Аквариумный сад. Аквариумные растения.
<< Предыдущая страница :: Следующая страница >>

Водные растения в природе и в подводном садоводстве

Вариант засадки аквариума длинностебельными травами

       В комнатном цветоводстве главное внимание обращается на почву для растений, ее состав, питательность, влажность. А растут эти растения в воздушной среде наших комнат, некоторые из них растут только во влажной воздушной среде оранжерей. В подводном садоводстве картина иная: мы культивируем растения в водной среде, среде нам чуждой, совсем другой, чем среда наших комнат, где стоит аквариум. Почва, грунт в аквариуме играет второстепенную роль, главное — это создать и поддерживать здоровой среду обитания водных растений — воду. А вода воде рознь: природные воды — это сложнейшие химические растворы, и состав этих растворов в разных водоемах совсем не одинаков. Конечно, не одинаковы и сами растения, сформировавшиеся в этих водах, одни из них эврибионты и довольно легко адаптируются к тому раствору, который им предлагает садовод в своем аквариуме, другие стенобионты, могут расти только в том растворе, где сформировались и обитают у себя на родине, — с такими приходится много работать, подбирая им подходящие условия в аквариумах. А порой и подобрать эти условия не удается, ввести в культуру эти растения пока не получается. Чтобы понять зависимость водных растений от окружающей их среды обитания, познакомимся кратко с эколого-физиологической характеристикой этих растений.

       Активная жизнедеятельность водных растений прежде всего зависит от степени их освещенности. Именно свет включает все жизненные механизмы растения.

       Освещенность измеряется в единицах освещенности — люксах (лк).

       Люкс — это освещенность, создаваемая источником света силой в один ватт на площади в 1 квадратный метр при перпендикулярном падении света к поверхности на расстоянии в 1 метр. Лампа мощностью в 60 ватт создает освещенность на расстоянии в 1 м в 60 лк. Для чтения достаточно 30 лк, в ясный день летом в комнате вблизи окна обычно около 100 лк, в пасмурный — 50—40 лк.

Колебания уровня воды в тропиках

       Ясным солнечным днем летом на поверхность открытого водоема падает 100 000 лк на широте Москвы. В тропиках может быть столь же сильное освещение, но практически чаще бывает меньшее. В. Шадилек и Г. Брюннер приводят такие данные (в люксах):
Солнечное освещение сквозь зелень леса 30 000
То же в пасмурный день 10 000
Нимфеи хорошо развиваются при — 4000
Другие плавающие растут при — 2000—3000
Длинностебельные травы, валлиснерия — 1200—1700
Криптокорины, эхинодорусы, апоногетоны — 800—1000
Барклайя от 500
На погруженные листья в непрозрачной воде падает — 200—400
Лесные ручьи с заросшими берегами — 100

       В наших аквариумах, снабженных электрическими лампами, освещенность колеблется от 800 до 3000 люксов; таким образом, с точки зрения освещенности мы можем создать необходимые условия для большинства водных растений.

       Вторым важным условием при освещении растений является продолжительность светового дня. В тропиках он длится ровно половину суток — 12 часов. Но косые лучи утреннего и вечернего солнца сильно отражаются от поверхности воды, и потому можно принять за необходимую продолжительность светового дня 10 часов.

       Растения умеренного пояса растут при более длительном световом дне летом, и это одна из причин, почему их труднее содержать в комнатном аквариуме, чем тропические. Днем, при освещении, у растений происходит световая фаза фотосинтетической деятельности, ночью — темновая фаза (ранее считалось, что эта деятельность в темноте не происходит). Многие водные растения в аквариуме придерживаются природного режима светового дня и вечером — примерно к 21 часу — засыпают, несмотря на ярко горящие лампы: листья на верхушке у длинностебельных трав закрывают точку роста (кабомбы, гигрофилы, лимнофилы), а розетки листьев короткостебельных приподнимаются исходятся. Утром, когда лампы еще не включены, листья на верхушках стеблей раскрываются и расправляются, а розетки раздвигаются, листья отклоняются в стороны, так, чтобы обеспечить всем листам доступ к свету. Время освещения аквариума садовод может выбрать сам. Конечно, лучше всего, когда светом управляет автомат — реле времени. Например, у меня реле включает свет в 12 ч дня, когда я на работе, а выключает в 00 часов, так что я могу весь вечер наблюдать за своим садом. Но и при таком режиме многие растения начинают бодрствовать уже к 10 ч утра и засыпают в десятом часу вечера.

Важнейшие лимитирующие факторы среды, определяющие жизнедеятельность растений

       Хорошо освещенные в природе растения «работают» на свету не все время дня: наиболее интенсивно с 10 ч утра до 12— 13 ч дня, затем пауза и снова активное потребление световой энергии с 16 до 18 ч вечера. Надо заметить, что прямые солнечные лучи разрушают хлорофилл в хлоропластах, поэтому ряд растений экранирует его от солнца красным пигментом антоцианом, этим объясняется красота многих растений подводного сада.

       Плохо освещенные в лесных речках растения активно потребляют световую энергию весь день. В большинстве наших аквариумов растения действуют по второму типу. Однако К. Хорст (1986) наблюдал один и тот же вид криптокорины и при 30 000 лк на открытом месте лесного ручья, и при 50 лк в лесных зарослях, где фотографировать без вспышки было невозможно, причем видимых отличий во внешнем виде растений он не заметил. Так что условия, подходящие для одних растений, могут оказаться совершенно неприемлемы для других — ведь в аквариуме освещенность делается заданной и постоянной для всех растений подводного сада: происходящих и из водоемов на открытом пространстве, и из водоемов, слегка затененных, и из лесных речек со слабой освещенностью воды.

       Третье условие освещенности растений — подбор ламп. Для освещения подводного сада используются лампы накаливания и люминесцентные.

       Первые не экономичны, не долговечны, источник света у них исходит из одной точки, и спектр этих ламп далек от солнечного. Появившиеся в последние годы для уличного освещения натриевые лампы лучше обычных, применяемых для освещения комнат, но они пока изготавливаются слишком мощными и имеют в эксплуатации как источник освещения аквариума ряд недостатков. Одним словом, следует признать, что лампы накаливания лучше всего использовать в качестве добавки к люминесцентным.

Газовый обмен между растениями и животными в аквариуме

       Люминесцентные, изготавливаемые в России, годятся для освещения аквариумов двух типов — ЛБ и ЛБЦ, они наиболее близки к спектру солнечного освещения, но весьма далеки от зарубежных ламп, выпускаемых специально для освещения растений. Поэтому зарубежные рекомендации нам не подходят и только вводят в заблуждение. Например, К. Хорст (1986) рекомендует в качестве лучших лампы дневного света, но наши лампы дневного света ЛД могут только затормозить развитие растений, их можно применять только в комбинации с лампами накаливания. Связано это с тем, что растения лучше всего развиваются при красно-оранжевой части спектра, при сине-фиолетовой больше накапливают питательных веществ, но замедляют рост, а к желтозеленой части вообще индифферентны. Люминесцентные лампы не имеют точечного источника света, и их светоотдача на единицу мощности выше, чем у ламп накаливания. Можно принять такое соотношение: 1 ватт лампы накаливания равен 2/3 ватта люминесцентной. Но надо иметь в виду, что люминесцентные лампы через 6 месяцев эксплуатации начинают светить все слабее и их приходится заменять.

       Какова же должна быть мощность светильников для успеха в культивировании подводного сада? Она зависит от высоты столба воды (будем считать, что с помощью фильтров вода у нас всегда прозрачна).

       Наиболее практична высота не более 50 см, при большей осветить растения на дне труднее, а увеличение для этого мощности ламп вызовет излишнее освещение у поверхности. Да и рука садовода при глубине водоема более 50 см не достанет до любого участка грунта. Для небольших растений можно выбирать и меньшую высоту аквариума. Важна и длина водоема: он должен освещаться равномерно сверху, без темных углов по краям. Г. Фрей в книге «Большой лексикон аквариумиста» (1976, на нем. языке) рекомендует 1 ватт мощности люминесцентных ламп на 1 см длины водоема или 2 ватта ламп накаливания на 100 кубических сантиметров воды. Г. Мюльберг (1980) советует определять мощность ламп по формуле: мощность светильников (в ваттах) равна емкости аквариума (в литрах), умноженной на коэффициент корреляции 0,25. Г. Брюннер (1984) предлагает мощность в 0,7—0,8 ватт на 1 л воды как умеренную и 1 ватт и более на 1 л как сильную освещенность.

       В экологии фактор, ограничивающий благополучное существование организма, называют лимитирующим. Свет относится к таким факторам. Но все факторы действуют комплексно, кроме света имеются и другие. Лимитирующим фактором при комнатном цветоводстве для растений, выращиваемых в горшках, выступает вода, ее избыток или недостаток. У подводного садовода такого фактора нет — воды растения его сада имеют всегда в достатке. Другое дело — питание.

Дыхание и фотосинтез растений

       Думаю, что всем читателям, прошедшим в школе курс биологии, и конкретно ботаники, помнится такое явление, как фотосинтез. Поглощая световую энергию, растения в результате фотосинтетической деятельности усваивают углерод — основное вещество для строительства растительной ткани; добывают его растения воздушной среды из воздуха, который содержит углекислый газ (СO2). Естественно, что погруженные в воду растения добывают углерод из того же углекислого газа, но уже растворенного в воде.

       Имеющийся в воде углекислый газ усваивается растениями, а выделяется при этом кислород. Именно поэтому в аквариумах с рыбками содержат обычно растения, они освежают воду, насыщают ее кислородом, который эти рыбки усваивают во время дыхания (а выделяют они при дыхании нужный растениям углекислый газ). Процесс поглощения углекислоты во время световой фазы фотосинтеза происходит за счет поглощения растением энергии света: 6CO2 + 6H2O + световая энергия -> C6H12O6 + 6O2.

       Так происходит с растениями при их освещении. В темноте усвоенный углерод вступает в сложные соединения в растительных тканях (темновая фаза фотосинтеза). Садовод, следовательно, должен знать, что растения так же нуждаются в темноте, в суточном чередовании света и темноты, как и он сам.

       Но наряду с реакцией выделения кислорода и поглощения углекислого газа, которая происходит у растений на свету, параллельно протекает еще один процесс, на этот раз уже круглосуточный — растения дышат. При этом реакция протекает в обратном порядке: углеводы окисляются за счет поглощения кислорода, а выделяется углекислый газ и химическая энергия, используемая растением на рост и развитие. В виде химической формулы это будет выглядеть так: C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + химическая энергия

       Понятно, что ночью растения выделяют только углекислый газ: А днем? Днем обе реакции — и дыхания, и фотосинтеза — протекают одновременно, выделяется и СO2, и O2. Чего же будет больше? Это зависит от степени освещенности растений: если они достаточно освещены, фото синтетическое выделение кисло рода преобладает над выделением углекислоты в ходе дыхания. Любитель аквариумных рыбок при этом будет очень доволен вода освежается, рыбки легко дышат. Нам же, подводным садоводам, такое превышение растворенного в воде кислорода и сокращение в воде углекислоты — не в радость, ведь растения... начинают голодать!

       Это одна из серьезнейших проблем подводного садоводства: дефицит в воде несвязанного СO2. Практически в подводном саду с небольшим рыбным населением уже после полудня (или после 6 часов освещения лампами) возникает этот дефицит. Это значит, что голодающие растения замедляют, прекращают рост, а со временем начинают деградировать, мельчать. Интересно, что у некоторых рыборазводчиков, содержащих десятки и сотни разведенных рыбок вместе с растениями, — при условии, что аквариумы получают достаточно света, — подобной проблемы не возникает, у них благоденствуют даже капризные растения: рыбы в результате дыхания постоянно выделяют много СO2. Но в подводном саду сотни рыб ни к чему, это уже будет не декоративный сад, а выростной рыбный бассейн. За рубежом созданы специально для подводных садоводов установки внесения в аквариумы с растениями СO2. Поскольку подобные приспособления у нас пока не выпускаются, приходится выходить из положения собственными средствами. Их несколько: нельзя содержать растения совсем без рыбного населения; аэрация аквариумной воды воздухом, который компрессор забирает из жилых помещений (в них процентное содержание углекислоты выше, чем в наружном воздухе), насыщает воду не только кислородом, но и СO2; наконец, возможна аэрация воды тонкой струйкой пузырьков СO2 специального, периодически заряжаемого углекислым газом баллона.

Берега лесных речек покрыты зарослями прибрежных растений, которые при высокой воде развиваются погруженными (Центральный Вьетнам).

       Какие же растения в первую очередь голодают в нашем саде? Их две группы. Первая — это реофиты, то есть растения, живущие на течении, в реках и ручьях. В описании растений в следующих главах оговорены эти особенности каждого вида. В текучей воде приток СО2 (как, впрочем, и других нужных растениям веществ) удивительно постоянен. К. Хорст замерял показатели воды в некоторых тропических речках через 5—6 лет, и он был неизменен. Неизменен он и по времени суток, в низовьях и верховьях лесного ручья. Поэтому реофитам очень тяжело в стоячей воде наших аквариумов. Мы эту воду, конечно, должны все время приводить в движение различными аэраторами и фильтровальными установками, но от этого положение не меняется: вертится-то одна и та же вода! Вот почему реофиты, да и другие растения, так благодарно откликаются на регулярную подмену воды: все-таки притекает свежая вода с новым наполнением. Для рыбок, для чистоты аквариума частая подмена воды, может быть, и совсем не нужна (иным рыбкам и вредна), а растениям нужна очень. Подменивать надо 1/5 раз в неделю, а для реофитов — и дважды в неделю.

       Вторая группа голодающих растений — это принудительно содержимые в погруженном положении прибрежные виды, периодически оказывающиеся в природе затопленными. Обе эти группы не обладают способностью добывать связанный СO2, поскольку в природе им этого делать не требовалось: в текучей воде либо во влажном воздухе по берегам несвязанного СO2 всегда достаточно. К реофитам относятся: фонтиналис и другие речные мхи, большинство апоногетонов, криптокорины из рек, особенно из речек о.Борнео, эхинодорусы группы уругвайских. К принудительно погруженным относятся: анубиасы, лагенандры, прибрежные криптокорины, полупогруженные и прибрежные длинностебельные травы, к ним примыкают и большинство растений с плавающими обсыхающими листьями.

       Другие водные растения способны добывать СО2, связанный в растворенных в воде химических соединениях: проблема, с которой садоводы растений воздушной среды не сталкиваются. Водные растения добывают при недостатке свободной углекислоты углерод из бикарбонатной, группы НСО. В воде большинство веществ находится в растворенном состоянии, при этом образуются положительные (обозначаются значком «+») и отрицательные («-») ионы. Бикарбонат кальция распадается на ионы, диссоциирует: Ca(HCO3)2 <> Ca++ + 2HCO3- (значок <> означает, что реакция обратима).

       Карбонаты (СаСО3) и бикарбонаты, а также соли магния MgCO3 характеризуют жесткость воды: чем больше их растворено в воде, тем выше жесткость, выражаемая в градусах. В России используются так называемые немецкие градусы. В аквариумной практике и для рыб, и для растений постоянно приходится иметь дело и с общей, и с временной (бикарбонатной) жесткостью, в пособиях для аквариумистов подробно рассказано об этом свойстве воды и способах замера и регуляции жесткости. В данной книге мы даем упрощенно жесткость в градусах. Разделение жесткости на общую и временную мы убрали потому, что бикарбонатная жесткость в течение суток колеблется (потому и временная). Исходную жесткость водопроводной воды можно узнать на водопроводной станции или попросить замерить жесткость в аквариуме опытного аквариумиста. Наилучшей жесткостью для подводного сада следует считать в пределах 5— 10°. При этом нет смысла ориентироваться на данные природных водоемов, откуда взято то или иное растение: жесткость в тропических речках и ручьях часто бывает очень низкой, но нельзя забывать, что поток воды постоянно приносит растениям все, что им нужно.

       Итак, ион НСО3 поглощается растением, происходит захват необходимого углерода, а кислород и водород выделяются. Однако растения имеют дело не с чистой группой НСО2 - , а с ее связью с кальцием Са(НСO3)2, поэтому «отходом производства» оказывается и кальций в виде гидроксида Са(ОН)2. Гидроксид вступает в реакцию с имеющимся в воде бикарбонатом: Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 <> CaCO3 + 2H20.

       СаСО3 — это соль, выпадающая в осадок в виде тонких длинных кристаллов сероватого цвета. В природных водоемах серая пленка часто покрывает листья погруженных растений, причем не только в относительно жесткой воде, часто в ручьях с мягкой водой листья барклайи, криптокорин покрыты этим налетом. Поскольку бикарбонат из воды извлекается, происходит биогенное (порожденное живыми организмами) умягчение воды. Но это днем, на свету. Ночью начинается обратный процесс, и жесткость повышается.

       Этот сложный биохимический процесс сопровождается и еще одним следствием: освобождающаяся в процессе реакции разложения бикарбонатов гидроксильная группа ОН - подщелачивает воду. В химически чистой воде ионы водорода Н+ и гидроксила ОН- находятся в равновесии, это равновесное состояние условно обозначается цифрой 7 и латинскими буквами рН (пэаш). Ниже 7 вода будет иметь кислую реакцию, выше — щелочную. Появление избытка гидроксила в период фотосинтетической деятельности растений на свету нарушает равновесие в щелочную сторону. А каждое растение имеет свой рН-барьер, за пределами которого жизнедеятельность замирает. Когда вода подщелачивается до 9, фонтиналис и другие реофиты останавливают свою фотосинтетическую деятельность, при этих же показателях рН замирают кабомбы, валлиснерии — при 10, элодеи — при 10,2—10,4. Подщелачивание происходит в верхних слоях воды, а в середине, у дна она может быть днем и ниже 7. Вот почему обязательно нужно вращение воды от аэратора, фильтра. К тому же подщелачивание ведет к разрушению растительных тканей у поверхности, в природе ведь при текучести воды, при волнении этого не происходит. Активно подщелачивающие воду длинностебельные водные травы таким образом тормозят жизнедеятельность короткостебельных. Ночью показатели рН меняются в обратном направлении, а такие суточные скачки показателей рН многие короткостебельные травы не выносят.

       Какие же выводы можно сделать, вникнув в эту сложную химическую деятельность растений нашего подводного сада? Обратимся к рекомендациям К. Хорога (1986): «Основная проблема состоит в том, чтобы привести в соответствие предложение энергии и питания. При сильном свете, а значит, и энергообеспечении необходимо увеличение предложения растениям несвязанного углекислого газа, без этого соответствия растения могут и погибнуть. Большее количество энергии света ускоряет ассимиляцию и обмен веществ растения, и ему требуется больше питания... Недостаток питания может оказаться более вредным, чем даже недостаток освещения... Возрастание значения рН, если одновременно не обеспечено увеличение несвязанного углекислого газа, может привести к распаду хлорофилла».

Аквариумный сад. Аквариумные растения.
<< Предыдущая страница :: Следующая страница >>

       Наш сайт регулярно пополняется интересными и уникальными материалами и статьями по аквариумной тематике. Если вы желаете получать информацию об этом, подпишитесь на рассылку новостей нашего сайта. Гарантируется непередача вашего адреса третьим лицам.