Железо и микроэлементы в аквариуме.

Железо (Fe).

Железо играет ведущую роль в жизни растений, оно содержится во всех частях растений (массовая доля на сухой остаток составляет 0,014%). Железо в воде может присутствовать в нескольких формах: это двухвалентное железо (Fe 2+), трехвалентное (Fe 3+) и в хелатной форме. Следует заметить, что наиболее легко потребляется именно двухвалентное железо, но оно быстро окисляется в водной среде до трехвалентного. Оно входит в состав многих важных растительных ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, где используется способность железа переходить из двух в трехвалентное состояние и обратно: 

Fe ³⁺ + e‾ = Fe ²⁺. 

Исходный продукт для изготовления удобрения

Эти ферменты участвуют в синтезе хлорофилла и других жизненно важных процессах. При недостатке железа синтез хлорофилла затруднен, при этом листовая пластина светлеет, это типичные признаки хлороза. В воде, богатой фосфатами, железо быстро выпадает в осадок, переходя в трехвалентную форму, которая усваивается растениями гораздо хуже. Именно поэтому внесение фосфатов и железа разносят по времени.

  Чтобы свести к минимуму окисление железа в водной среде, его хелатируют, то есть соединяют с комплексонами, хелатами, веществами способными «держать» ион металла в своих «клешнях» (chela - клешня).  Как правило, в природе в качестве комплексообразователей выступают гуминовые кислоты, имеющих огромное атомарное число, часто содержащиеся в торфе и сапропеле. Именно поэтому эти отложения способствуют аккумулированию железа в природе, но в нашем случае желательно использовать не природные, а искусственные кислоты.

Наиболее эффективно применение комплексных соединений железа (II) с органическими комплексообразующими агентами, например, DTPA (диэтилентриаминпентауксусная кислота (HOOC-CH₂)₂-N-C₂H₄-N(CH₂COOH)-C₂H₄-N-(CH₂COOH)₂) или этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) и солями на её основе, например, двухводного кристаллогидрата двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты HNa(OOC-CH₂)₂-N-C₂H₄-N-(CH₂COO)₂HNa^.2H₂O. Его константа нестойкости 3,54^.10^-15  .

Химический анализ воды в аквариуме показывает, что особенно интенсивное поглощение комплексных соединений железа происходит в первые 12 часов после введения добавки. Затем, в течение трех суток, концентрация железа в воде постепенно снижается и становится приблизительно в 5—10 раз меньше исходной. Поэтому необходимо регулярно, лучше ежедневно, подкармливать аквариумные растения железосодержащими препаратами. Эти кислоты по-разному работают в разных средах, наиболее полно потребляется железо в кислой среде.

Самым простым комплексообразователем является лимонная кислота, хотя она и имеет наименьшую константу нестойкости 8,31^.10^-4 , результаты её использования, мне кажется, самые лучшие. Вероятно, растению легче разорвать связь при захвате иона железа, чем при более стойких комплексообразователях.

В последнее время практически многие западные фирмы в своих аквариумных удобрениях применяют либо Rexolin Fe13 (с 13% содержания железа), либо глюконат железа.

Эти комплексоны достаточно хорошо работают в средах, где pH около 7,5. Это большой плюс для создания универсального удобрения, работающего в широком диапазоне активной реакции воды. Вообще, многие специалисты не рекомендуют применение только одного комплексообразователя, ссылаясь на то, что смеси хелаторов работают гораздо лучше. Это действительно так. Так, разговорившись с одним очень известным заводчиком растений, активно продвигающего на аквариумный рынок удобрения собственного приготовления, в закулисной беседе узнал, что они применяют аж 3 хелатора, именно из-за огромных различий воды нашей огромной страны. Если, например, в Питере (простите, в Санкт-Петербурге) вода около 2-3 dH, то в Москве в зависимости от района от 4-12 dH, а в Подмосковье нередка жесткость в 25-30 dH из скважин глубиной более 100 метров. 

Следует заметить, что избыток железа в аквариуме (более 2 мг/л) вреден не только растениям, но и живым гидробионтам. Большое количество железа содержится в красной глине, которая работает очень мягко, не давая выделяться свободному железу в воду и потребляется растениями небольшими порциями. Кроме этого, глины хорошие адсорбенты всех микроэлементов, что тоже немало важно для создания питательного климата в аквариуме.

Железо вносится в аквариум в виде хелатных растворов в концентрации 0,05-0,1 мг на литр. Следует заметить одну неточность, в некоторых источниках сообщается о невозможности усвоения водными растениями трехвалентного железа, это неправда, процесс этот идет, но с большими энергетическими затратами, а криптокоринам вообще все равно, какое железо, трех- или двухвалентное, они с успехом потребляют и то, и другое. Кроме того, при анаэробных условиях в грунте железо восстанавливается до двухвалентного.

Марганец (Mn).

Следующий элемент, который необходим растениям – это марганец, он оказывает на жизнедеятельность растений разностороннее влияние, но основной его физиологической функцией является участие в окислительно-восстановительных процессах, совершающихся в растительном организме. Повышая активность окислительных ферментов, этот элемент способствует большому накоплению в растениях продуктов окисления — аскорбиновой кислоты и органических кислот, а также окислению железа. При недостатке марганца в растениях увеличивается относительное содержание железа (Fe²⁺), а при избытке, наоборот, повышается содержание окисных соединений (Fe³⁺) этого элемента. Последнее объясняется тем, что окислительный потенциал марганца выше окислительного потенциала железа. Именно по этой причине железо, при приготовлении хелатированных растворов, надо растворять первым. Для нормальной жизнедеятельности растений железо и марганец должны находиться в определенном соотношении (примерно 4:1). Отмечена также большая роль марганца в процессе фотосинтеза. Однако следует учитывать, что избыток марганца в водной среде может оказать вредное действие на растения и рыб. Он также хорошо связывается в комплексы хелаторами. Я применяю те же хелаторы, что и для железа.

Следующий микроэлемент это медь (Cu), которая участвует в окислительных реакциях ферментов и белков. В сухом веществе растений её содержится около 0,015%. Медь активно поглощается водными растениями, даже быстрее чем железо, но следует помнить, что ионы меди токсичны для креветок и многих мхов и водорослей. Также требует хелатирования в растворах.

Цинк (Zn) один из важных элементов, присутствует в тканях растений и животных. Жизненно необходим растениям как катализатор гидратации СО2. Также он участвует в синтезе индулилмасляной кислоты, необходимой для развития яйцеклеток и зародышей. В растении его содержится  0,01%. Требует хелатирования в растворах.

Бор (B) необходим для развития растений, его содержание в растении около 0,005%. Недостаток бора ведет к отмиранию ростовых почек, черешки и листья растений становятся хрупкими и растворяются. Но перебор с этим микроэлементом тоже плох.

Действие многих микроэлементов, добавляемых в растворах микроэлементных удобрений, не изучено или изучено недостаточно. Но такие микроэлементы как, йод, кобальт, молибден, ванадий, литий необходимы для роста и окрашивания водных растений.

При стабильно частых подменах воды (2-3 раза в неделю по 25-30%) при обычных условиях (свет 0,5-0,7 Вт/л, СО2) добавление микроэлементов не требуется. Как говорил московский аквариумист  старой школы Игорь Михайлович Комков: «Саша, в воде всё есть». Я это твердо усвоил, действительно, при не столь ярком свете, подмены воды позволяют насытить воду углекислым газом (3-4 мг на литр), убрать органические продукты распада и дать макро- и микроэлементы в необходимых количествах. После периодических подменах водоросли практически не появляются, и при занесении в аквариум с такими подменами исчезают.

Если же вы используете яркий свет (0,8-1,5 Вт/л) с подачей углекислого газа, то необходимо подавать макроэлементы обязательно, естественно, не забывая про железный комплекс с микроэлементами.

Если же вы не поленитесь и организуете протоку, то даже при небольшом расходе воды вы получите превосходный результат даже при ярком свете.

О рецептах с макро- и микроэлементами в следующей статье. Ссылка.