веществах конкретное аквариумное растение, необходимы научные лабораторные эксперименты. Их результаты могли бы стать основой оптимального обеспечения питательными веществами и помогали бы легче распознавать симптомы возникающего дефицита у аквариумных растений. Циркуляция воды. Как подробно объяснялось на стр. 13, циркуляция воды выполняет важную функцию для фотосинтеза растений. Поэтому нужно обращать внимание на то, чтобы аквариум с растительностью обеспечивался необходимой циркуляцией воды. Она особенно важна, когда в аквариуме не очень много рыб и начинается стагнация воды. Следует учитывать, что требования отдельных растений к движению воды весьма различны. Выводы можно сделать из экологических данных, приводимых в описании отдельных видов. Необходимая циркуляция воды достигается, как правило, лучше всего с помощью фильтра. В аквариуме объемом примерно от 500 л целесообразно использовать два фильтра, один их которых функционирует медленно и работает биологически, тогда как другой обеспечивает механическую очистку и одновременно осуществляет циркуляцию воды. Отключение фильтра на ночь, как это иногда рекомендуется, является жестоким обращением с рыбами вследствие наступления быстрого дефицита кислорода, прежде всего в густо засаженном растениями аквариуме. А в результате застоя воды приводит к негативному воздействию на газообмен и обмен веществ у растений.

Кислород

Не подлежит сомнению, что кислород в аквариуме выполняет важную функцию. Производители кислорода в аквариуме противопоставлены его потребителям, к которым относятся растения в темную фазу, а также все микроорганизмы. Процент потребляемого кислорода рыбами по отношению к ним сравнительно невелик. В течение дня содержание кислорода в аквариуме вследствие ассимиляционных процессов существенно повышается и к вечеру достигает своей максимальной величины. Затем вода может растворять кислород за счет циркуляции водной поверхности. Как следствие интенсивной ассимиляции иногда наступает перенасыщение воды кислородом на несколько сотен процентов. Так, автор книги в одном пруду, густо поросшем Elodea canadensis, установила концентрацию кислорода в 198%. Но эта величина показывает дисбаланс, а именно: образование кислорода путем ассимиляции в воде происходит гораздо быстрее, нежели его отдача в атмосферу и поглощение организмами в воде. Но перенасыщение подобного рода в аквариуме невозможно. Потребление кислорода организмами растет с повышением температуры, поскольку дыхательный процесс увеличивается соответственно повышению температуры. С другой стороны, величина насыщенности воды кислородом в большой степени зависит от температуры. Она при температуре 20 °С достигает примерно 9,4 мг/л, при 25 °С - 8,6 мг/л и при 30 °С - 8,0 мг/л. С середины 80-х годов высказываются противоречивые мнения о значении кислорода в аквариуме и его воздействии на рост растений. При этом неоднократно повторялась изложенная одним немецким автором (Krause, 1990) точка зрения, которую многие специалисты уже опровергли убедительными аргументами. Поскольку предлагаемые Krause меры по снижению содержания кислорода очень опасны для всех организмов в аквариуме, я хотела бы перечислить важнейшие аргументы и утверждения, которыми он подкрепляет свои тезисы. Будто бы низкое содержание кислорода стимулирует существенный рост подводных растений и является ярчайшим признаком аквариумов с хорошо развивающейся растительностью. В аквариумах же с высоким содержанием кислорода, напротив, легко возникает недостаток питательных веществ, и это приводит к приостановке роста. Аквариумы с хорошо растущей растительностью регулярно демонстрируют очень низкое содержание кислорода в 3-4 мг/л (утром) и 6 мг/л (вечером). Следует стремиться к такому содержанию кислорода, чтобы он вечером не превышал 5 мг/л, поскольку растения могут пострадать от высокой концентрации кислорода. Если содержание кислорода превышает эту величину, рекомендуется уменьшить скорость работы фильтра, снизив напряжение, растения интенсивнее подкармливать и высаживать плотнее друг к другу, чтобы способствовать обоюдному затенению. Этот автор в результате собственных измерений установил, что в тропических растительных биотопах содержание кислорода постоянно низкое (от 3,5 до 5,5 мг/л.). Далее он утверждает, что большинство популярных аквариумных рыб привыкает к низкому содержанию кислорода. Пышность популяций водной растительности в природе, по его мнению, в большинстве своем связана с выходом грунтовых вод, поскольку причина заключается в высоком содержании питательных веществ при почти полном отсутствии кислорода в грунтовых водах. Вверх по течению реки возникают весьма заметные лакуны питательных веществ, что препятствует дальнейшему распространению растительности. Таково в общих чертах краткое резюме его важнейших положений. Ниже будут приведены контраргументы. Они опираются, с одной стороны, на надежные научные сведения, а также многочисленные замеры, проведенные как в аквариуме, так и во множестве природных биотопов большим числом исследователей, среди которых и автор данной книги. Далее, в течение нескольких лет проводились наблюдения за воздействием планомерного повышения с помощью окислителя концентрации кислорода на растительность в аквариуме. Возражения следующие: научные исследования на многочисленных растениях показывают, что интенсивность дыхания высших водных растений зависит от содержания кислорода в воде. Так, их дыхание падает при снижающемся давлении О, тогда как перенасыщенная кислородом вода ведет у водных растений к росту их дыхания. Точно так же обстоит дело и с дыханием корней, для которых содержание кислорода может быстро превратиться в ограничивающий фактор, отчего должна быть обеспечена хорошая вентиляция грунта (не только у наземных растений, но у большинства водных). Поскольку интенсивность дыхания растения является индикатором обмена веществ, то есть и скорости его роста, то высокая концентрация кислорода в аквариумной воде имеет положительные последствия. Неверно, будто тропические растительные биотопы в большинстве своем бедны кислородом. Многочисленные замеры показывают, что в естественных водоемах с густыми популяциями растений содержание кислорода может быть не только низким, а очень высоким, даже превышающим порог насыщенности от 4 до 14 мг/л, в черных водах от 2,3 до 3,5 мг/л (см. Ноrst, 1986). Далее следует решительно опровергнуть утверждение, будто особая пышность растительности в большинстве случаев обусловлена грунтовыми источниками. Автор данной книги исследовала бесчисленное количество биотопов, с густой растительностью и реки, на многие километры заросшие густыми зарослями водных и болотных растений. Во время темной фазы растения зависят от доступа кислорода извне. Если концентрация кислорода в аквариуме ночью очень низкая, то она может упасть до величин, опасных не только для рыб, но и негативно воздействовать на рост растений. Следствием многих быстрорастущих растений благодаря их интенсивной ассимиляции становится высокая концентрация кислорода в аквариуме; она может рассматриваться как критерий оптимального состояния в аквариуме. Замеры кислорода знаменитых великолепной растительностью "голландских" аквариумов при обычном техническом оснащении, но интенсивном освещении и подкармливании СО2, повышение содержания кислорода примерно на 70% утром до 130% к вечеру. Правда, при этом необходимо дифференцировать и учитывать то, что различная скорость роста отдельных видов растений по-разному влияет на содержание кислорода. В аквариуме с медленно растущими видами концентрация кислорода ниже, нежели в аквариуме с быстро растущими видами. Дефицит питательных веществ может проявляться как при низких, так и высоких показателях кислорода. Во многих аквариумах содержание кислорода было искусственно повышено окислителями, и за ними наблюдали на протяжении нескольких лет. Отмечалось не только явное улучшение роста, но дополнительно возник положительный эффект, в результате которого отмечалось полное прекращение размножения сине-зеленых водорослей. Взаимосвязь эта прослеживается вполне отчетливо, а вот причины пока не вполне ясны. В обследуемых аквариумах требовалась подкормка удобрениями только изредка (самое большее - раз в месяц), которая была вызвана не окислением питательных веществ, а их повышенным потреблением в результате хорошего роста. Сокращение выпадающих в осадок питательных веществ, также как лучшее наличие питательных веществ для растений происходит только при таких низких величинах кислорода, которые для всех организмов в аквариуме опасны и даже во многом смертельны. Современные удобрения для растений содержат хелаты (внутрикомплексные соединения), которые связывают легко окисляемые питательные вещества. Несколько лет назад было научно доказано, что высокое содержание кислорода в воде обладает прямым стимулирующим воздействием на развитие растений, а также является важным фактором для распространения и сплочения внутри биотопа отдельных видов. Распространение видов семейства Рodostemaceae и Нydrosta-сhуасеае, например, ограничивается тропическими водопадами, поскольку интенсивность их дыхания и потребление кислорода крайне высоки. При слишком низких показателях концентрации кислорода растения опускаются на дно, - веская причина, чтобы отказаться от их выращивания в аквариуме. Аропоgеtоп madagаsсarieпsis (Kiener 1963) вследствие большой потребности в кислороде обитает только в прозрачных, проточных, а не стоячих водоемах. Можно предположить, что многие водные растения, предпочитающие реки с быстрым течением, выбирают эти биотопы из-за высокого содержания в них кислорода. О необходимости высокой концентрации кислорода в аквариуме свидетельствуют и другие доводы. Содержание кислорода в воде имеет фундаментальное значение и для размножения микроорганизмов (например, бактерий), поскольку они отвечают за самоочищение водоемов (окисление вредных веществ в неядовитые конечные продукты). С ростом содержания (О растет и их количество, а вместе с тем и поглощение кислорода. Следовательно, при высоком содержании кислорода продукты выделения (экскременты рыб, остатки корма, отмершие растения) быстрее окисляются в безопасные вещества. Потому желательно высокое содержание кислорода. В аквариуме все потребители кислорода (растения, рыбы, микроорганизмы и т.д.) выделяют углекислый газ, один из самых важных элементов для развития растений. Но высокое поглощение кислорода возможно лишь при высоком его содержании. Высокое потребление кислорода приводит не только к улучшению климата питательных веществ, но и падению показателя рН, что в большинстве случаев хорошо. Существует мало видов рыб, о которых точно известно, что они живут при низком содержании кислорода. Но поскольку в аквариумах содержится много видов рыб, уровень концентрации кислорода должен ориентироваться на наивысшую степень потребления, а не низшую. Слишком низкое содержание кислорода для многих рыб означает стрессовую ситуацию и может рассматриваться как жестокое обращение с животными. Внезапная остановка работы фильтра очень быстро приводит к гибели рыб.

Выводы

Содержание кислорода в воде оказывает на жизнь растений, животных и микроорганизмов важное влияние, поскольку представляет собой решающий фактор для их выживания. Благодаря оптимальному росту растений величина кислорода в аквариуме может вырасти до насыщения примерно в 130%. Это не угрожает ни рыбам, ни растениям. Напротив. Научно доказано, что высокое содержание кислорода в аквариуме благотворно воздействует на все живое, а крайне низкая концентрация кислорода всегда свидетельствует о негативной, неблагополучной среде. Высокое содержание кислорода в палюдариуме стимулирует более частое снабжение питательными веществами. Но оно главным образом обусловлено оптимальным развитием растений, следствием чего становится повышенное усвоение питательных веществ, и в меньшей степени их выпадением в осадок. Снижение содержания кислорода всегда означает ухудшение условий среды для всех организмов. Поэтому любые мероприятия, направленные на преднамеренное снижение содержания кислорода, опасны, небиологичны и должны быть обязательно отменены. Следует стремиться к высокому, стабильному содержанию кислорода с минимальной величиной утром 5 мг/л и вечером 8,6 мг/л, которые при 25 °С соответствуют примерно 60 и 100% насыщению. Это может быть достигнуто в первую очередь оптимально ассимилирующими растениями. Затем идут поддерживающие мероприятия, такие как удаление ила и остатков отмерших растений, регулярная подмена воды.

Перед началом оборудования палюдариума необходимо обдумать, как будут оформлены и обсажены боковые и задняя стенки, поскольку это весьма важно для создания гармоничного впечатления. Например, для озеленения аквариума рекомендуются продаваемые в зоомагазинах структурированные панели из натуральной пробки или синтетической смолы. Можно порекомендовать недорогие стиропоровые панели, имитирующие рельеф и которые можно покрывать неядовитой черной краской. Для обсаживания таких декоративных стенок хорошо подходят мелколистные формы, сорта яванского папоротника (Microsorum pteropus) и карликового анубиаса (Anubias barteri uar. nana). Корневища закрепляются с помощью небольших проволочных петель в полихлорвиниловой оплетке на структурированной панели. Для обсаживания камней и коряг пригодны Anubias, Microsorum, Bolbitis, но также и мох и шаровидные водоросли, которые лучше всего связывать тонкой нейлоновой ниткой. Модное, очень эффектное декоративное украшение образуют подушки риччии, которые, по японскому образцу аквариумного искусства, прикрепленные вокруг камня сеткой для волос, продаются в зоомагазинах. Хорошо, перед тем как приняться за подбор и покупку выбранных растений, набросать эскиз (план размещения растений), на котором показать, где будут помещены определенные виды и как они должны сочетаться друг с другом. В эскизе первым делом следует предусмотреть улицу из растений. Подобная группировка не только удивительным образом углубляет пространство аквариума, но и оказывает благоприятное визуальное воздействие. В голландских аквариумах, которые часто служат образцом для любителей растительных аквариумов, используют неприхотливые и медленнорастущие Lobelia сагdinalis и светолюбивые Saururus cernus. Иногда взамен их высаживаются быстрорастущие виды Alternanthera reineckii и Hygrophila corumbosa. Для устройства подобной улицы можно использовать и растения в виде розеток, как, например Isoetes uelata или молодые экземпляры Echinodorus bleneri. Никогда не планируйте разбивать улицу с середины аквариума, поскольку тогда он визуально разбивается на две половины, что ухудшает общее впечатление. Затем обращайте внимание на густую, сплошную группировку растений. Не экономьте на растительном материале! Необычайно и привлекательно выглядит вторая параллельная улица, составленная из растений, отличающихся своей окраской и структурой. Далее необходимо обдумать, какие высаживать растения-солитеры. Это виды, которые особенно красиво выглядят, высаженные отдельно. Все другие разновидности всегда высаживаются только группами. В качестве растений-солитеров рекомендуются такие крупные мечевидные растения, как Echinodorus bleheri, Echinodorus paruiflorus, Echinodorus cordifolius и Echinodorus uruguayensis, а также некоторые виды Echinodorus, как Echinodorus "рубин", Echinodorus "оцелот" и Echinodorus "розовый". Очень декоративны такие формы, как нимфея тигровая Nymphaea lotus, а также виды Сrinum. Некоторые виды из рода Aponogeton также производят приятное впечатление. В очень маленьких аквариумах объемом менее 60 л лучше отказаться от растений-солитеров, поскольку они доминировали бы в аквариуме. Но и в крупных аквариумах лучше ограничиваться всего несколькими солитерами. Теперь оформление переднего плана, что является наиболее тяжелой задачей, поскольку выбор быстрорастущих и одновременно неприхотливых растений для переднего плана не очень-то широк. Для этой цели пригодны формирующие отпрыски виды Echinodorus tenellus, Echinodorus quadriostatus и Sagittaria sudulata, которые в короткий срок покрывают грунт в виде коврика. Неприхотливы Eleocharis acicularis, а также различные виды Lilaeopsis. Их следует покупать много, поскольку они разрастаются очень медленно. Декоративны на переднем плане и Cryptocoryne parua , С. willistii, С.willistii и С. walkeri, которые хотя медленно разрастаются, но зато требуют средней интенсивности света. И наконец, для переднего плана аквариума можно рекомендовать карликовый анубиас (Anubias barteri uar. папа). Он очень светолюбив и потому пригоден для содержания только опытными аквариумистами При посадке небольших растений на передний план часто встречаются трудности. Особенно приходится запастись терпением при уходе за нежными побегами, поскольку они все время тянутся вверх. Здесь помочь может закругленный пинцет. Много времени и усилий отнимает также и посадка мельчайших мечевидных растений, потому что каждое растение нужно посадить.