Вода в растительном аквариуме

В природе водные растения встречаются в различных экологических нишах, таких как озера, реки, ручьи, периодически затопляемые участки суши и они вынуждены приспосабливаться к изменениям уровня воды, температуры, подчас солености, часто выдерживают почти полное высыхание, образуя сухопутные формы.

Остров Борнео. Фото К. Пахомов

Речка на Борнео. Фото К. Пахомов

Река на Борнео Фото К. Пахомов

Буцефаландры на середине ручья

Это наша речка Баховка, 66 км от Москвы

 

В реках и ручьях все водные растения поставлены в очень стабильные условия, вода в таких источниках, как правило, очень мягкая с очень малым количеством солей, рН её обычно 5,7-7,2. Но большой водообмен в быстротекущих ручьях и реках способствует хорошему постоянному притоку питательных веществ для водных растений в течение всего периода роста. Стабильность среды это одно из важных условий существования растений и в природе, и в аквариуме. Вот данные по химическому составу одного из ручьев в Юго-Восточной Азии [K. Horst]:

Температура - 25 С

Электропроводность - 56 mkS 

Общая жесткость - 0,57 dGH

pH - 6,6

Свободный углекислый газ -13,3 мг/л

Кислород - 7 мг/л

Кальций  - 2,26 мг/л

Магний – 1,08 мг/л

Калий – 2,67 мг/л

Натрий – 7,3 мг/л

Железо (II + III) – 0,52 мг/л

Марганец – 0,4 мг/л

Аммоний – 0,03 мг/л

Гидрокарбонат - 27,4 мг/л

Хлорид – 10,5 мг/л

Фосфат – 0,13 мг/л

Сульфат – 1,5 мг/л

Нитрат -0,0 мг/л

Органический углерод - 3,4 мг/л

Примерно такие характеристики вод приводит и Кристель Кассельман при исследовании вод Южной Америки.

Постоянно текущая вода обеспечивает абсолютно постоянные условия для роста водных растений, принося хоть и мизерные порции азота и фосфора, но зато постоянные по времени. По анализу воды видно, что количество азота и фосфора в свободных водах минимально или вообще не обнаруживается, а микроэлементы присутствуют в достаточных количествах. 

Таких показателей следует придерживаться и в аквариуме, но лишь с той разницей, что мы, как аквариумисты, должны стремиться создавать в аквариумах стабильные условия, сообразно исходной воде. Следует заметить, что если пытаться создавать природные условия (по химическому составу) в аквариуме, как в природных водах, то мы получим отрицательный результат, потому что мы не сможем поддерживать эти условия в течение продолжительного времени. Если бы это было возможно, то аквариумистика была бы самым востребованным хобби.

Итак, всё же какими физическими и химическими свойствами должна быть вода в аквариуме, именно и для рыб, и растений?

Идеальна была бы такая вода:

Температура – 23-25 С

Электропроводность – 250-350 mkS 

Общая жесткость – 8-10 dH

Карбонатная жесткость – 4-6 dH,
pH - 6,8-7,2

Углекислый газ -10-20 мг/л

Кислород – 7-10 мг/л

Железо (II + III) – 0,05-0,1 мг/л

Аммоний – 0,01 мг/л

Нитрат < 5 мг/л

Фосфат < 0,1 мг/л

Более мягкая вода будет нестабильна по показателям рН, более жесткая будет иметь неблагоприятный состав, который будет блокировать потребление макроэлементов и микроэлементов растениями.

В последнее время многие аквариумисты для умягчения воды стали применять установки осмоса. Осмотическая установка представляет собой многоступенчатый фильтр, который на выходе имеет мембрану, которая убирает из воды практически все соли металлов и дает воду, свободную практически от всех ионов, проводимость такой воды порядка 10-50 mkS, что соответствует общей жесткости 0,3-0,4 dH. 

Все было вы хорошо, но такой осмос надо реминерализировать, т.е. доводить (исправлять, если хотите) по катионному составу до оптимальных значений по содержанию калия, кальция, магния. Этот процесс хоть и несложный, но требует определенных знаний и времени. Стабильность среды будете обеспечивать вы, и только вы. Если осмотическую воду не исправлять, разбавляя исходную жесткую воду, то многие аквариумисты сталкиваются с подбором пропорций разбавления. Это тоже требует времени и определенных знаний. Если же использовать чистый осмос, то вы обязательно столкнетесь с хлорозом и сколиозом водных растений, обвал рН при нулевой карбонатке неизбежен, возможна гибель рыб и капризных растений.  Без макро- и микроэлементов никакие растения расти не будут, чудес не бывает. Кроме того, осмос, это мертвая вода, в отличии от водопроводной. Для того, чтобы она заработала, она должна получить необходимую биологическую «зарядку» бактериями, водорослями и грибами, что опять таки тоже требует определенного времени для экспериментов и вывода параметров воды на рабочий режим.

Если рассматривать важность элементов питания для водных растений, то важнейшими элементами по потреблению растений будут:

Такие макроэлементы, такие как, кислород (О2), углерод (C) и водород (Н), являются основными, имеющие огромное биологическое значение, также называемые биогенными. Главным, конечно же, является кислород, его доля в сухом веществе растений составляет 41% от массы растений, углерод составляет около 45%, а водород 5,5%. Если кислород и водород входят в состав многих элементов, то углерод усваивается растением в основном в виде углекислого газа, растворенного в воде. Это основной химический элемент, благодаря ему, протекают реакции фотосинтеза и синтеза белков, именно поэтому насыщение углекислым газом необходимо, возможно, правда, питание растений и органическим углеродом, находящимся в субстрате. Другие элементы, получившие названия макроэлементов, такие как, сера (S), азот (N), кальций (Ca), фосфор (P), калий (K), натрий (Na), хлор (Cl) необходимы растениям в довольно больших количествах. Все они участвуют во всех химических и физических реакциях в растении. Недостаток одного или нескольких элементов приводит к уродливому развитию не только растений, но и рыб, поэтому я не сторонник применения осмотической воды, слишком много проблем получается. Считаю, что нужно пытаться исправить исходную воду, если конечно, она не имеет слишком высокую жесткость. Как мне говорил аквариумист старой школы Игорь Михайлович Комков: «Саша, подменивай воду чаще, в ней все есть». Этим он подразумевал, что все макро- и микроэлементы есть в исходной воде. К сожалению, меры по «улучшению» московской воды со стороны Мосводоканала для аквариумистов оказываются весьма плачевными, воду теперь не хлорируют, а озонируют или добавляют более токсичный гипохлорит натрия, который связывает многие питательные вещества в подменной воде, особенно фосфор и железо. Все эти меры, разумеется, делают ее более чистой с биологической точки зрения для человека, но для растений и рыб это не благо. Но в целом любая водопроводная вода пригодна без исправления, конечно, некоторые виды растений и рыб не смогут адаптироваться, но это ничтожно малая часть от всего многообразия, представленного в торговле. К примеру московская вода в районе Каширского шоссе имеет следующие показатели (разбросы в зависимости от времени года):

dH= 14-16

kH=7-9

рН=7,5 (при подаче углекислого газа рН=6,9-7,2)

В такой воде растут (подчеркиваю, растут при подаче углекислого газа) все растения, за исключением некоторых тонин и капризных ротал. В такой воде содержатся несколько десятков видов водных криптокорин, анубиасов, апоногетонов, эхинодорусов, да и многие ароидные прекрасно растут в такой воде. Но об этом позже, в статьях на этом блоге.

Итак поговорим о макроэлементах:

Азот растения потребляют различными путями, это могут быть нитраты, аммоний и в меньшей степени нитриты. С точки зрения наименьших энергетических затрат аммоний обладает наибольшей привлекательностью для них, затем идут нитраты. Нитраты хороши тем, что они входят в состав различных химических соединений, таких, как например, селитры, и легко могут быть дозированы при изготовлении удобрений.

Фосфор необходим для синтеза белков, без него не происходит синтез хлорофилла.

Фосфор чаще всего востребован растениями в виде фосфатов. Оптимальное соотношение нитратов и фосфатов в аквариумистике (15-7,5):1. Для контроля этого соотношения у аквариумиста всегда должны быть под рукой тесты для определения нитратов и фосфатов в исходной воде. Хотя я, как сторонник «старой аквариумной школы», не пользовался ими лет 20 из моей практики, и как не странно, все растения росли и «колосились». Значит дело не в тестах, а обеспечении питания растений в целом. Надо просто чувствовать воду, в природе же никто не придерживается соотношения Редфильда.

Железо (Fe), марганец (Mn), молибден (Mo), бор (B), цинк (Zn), медь (Cu), кобальт (Co) и многие другие элементы, называемые микроэлементами, они жизненно необходимы для протекания многих физиологических процессов, многие элементы выступают как катализаторы или ингибиторы многих биологических процессов, но есть среди них и антагонисты, например, железо и марганец. Многие химические элементы, такие как стронций, барий, литий и другие, присутствующие в земной коре в той или иной степени влияют на развитие растений, хотя их роль на рост и размножение растений изучена недостаточно. Знаю, что микроэлементные удобрения, выпущенные «Старым аквариумистом» содержат их, поэтому эффект от использования УАРом 12 есть ощутимый. Да и я стал добавлять многие элементы в свои удобрения, но об этом надо писать целую статью.

Особняком в ряду микроэлементов стоит железо, о его роли в развитии растений поговорим в другом разделе этого блога. Как, впрочем, и других микроэлементах в статье «Железо и микроэлементы в аквариуме».

В практике аквариумистов встречаются разные подходы при культивировании водных растений в аквариумах. Если не брать экстремальные случаи выращивания длинностебельников при очень ярком свете, то уход за аквариумом сводится к регулярной подмене воды в объемах 30-40% в неделю, что дает приток макро- и микроэлементов и одновременно избавлению аквариума от балластных и вредных веществ (продуктов распада белков и гуминовых кислот). При сильном свете (0,8-1,2 Вт/л) кроме подмен воды требуется подкормка растений, как грунтовая, так жидкая. Для нормального, сбалансированного оптимального аквариума, который я активно пропагандирую, достаточно интенсивности освещения 0,6-0,8 Вт/л (40-60 лм/л), при таком свете уход за домашним аквариумом предельно прост, растения прекрасно развиваются,  водоросли не появляются, рыбы не стрессуют от чрезмерно яркого света, что является на мой взгляд единственно правильным устройством домашнего водоема. 

Разогнанные аквариумы с диким светом (1-1,5 Вт/л) требуют соответственно дополнительного питания, большого количества прежде всего углекислого газа и строго дозированного снабжения макро- и микроэлементами. Хочу донести одну мысль, хорошее «самочувствие» аквариума возможно только при стабильном и сбалансированном предложении всех элементов питания. Обычно, начинающие аквариумисты, начитавшись литературы об осмосе, удобрениях, начинают бесконтрольно добавлять это все без разбора в аквариум, получая дикие скачки жесткости, и, следовательно рН, не понимая, что только добившись стабильности рН можно говорить о стабильности аквариума в целом. Одним из критериев стабильности является постоянное присутствие в воде углекислого газа, не важно сколько будет его 3-4 мг/л или 10-12 мг/л, важно, чтобы его предложение должно быть постоянно во времени. рН косвенно показывает, сколько растворено углекислого газа в воде, например, при kH=6  рН=7,6 будет растворено 4,5 мг/л, при рН=6,8 - 28 мг/л. Надо стремиться к тому, чтобы содержание углекислого раза было больше, но следует помнить, что концентрации СО2 более 30 мг/л смертельны для рыб. Все неудачи при выращивании растений связаны не с высокой жесткостью исходной воды, а высоком рН, т.е. предельно малом содержании углекислого газа в воде.

Температура. Начинающие аквариумисты часто делают ошибку, выставляя терморегулятор на максимум, 28-30 С. Надо понимать, что хоть и мы имеет в большинстве своем дело с растениями и рыбами из тропических и субтропических областей, но оптимальной температурой для большинства из них будет 23-25 С. При более высоких температурах падает растворимость газов, ускоряются многие обменные процессы у растений и животных, требуется больше питательных веществ, что в нашем случае означает приобретение многих проблем, но не поддерживание стабильного и красивого аквариума. Достаточно вспомнить, сколько проблем приносит аквариум с дискусами и растениями, аквариумисты просто не знают за что хвататься, то ли дискусов выращивать, то ли растения спасать. Как кажется, что перебор в 5 градусов это совсем немного, а на самом деле создает непреодолимые трудности в выращивании многих растений.

Считаю, что оптимум это 23-25 С, не более, для роста большинства растений и других гидробионтов это подходит. Колебания температуры в течении дня на 2-4 градуса считаются полезными, как для рыб, так и растений. Считается, что такие перепады способствуют закаливанию рыб и абсолютно естественны с точки зрения природы.

Кислород.

Растения сами могут вырабатывать кислород, при хорошем свете и снабжении углекислого газа этот газ тонкими струйками выделяется растениями, это так называемый перлинг, но отсутствие перлинга ни о чем не говорит, если на растении в любой стадии  роста виден молодой здоровый лист, нет причин для беспокойства. Значит, растение развивается, получая все необходимые вещества.

Кислород поступает из воздуха, перемешивание воды и волнение поверхности способствует активному поступлению этого газа в воздух, но следует заметить, что углекислый газ в 28 (!) более растворим в воде чем атомарный кислород. Некоторыми «авторами» подхвачена невесть откуда взявшееся утверждение, что кислород вытесняет углекислый газ из воды, я специально спрашивал физиков и химиков, верно ли это утверждение? Оказалось, что это очередной перл из забугорных источников. Кислород может вытеснять СО2 из воды только при очень большом давлении, чего в аквариуме быть не может. Так что аэрируете воду, если, конечно, хотите. В последнее время (лет уже 20 как) отказался от аэраторов в пользу помп, они прекрасно перемешивают воду и способствуют как насыщению кислородом, так и переносу других питательных веществ в пределах аквариума. Причем использую в небольших аквариумах (до 150 л) маломощные помпы, как правило, польского или китайского производства. 

Углекислый газ, точнее его пузырьки, обладающие положительным электрическим зарядом осаждают отрицательно заряженные ионы металлов в воде, таких как ионы алюминия, железа, кальция и прочих, именно поэтому вода в аквариумах с СО2 такая прозрачная и ясная. Прозрачность воды связана с механической или биологической взвесью в воде, причем не всегда применение фильтров способствует устранению ее. Если постоянно, 2-3 раза в неделю подменивать 20-30% воды, то вода будет постоянно прозрачной из-за большого количества углекислого газа, который будет поступать с исходной водой. Также такие подмены способствуют препятствуют развитию водорослей в аквариуме. Но, если аквариум имеет еще и установку для обогащения углекислым газом с эффективным диффузором, это вообще наилучшее решение для травника. Флоккуляция в таком случае будет еще больше. Уменьшение таким образом взвешенных частиц препятствует росту красных водорослей (багрянок и т.д.).
О проблемах московской воды http://vivawater.blogspot.com/2018/09/normal-0-false-false-false-ru-x-none-x.html
О балансе свет-питательные вещества-углекислый газ http://vivawater.blogspot.com/2017/03/blog-post_21.html