R-Huber "Rust akvarijnich rostlin"

                              АТ-3-73 * R-Huber- * Rust akvarijnich rostlin

Новый взгляд на успешное содержание аквариумных растений был отражен в статье Каспара Хорста "Bodengrundes fur das Wachstum den Aquarienpflanzen" (Значение аквариумного дна на рост растений), опубликованной в западногерманском журнале Aquarien Magasin в 1971 г (N 6, с-223-229). Рад буду более подробно познакомить читателей с содержанием этого очень интересного материала, предназначенного преимущественно для любителей аквариумных растений, но открывающей широкие возможности для дискуссий и для коллекционеров аквариумных рыб, ибо растения и рыбы - две составляющие, дающие цельный и красивый образ аквариуму только тогда, когда они взаимно гармоничны.

А теперь перейдем к основной теме.

Прежде всего необходимо ответить на непосредственно связанный с этой темой вопрос - как погруженные растения принимают питательные вещества, корнями или листьями. Нельзя считать абсолютно верным определение, согласно которому одни растения питаются исключительно листьями (например, Myriophyllum, Elodea, Саbomba и др.), другие - наполовину с помощью листьев, а наполовину с помощью корней (такие как Vallisneria и Sagittaria), и наконец третьи - криптокорины и апоногетоны - только корнями (С - G. Ноffmann "Zur Ernahrung unserer Wasserpfanzen" (К питанию наших водных растений)   -  DATZ 2/1952).

Основанием для подобного мнения служит тот факт, что, например, криптокорины лучше растут в аквариуме с "богатым" питательными элементами грунтом, т.е. там, где к песку или гальке добавляются ил, торф и глина. Однако уже давно доказано, что применение этой теории в практической аквариумистике не ведет к гарантированному успеху.

Но прежде чем мы оставим в покое проблему грунта, для лучшего осмысления последующего материала нужно напомнить о том, что растения принимают все необходимые для себя питательные вещества в растворенном виде (в форме ионов) прямо из воды с помощью так называемых гидропот, расположенных по всей поверхности листа и отсутствующих у наземных растений, у которых для аналогичных целей имеются поры, служащие для транспирации и потребления СО2. Значение гидропот и пор довольно специфично. Поэтому такие растения, которые могут жить как в погруженной, так и в наземной форме (например, криптокорины), вынуждены при переходе из одной формы в другую образовывать новые листья, приспособленные к изменившейся среде. Отсюда можно сделать безошибочный вывод о том, что в аквариумах большинство растений утилизируют питательные вещества с помощью листьев.

Отсюда следует, что все необходимые питательные вещества должны содержаться в приемлемой форме в воде. Но это бывает далеко не всегда. Неудовлетворительный рост растений в аквариуме в большинстве случаев бывает вызван тем, что те или иные необходимые элементы в воде отсутствуют, либо находятся в неправильном соотношении. При этом следует упомянуть, что термин «отсутствующие» элементы? Не следует интерпретировать в том смысле, что их вообще нет в аквариуме, просто они находятся в неудобоваримой для растений форме. В частности, в аквариумах железо часто присутствует в трехвалентной форме, которая не годится для растений. Это затянувшаяся и нерешенная пока аквариумистами проблема. Утешением здесь может служить тот факт, что в последние годы современные удобрения (например, Crypto-Dunger) вносят синтетические добавки, сохраняющие питательные элементы в годной для растений форме. Так удается обеспечить растения железом и многими другими микроэлементами. Поэтому угроза поражения растений хлорозом ныне перед аквариумистами не стоит.

Равным образом, нельзя говорить о четкой зависимости удовлетворительного роста растений от жесткости аквариумной воды или уровня ее рН. Чтобы это утверждение не показалось голословным, обратимся к приведенной ниже таблице.

Анализ воды из Коттавы приведен на основании данных доктора Р. Гейслера - опубликованных в 1967 г. На первый взгляд приводит в недоумение высокий уровень электропроводимости и общей жесткости воды в емкости с криптокоринами - что противоречит обиходному мнению о том, что криптокорины предпочитают мягкую воду. Необычным является и высокое содержание хлорида. Однако если соотнести уровень насыщенности воды хлором с общей минерализацией воды в обоих случаях (индикатором служит электропроводимость), то получим что удельный вес хлора в первом случае составляет 28% а во втором 31%, т.е. практически одинаков. Этот доказывает предположение о том, что оптимальной должна быть не концентрация какой-либо отдельной соли, а смесь всех питательных веществ в аквариуме.

Показатели	Kottawa	Аквариум
	Cryptocorynе thwaitesii,	с превосходным
	Cryptocorynе nevi1lii,	развитием криптокорин
	Aponogeton rigidifolius
Температура воды?  С	25,7	24,5
РН	6,5	7,5
Электропроводимость,  mS	27,0	761 ,0
Общая жесткость, dGH	0,43	18,5
Углекислый газ (СО2, мг/л	9,7	85,8
Свободный СО2, мг/л	-	4,5
Хлориды, мг/л	5,9	183,0
Аммиак, мг/л	0,11	0,1
Нитраты,  мг/л	0,1
Фосфаты (Р04), мг/л	0,009	<0,1
Общее железо, мг/л	0,23 (!)	<0,1
Кислород, мг/л	-	7,0
rН	—	28,2

Эта смесь питательных веществ является определяющим фактором формирования "питательного климата" в том или ином аквариуме. А особенное влияние на "питательный климат" оказывает азот. Таким образом мы подошли к наиболее существенной проблеме аквариумистики. В большинстве аквариумов замеры содержания азота показали их существенное отличие от доз, характерных для естественной среды произрастания большинства растений. Содержание нитратов в аквариумах достигает зачастую 50, 100 и даже 200 мг/л, что соответственно в 500-2000 раз больше, чем в природных водоемах. Происходит это из-за того, что все азотистые соединения, выделяемые рыбами, улитками и избытками корма преобразуются в нитраты и выпадают из круговорота азота. Кроме того, столь высокие показатели вызываются и тем, что сама водопроводная вода уже первоначально содержит много нитратов, например, в Колине-над-Рейном - до 60 мг/л.

В том, что "питательный климат" в аквариуме действительно определяется содержанием нитратов, я смог убедиться при устранении нитратов из аквариумной воды при использовании ионообменника (Lewatit М 600) На рис.1 показаны результаты попыток снизить уровень нитратов в аквариуме, засаженном рыбами и растениями. Зигзагообразная линия показывает, что уровень NОз в период фильтрации снижается, но при промывке или отключения ионообменника поднимается вновь, как будто аквариум сопротивляется низким показателям содержания нитратов. При этом очень зримо проявляется зависимость между содержанием нитратов и "питательным климатом" аквариума.

Этот "питательный климат" определяемый с помощью    измерения редокс-потенциала - к сожалению определение редокс-потенциала в аквариумистике (из-за достаточной трудоемкости и дороговизны) до сих пор мало практикуется, а часто и вовсе отвергается. Но если обходить его молчанием полностью, то это, разумеется, идет в ущерб высококачественному с точки зрения биологии подходу к проблемам аквариумистики.

Для оценки "питательного климата" в воде больше всего подходит именно такой показатель, как rН. Редокс-потенциал (rН) рассчитывается исходя из потенциала Е, выраженного в милливольтах, и показателя рН из расчета, что потенциал Е при колебаниях рН на 1 ед. меняется на 57, 6 mV (при 1В С),   т.е.

          Е

                                                          rН =    ----- + 2 рН

          28,9

Так как понятие рН, согласно определению, представляет отри­цательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, то и показатель rН оказывается зависим от них. И разно как кислая, либо щелочная реакция раствора обычно не отражает ни уровень по­тенциала, ни концентрацию водородных ионов как таковую, а лишь величину рН, точно так же и для редокс-системы используется шка­ла, позволяющая сравнивать баланс окисления-восстановления, несущая ту же функцию, что и шкала рН в комплексе кислота-основа­ние. Шкала rН имеет диапазон от 2 до 42. По существу увеличение показателя rН означает рост окислительной доли и наоборот. Уро­вень rН=0 характерен для сильно редуцированного пространства, например при использовании раствора Titan III - c другой стороны, rН=42 может быть получен благодаря термодинамическому потенциалу так называемых кислородных электродов и практически достижим в растворах сильных окислителей, например соли СЕР (IY) или бихромата калия. Обычно считают, что среда о уровнем rН выше 25 явля­ется окисленной, а ниже 15 – редуцированной, но при этом следует помнить,  что и то и другое понятие являются довольно относительное.

Равно как для шкалы рН, так и для шкалы rН имеется доста­точно ограниченный диапазон, имеющий практическое значение в аквариумистике. При измерении редокс-потенциала грунта и воды обычно получают значения rН от 16 до 36. Для оценки водной среды и ее "питательного климата" мы ограничимся диапазоном rН 27-36.

Результаты сотен анализов, проведенных в различных аквариу­мах и экспериментальных сосудах, совершенно очевидно показывают, что аквариумные растения не    отдают    предпочтение    единственному уровню rН    для    каждого    вида, оптимум лежит в своем диапазоне. Низшую ступень с rН=27,5-28,5 занимают криптокорины.

В действительности трудно найти аквариум с rН =28,5 и ниже, точно так же редко встречаются аквариумы с прекрасными криптокоринами. Большинство же аквариумов имеют значение редокс-потенциа­ла rН =29 с "питательным климатом", благоприятным для растений типа эхинодорусов, гетерантер, валлиснерий и т.п. rН выше 30 предпочитают элодеи, кабомбы, мириофиллумы и зеленые водоросли.

Какие же факторы определяют показатель rН и каким образом "питательный климат" зависит от него? Решающую роль в формирова­нии редокс-потенциала играет грунт. И именно в этом заключается его особенность и первостепенное значение, а вовсе не как источ­ника питательных веществ. Если иметь в виду только его питатель­ность, то грунт в аквариуме и вовсе не обязателен.

Дно безусловно является своеобразным катализатором. И как основным назначением печи является поддержание определенной тем­пературы окружающей среды, так и ролью дна является стабилизация питательного климата. На рис.2 приведена зависимость между ростом растений и величиной редокс-потенциала и поведением неко­торых составляющих питательной системы. При rН выше 28 резко возрастает интенсивность окисления утилизированного азота - Амми­ак (NНз), возникающий при разложении белков животного и    расти­тельного происхождения, как карбонат аммония (NН4)2СOз менее под­дается действию нитрификационных бактерий, разлагающих его на нитриты и нитраты. Исходный катион NН4+ представляет собой прек­расный источник азота для криптокорин. Именно поэтому эти расте­ния лучше всего себя чувствуют при rН порядка 28. Но превышение азотистых соединений в воде может привести к небезопасному для растения накапливанию нитратов в организме криптокорин и при резких изменениях rН - к гибели растений.

Детальный анализ, проведенный доктором Гейслером из Цейло­на, указывает на то, что наличие аммиака, преобладающее над кон­центрацией нитратов является следствием низкого уровня редокс-потенциала. К сожалению, в его работе отсутствуют данные о редокс-потенциале, но исходя из описания грунта можно сделать од­нозначный вывод об очень низком rН. В частности, он пишет: «В спокойных водах вблизи берега я обнаружил студенистый 10-санти­метровый слой гидроокиси железа, что является следствием высоко­го содержания железа в здешнем дне, которое нашло зеркальное от­ражение и в анализах воды».

Безусловно этот железистый слой оказывает положительное влияние на обеспечение гидрофлоры железом. Но главное значение имеет его роль в формировании низкого редокс-потенциала, ибо же­лезо имеет в окислительно-восстановительном балансе огромное значение. Только анорганические элементы образуют обратимую окислительно-восстановительную систему и при изменении валент­ности они могут из редуцируемого положения перейти в окисляемое. В первую очередь это относится к железу, в несколько меньшей степени - к марганцу, меди и другим тяжелым металлам.

Здесь необходимо упомянуть, что в предшествующие годы часто указывалось на более интенсивное развитие растений в аквариумах с железистым дном (или с пресловутым ржавым гвоздем, положенным в грунт), т.е. со сниженным уровнем редокс-потенциала, на что бы­ли свои причины. Обычно считалось, что гвоздь в данном случае выступает как содержащее железо удобрение, что изначально выгла­дит сомнительно. Железо в подобной анорганической форме не может выступать в качестве питательного элемента, ибо не растворяется в воде и принимает форму гидроксида. Только связанным в органи­ческий комплекс с помощью естественных (гуминовые кислоты) или синтетических (таких как ЕДТА) компонентов железо может потреб­ляться растениями.

На что же следует обращать внимание при устройстве аквариу­ма, чтобы с помощью дна достичь оптимального редокс-потенциала с rН =28? Для этого следует использовать  разнообразные органические материалы - коряги,    кору,   прессованный торф,   окаменелое дерево и туф.

В чистых экспериментальных аквариумах с промытым кварцевым песком rН находится на уровне 30-31, что на 1-1,5 ед. выше, чем при непромытом песке или c добавлением к нему железистых соедине­ний.

Аквариум, наполненный только водопроводной водой, в котором ассимилированы несколько экземпляров Heteranthera zosterifolia rH установился на уровне 30,2, но при обогащении воды СO2 он снизи­лся до 29,5. Это доказывает, что в аквариуме ни одна составляющ­ая не может определить самостоятельно успех либо неуспех, а действуют только в тесном взаимоотношении.

На самом деле далеко не всегда легко удается достигнуть то­го оптимального уровня rН, который я намерил в данном случае. При обычном оборудовании аквариума с использованием промытого песка как грунта этого достичь просто невозможно.

Нижеприведенная таблица дает некоторое представление о "пи­тательном климате" при различных вариантах устройства дна:

            Устройство аквариума

1.     Хорошо засаженный аквариум с прекрасно развитыми криптокоринами  - rH =28,5

2.     Голландский аквариум с многочисленными группами растений в том числе, и с превосходными криптокоринами - rH =28,2

3.     Голандский аквариум с богатым ассортиментом растений - rH =28

4.     120-литровый аквариум с дном из леватита.  Растения –валлиснерия, гигрофила, ротала и больбитис растут хоро­шо, криптокорины хиреют 
      - rH =30,1

5.     300-литровый аквариум с песком и примесью торфа и желез­ным гвоздем на дне -   Echinodorus muricatus и криптокорины растут хорошо - rH =28,3

6.    25-литровый аквариум с песком и небольшой примесью торфа Cryptocoryne blassii и Cryptocoryne nevillii   растут хорошо - rH =29

7.     10-литровая опытная емкость в водопроводной водой, без грунта и без растений, с легкой аэрацией через неделю - rH =31,2

8.     то же, с добавлением CО2 - rH =29,5

9.     10-литровая опытная емкость без грунта и растений, но с брикетированным торфом размером 28x20 см - rH =28,7

10.                       3-литровая экспериментальная  банка с кварцевым песком крупностью 3 мм, со слабой аэрацией и без растений - rH =31

11.        то же, с пучком Heteranthera zosterifolia - rH =30,1

12. 3-литровая экспериментальная банка с песком и незначительной добавкой перегноя и с пучком Heteranthera zosterifolia - rH =29,5

13.3-литровая банка с железным гвоздем и пучком Heteranthera zosterifolia - rH =29,5

В итоге можно сказать, что грунт в аквариуме не столько имеет значение как кладовая питательных веществ или субстрат для крепления корней, но в большей степени служит катализатором формирования нормального "питательного климата". Но эту функцию грунт может выполнять только тогда, когда он не стерилен, или с точки зрения любителей голландского аквариума, содержит подходящие органические материалы типа торфа, древесины, коры и содержащего железо ила. Эта функция считается выполненной, если Cryptocoryne установился на уровне 28. Показатель редокс-потенциала может составлять и 29-31, если не предполагается культивировать криптокорины.

Естественно предполагать, что о "питательной климате" в аквариуме будут еще много говорить, многое еще требуется познать и выяснить. Здесь лишь обобщается опыт первых наблюдений.

В заключение хотелось бы рассмотреть и еще один вопрос - Будет ли среда, устраивающая, например, криптокорины, точно так же подходить и для рыб? Ведь при избыточном использовании в аквариуме торфа и особенно - дерева и коры - возникает угроза накапливания большого количества азотистых соединений, особенно в форме NО2, то обычно крайне негативно сказывается на рыбах. Каким же способом избежать этой опасности?